專(zhuān)利名稱(chēng)：一種垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，該裝置可將焚燒飛灰中含 有的重金屬和二噁英進(jìn)行無(wú)害化處理，屬于固體廢棄物無(wú)害化處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
垃圾焚燒方法與其它處理方法相比，能更好地達(dá)到垃圾處理的減容化、資 源化和無(wú)害化的治理目標(biāo)，且具有占地面積小，運(yùn)行穩(wěn)定，處理時(shí)間短、減量 化顯著、無(wú)害化徹底、可回收熱能優(yōu)點(diǎn)，在許多國(guó)家和地區(qū)把建設(shè)生活垃圾焚 燒發(fā)作為生活垃圾處理的首選方案。目前，新加坡、瑞士、盧森堡、丹麥、日
本、瑞典和比利時(shí)等國(guó)家的生活垃圾焚燒處理比例約占總處理量50%以上。生 活垃圾焚燒后會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于原垃圾質(zhì)量2%-5%的焚燒飛灰，而焚燒飛灰是國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的危險(xiǎn)廢棄物，在最終處置前必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理。飛灰給環(huán)境帶來(lái) 的污染主要有重金屬污染、二噁英污染和溶解鹽污染。根據(jù)我國(guó)危險(xiǎn)廢物浸出 毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)飛灰中Pb和Hg的浸出質(zhì)量濃度超過(guò)最高允許值時(shí)，屬危險(xiǎn) 廢物。飛灰中的主要重金屬污染元素為Pb、 Cd、 Hg和Zn，而其它重金屬浸出 率較小，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)不大。飛灰中的溶解鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)22.1%，主要為氯 化物。它的存在會(huì)防礙飛灰的固化和穩(wěn)定化；并使其他污染物的溶解性增大。 飛灰中含有的二噁英和呋喃等劇毒有機(jī)污染物，會(huì)對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康有危害。 所以必須對(duì)飛灰進(jìn)行特殊處理，防止其污染環(huán)境。因此，垃圾焚燒飛灰的處理 任務(wù)將日益緊迫。
焚燒飛灰中重金屬主要以高濃度的氯化物形式存在，部分以氧化物、硫酸 鹽、硅酸鹽和復(fù)雜化合物形態(tài)出現(xiàn),具有相當(dāng)高的浸出率和毒性。為了減少飛灰 對(duì)環(huán)境的危害，防止飛灰中的毒性重金屬對(duì)土壤、地下水造成污染，因此，對(duì) 焚燒飛灰進(jìn)行無(wú)害化處理就顯得尤為重要。近年來(lái)許多國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)飛灰 中重金屬的浸出特性做了大量研究，如水泥固化法，化學(xué)處理法，玻璃化處理 法等，而水泥固化法處理工藝雖簡(jiǎn)單、投資少，但向飛灰中加入水泥增加了最 終處理量，且大部分鹽類(lèi)極易被雨水溶出，處理后飛灰重金屬的穩(wěn)定性較差， 使飛灰的最終填埋極為困難；藥劑法處理因螯合劑的價(jià)格較高，而難以大規(guī)模 批量處理。使用水泥固化與瀝青固化處理時(shí)，所需材料費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用較低，操 作簡(jiǎn)單；但廢物中若含有特殊的鹽類(lèi)，會(huì)造成固化破裂，有機(jī)物的分解易造成 裂縫，增加滲透性，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且氯含量的增加會(huì)促使重金屬滲出。利用化學(xué)藥劑穩(wěn)定焚燒飛灰中重金屬所面臨的主要障礙是制備方法簡(jiǎn)單、價(jià)格便 宜的化學(xué)藥劑難以獲得，化學(xué)藥劑處理后的飛灰在環(huán)境中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性尚不明 確，對(duì)二噁英和溶解鹽的穩(wěn)定作用較小。熔融處理使飛灰減容率高，并將其中 的有機(jī)化合物等毒性物質(zhì)完全分解去除，同時(shí)可以把重金屬固溶在熔融基體的 晶格結(jié)構(gòu)中，熔融后的玻璃態(tài)熔渣浸出率明顯降低，且耐酸堿等化學(xué)藥劑性能 顯著提高；熔融后的熔渣可被回收再次資源化利用，用作路基、建筑材料、水 泥等配料。熔融處理不僅可以得到高質(zhì)量的建筑材料，而且具有無(wú)害化徹底、 減容化顯著、物料適應(yīng)性廣、高效的能源與物資回收性等優(yōu)點(diǎn)。因此，熔融固
