CN102620299A - 一种飞灰预热的旋风熔融装置及方法 - Google Patents
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Abstract
飞灰预热的旋风熔融装置及方法是一种飞灰熔融处理的装置及方法，该装置由旋风炉和飞灰预热器组成，旋风炉的烟气出口和飞灰预热器的热烟气进口相联接，飞灰预热器的工质出口和旋风炉的二次风切向进口相连通，其方法在于一次风和煤粉混合后从旋风炉的一次风进口喷入旋风炉的前端，采用气力输送技术，煤粉燃烧所需要的二次风携带飞灰进入飞灰预热器，旋风炉燃烧产生的高温烟气进入飞灰预热器，对二次风和飞灰进行加热，经高温烟气加热后的飞灰进入旋风炉，迅速达到飞灰熔融温度，二次风在旋风炉内高速旋转，飞灰在离心力作用下抛向旋风炉的壁面，高温的壁面使得飞灰迅速熔融，熔融的飞灰以液态渣的形式从旋风炉底部的液态排渣口流出。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞灰熔融处理的装置及方法，属于飞灰安全处理的技术领域。
背景技术
随着国民经济的高速发展，城市化进程不断加快，生活垃圾产生量急剧增加，垃圾焚烧发电能较好地实现垃圾处理减量化、资源化、无害化的治理目标，在发达国家以及我国得到广泛的推广和应用。但生活垃圾焚烧处理产生的飞灰，含有高浓度的二恶英及大量的重金属等有害物质，且具有高浸出率，属于危险废弃物，若未经处理直接排放，将会污染土壤和地下水，势必造成严重的二次污染。
现阶段主要采用水泥固化填埋或高温熔融的方法来处理垃圾焚烧产生的飞灰。水泥固化法处理飞工艺虽简单、投资少，但向飞灰中添加水泥增加了最终处理量，处理后的飞灰重金属稳定性差，大部分重金属和二恶英极易被雨水溶出，而且固化后的飞灰需要大量的填埋场，填埋场的使用寿命是有限的，仍然存在最终安全处理飞灰的问题。高温熔融是目前重要的一种飞灰的处理方法。高温处理包括熔融固化法和烧结技术。熔融是利用燃料的燃烧或电加热的方式，在高温（通常1300℃以上）的条件下，使飞灰熔融，冷却后成为稳定的玻璃态熔渣，并破坏二恶英等有机成分，将大部分重金属固化在玻璃态熔渣中；飞灰熔融减容显著、熔渣中重金属不会随雨水溶出，熔渣还可以作为水泥原料或建筑材料，达到二恶英零排放和废物循环利用的目的；所采用的熔融炉是燃烧辅助燃料来进行飞灰熔融，为了维持炉内高温状态，燃料消耗量较大，发达国家通常采用燃烧重油或焦炭的方法熔融处理飞灰，运行费用昂贵。
飞灰熔融炉通常采用旋风炉技术，如专利200410044191.8、200710144924.9、200920090363.3、200520039468.8，在旋风炉的炉头布置旋流燃烧器，可以快速实现辐射区的飞灰熔化，但由于燃烧器辐射区狭窄，只有直接受到辐射的飞灰方可熔化，此种旋风炉飞灰熔融方法容易造成飞灰熔融不彻底，导致二恶英与重金属控制不彻底，影响飞灰熔融处理效果。专利200410044191.8将垃圾焚烧产生的飞灰收集后，送入球磨机中制成粒度小于100um的粉末，与煤制粉系统送来的优质煤粉按15～25 : 75～85的比例混合后，保证煤炭和飞灰混合后的热值大于3600大卡/公斤，通过旋流燃烧器与一次风掺混后送入旋风炉高温熔融处理，增加了飞灰前置制粉处理工序，辅助燃料消耗量大，飞灰熔融处理成本高，而且大量的常温飞灰加入高温旋风炉，会显著降低旋风炉的炉膛温度，造成飞灰熔融捕渣率低下。
发明内容
技术问题：本发明针对旋风炉进行飞灰熔融处理过程出现的辅助燃料消耗量大，对辅助燃料品质要求高、飞灰熔融捕渣率低等问题，本发明提出了一种飞灰预热的旋风熔融装置及方法，该方法具有经济、高效和安全的效果。
技术方案：本发明的飞灰预热的旋风熔融装置包括旋风炉和飞灰预热器；其中，旋风炉为圆筒状，旋风炉包括一次风进口、二次风切向进口、旋风炉烟气出口和液态排渣口，一次风进口设置在旋风炉的前端，二次风切向进口设置在一次风进口下游的旋风炉的壁面上，液态排渣口设置在二次风切向进口下游的旋风炉的底部，旋风炉烟气出口位于旋风炉的后端；飞灰预热器包括热烟气进口、冷烟气出口、工质进口和工质出口；旋风炉烟气出口和飞灰预热器的热烟气进口相连通，飞灰预热器的工质出口和旋风炉的二次风切向进口相连通。
本发明的飞灰预热的旋风熔融装置的旋风熔融方法为：
