飞灰直流熔融处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种飞灰直流熔融处理装置及方法。该装置包括混料压制单元、预热烧结炉和直流电炉，直流电炉包括炉体、顶电极、底电极及直流电源，顶电极穿过炉体的顶壁延伸至其内部，底电极设置在炉体的内部底壁，顶电极和底电极分别于直流电源电连接；炉体还设置有加料口、炉渣出口、熔盐出口及排烟口，加料口、炉渣出口及熔盐出口处均具有可开闭部件；加料口与预烧结物料出口相连，直流电炉用于对预烧结物料进行熔融处理。本发明专利技术有效解决了现有技术中处理氯盐含量较高的飞灰时存在的水耗高、能耗高、电炉运行不稳定等的问题。电炉运行不稳定等的问题。电炉运行不稳定等的问题。

【技术实现步骤摘要】
飞灰直流熔融处理装置及方法


[0001]本专利技术涉及飞灰处理领域，具体而言，涉及一种飞灰直流熔融处理装置及方法。

技术介绍

[0002]垃圾焚烧飞灰是在生活垃圾焚烧发电过程中产出的二次污染物，其中富集了较多的重金属、二噁英和氯盐等有害物质，属于危险废物。氯含量较高是我国垃圾焚烧飞灰的典型特点，氯盐含量(通常为氯化钠、氯化钾、氯化钙等)可占飞灰总量的10～40％，极大地增加了飞灰处理难度。目前飞灰处理方法主要有高温熔融、水泥窑协同处置、水洗+熔融等多种处理方法。
[0003]飞灰水洗方式虽然可以除去大部分氯盐，但是水洗后的滤渣仍然为危废，且需要相应的污水处理系统，工艺流程复杂，无害化处置能力差。采用“水洗+熔融”的方式，是在飞灰熔融前进行水洗脱除其中氯盐，减少飞灰熔融过程中氯盐的大量挥发。但飞灰水洗会消耗大量水，易引起二次污染，增加污水处理工序，水洗后含水滤渣再熔融处置时能耗将增加。若飞灰熔融后再使用水喷淋降温除盐，则同样会消耗大量水，所得滤液杂质较多，蒸发结晶会再次消耗能源。该方法本质仍然是使用高温熔融方式处理低氯盐含量的飞灰或滤渣物料，没有解决高氯盐含量飞灰的熔融处置问题。
[0004]高温熔融法是将飞灰送入至高温熔融炉(通常是顶电极三相交流电炉)内进行高温熔融处理，通常处理温度为1300～1500℃高温，在该温度下，二噁英会快速分解。然而，氯盐也会大量挥发，极易堵塞管道。且因氯盐含量较高，使得氯盐挥发逸出缓慢，尽管提高温度和增大气体量可以促进氯盐挥发，但高温导致高能耗且耐材损耗严重，较大气量也会加重烟气处理系统负担。除此以外，采用顶电极三相交流电炉融化垃圾焚烧飞灰时，物料熔融后熔盐层在上部，渣层在下部，熔盐层较浅时，可以实现下部炉渣的加热熔融，但当熔盐大量聚集在熔池上部时容易导致电炉短路。因此目前现有技术中的顶电极三相交流电炉仅能够处理氯盐含量较低的飞灰。也有采用顶底电极的直流电弧炉方式，但飞灰物料直接进入高温熔池，物料在融化过程中，熔池搅拌剧烈，会产生大量烟尘和挥发性气体，导致大量的熔盐挥发进入气相，后续烟气处理系统复杂。
[0005]基于此，有必要提供一种适用于氯盐含量较高的垃圾焚烧飞灰的处理系统级工艺，以克服现有飞灰处理工艺中存在的水耗大、能耗高、电炉运行不稳定等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种飞灰直流熔融处理装置及方法，以解决现有技术中处理氯盐含量较高的飞灰时存在的水耗高、能耗高、电炉运行不稳定等的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种飞灰直流熔融处理装置，其包括：混料压制单元，具有飞灰入口、熔剂入口和粘结剂入口，混料压制单元用于将飞灰、熔剂和粘结剂混合并压制为多孔块状物料；预热烧结炉，具有多孔块状物料进口和预烧结物料出口，多孔块状物料进口与混料压制单元相连，预热烧结炉用于对多孔块状物料进行
预热烧结处理以得到预烧结物料；直流电炉，包括炉体、顶电极、底电极及直流电源，顶电极穿过炉体的顶壁延伸至其内部，底电极设置在炉体的内部底壁，顶电极和底电极分别于直流电源电连接；炉体还设置有加料口、炉渣出口、熔盐出口及排烟口，加料口、炉渣出口及熔盐出口处均具有可开闭部件；加料口与预烧结物料出口相连，直流电炉用于对预烧结物料进行熔融处理。
