CN101648201A - 垃圾焚烧飞灰处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰处理系统，包括：进料单元，用于暂存待处理的垃圾焚烧飞灰；飞灰定量供给单元，用于将进料单元中的待处理垃圾焚烧飞灰按照预置第一速率供给混炼单元；药液定量供给单元，用于将药液按照预置第二速率供给混炼单元；混炼单元，用于将待处理垃圾焚烧飞灰与药液进行均匀混合，并将混合反应后的飞灰稳定化产物输出。与现有技术相比，本发明所提供的垃圾焚烧飞灰处理系统在满足所需工艺要求的情况下设备构成相对简单，由此稳定性较高，且另一方面，所述垃圾焚烧飞灰系统自动化程度较高，整个过程无需人工参与，不仅提高了工作效率，还能够有效地降低生产成本。

Description

垃圾焚烧飞灰处理系统

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术，特别地涉及一种垃圾焚烧飞灰处理系统。

背景技术

在目前的城市生活垃圾处理方法中，焚烧法能较好地实现垃圾的减容化、无害化和资源化，因而成为了处理垃圾的主要方式，但是垃圾焚烧飞灰却是国家标准(GB18485-2001)明文规定的危险废弃物。据统计，我国各大城市日产垃圾焚烧飞灰将超过1500吨，而根据现行法规的要求，垃圾焚烧飞灰必须按照危险废物进行特殊管理，即：垃圾焚烧飞灰预处理达标后才能在安全填埋场进行最终处置。

现有的垃圾焚烧飞灰的处理方法主要有水泥基固化/稳定化法、热处理法、酸或其它溶剂提取法及这些方法的组合。传统的水泥基固化/稳定化技术相对成熟，是目前最为广泛应用的危险废物安全处置的方法。水泥基固化/稳定化法的具体做法是：将垃圾焚烧飞灰装入储料装置中，同时加入水泥和水，通过搅拌器对焚烧飞灰、水泥和水进行搅拌，使其凝固成块，然后进行填埋。但飞灰中所含大量的溶解盐和氯会增加产物中重金属的浸出性，且固化材料添加量大，产物增重、增容比高，从而限制了该方法在飞灰处理中的应用；进一步地说，对于酸环境较为苛刻的卫生填埋条件，传统的水泥基固化/稳定化技术也存在较大的处置风险，在处理后的垃圾焚烧飞灰中，重金属又将浸出，影响环境。

近年来，随着化学稳定化技术的不断发展，进一步地形成了多种垃圾焚烧飞灰的化学处理方法，其中，较为突出的是螯合物沉淀法，其利用螯合剂与重金属离子反应来形成稳定的交联网状的螯合物。该技术对于垃圾焚烧飞灰的处理工艺而言，实现简单，药剂添加量低，产物增容比小，产物稳定，抗酸侵蚀能力强。针对该工艺技术的发展，目前现有技术中也随之出现了实现该种化学稳定工艺过程的处理系统，但是现有技术中的垃圾焚烧飞灰处理系统多半以手动操作为主，人工参与程度大，自动化程度较低；且由于垃圾焚烧飞灰的投入量和化学试剂的投入量也多以人为控制为主，主观性大、也易受外部影响，从而导致用量不一定准确合理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种垃圾焚烧飞灰处理系统，该系统具有较高的自动化程度，以提高劳动生产率。

