一种热等离子体炬高温熔融工艺及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种热等离子体炬高温熔融工艺及其系统，包括以下几个步骤：对飞灰与玻璃粉进行配比混合处理形成飞灰混合物，并根据飞灰的组分选择并配比合适的添加剂；将飞灰混合物搅拌均匀后输送到中间仓料内；通过炉前进料装置将飞灰混合物定量投放到等离子体熔融系统内，其中炉前进料装置采用连续均匀的进料方式，通过改变炉前进料装置内的电机频率来调节进料量，以达到物料平衡与能量平衡；控制等离子体熔融系统对飞灰混合物进行熔融；对熔融过程中产生的尾气进行冷却净化，对熔渣进行资源化再利用。本发明专利技术实现了固废焚烧残余物的减量化、稳定化、无害化及资源化，并具有电热转化效率高，有从而效地降低了使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种热等离子体炬高温熔融工艺及其系统
本专利技术涉及固废焚烧残余物减量化稳定化无害化处理
，特别涉及一种热等离子体炬高温熔融工艺及其系统。
技术介绍
随着我国经济的发展和工业化水平的提高，工业固体废物的产量和城市生活垃圾热值也在急剧増长。根据《中国统计年鉴》，我国工业固废产量从2006年的15.2亿吨，增加到2016年的30.9亿吨，年增长率达7.35％，其中危险废物产量为5347万吨，占全部工业固废的其1.73％；城市生活垃圾和工业固体废物我国许多城市采取了焚烧法处理，垃圾焚烧可以实现垃圾减量化，垃圾焚烧处理后减容可高达90％左右，而且在焚烧过程中，由于温度较高，还可以消灭垃圾中的各种病原体，达到高温灭菌的目的，实现无害化。而焚烧产生的余热，还可以用于供热、发电实现资源再利用的目的。但是，垃圾焚烧过程中会产生大量的飞灰，生活垃圾焚烧处理后产生的固体残渣占垃圾重量的30％～35％，其中底渣占25％～30％，其余是飞灰，占5％左右。飞灰中含有高浓度可浸出重金属和高毒性的二噁英以及氯盐，因此是一种危险废物，需要妥善处理处置，避免发生二次污染。现有的通常是对燃烧产生的飞灰进行物理/化学固化填埋、水泥窑协同处置与高温热处理，其中高温热处理是指在高温下烧结(700～1100℃)或者熔融/玻璃化(1000～1400℃)焚烧飞灰，使飞灰中的有机污染物(如二噁英)在高温下发生分解，重金属发生熔融后分离或者玻璃化稳定的过程。焚烧飞灰热处理具有减容减量、重金属稳定性好、二噁英分解程度高的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种热等离子体炬高温熔融工艺及其系统。本专利技术将飞灰通过高温热解、裂解并熔融固化成熔融玻璃，极大降低了重金属的烟气挥发，便于后期的收集和分离，进行资源的回收再利用，实现了危废的减量化、无害化、稳定化及资源化；此外本专利技术采用等离子体高温熔融处理技术，具有处理能力强，效率高，电热转化效率高，有从而效地降低了使用成本。本专利技术的技术方案：一种热等离子体炬高温熔融工艺，包括以下几个步骤：S1：对飞灰与玻璃粉进行配比混合处理形成飞灰混合物，并根据飞灰的组分选择并配比合适的添加剂；S2：将飞灰混合物搅拌均匀后输送到中间仓料内；S3：通过炉前进料装置将飞灰混合物定量投放到等离子体熔融系统内；其中炉前进料装置采用连续均匀的进料方式，通过改变炉前进料装置内的电机频率来调节进料量，以达到物料平衡与能量平衡；S4：控制等离子体熔融系统对飞灰混合物进行熔融；S5：对熔融过程中产生的尾气进行冷却净化，对熔渣进行资源化再利用。前述的热等离子体炬高温熔融工艺中，所述的步骤S4中的控制等离子体熔融系统对飞灰混合物进行熔融的方法是，A、启动前的准备，检测水压开启正常、空气开启正常、氮气开启正常、中间料仓内有料、电源正常和引风机正常后，则等离子体熔融系统启动，进行等离子体电源柜供电，同时第一引风机启动，炉前进料装置中的进料装置启动正常；B、进行等离子点火，当等离子电源电流正常，等离子体发生器点火成功，待炉膛内温度上升1200℃时，炉前进料装置中的进料装置进行投料工作，并延时M秒启动等离子体熔融炉上的搅动装置，对飞灰混合物进行再次搅拌；如点火时等离子电源柜电流不正常，等离子体发生器点火失败，重新进行点火启动工作；C、进行熔融工作，并时刻检测炉膛内的熔融温度，并记录熔融时间；D、进行故障检测，当检测到等离子电源电流电压异常、等离子体发生器异常、冷却水水压异常、炉膛温度异常、氮气压力异常、进料异常或发现燃烧熔融失败中的一种或多种情况时；则切断控制电源、切断进料装置电源，待炉膛温度冷却小于150℃后，关闭冷却水阀，氮气阀和空气阀，最后关闭引风机，进行停机检修。前述的热等离子体炬高温熔融工艺中，将熔融过程中产生的尾气通过水冷烟道进入高温布袋除尘器去除高温段的尾气中少量的二次飞灰，然后沿圆周切向进入烟气冷却集盐装置内，由于冷却温度较低，则此时烟气冷凝后产生的一些冷凝液将大部分析出的盐分溶解，此盐溶液被收集于储液槽中待回收并利用，经烟气冷却集盐装置净化后的尾气则先后进入到SCR装置、活性炭喷入装置内进行脱硝、去除二噁英等处理，再进入低温布袋除尘器内去除低温段的尾气中少量的二次飞灰，最后经引风机并通过FGD进行脱硫处理，达到国家相关排放标准后经过烟囱排放到外界；被收集下来的二次飞灰将重新进行配比混合处理，再次进行熔融。前述的热等离子体炬高温熔融工艺中，所述的步骤S5中的对熔渣进行资源化再利用的方法是，飞灰混合物经高温表面熔融后重熔结晶并形成熔融态的玻璃体结构，呈流动态的熔融玻璃体进入熔融玻璃成纤装置，熔融玻璃成纤装置内的高压喷枪将流动态的熔融玻璃体吹拉成丝状物，利用引风机将熔融玻璃成纤装置内的热气流体抽出，丝状物被完好收集并压实，可作为工业原料。一种热等离子体炬高温熔融工艺的热等离子体炬高温熔融系统，包括等离子体熔融炉、等离子体发生器系统、原料预处理系统、原料输送系统、尾气冷却净化系统、除渣系统、供电系统、供水系统、供气系统；所述的等离子体熔融炉包括内部设有搅动装置的炉本体，炉本体上设有与原料输送系统出料端对接的炉前进料装置；所述等离子体发生器系统包括等离子体发生器配套电源柜和安装在炉本体上的等离子体发生器；所述的原料预处理系统包括破碎机、配比装置和搅拌混料装置；所述的原料输送系统包括斗提机和中间料仓；所述斗提机的进料端与搅拌混料装置的出料端连对接，所述中间料仓设置在斗提机的出料端，所述中间料仓的底端与炉前进料装置对接；所述的尾气冷却净化系统包括依次串联设置的高温布袋除尘器、烟气冷却集盐装置、活性炭喷入装置、SCR装置、活性炭喷入装置、低温布袋除尘器、第一引风机和烟囱；所述高温布袋除尘器上设置有水冷烟道，所述水冷烟道经管道与等离子体熔融炉连接；所述的除渣系统包括熔融玻璃成纤装置和第二引风机，熔融玻璃成纤装置上的进渣口与炉本体连接，所述第二引风机将熔融玻璃成纤装置内的热气流体抽出，通入烟气冷却集盐装置内进行冷却净化以及进行其他综合利用；所述的供水系统包括板式换热器、软化水水箱、电源柜进水母管、电源柜出水母管、熔融炉进水母管和熔融炉出水母管；所述的供气系统包括依次串联设置压缩空气罐、冷干机、制氮机和氮气缓冲罐，所述压缩空气罐连接有第一储水槽，所述氮气缓冲罐连接有第二储水槽，所述氮气缓冲罐的出气管与炉本体连接，所述压缩空气罐经管道与炉本体连接。前述的热等离子体炬高温熔融系统中，所述炉前进料装置包括设置在炉本体上的进料管，进料管上从上到下依次设有插板阀和进料装置；所述炉本体在靠近进料管的一端设有横向倾斜设置的安装管口，所述搅动装置安装在安装管口内且伸入到炉本体内部，所述炉本体上设有烟气出管，水冷烟道经管道与烟气出管连接，所述烟气出管上设有物性参数测量口，所述炉本体上设有倾斜向下设置的观察管口，观察管口内安装有伸入到炉本体内的观察装置；所述炉本体的底部设有出渣管，所述炉本体上设有与出渣管连接的出渣腔道，所述炉本体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热等离子体炬高温熔融工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：/nS1：对飞灰与玻璃粉进行配比混合处理形成飞灰混合物，并根据飞灰的组分选择并配比合适的添加剂；/nS2：将飞灰混合物搅拌均匀后输送到中间仓料内；/nS3：通过炉前进料装置将飞灰混合物定量投放到等离子体熔融系统内；其中炉前进料装置采用连续均匀的进料方式，通过改变炉前进料装置内的电机频率来调节进料量，以达到物料平衡与能量平衡；/nS4：控制等离子体熔融系统对飞灰混合物进行熔融；/nS5：对熔融过程中产生的尾气进行冷却净化，对熔渣进行资源化再利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种热等离子体炬高温熔融工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
S1：对飞灰与玻璃粉进行配比混合处理形成飞灰混合物，并根据飞灰的组分选择并配比合适的添加剂；
S2：将飞灰混合物搅拌均匀后输送到中间仓料内；
S3：通过炉前进料装置将飞灰混合物定量投放到等离子体熔融系统内；其中炉前进料装置采用连续均匀的进料方式，通过改变炉前进料装置内的电机频率来调节进料量，以达到物料平衡与能量平衡；
S4：控制等离子体熔融系统对飞灰混合物进行熔融；
S5：对熔融过程中产生的尾气进行冷却净化，对熔渣进行资源化再利用。