[0008]进一步地，预热烧结炉具有一炉膛，炉膛为竖式柱状结构，炉膛的顶部具有多孔块状物料进口，炉膛的底部分布有多个气体热介质入口，炉膛的侧壁设置有气体热介质出口。
[0009]进一步地，炉膛的底部靠近气体热介质入口处设置有推送机构，推送机构的推送方向平行于炉膛的轴线，且炉膛相对于推送机构的侧壁上设置有预烧结物料出口。
[0010]进一步地，气体热介质入口的进气管路上设置有鼓风设备。
[0011]进一步地，直流电炉的排烟口通过进气管路与气体热介质入口相连。
[0012]进一步地，装置还包括燃烧烟气供应单元，其亦通过进气管路与气体热介质入口相连。
[0013]进一步地，直流电炉的炉体底部具有凹槽，底电极镶嵌设置在凹槽中，且底电极的上表面与炉体的底壁平齐。
[0014]进一步地，底电极的上表面的面积大于顶电极下端面的面积。
[0015]进一步地，顶电极为柱状电极，炉体的顶壁具有与柱状电极对应设置的电极孔，电极孔位于炉体顶壁的中心处。
[0016]进一步地，电极孔与柱状电极之间设置有密封件。
[0017]进一步地，炉渣出口设置在炉体的底部，熔盐出口设置在炉体的侧壁上，且将熔盐出口距离炉体底壁的高度记为h，将炉体内部的总高度记为H，则h/H为1/4～1/2。
[0018]进一步地，将顶电极的下端距离炉体底壁的高度记为h
’
，则h
’
/H为1/6～1/3，且顶电极的下端低于熔盐出口。
[0019]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种飞灰直流熔融处理方法，其采用上述装置，其包括以下步骤：步骤S1，通过混料压制单元将飞灰、熔剂和粘结剂混合并压制为多孔块状物料；步骤S2，将多孔块状物料在预热烧结炉中进行预热烧结处理，得到预烧结物料；步骤S3，使顶电极和底电极与直流电源电连接，将预烧结物料通过加料口送入直流电炉的炉体进行熔融处理，且在熔融处理的过程中保持加料口、炉渣出口及熔盐出口处的可开闭部件为关闭状态。
[0020]进一步地，步骤S2中，通过预热烧结炉的气体热介质入口向炉膛通入1100～1200℃的高温烟气以对多孔块状物料进行预热烧结处理，且控制预烧结物料的温度为900～1000℃。
[0021]进一步地，多孔块状物料为圆柱形或立方体型蜂窝煤形状，其具有平行设置的多个通孔；优选地，多孔块状物料的体积为785～1000cm3，通孔的径向宽度为5～10mm；在预热烧结处理过程中，将多孔块状物料按照多层放置在炉膛内，并使通孔沿预热烧结炉的轴向方向延伸；优选地，随着预热烧结处理过程的进行，通过炉膛底部的推送机构周期性地将预烧结物料通过预烧结物料出口送出，然后使预烧结物料进入直流电炉进行熔融处理。
[0022]进一步地，高温烟气包括直流电炉的排烟口排出的熔融烟气及燃烧烟气供应单元提供的燃烧烟气；优选地，将煤粉和空气送入燃烧烟气供应单元进行燃烧反应以提供燃烧
烟气。
[0023]进一步地，熔融处理过程中，炉体内的熔池包括上部的熔盐层和下部的熔渣层，控制熔渣层的温度为1250～1400℃，熔盐层的温度为1100～1250℃，且炉体内的表压为8～12Pa。
[0024]进一步地，飞灰为垃圾焚烧飞灰；熔剂为含铁和/或含硅物料，优选为硅石、铁矿粉、铁尾矿、铜渣中的一种或多种；粘结剂为膨润土。
[0025]进一步地，飞灰、熔剂及粘结剂的重量比为1:(0.3～0.5):(0.01～0.05)。