化將成為飛灰處理的最有發(fā)展前景的方法。申請(qǐng)日為2007年12月25日，申請(qǐng)?zhí)?為200710144924.9的中國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了垃圾氣化及飛灰高溫熔融處理裝置 及方法，其中包括飛灰高溫熔融處理裝置，裝置包括垃圾焚燒飛灰進(jìn)料系統(tǒng)、 進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)、熔融系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)，熱量回收系統(tǒng)以及尾氣凈化系統(tǒng)，熔融系統(tǒng) 中包括旋風(fēng)熔融爐、燃燒系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等。燃燒器布置在旋風(fēng)熔融爐的頂部， 熔融速度快，但是，由于燃燒器輻射區(qū)狹窄，容易造成熔融不徹底，熔融不徹 底將導(dǎo)致二噁英與重金屬控制不徹底，影響二次污染的控制效果。其排渣口為 圓柱形，豎直方向上直徑?jīng)]有變化，從熔融爐排出來(lái)的熔渣進(jìn)入排渣口后，隨 著溫度的降低開(kāi)始結(jié)渣，由于豎直方向上直徑?jīng)]有變化，熔渣容易堵塞排渣口。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中熔融不徹底的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種垃圾焚燒飛灰無(wú) 害化處理裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝 置，包括垃圾焚燒飛灰進(jìn)料系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)、熔融系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、 熱量回收系統(tǒng)以及尾氣凈化系統(tǒng)，所述的熔融系統(tǒng)包括旋風(fēng)熔融爐和燃燒系 統(tǒng)，所述的旋風(fēng)熔融爐為由上下兩段爐腔構(gòu)成的L形結(jié)構(gòu)，下段爐腔向下傾斜， 熔融爐的豎直爐腔部分構(gòu)成主熔融室，傾斜爐腔部分構(gòu)成二次熔融室，對(duì)著二 次熔融室進(jìn)口處的爐壁上設(shè)置有向二次熔融室噴射火焰的二次燃燒器，所述的 二次熔融室的側(cè)壁上設(shè)有與排氣系統(tǒng)連接的熔融熱煙氣排氣口 ， 二次熔融室尾 部爐底上設(shè)有排渣口。焚燒飛灰先進(jìn)入主熔融室進(jìn)行熔融，然后進(jìn)入二次熔融 室輔助熔融，保證焚燒飛灰徹底熔融。所述的旋風(fēng)熔融爐為由上下兩段爐腔構(gòu) 成的L形結(jié)構(gòu)，從主熔融室出來(lái)的熔渣與未熔融徹底的焚燒飛灰向下進(jìn)入二次 熔融室后落在L形爐腔傾斜的底部上，邊熔融邊往排渣口移動(dòng)，增加了二次熔 融的熔融時(shí)間。二次燃燒器設(shè)置在對(duì)著二次熔融室進(jìn)口處的爐壁上，輻射區(qū)域 大，熔融效果好。設(shè)置在二次熔融室尾部爐底上的排渣口設(shè)計(jì)成了階梯形，可防止熔渣在排 渣口堵塞。所述的垃圾焚燒飛灰進(jìn)料系統(tǒng)的進(jìn)料口設(shè)置在進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)中的進(jìn)風(fēng)通 道上，垃圾焚燒飛灰被熔融旋風(fēng)沿爐壁吹入旋風(fēng)熔融室中，分散性好，易于熔 融。熔融爐內(nèi)襯采用特殊模具由白剛玉材料燒制而成，該爐體最高工作溫度可