2.根据权利要求1所述的热等离子体炬高温熔融工艺，其特征在于，所述的步骤S4中的控制等离子体熔融系统对飞灰混合物进行熔融的方法是，
A、启动前的准备，检测水压开启正常、空气开启正常、氮气开启正常、中间料仓内有料、电源正常和引风机正常后，则等离子体熔融系统启动，进行等离子体电源柜供电，同时引风机启动，炉前进料装置中的进料装置启动正常；
B、进行等离子点火，当等离子电源电流正常，等离子体发生器点火成功，待炉膛内温度上升1200℃时，炉前进料装置中的进料装置进行投料工作，并延时M秒启动等离子体熔融炉上的搅动装置，对飞灰混合物进行再次搅拌；如点火时等离子电源柜电流不正常，等离子体发生器点火失败，重新进行点火启动工作；
C、进行熔融工作，并时刻检测炉膛内的熔融温度，并记录熔融时间；
D、进行故障检测，当检测到等离子电源电流电压异常、等离子体发生器异常、冷却水水压异常、炉膛温度异常、氮气压力异常、进料异常或发现燃烧熔融失败中的一种或多种情况时；则切断控制电源、切断进料装置电源，待炉膛温度冷却小于150℃后，关闭冷却水阀，氮气阀和空气阀，最后关闭引风机，进行停机检修。


