一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法，该复合球是由飞灰小球的中心核和完全包覆在该飞灰小球的中心核外面的外壳构成的包裹飞灰的复合球；外壳为石墨碳外壳和/或碳化硅的单层结构或多层结构。该熔融处理装置，包括：电感熔融炉和若干包裹飞灰的复合球；其中，各包裹飞灰的复合球均采用上述的复合球；若干包裹飞灰的复合球填充设在电感熔融炉内，能利用该电感熔融炉高频电场对各包裹飞灰的复合球的外壳和作为中心核的飞灰小球中的活性炭进行感应加热熔融处置组成飞灰小球的焚烧飞灰。本发明专利技术的复合球、处理装置及方法，解决了焚烧飞灰高温处理过程中设备的氯腐蚀问题，同时二噁英分解彻底，重金属固化效果好。

A compound ball and melting treatment device and method for disposal of incineration fly ash

【技术实现步骤摘要】
一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法
本专利技术涉及焚烧飞灰处理领域，尤其涉及一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法。
技术介绍
生活垃圾或医疗废弃物的焚烧飞灰中富集了大量重金属、二噁英等有毒有害物质，属于危险废物。目前用于垃圾焚烧飞灰无害化处理的方式主要有以下几种：第一种是固化填埋，将飞灰与水泥/螯合剂以一定比例混合，固化处理后送入垃圾填埋厂填埋处理。由于我国生活垃圾中塑料类物质含量较高,焚烧飞灰中氯化物,尤其是碱金属氯化物含量较高,采用水泥或石灰固化时其固化体的强度与浸水持久性较差,其对重金属的阻截仅是由于其强碱性作用的缘故。同时对重金属的长期固定效果差,二恶英很难被消除或稳定化，存在“二次污染”隐患。第二种是水泥窑协同处置，但是由于处理过程易受飞灰性质影响，且存在将飞灰中通多重复杂过程富集浓缩的重金属等污染物重新分散在水泥熟料产品中，形成“逆向污染”风险。第三种为熔融处理法，即采用高温处理将飞灰中的二噁英等有毒有害有机物彻底破坏，同时其他物质熔融成为玻璃渣，该方法在日本被广泛使用，高温处理法虽然处理费用较高,但因其稳定化程度高,品质均匀,可达到无害化、稳定化和资源化的目标，被视为飞灰处理的先进技术。国际上和国内目前主要推崇等离子飞灰熔融法，但由于面临等离子炬技术不成熟，价格高，寿命短，无法连续运行；飞灰中氯元素含量较高，在高温处理过程中产生HCl、Cl2等酸性气体，同时存在碱金属挥发，对设备造成严重腐蚀，即使采用耐腐蚀的耐火材料，也面临更换频繁问题；等离子处理电耗高；易挥发重金属和盐类无法固化等问题，始终难以实现推广应用。
技术实现思路
基于现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法，能高效、经济、环保、便捷的熔融处理焚烧飞灰，解决现有等离子处理焚烧飞灰存在系统复杂、设备投资、维护和运行费用高、无法长时间连续运行、电耗高以及易挥发重金属和盐类固化比例低等问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术实施方式提供一种处置焚烧飞灰的复合球，该复合球是由飞灰小球的中心核和完全包覆在该飞灰小球的中心核外面的外壳构成的包裹飞灰的复合球；所述外壳为单层致密石墨碳外壳或单层致密碳化硅外壳；或者，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳；或者，所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳。本专利技术实施方式提供一种处置焚烧飞灰的熔融处理装置，包括：电感熔融炉和若干包裹飞灰的复合球；其中，各包裹飞灰的复合球均采用权利要求1至3任一项所述的处置焚烧飞灰的复合球；若干所述包裹飞灰的复合球填充设置在所述电感熔融炉内，能利用该电感熔融炉高频电场对各包裹飞灰的复合球的外壳和作为中心核的飞灰小球中的活性炭进行感应加热熔融处置组成飞灰小球的焚烧飞灰。本专利技术实施方式还提供一种处置焚烧飞灰的熔融处置方法，采用本专利技术所述的熔融处理装置，包括以下步骤：步骤1，将待处置焚烧飞灰与助熔剂充分混合后压实为飞灰小球，用石墨碳和/或碳化硅包裹住飞灰小球，形成以飞灰小球为中心核，石墨碳和/或碳化硅为外壳的包裹飞灰的复合球；所述外壳为单层致密石墨碳外壳或单层致密碳化硅外壳；或者，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳；或者，所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳；步骤2，将按所述步骤1方式制备的包裹飞灰的复合球装填于电感熔融炉中，盖紧上盖，并在该电感熔融炉内通入氮气，形成惰性气氛；步骤3，对所述电感熔融炉通电，利用所述电感熔融炉的高频电场对包裹飞灰的复合球的外壳和飞灰小球中的活性炭进行感应加热，使包裹飞灰的复合球升温至1500℃，保温一段时间，使复合球中作为中心核的飞灰小球被间接加热至熔融；步骤4，从所述电感熔融炉中将全部的包裹飞灰的复合球卸出，自然冷却或快速冷却后去除外壳得到焚烧飞灰熔融后形成的无害玻璃渣；步骤5，将所述焚烧飞灰熔融后形成的无害玻璃渣送去普通填埋厂填埋处理或作为建材资源化利用，即完成焚烧飞灰的熔融处理。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法，其有益效果为：(1)二噁英分解彻底：由于包裹飞灰的复合球的外壳为石墨碳或碳化硅材料，石墨的熔点可达3652～3697℃，碳化硅熔点2700℃，使得各复合球的温度可达1500℃以上，进而利用各复合球间接加热所处置构成飞灰小球的焚烧飞灰，能有效分解飞灰中的二噁英等有害物质；(2)有害物质固化效果好：飞灰中的低熔点挥发性物质，如HCl，Cl2，NaCl，KCl，Hg等均被锁定在致密外壳内，所形成的玻璃渣固化效果好，其中熔渣中重金属浸出溶度Cr<0.50mg/L、Ni<0.30mg/L、Cu<0.10mg/L、Zn<0.50mg/L、Cd<0.03mg/L、Pb<0.02mg/L，远低于国家标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》；(3)设备投资低：一方面，加热熔融设备为电感熔融炉，相比昂贵、复杂的等离子炬系统，造价大大降低；另一方面，由于有毒有害物质均被锁定在外壳内，整个装置无需烟气处理工艺，系统简单。(4)运行简单方便：只需将飞灰做成复合球，置于电感熔融炉内加热，而后自然冷却或快速冷却，机械破碎取出玻璃渣，或重新与固废混烧，操作简单易行，无需高技术人员参与。(5)设备使用寿命长：由于高温熔体与电感熔融炉壁不接触，有效解决设备腐蚀问题，处理装置的使用寿命大大增加。(6)减容效果好：飞灰体积减少65％～85％，节省填埋占地。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的处置焚烧飞灰的复合球的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的处置焚烧飞灰的熔融处理装置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的处置焚烧飞灰的熔融处理方法的流程图。具体实施方式下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。如图1所示，本专利技术实施例提供一种处置焚烧飞灰的复合球，该复合球是由飞灰小球的中心核和完全包覆在该飞灰小球的中心核外面的外壳构成的包裹飞灰的复合球；所述外壳为单层致密石墨碳外壳或单层致密碳化硅外壳；或者，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳；或者，所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处置焚烧飞灰的复合球，其特征在于，该复合球是由飞灰小球的中心核和完全包覆在该飞灰小球的中心核外面的外壳构成的包裹飞灰的复合球；/n所述外壳为单层致密石墨碳外壳或单层致密碳化硅外壳；或者，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳；或者，所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳。/n