達(dá)160(TC。熔融溫度可控制在1250-160(TC之間的設(shè)定溫度運(yùn)行，在進(jìn)行焚燒 飛灰熔融時(shí)，可將融溫度設(shè)定在1300-1400。C之間。所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害 化處理裝置還包括熱量回收系統(tǒng)，所述的熱量回收系統(tǒng)包括一個(gè)熱交換爐和一 個(gè)熱交換器，所述的熱交換爐的進(jìn)氣口與熔融熱煙氣排氣口相連，熱交換爐的 排氣口與熱交換器的廢氣進(jìn)口相連。所述的熱交換器的廢氣出口與尾氣凈化系 統(tǒng)相連，熱交換器的預(yù)熱空氣進(jìn)口與燃燒風(fēng)風(fēng)機(jī)13相連，預(yù)熱空氣出口與主燃 燒器上的燃燒風(fēng)進(jìn)口相連。所述的尾氣凈化系統(tǒng)包括布袋除塵器和低NOx反應(yīng) 器，布袋除塵器的進(jìn)氣口與所述的熱交換器的廢氣出口相連，布袋除塵器的排 氣口與低NOx反應(yīng)器的進(jìn)氣口相連，低NOx反應(yīng)器的排氣口與牽引風(fēng)機(jī)相連， 牽引風(fēng)機(jī)與煙囪相連。熔融過(guò)程中，可將廢玻璃添加劑與焚燒飛灰混合，降低 焚燒飛灰的熔點(diǎn)，不僅能節(jié)省燃料，而且能達(dá)到更好的熔融效果。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該裝置主體為旋風(fēng)爐熔融集成處理系統(tǒng)，熔融爐采用燃 油噴燃系統(tǒng)加熱，底部采用二次熔融系統(tǒng)對(duì)熔融爐渣和沒(méi)有熔融徹底的燃燒飛 灰進(jìn)行焚燒，既可避免飛灰熔融不完全，又可保證熔渣處于熔流狀態(tài)。
熔融爐設(shè)計(jì)成L形，底端的傾斜爐腔構(gòu)成二次熔融室，增加了二次熔融的 時(shí)間，排渣口做成了階梯形解決了傳統(tǒng)工藝中結(jié)渣易堵塞的問(wèn)題。采用廢玻璃 作為助熔劑不僅降低了焚燒飛灰的熔點(diǎn)，達(dá)到節(jié)約能源的目的，而且有效提高 了重金屬的固溶率。


圖l是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A—A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖l、圖2中，本發(fā)明涉及的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置設(shè)置了熔融 系統(tǒng)和二次熔融系統(tǒng)，所涉及的旋風(fēng)熔融爐為由上下兩段爐腔構(gòu)成的L形結(jié) 構(gòu)，下段爐腔向下傾斜，熔融爐的豎直爐腔部分構(gòu)成主熔融室5，傾斜爐腔部 分構(gòu)成二次熔融室7，主熔融室5頂部設(shè)置了主燃燒器1，燃燒器設(shè)置在熔融 頂部可以實(shí)現(xiàn)快速熔融，本系統(tǒng)采用二次熔融技術(shù)，因此，不存在因燃燒器輻 射面狹窄而造成的熔融不徹底的問(wèn)題。主燃燒器l上設(shè)有燃油進(jìn)口、霧化風(fēng)進(jìn) 口以及燃燒風(fēng)進(jìn)口。主燃燒器1通過(guò)燃油進(jìn)口與燃油流量控制閥22相連，燃油流量控制閥22與油泵15相連，油泵15的出口處設(shè)有測(cè)壓裝置。主燃燒器1 通過(guò)霧化風(fēng)進(jìn)口與空氣流量控制閥23相連，空氣流量控制閥23與空氣壓縮機(jī) 14相連。主燃燒器1通過(guò)燃燒風(fēng)進(jìn)口與空氣流量控制閥24相連，空氣流量控 制閥24與熱交換器21相連，熱交換器21與燃燒風(fēng)風(fēng)機(jī)13相連，燃燒風(fēng)風(fēng)機(jī) 13的出口處設(shè)置有測(cè)壓裝置；主燃燒器1還通過(guò)燃燒風(fēng)進(jìn)口與另一個(gè)空氣流量 控制閥25相連，空氣流量控制閥25與氧氣源12相連，氧氣源12的出口處設(shè) 置有測(cè)壓裝置。向旋風(fēng)熔融爐里通入一定量的氧氣可以提高熔融效果，富氧燃 燒可以保證燃料充分燃燒、提高燃燒效率、改善燃燒效果。