[0026]本专利技术提供了一种飞灰直流熔融处理装置，其包括混料压制单元、预热烧结炉和直流电炉。通过混料压制单元可将飞灰、熔剂和粘结剂混合并压制为多孔块状物料。通过预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述装置包括：混料压制单元(10)，具有飞灰入口、熔剂入口和粘结剂入口，所述混料压制单元(10)用于将飞灰、熔剂和粘结剂混合并压制为多孔块状物料；预热烧结炉(20)，具有多孔块状物料进口(201)和预烧结物料出口(202)，所述多孔块状物料进口(201)与所述混料压制单元(10)相连，所述预热烧结炉(20)用于对所述多孔块状物料进行预热烧结处理以得到预烧结物料；直流电炉(30)，包括炉体(31)、顶电极(32)、底电极(33)及直流电源(34)，所述顶电极(32)穿过所述炉体(31)的顶壁延伸至其内部，所述底电极(33)设置在所述炉体(31)的内部底壁，所述顶电极(32)和所述底电极(33)分别于所述直流电源(34)电连接；所述炉体(31)还设置有加料口(311)、炉渣出口(312)、熔盐出口(313)及排烟口(314)，所述加料口(311)、所述炉渣出口(312)及所述熔盐出口(313)处均具有可开闭部件；所述加料口(311)与所述预烧结物料出口(202)相连，所述直流电炉(30)用于对所述预烧结物料进行熔融处理。2.根据权利要求1所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述预热烧结炉(20)具有一炉膛(21)，所述炉膛(21)为竖式柱状结构，所述炉膛(21)的顶部具有所述多孔块状物料进口(201)，所述炉膛(21)的底部分布有多个气体热介质入口(211)，所述炉膛(21)的侧壁设置有气体热介质出口(212)。3.根据权利要求2所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述炉膛(21)的底部靠近所述气体热介质入口(211)处设置有推送机构(22)，所述推送机构(22)的推送方向平行于所述炉膛(21)的轴线，且所述炉膛(21)相对于所述推送机构(22)的侧壁上设置有所述预烧结物料出口(202)。4.根据权利要求2或3所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述气体热介质入口(211)的进气管路上设置有鼓风设备。5.根据权利要求4所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述直流电炉(30)的所述排烟口(314)通过所述进气管路与所述气体热介质入口(211)相连。6.根据权利要求5所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述装置还包括燃烧烟气供应单元，其亦通过所述进气管路与所述气体热介质入口(211)相连。7.根据权利要求1至3中任一项所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述直流电炉(30)的所述炉体(31)底部具有凹槽，所述底电极(33)镶嵌设置在所述凹槽中，且所述底电极(33)的上表面与所述炉体(31)的底壁平齐。8.根据权利要求7所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述底电极(33)的上表面的面积大于所述顶电极(32)下端面的面积。9.根据权利要求8所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述顶电极(32)为柱状电极，所述炉体(31)的顶壁具有与所述柱状电极对应设置的电极孔，所述电极孔位于所述炉体(31)顶壁的中心处。10.根据权利要求9所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述电极孔与所述柱状电极之间设置有密封件(35)。11.根据权利要求9所述的飞灰直流熔融处理装置，其特征在于，所述炉渣出口(312)设置在所述炉体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云，陈宋璇，陈学刚，裴忠冶，胡立琼，高术杰，祁永峰，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：