为达到上述目的，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰处理系统，包括：

进料单元，用于暂存待处理的垃圾焚烧飞灰；

飞灰定量供给单元，用于将进料单元中的待处理垃圾焚烧飞灰按照预置第一速率供给混炼单元；

药液定量供给单元，用于将药液按照预置第二速率供给混炼单元；

混炼单元，用于将待处理垃圾焚烧飞灰与药液进行均匀混合，并将混合反应后的飞灰稳定化产物输出。

进一步地，所述第一速率和第二速率是根据待处理的焚烧飞灰和与其进行混合的药液的配比关系确定。

进一步地，所述系统还包括：传送单元，用于接收混炼单元输出的飞灰稳定化产物，并将其传送到外部预置的稳定物收集单元。

进一步地，所述系统还包括：加热单元，用于对所传送的飞灰稳定化产物进行加热。

更进一步地，所述传送单元为封闭单元，且设置有：第一除尘单元，用于对所述传送单元中的飞灰稳定化产物进行通风干燥，以及去除所述传送单元内部的灰尘。

进一步地，所述飞灰定量供给单元为定量给料装置。

进一步地，所述药液定量供给单元包括：药剂自供给装置、水自供给装置以及药液承载装置，其中：

所述药剂自供给装置，用于根据预定的策略或者根据外部控制信号向药液承载装置提供药剂；

所述水自供给装置，用于根据预定的策略或者根据外部控制信号向药液承装装置供水；

所述的药液承载装置，用于以预置第二速率向混炼单元提供药液；

所述药剂自供给装置向药液承载装置提供药剂量与所述水自供给装置向药液承载装置供水量是按照药液的浓度配比确定的。

进一步地，所述混炼单元为进给搅拌装置。

更进一步地，所述进给搅拌装置包括：设置在两端开口的密闭壳体内、依次顺序连接的第一输送部分，搅拌部分以及成型部分；其中，至少所述第一输送部分为自进给装置。

进一步地，所述混炼单元设置有第一振动装置。

进一步地，所述进料单元外侧、和/或所述飞灰定量供给单元外侧、和/或所述药液定量供给单元外侧设置有保温层。

进一步地，所述进料单元设置有检测装置，用于在确定所述进料单元中垃圾焚烧飞灰量超过预定上限值和/或低于预定下限值时，向外部报警装置发送警示信号。

更进一步地，所述检测装置是设置在所述进料单元内部确定位置的位置传感器和/或设置在所述进料单元底部的重量传感器。

进一步地，所述进料单元设置有加温装置。

与现有技术相比，本发明所提供的垃圾焚烧飞灰处理系统具有如下显著优点：

(1)所述垃圾焚烧飞灰系统在满足所需工艺要求的情况下，设备构成相对简单，由此稳定性较高；

(2)所述垃圾焚烧飞灰系统在工作过程中，垃圾焚烧飞灰和化学药剂(对于飞灰的化学稳定化药剂)的投入量及投入速度精确可控，不易受到外部影响，由此可以保证整个处理过程中连续均匀给料，以及化学试剂用量更加合理；

(3)所述垃圾焚烧飞灰系统工作的整个过程可以无需人工参与，由此自动化程度较高，这不仅有效地提高了工作效率，还能够降低生产成本；

(4)所述垃圾焚烧飞灰系统在整个处理过程中不会产生废气废水等二次污染；

(5)所述垃圾焚烧飞灰系统可以设计为整体封闭处理系统，以确保飞灰在进行处理的整个过程中不会对环境造成任何污染。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例三的结构示意图；

图4为本发明实施例四的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。

实施例一：

参考图1所示，一种垃圾焚烧飞灰处理系统，包括：进料单元1、飞灰定量供给单元2、药液定量供给单元3以及混炼单元4，其中：

进料单元1，用于暂存待处理的垃圾焚烧飞灰；

飞灰定量供给单元2，用于将进料单元1中的待处理垃圾焚烧飞灰按照预置第一速率供给混炼单元4；

药液定量供给单元3，用于将药液按照预置第二速率供给混炼单元4；

混炼单元4，用于将待处理垃圾焚烧飞灰与药液进行均匀混合，并在混合时按照预期发生化学反应，从而得到飞灰稳定化产物；

上述的第一速率和第二速率可以根据待处理的焚烧飞灰和与其进行混合的药液的配比关系确定，且可以是恒定值，也可以按照某种函数关系变化，还可以按照外部设定调节；所述的药液可以是用于对重金属离子稳定处理的螯合物等化学试剂的水溶液。

利用本实施例一所提出的系统进行工作时，工作过程如下：

飞灰定量供给单元2按照预置的第一速率向混炼单元4提供待处理焚烧飞灰；

药液定量供给单元3按照预置的第二速率向混炼单元4提供预配置浓度的药液；

在混炼单元4中，待处理焚烧飞灰和药液均匀混合且发生化学反应，得到飞灰稳定化产物，该稳定化产物输出后可以用于后期填埋，而不至于产生任何环境污染。所述的药液可以是用于对重金属离子稳定处理的螯合物等化学试剂的水溶液。

可见，利用本实施例一所提出的系统可以实现垃圾焚烧飞灰的化学化稳定处理，且在整个处理过程中无需人工干预，自动化程度较高，同时，垃圾焚烧飞灰和化学试剂的投入量及投入速度精确可控，不易受到外部影响。