主熔融室5的一側(cè) 設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口 27，其軸線(xiàn)在旋風(fēng)熔融爐的切線(xiàn)方向上，本發(fā)明通過(guò)螺旋進(jìn)料斗 2、星形加料器3向旋風(fēng)熔爐里加焚燒飛灰，熔融旋風(fēng)來(lái)自于熔融旋風(fēng)風(fēng)機(jī)4， 熔融爐通過(guò)主熔融室5上的進(jìn)風(fēng)口 27與熔融旋風(fēng)風(fēng)機(jī)4相連，熔融旋風(fēng)風(fēng)機(jī)4 的出口處設(shè)置有測(cè)壓裝置。所述的垃圾焚燒飛灰進(jìn)料系統(tǒng)的進(jìn)料口設(shè)置在進(jìn)風(fēng) 系統(tǒng)中的進(jìn)風(fēng)通道上，來(lái)自熔融旋風(fēng)風(fēng)機(jī)4的空氣把來(lái)自加料系統(tǒng)的焚燒飛灰 通過(guò)進(jìn)風(fēng)口 27沿爐體壁面切線(xiàn)方向吹入主熔融室5，在爐體內(nèi)進(jìn)行旋風(fēng)熔融。 主熔融室5的另一側(cè)設(shè)置了測(cè)溫系統(tǒng)26，隨時(shí)顯示熔融爐內(nèi)的熔融溫度，熔融 爐內(nèi)襯采用特殊模具由白剛玉材料燒制而成，該爐體最高工作溫度可達(dá) 1600°C。通過(guò)流量控制閥25、 24、 23、 22可調(diào)節(jié)燃燒風(fēng)、霧化風(fēng)、燃油量， 從而控制熔融溫度，將熔融溫度控制在1250-160(TC之間的設(shè)定溫度運(yùn)行，根 據(jù)不同飛灰的熔點(diǎn)將融溫度設(shè)定在1300-140(TC之間，以達(dá)到最佳熔融效果， 在熔融過(guò)程中采用廢玻璃作為助熔劑可以降低焚燒飛灰的熔點(diǎn)，節(jié)約能源，還 可以有效提高重金屬的固溶率。
二次熔融室尾部爐底上設(shè)有排渣口 10，排渣口10做成了階梯形，防止結(jié) 渣堵塞。二次熔融室7進(jìn)口處的爐壁上設(shè)置有向二次熔融室噴射火焰的二次燃 燒器6，為二次熔融提供能量，二次燃燒器6與主燃燒器1結(jié)構(gòu)相同、燃料也 相同，二次熔融系統(tǒng)的燃燒系統(tǒng)與主熔融系統(tǒng)的燃燒系統(tǒng)也完全一樣。二次熔 融室7的側(cè)壁上設(shè)有與排氣系統(tǒng)連接的熔融熱煙氣排氣口，排氣口與熱交換爐 8相連，熱交換爐8與熱交換器21相連，熱交換器21與布袋除塵器20相連， 布袋除塵器20上設(shè)置有布袋19，布袋除塵器20與低NOx反應(yīng)器18相連，低 N(X反應(yīng)器18的出口處設(shè)有測(cè)壓點(diǎn)，低NOx反應(yīng)器18與牽引風(fēng)機(jī)16相連， 牽引風(fēng)機(jī)16的出口處設(shè)有測(cè)溫點(diǎn)，牽引風(fēng)機(jī)16與煙囪相連。熔融熱煙氣經(jīng)過(guò) 熱量回收系統(tǒng)與尾氣處理系統(tǒng)后，在牽引風(fēng)機(jī)16的作用下由煙囪排出17，最 終排煙溫度為100-120°C，排放煙氣滿(mǎn)足我國(guó)大氣污染物控制標(biāo)準(zhǔn)。熔渣通過(guò)設(shè)置在二次熔融室尾部爐底上的排渣口 10進(jìn)入冷卻系統(tǒng)急速淬冷，然后由傳 輸系統(tǒng)排出，經(jīng)水淬處理后的熔渣可作為路基等材料資源化利用。冷卻系統(tǒng)中 冷水池內(nèi)的水為循環(huán)水，防止水溫過(guò)高影響淬冷效果，冷水從進(jìn)水口9進(jìn)入冷 水池，從排水口 ll排出。
權(quán)利要求
1.一種垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，包括垃圾焚燒飛灰進(jìn)料系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)、熔融系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、熱量回收系統(tǒng)以及尾氣凈化系統(tǒng)，所述的熔融系統(tǒng)包括旋風(fēng)熔融爐和燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述的旋風(fēng)熔融爐為由上下兩段爐腔構(gòu)成的L形結(jié)構(gòu)，下段爐腔向下傾斜，熔融爐的豎直爐腔部分構(gòu)成主熔融室，傾斜爐腔部分構(gòu)成二次熔融室，對(duì)著二次熔融室進(jìn)口處的爐壁上設(shè)置有向二次熔融室噴射火焰的二次燃燒器，所述的二次熔融室的側(cè)壁上設(shè)有與排氣系統(tǒng)連接的熔融熱煙氣排氣口，二次熔融室尾部爐底上設(shè)有排渣口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在于所述的排渣口為階梯形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在 