一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的装置，属于垃圾飞灰处理设备技术领域。包括悬浮加热器、飞灰存储仓、煤粉仓、气固分离器、冷却装置和冷凝器；所述悬浮加热器分别与飞灰存储仓、水泥窑三次风管、煤粉仓相连；所述气固分离器的输入口与悬浮加热器相连；所述气固分离器的固体输出口通过管道与冷却装置连通，所述气固分离器的气体输出口通过管道与冷凝器连通；所述冷却装置与飞灰成品仓相连；所述冷凝器、冷却装置均与风机相连。本发明专利技术能够达到去除飞灰中的二恶英和氯化物的同时充分利用热源，节能环保。本发明专利技术通过设置的悬浮加热器结构可以结合水泥窑三次风对飞灰进行加热，使得协同处置垃圾焚烧飞灰更有效率，节约能源。

A method and device for collaborative disposal of waste incineration fly ash in cement production

【技术实现步骤摘要】
一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的方法及其装置
本专利技术涉及垃圾飞灰处理设备
，特别是一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的方法及其装置。
技术介绍
垃圾焚烧飞灰是指在垃圾焚烧厂的烟气净化系统中收集的残余物，由于含有较高浓度的二恶英和重金属，对人体健康和生态环境具有极大的危害性，属危险固体废物。我国垃圾焚烧飞灰的排放量巨大，面临严峻的安全和经济处置的压力。水泥生产工艺在协同处置固体废物方面有着独特的优势，是国内外研究和实践的热点之一，但在协同处置垃圾焚烧飞灰时，却遇到技术难题。飞灰用于水泥混合材时，飞灰中的重金属可以在水泥水化硬化过程中得到有效固化，而飞灰的潜在水硬性也可以得到充分利用。但是，飞灰中的二恶英也带入到水泥中，而且由于飞灰中氯化物含量高，会导致水泥中氯离子超标。因此，飞灰直接用作水泥混合材的技术并不可行，只有当二恶英被分解，氯化物被去除后，才可以把飞灰用作水泥混合材。以飞灰替代部分原料煅烧水泥熟料，虽然飞灰中二恶英可以在窑炉中高温分解，重金属固化于熟料或水泥中，从而使其毒性得以消除。但是，由于飞灰中含有较高氯化物，不仅会导致水泥中氯离子超标，而且氯化物会在窑炉系统中循环富集，导致结皮堵塞，影响水泥熟料的正常煅烧。因此，该类技术的关键是除去飞灰的氯化物。为了突破以上技术难题，国内公开了一些专利技术。如中国专利CN101333084A公开了一种垃圾焚烧飞灰预处理工艺成为水泥原料的方法，飞灰经水洗、搅拌，投加重金属稳定剂等预处理工艺后，再送入水泥窑，经煅烧制备成水泥。该技术过程复杂，不仅在水洗过程中，需要消耗大量的生活用水，而且处置后的废水需要添加废水处置系统，整个工艺投资较大，运行费用高。中国专利CN101386481A公开了一种利用旁路放风技术除去垃圾焚烧飞灰中的氯化物，实现了垃圾焚烧飞灰用于制备水泥熟料的技术。该技术将飞灰从现有的窑头、窑尾烟室、分解炉等部位送入窑系统，并安装一套旁路放风系统，以降低窑炉中的氯含量，从而缓解氯的循环富集问题。但是，旁路放风系统一次性投资大，对放风的比例有一定的限制，明显提高了熟料的能耗，旁路放出的窑灰需要二次处理。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是，针对上述问题，提供一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的装置，通过设置的悬浮加热器结构可以结合水泥窑三次风对飞灰进行加热，并且充分利用在整个系统中产生的余热，同时也可以利用该系统中其他单元余热，使得协同处置垃圾焚烧飞灰更有效率。