实施例二：

参考图2所示，一种垃圾焚烧飞灰处理系统包括：进料单元1、飞灰定量供给单元2、药液定量供给单元3以及混炼单元4，其中：

进料单元1为料斗，用来存放待处理的垃圾焚烧飞灰，所述垃圾焚烧飞灰可以是通过外部的输送管道进入料斗；

飞灰定量供给单元2为定量给料装置，所述定量给料装置的输入端与所述进料单元1的输出端连接，所述定量给料装置的输出端和混炼单元4的输入端连接；优选的，所述定量给料装置可以为螺旋称重定量给料装置；更优选的，所述定量给料装置为可调速的螺旋称重定量给料装置，以便于适于多种不同的处理情况及药液种类进行调速；

药液定量供给单元3进一步地包括：药剂自供给装置31、水自供给装置32和药液承载装置33，所述药剂自供给装置31根据预定的策略或者根据外部控制信号(图示为外部控制信号)向药液承载装置33提供药液，所述水自供给装置32根据预定的策略或者根据外部控制信号(图示为外部控制信号)向药液承装装置33供水，上述的药液和水是按照预定的比例向外部供给的，以使得药液承载装置33中的药液获得预定的浓度配比；所述的药液承载装置33以预置第二速率向混炼单元4提供药液；此处需要说明一点的是：水自供给装置32可以由开关且流量可控(例如，由流量阀控制)的供水端(例如，工业用水引出端)来替代，此时，药剂自供给装置31中的药剂可以是高浓度的，由此仅需使用较小的药剂自供给装置31即可，从而降低了对设备使用的要求，且在由开关且流量可控的供水端供水时，进一步地减少了整个系统的设备构成量；

混炼单元4，通过输送管道与飞灰定量供给单元2及药液定量供给单元3的输出端连接，用于将待处理垃圾焚烧飞灰和药液均匀混合，并发生化学反应而得到飞灰稳定化产物。所述混炼单元4可以通过现有技术中的任何混合物质均匀装置来实现，但是优选的为进给搅拌装置，因为在该进给搅拌装置中，如果在相同位置点同时接收飞灰和药液时，其不仅能将焚烧飞灰和药液充分混合，还能够使得进给搅拌装置中搅拌物和装置壁之间的混合物受到一定的压力，增强混合能力，更有利于化学反应；更优选的，所述混炼单元4可以包括：设置在两端开口的密闭壳体40内的第一输送部分41，搅拌部分42以及成型部分43，所述第一输送部分41接收垃圾焚烧飞灰和药液，并以一定的速度在壳体内输送至搅拌部分42，所述搅拌部分42利用搅拌端对混合物(此时，混合物包括焚烧飞灰、药液以及两者已经发生化学反应而得到的稳定化产物)进行搅拌，该搅拌过程使得该单元中的焚烧飞灰和药液能够充分混合，更完全而有效地发生化学反应；所述成型部分43接收到飞灰稳定化产物后，对其进行成型，以方便输出，示例性的，所述成型部分43可以是挤压成型输出部件(例如，具有圆孔的挤压输出部件)，在挤压成型过程中还可以通过成型挤压力进一步地保证焚烧飞灰和药液的充分反应，以及使稳定化产物的含水量相对减少，方便后续处理。说明一点，在上述的第一输送部分41，搅拌部分42以及成型部分43中，可以仅仅第一输送部分41为自进给装置，用于实现对物料的主动传送，而在搅拌部分42以及成型部分43中物料传送是通过第一输送部分41所传送物料的前向推力来实现被动传送，当然，所述的第一输送部分41，搅拌部分42以及成型部分43也可以都以实现主动传送的自进给装置来实现。

利用本实施例二所提出的系统进行工作时，过程如下：

定量给料装置按照预置的第一速率向混炼单元4提供待处理焚烧飞灰；所述第一速率可以通过预置的定量给料速率来实现；

药液定量供给单元3按照预置的第二速率向混炼单元4提供预配置浓度的药液；所述药液定量供给单元3中的预配置浓度药液可以这样得到：所述药剂自供给装置31根据预定的策略向药液承装装置33提供药剂，所述水自供给装置32根据预定的策略向药液承装装置33供水，上述的药剂和水的提供量是按照预定的比例供给的，以达到对飞灰进行处理所需要的药液；所述的预定策略可以是：所述药剂自供给装置31和所述水自供给装置32在接收到外部信号后，分别向药液承装装置33供给预定量的药剂和水；也可以是：所述药剂自供给装置31和所述水自供给装置32持续以预定速率向药液承装装置33供给预定量的药剂和水(未示出)；