于熔融熱煙氣排氣口設(shè)置在傾斜的二次熔融室尾部的上側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1、 2、或3所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在于所述的二次燃燒器的軸線(xiàn)布置在水平方向上與傾斜的二次熔融室 的中心軸線(xiàn)相交。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在 于所述的垃圾焚燒飛灰進(jìn)料系統(tǒng)的進(jìn)料口設(shè)置在進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)中的進(jìn)風(fēng)通道上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在于所述的熔融系統(tǒng)中旋風(fēng)熔融爐內(nèi)的熔融溫度設(shè)定在1300-1400'C之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在于:所述的熱量回收系統(tǒng)包括一個(gè)熱交換爐和一個(gè)熱交換器，所述的熱交換爐的進(jìn) 氣口與熔融熱煙氣排氣口相連，熱交換爐的排氣口與熱交換器的廢氣進(jìn)口相 連，所述的熱交換器的廢氣出口與尾氣凈化系統(tǒng)相連，熱交換器的預(yù)熱空氣進(jìn)口與燃燒風(fēng)風(fēng)機(jī)(13)相連，預(yù)熱空氣出口與主燃燒器上的燃燒風(fēng)進(jìn)口相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在于所述的尾氣凈化系統(tǒng)包括布袋除塵器和低NOx反應(yīng)器，布袋除塵器的進(jìn)氣口與所述的熱交換器的廢氣出口相連，布袋除塵器的排氣口與低N(X反應(yīng)器 的進(jìn)氣口相連，低NOx反應(yīng)器的排氣口與牽引風(fēng)機(jī)相連，牽引風(fēng)機(jī)與煙囪相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，其特征在于:在進(jìn)行焚燒飛灰熔融時(shí)，可在焚燒飛灰中加入廢玻璃添加劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理裝置，包括垃圾焚燒飛灰進(jìn)料系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)、熔融系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、熱量回收系統(tǒng)以及尾氣凈化系統(tǒng)，所述的熔融系統(tǒng)包括旋風(fēng)熔融爐和燃燒系統(tǒng)，所述的旋風(fēng)熔融爐為由上下兩段爐腔構(gòu)成的L形結(jié)構(gòu)，下段爐腔向下傾斜，熔融爐的豎直爐腔部分構(gòu)成主熔融室，傾斜爐腔部分構(gòu)成二次熔融室，對(duì)著二次熔融室進(jìn)口處的爐壁上設(shè)置有向二次熔融室噴射火焰的二次燃燒器，所述的二次熔融室的側(cè)壁上設(shè)有與排氣系統(tǒng)連接的熔融熱煙氣排氣口，二次熔融室尾部爐底上設(shè)有排渣口。本發(fā)明采用二次熔融技術(shù)使焚燒飛灰徹底熔融，提高了二噁英的分解率。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101564731SQ20091006496
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者蘭維娟, 劉春梅, 健 吳, 吳鳳英, 屈成銳, 斌 徐, 王學(xué)濤, 王站成, 董鐵有, 謝金法 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)