3.根据权利要求1所述的热等离子体炬高温熔融工艺，其特征在于，所述的步骤S5中的尾气进行冷却净化的方法是，将熔融过程中产生的尾气通过水冷烟道进入高温布袋除尘器去除高温段的尾气中少量的二次飞灰，然后沿圆周切向进入烟气冷却集盐装置内，由于冷却温度较低，则此时烟气冷凝后产生的一些冷凝液将大部分析出的盐分溶解，此盐溶液被收集于储液槽中待回收并利用，经烟气冷却集盐装置净化后的尾气则先后进入到SCR装置、活性炭喷入装置内进行脱硝、去除二噁英等处理，再进入低温布袋除尘器内去除低温段的尾气中少量的二次飞灰，最后经引风机并通过FGD进行脱硫处理，达到国家相关排放标准后经过烟囱排放到外界；被收集下来的二次飞灰将重新进行配比混合处理，再次进行熔融。


4.根据权利要求1所述的热等离子体炬高温熔融工艺，其特征在于，所述的步骤S5中的对熔渣进行资源化再利用的方法是，飞灰混合物经高温表面熔融后重熔结晶并形成熔融态的玻璃体结构，呈流动态的熔融玻璃体进入熔融玻璃成纤装置，熔融玻璃成纤装置内的高压喷枪将流动态的熔融玻璃体吹拉成丝状物，利用引风机将熔融玻璃成纤装置内的热气流体抽出，丝状物被完好收集并压实，可作为工业原料。


5.根据权利要求1-4任一项所述的热等离子体炬高温熔融工艺的热等离子体炬高温熔融系统，其特征在于，包括等离子体熔融炉(1)、等离子体发生器系统(2)、原料预处理系统(3)、原料输送系统(4)、尾气冷却净化系统(5)、除渣系统(6)、供电系统(7)、供水系统(8)、供气系统(9)；
所述的等离子体熔融炉(1)包括内部设有搅动装置(103)的炉本体(101)，炉本体(101)上设有与原料输送系统(4)出料端对接的炉前进料装置(102)；
所述等离子体发生器系统(2)包括等离子体发生器配套电源柜(201)和安装在炉本体(101)上的等离子体发生器(202)；
所述的原料预处理系统(3)包括破碎机(301)、配比装置(302)和搅拌混料装置(303)；
所述的原料输送系统(4)包括斗提机(401)和中间料仓(402)；所述斗提机(401)的进料端与搅拌混料装置(303)的出料端连对接，所述中间料仓(402)设置在斗提机(401)的出料端，所述中间料仓(402)的底端与炉前进料装置(102)对接；
所述的尾气冷却净化系统(5)包括依次串联设置的高温布袋除尘器(508)、烟气冷却集盐装置(501)、活性炭喷入装置(502)、SCR装置(511)、活性炭喷入装置(502)、低温布袋除尘器(503)、第一引风机(504)和烟囱(505)；所述高温布袋除尘器(508)上设置有水冷烟道(506)，所述水冷烟道(506)经管道与等离子体熔融炉(1)连接；
所述的除渣系统(6)包括熔融玻璃成纤装置(601)和第二引风机(602)，熔融玻璃成纤装置(601)上的进...

【专利技术属性】
技术研发人员：单鲁良，王华，刘源，罗慈聪，邓春梅，张红飞，刘向阳，
申请(专利权)人：浙江蓝太能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33