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：将垃圾焚烧飞灰储存于飞灰存储仓中，并通过计量称的计量后将飞灰导入悬浮加热器中，悬浮加热器引入水泥窑炉系统的高温三次风以及煤粉对飞灰进行悬浮加热，且将温度升至1150℃-1200℃使得飞灰中二恶英高温分解、氯化物挥发至高温空气中；悬浮加热器再将高温空气通过气固分离器使得飞灰颗粒与气体分离；气固分离器分离出的气体通过冷凝器中，冷凝器通过风冷将气体温度冷却到400℃以下，使得氯化物冷凝附着至冷凝器的管壁，周期性地对氯化物收集并存储于氯化物收集仓；气固分离器分离出的固体导入冷却装置中，冷却装置通过风冷对固体冷却，并导入飞灰成品仓收集中；冷凝器和冷却装置进行换热后空气引入到水泥窑炉系统中的分解炉中。优选的，所述悬浮加热器包括立式罐体、飞灰预热管、进料组件、煤粉燃烧器、第一进风组件和第二进风组件；所述立式罐体内设有铺设耐火材料层的加热室，加热室呈圆筒形；立式罐体上端安装所述煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器与所述立式罐体同轴设置且煤粉燃烧器的喷射端位于立式罐体的加热室内；所述立式罐体的加热室下端呈漏斗形设置，漏斗形斜面与水平面夹角为5-10°，且在漏斗形斜面上均匀设置有多组同轴心环形布置的定向风帽，所述定向风帽竖直设置并连通位于加热室正下方的布风室，布风室截面为中间小两端大结构；所述飞灰预热管设置在立式罐体外侧且呈倒U形设置，飞灰预热管内铺设有耐火材料层，飞灰预热管的高度不低于立式罐体的高度；所述飞灰预热管的进风一端与立式罐体底部平齐，并且飞灰预热管进风一端通过进风端口连通水泥窑三次风管，飞灰预热管的出风一端连接立式罐体的进料口，所述进料口连通加热室并位于加热室漏斗形底部上方；所述进料组件设置在飞灰预热管的进风一端一侧并连接飞灰存储仓，进料组件通过螺旋推进的进料管连通飞灰预热管的进风一端并位于所述进风端口上方；所述飞灰预热管的进风一端内设有沸腾板，所述沸腾板间隔位于进风端口与所述进料管之间，所述沸腾板板面上均布有通孔，所述通孔呈上端小下端大的倒V型结构；所述第一进风组件包括第一控制阀、第一风泵及第一热风管，所述第一控制阀和第一风泵均依次设置在第一热风管上，所述第一热风管一端连接水泥窑三次风管，另一端连接布风室；所述第二进风组件包括至少三组二次风风帽、第二热风管和热风总管，二次风风帽分别通过第二热风管连通热风总管；所述二次风风帽沿呈加热室侧壁周向环形设置，且每组所述二次风风帽沿加热室竖直方向间隔设置，所述二次风风帽上设有定向出风口，定向出风口与加热室圆周切线形成5-20°的水平夹角，且定向出风口相对水平面倾斜朝上形成5-10°的倾向夹角，每组所述二次风风帽的所述水平夹角和倾向夹角相同；多组所述二次风风帽的所述水平夹角随加热室高度递增而按3-5°等差递减，所述水平夹角随加热室高度递增而按1°等差递减。上述方案中重点在于通过设置悬浮加热器协调水泥生产完成垃圾飞灰处理，具体是先利用水泥窑三次风将待处理的飞灰预加热，同时在悬浮加热器上设置的煤粉燃烧器通过朝下喷射形成对加热室加热升温，飞灰经过预热后，温度可到达800-900℃，待进入加热室后，飞灰在煤粉燃烧器喷射气流与加热室底部定向风帽、加热室侧壁二次风风帽的带动下，沿加热室侧边周向沿螺旋上升，上升过程持续在煤粉燃烧器作用下加热，完成快速加热到1150-1200℃，飞灰中二恶英高温分解，氯化物挥发至高温空气中，并从悬浮加热器的出料口输送到气固分离器中。其中定向风帽用提供底部承托风，由于煤粉燃烧器竖直朝下喷射，其在加热室轴线方向形成强线性气流，飞灰基本不能通过加热室轴线区域上升，而是通过加热室侧边上升；这里定向风帽通过第一风泵提供较强压力的底部承托风将预热好的飞灰承托起并在加热室侧边形成周向螺旋上升通道；由于煤粉燃烧器喷射方向与飞灰移动方向相反，飞灰移动距离变长可以确保快速加热。二次风风帽可以使用冷却装置或冷凝器排出热风，这些热风温度大概为300℃以上，二次风主要加强加热室飞灰螺旋上升；同时由于与原螺旋上升气流温度相差较大，可以增强上升过程气流扰动，避免飞灰上升过程聚集，而使得热解更充分，确保二恶英高温充分分解；同时产生的扰动对流可以减弱飞灰吸附在加热室侧壁的情况发生。在运行过程中，如果水泥窑三次风供应不足，可以通过第三热风管实行对布风室供风。