【技术特征摘要】
1.一种处置焚烧飞灰的复合球，其特征在于，该复合球是由飞灰小球的中心核和完全包覆在该飞灰小球的中心核外面的外壳构成的包裹飞灰的复合球；
所述外壳为单层致密石墨碳外壳或单层致密碳化硅外壳；或者，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳；或者，所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳。


2.根据权利要求1所述的处置焚烧飞灰的复合球，其特征在于，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳为：
外壳从外至内依次为：外致密石墨碳、碳化硅、内致密石墨碳和疏松石墨碳；
或者，外壳从外至内依次为：致密石墨碳、碳化硅和疏松石墨碳；
所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳为：外壳从外至内依次为：致密石墨碳和疏松石墨碳。


3.根据权利要求1或2所述的处置焚烧飞灰的复合球，其特征在于，所述包裹飞灰的复合球的粒径为：10～60mm。


4.一种处置焚烧飞灰的熔融处理装置，其特征在于，包括：
电感熔融炉和若干包裹飞灰的复合球；其中，各包裹飞灰的复合球均采用权利要求1至3任一项所述的处置焚烧飞灰的复合球；
若干所述包裹飞灰的复合球填充设置在所述电感熔融炉内，能利用该电感熔融炉高频电场对各包裹飞灰的复合球的外壳和作为中心核的飞灰小球中的活性炭进行感应加热熔融处置组成飞灰小球的焚烧飞灰。


5.根据权利要求4所述的处置焚烧飞灰的熔融处理装置，其特征在于，所述包裹飞灰的复合球由以下方式制得：
将焚烧飞灰与助熔剂充分混合后压实为飞灰小球，用石墨碳和/或碳化硅包裹住飞灰小球制成以飞灰小球为中心核，石墨碳和/或碳化硅为外壳的包裹飞灰的复合球；
所述外壳为单层致密石墨碳外壳或单层致密碳化硅外壳；或者，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳；或者，所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳。


6.根据权利要求5所述的处置焚烧飞灰的熔融处理装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，
申请(专利权)人：启迪环境科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42