在混炼单元4中，待处理飞灰和药液均匀混合且发生反应，得到成型后的飞灰稳定化产物，该稳定化产物可以用于后期填埋，而不至于产生任何环境污染。所述的药液可以是螯合物等化学试剂的水溶液。

可见，利用本实施例二所提出的系统不仅可以实现垃圾焚烧飞灰的化学化稳定处理，且在整个处理过程中无需人工干预，自动化程度较高；而且与实施例一相比，由于药液配置供给实现自动化，进一步地提高了系统的自动化程度，且混炼单元4在采用进给搅拌装置时，在同样的药液情况下能够更有效地对垃圾焚烧飞灰进行处理，而稳定物的成型输出将有利于存储、装载、运输、填埋等后续操作。

对于上述实施例二还要补充说明的一点是：在所述的混炼单元4中可以进一步地设置

实施例三：

参考图3所示，一种垃圾焚烧飞灰处理系统包括：进料单元1、飞灰定量供给单元2、药液定量供给单元3、混炼单元4以及传送单元5，可见，与实施例二中所提出的系统相比，本实施例三所提出的系统增加了传送单元5，用于将混炼单元4所产生的飞灰稳定化产物输出到外部稳定物收集装置。增加该传送单元5可以使灰稳定化产物运送到远程收集位置，以此增加该系统的适用范围。

进一步地，在传送单元4的传送面附近(包括：上面或者侧面)可以设置有加热装置51，用于对所传送的稳定物进行加热，使其干燥。这是因为从混炼单元直接输出的稳定物一般具有较大的湿度，利用加热降低其湿度后，对存储、装载、运输、填埋等后续操作的要求将进一步降低。

进一步地，所述传送单元4为密封装置，此时可以对该密封式传动单元4设置第一除尘装置52，用于对传送单元4中的飞灰稳定化产物进行通风干燥，以及去除所述传送单元4内部的灰尘，达到更好的处理效果。

实施例四：

参考图4所示，一种垃圾焚烧飞灰处理系统包括：进料单元1、飞灰定量供给单元2、药液定量供给单元3、混炼单元4以及传送单元5，与实施例三中所提出的系统相比，本实施例三所提出的系统在进料单元1中增加了上限位置检测装置101、下限位置检测装置102以及加热装置103，其中：上限位置检测装置101用于在确定所述进料单元1中垃圾焚烧飞灰量超过预定上限值时，向外部发送高位警示信号；下限位置检测装置102用于在确定所述进料单元1中垃圾焚烧飞灰量超过预定下限值时，向外部发送低位警示信号；由此保证了进料单元1中的垃圾焚烧飞灰的量在合理范围，保证系统的连续安全运行；加温装置103用于在温度较低时，对所述进料单元1中的焚烧飞灰进行加温，使其不致起拱、结露、甚至凝固，便于系统运行。

对于本实施例四需要补充说明的是，位置检测装置可以为任意的位置传感器来实现，且不仅限于设置上限位置检测装置101和下限位置检测装置102两个，根据实际的使用情况可以仅设置一个或者设置多于两个。而对于进料单元1中的垃圾焚烧飞灰量的检测也不仅限于使用位置检测装置来实现，也可以通过在进料单元1的底部设置重量检测装置(例如，物重传感器)来实现。

对于本实施例四还需要补充说明的是，上述的位置检测输出信号和/或重量检测输出信号可以作为提供给对进料单元1进行飞灰供给的启动输入和停止输入控制的外部控制单元的控制信号，由此可以进一步地对垃圾焚烧飞灰的处理的自动化程度。

可见，本实施例四与前述的实施例相比，自动化程度更高、安全性也更好。

在其他的实施例中，为了防止温度低时，飞灰及药液的起拱、结露、甚至凝固，所述进料单元1外侧、和/或所述飞灰定量供给单元2外侧、和/或所述药液定量供给单元3外侧均可以设置有保温层。

此外，为了防止飞灰挂壁、堵塞物料输入输出端口，达到更好的焚烧飞灰处理效果，可以在进料单元中(优选的在进料单元的输入端)设置有第一振动装置，和/或在混炼单元中(优选的在混炼单元的输入端)设置有第二振动装置，所述第一振动装置和第二振动装置示例性的为气锤。