同样，煤粉燃烧器的二次风或三次风可以使用冷凝器冷却风，这样可以综合协调利用系统预热。优选的，所述冷凝器通过第二风泵进行风冷，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：将垃圾焚烧飞灰储存于飞灰存储仓中，并通过计量称的计量后将飞灰导入悬浮加热器中，悬浮加热器引入水泥窑炉系统的高温三次风以及煤粉对飞灰进行悬浮加热，且将温度升至1150℃-1200℃使得飞灰中二恶英高温分解、氯化物挥发至高温空气中；悬浮加热器再将高温空气通过气固分离器使得飞灰颗粒与气体分离；气固分离器分离出的气体通过冷凝器中，冷凝器通过风冷将气体温度冷却到400℃以下，使得氯化物冷凝附着至冷凝器的管壁，周期性地对氯化物收集并存储于氯化物收集仓；气固分离器分离出的固体导入冷却装置中，冷却装置通过风冷对固体冷却，并导入飞灰成品仓收集中；冷凝器和冷却装置进行换热后空气引入到水泥窑炉系统中的分解炉中。/n

【技术特征摘要】
1.一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：将垃圾焚烧飞灰储存于飞灰存储仓中，并通过计量称的计量后将飞灰导入悬浮加热器中，悬浮加热器引入水泥窑炉系统的高温三次风以及煤粉对飞灰进行悬浮加热，且将温度升至1150℃-1200℃使得飞灰中二恶英高温分解、氯化物挥发至高温空气中；悬浮加热器再将高温空气通过气固分离器使得飞灰颗粒与气体分离；气固分离器分离出的气体通过冷凝器中，冷凝器通过风冷将气体温度冷却到400℃以下，使得氯化物冷凝附着至冷凝器的管壁，周期性地对氯化物收集并存储于氯化物收集仓；气固分离器分离出的固体导入冷却装置中，冷却装置通过风冷对固体冷却，并导入飞灰成品仓收集中；冷凝器和冷却装置进行换热后空气引入到水泥窑炉系统中的分解炉中。


2.根据权利要求1所述的一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的装置,其特征在于：
所述悬浮加热器包括立式罐体、飞灰预热管、进料组件、煤粉燃烧器、第一进风组件和第二进风组件；
所述立式罐体内设有铺设耐火材料层的加热室，加热室呈圆筒形；立式罐体上端安装所述煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器与所述立式罐体同轴设置且煤粉燃烧器的喷射端位于立式罐体的加热室内；所述立式罐体的加热室下端呈漏斗形设置，漏斗形斜面与水平面夹角为5-10°，且在漏斗形斜面上均匀设置有多组同轴心环形布置的定向风帽，所述定向风帽竖直设置并连通位于加热室正下方的布风室，布风室截面为中间小两端大结构；
所述飞灰预热管设置在立式罐体外侧且呈倒U形设置，飞灰预热管内铺设有耐火材料层，飞灰预热管的高度不低于立式罐体的高度；所述飞灰预热管的进风一端与立式罐体底部平齐，并且飞灰预热管进风一端通过进风端口连通水泥窑三次风管，飞灰预热管的出风一端连接立式罐体的进料口，所述进料口连通加热室并位于加热室漏斗形底部上方；
所述进料组件设置在飞灰预热管的进风一端一侧并连接飞灰存储仓，进料组件通过螺旋推进的进料管连通飞灰预热管的进风一端并位于所述进风端口上方；所述飞灰预热管的进风一端内设有沸腾板，所述沸腾板间隔位于进风端口与所述进料管之间，所述沸腾板板面上均布有通孔，所述通孔呈上端小下端大的倒V型结构；
所述第一进风组件包括第一控制阀、第一风泵及第一热风管，所述第一控制阀和第一风泵均依次设置在第一热风管上，所述第一热风管一端连接水泥窑三次风管，另一端连接布风室；
所述第二进风组件包括至少三组二次风风帽、第二热风管和热风总管，二次风风帽分别通过第二热风管连通热风总管；所述二次风风帽沿呈加热室侧壁周向环形设置，且每组所述二次风风帽沿加热室竖直方向间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胡星，徐迅，季军荣，严金生，武双磊，唐名德，刘江勇，
申请(专利权)人：崇左南方水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45