此外，为了防止往进料单元1时增加飞灰扬尘，造成环境污染，还可以在进料单元1的上侧设置第二除尘单元。

此外，还可以在混炼单元4中设置物料检测单元，用于在混炼单元4输入端出现堵塞以及缺料时向外部发送相应的警示信号。

对于上述所有实施例还需要补充说明一点：上述系统中各个单元的工作启停顺序以及上述提及的第一速率、第二速率等控制量可以由预置的唯一控制单元来统一控制和设置，也可以由受总控的各个分控制单元来实现。此为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。

还需要说明的是：本发明所提出的垃圾焚烧飞灰处理系统设置位置没有任何限制，其进料单元可以通过输送装置来接收待处理垃圾焚烧飞灰，也可以在该系统设置在生活垃圾焚烧厂区内时，直接将本系统的进料单元通过可控阀门与生活垃圾焚烧厂的来及焚烧飞灰储料罐下部出口连接，而无须外部输送装置。还需要说明的是，本系统优化的是整体封闭处理系统，以确保飞灰在进行处理的整个过程中不会对环境造成任何污染。

综上，在本发明所提出的垃圾焚烧飞灰处理系统中，通过将飞灰、药液均匀混合且发生化学反应，来得到飞灰稳定化产物，该稳定化产物可以直接送生活垃圾填埋厂填埋。所述垃圾焚烧飞灰处理系统具有如下显著优点：

(1)所述垃圾焚烧飞灰系统在满足所需工艺要求的情况下，设备构成相对简单，由此稳定性较高；

(2)所述垃圾焚烧飞灰系统在工作过程中，垃圾焚烧飞灰和化学药剂(对于飞灰的化学稳定化药剂)的投入量及投入速度精确可控，不易受到外部影响，由此可以保证整个处理过程中连续均匀给料，以及化学试剂用量更加合理；

(3)所述垃圾焚烧飞灰系统工作的整个过程可以无需人工参与，由此自动化程度较高，这不仅有效地提高了工作效率，还能够降低生产成本；

(4)所述垃圾焚烧飞灰系统在整个处理过程中不会产生废气废水等二次污染；

(5)所述垃圾焚烧飞灰系统可以设计为整体封闭处理系统，以确保飞灰在进行处理的整个过程中不会对环境造成任何污染。

需要指出的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种垃圾焚烧飞灰处理系统，包括：进料单元，用于暂存待处理的垃圾焚烧飞灰，其特征在于，该系统还包括：

飞灰定量供给单元，用于将进料单元中的待处理垃圾焚烧飞灰按照预置第一速率供给混炼单元；

药液定量供给单元，用于将药液按照预置第二速率供给混炼单元；

混炼单元，用于将待处理垃圾焚烧飞灰与药液进行均匀混合，并将混合反应后的飞灰稳定化产物输出。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一速率和第二速率是根据待处理的焚烧飞灰和与其进行混合的药液的配比关系确定。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：传送单元，用于接收混炼单元输出的飞灰稳定化产物，并将其传送到外部预置的稳定物收集单元。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：加热单元，用于对所传送的飞灰稳定化产物进行加热。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述传送单元为封闭单元，且设置有：第一除尘单元，用于对所述传送单元中的飞灰稳定化产物进行通风干燥，以及去除所述传送单元内部的灰尘。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述飞灰定量供给单元为定量给料装置。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述药液定量供给单元进一步地包括：药剂自供给装置、水自供给装置以及药液承载装置，其中：

所述药剂自供给装置，用于根据预定的策略或者根据外部控制信号向药液承载装置提供药剂；

所述水自供给装置，用于根据预定的策略或者根据外部控制信号向药液承装装置供水；

所述的药液承载装置，用于以预置第二速率向混炼单元提供药液；

所述药剂自供给装置向药液承载装置提供药剂量与所述水自供给装置向药液承载装置供水量是按照药液的浓度配比确定的。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混炼单元为进给搅拌装置。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述进给搅拌装置进一步地包括：设置在两端开口的密闭壳体内、依次顺序连接的第一输送部分，搅拌部分以及成型部分；其中，至少所述第一输送部分为自进给装置。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混炼单元设置有第一振动装置。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进料单元外侧、和/或所述飞灰定量供给单元外侧、和/或所述药液定量供给单元外侧设置有保温层。

12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进料单元设置有检测装置，用于在确定所述进料单元中垃圾焚烧飞灰量超过预定上限值和/或低于预定下限值时，向外部报警装置发送警示信号。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述检测装置是设置在所述进料单元内部确定位置的位置传感器和/或设置在所述进料单元底部的重量传感器。

14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进料单元设置有加温装置。

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