a.燃烧组织：一次风和煤粉混合后从一次风进口喷入旋风炉的前端，二次风和飞灰混合后从工质进口进入飞灰预热器，经飞灰预热器加热后从工质出口流出，从二次风切向进口切向进入旋风炉,二次风在旋风炉内高速旋转，高速旋转的气流将旋风炉内高温烟气卷吸到旋风炉的前端，使得煤粉得以快速加热，稳定着火燃烧，煤粉燃烧产生的高温烟气从旋风炉烟气出口流出，进入飞灰预热器的热烟气进口，高温烟气经过飞灰预热器冷却换热后，从冷烟气出口排出；
b.飞灰熔融：飞灰和二次风混合后经过飞灰预热器加热后从旋风炉的二次风切向进口切向喷入旋风炉，飞灰在旋风炉内高速旋转，在离心力作用下抛向旋风炉的壁面，旋风炉内温度为1200℃以上，高温的壁面使得飞灰迅速熔融，熔融的飞灰以液态渣的形式从旋风炉底部的液态排渣口流出。
采用气力输送的技术，煤粉燃烧所需要的二次风携带飞灰进入飞灰预热器，旋风炉燃烧产生的高温烟气进入飞灰预热器，对飞灰和二次风进行加热，经高温烟气加热后的飞灰进入旋风炉，迅速达到飞灰熔融温度，缩短了飞灰在旋风炉内的熔融时间，提高了飞灰熔融捕集效率，降低了燃料的消耗量。
具体是：将一次风和煤粉混合后从旋风炉炉头的一次风进口喷入旋风炉，采用气力输送的技术，煤粉燃烧所需要的二次风携带飞灰从工质进口进入飞灰预热器，旋风炉燃烧产生的高温烟气从飞灰预热器的热烟气进口入飞灰预热器，对二次风和飞灰进行加热，高温烟气经过飞灰预热器冷却换热后，从冷烟气出口排出，加热后的二次风和飞灰从飞灰预热器的工质出口流出，经二次风切向进口切向进入旋风炉，二次风在旋风炉内高速旋转，飞灰在离心力作用下抛向旋风炉的壁面，高温的壁面使得飞灰迅速熔融，熔融的飞灰以液态渣的形式从旋风炉底部的液态排渣口流出。
有益效果：生活垃圾焚烧处理产生的飞灰，含有高浓度的二恶英及大量的重金属等有害物质，且具有高浸出率，属于危险废弃物；现有的飞灰熔融炉进行飞灰熔融处理，对辅助燃料品质要求高，燃料消耗量大，运行费用昂贵，而且飞灰熔融捕渣率低下。
本发明为飞灰熔融的一种方法，具体为采用旋风炉和飞灰预热器相结合的方法对飞灰进行熔融处置，一次风进口设置在旋风炉的炉头，二次风切向进口设置在一次风进口下游的旋风炉的壁面上，液态排渣口设置在二次风切向进口下游的旋风炉的底部，旋风炉为圆筒状，旋风炉烟气出口和飞灰预热器的热烟气进口相连通，飞灰预热器的工质出口和旋风炉的二次风切向进口相连通。
本发明采用的飞灰预热的旋风熔融技术，将一次风和煤粉混合后从旋风炉炉头的一次风进口喷入旋风炉，采用气力输送技术，煤粉燃烧所需要的二次风携带飞灰从工质进口进入飞灰预热器，旋风炉燃烧产生的高温烟气进入飞灰预热器，对二次风和飞灰进行加热，加热后的二次风和飞灰从飞灰预热器的工质出口流出，从旋风炉一次风进口下游的二次风切向进口切向进入旋风炉，高速旋转的二次风气流将旋风炉内高温烟气卷吸到旋风炉的前端，保证了旋风炉的前端能够维持足够高的温度，使得煤粉得以快速加热，着火燃烧，加热后的二次风和飞灰加入不会降低旋风炉的温度，使得旋风炉能够维持高温状态，减少煤粉的消耗量，不仅可以燃用着火困难的低挥发份煤粉，而且可以燃用较粗的煤粉，从而可使制粉设备简化和节省制粉电耗；二次风在旋风炉内高速旋转，飞灰在离心力作用下抛向旋风炉的壁面，高温的壁面使得飞灰迅速熔融，熔融的飞灰以液态渣的形式从旋风炉底部的液态排渣口流出。
本发明采用的飞灰预热技术，飞灰经高温烟气加热后进入旋风炉，迅速达到飞灰熔融温度，缩短了飞灰在旋风炉内的熔融时间，显著提高了飞灰熔融捕集效率。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图，其中有旋风炉1，一次风进口11，二次风切向进口12，旋风炉烟气出口13，液态排渣口14，飞灰预热器2，热烟气进口21，冷烟气出口22，工质进口23，工质出口24，一次风A、煤粉B、二次风C，飞灰D。
图2本发明的装置另一种结构示意图，其中有旋风炉1，一次风进口11，二次风切向进口12，旋风炉烟气出口13，液态排渣口14，飞灰预热器2，热烟气进口21，冷烟气出口22，工质进口23，工质出口24，一次风A、煤粉B、二次风C，飞灰D。
具体实施方式
本发明的飞灰预热的旋风熔融装置包括旋风炉1和飞灰预热器2；其中，旋风炉1为圆筒状，旋风炉1包括一次风进口11、二次风切向进口12、旋风炉烟气出口13和液态排渣口14，一次风进口11设置在旋风炉1的前端，二次风切向进口12设置在一次风进口11下游的旋风炉1的壁面上，液态排渣口14设置在二次风切向进口12下游的旋风炉1的底部，旋风炉烟气出口13位于旋风炉1的后端；飞灰预热器2包括热烟气进口21、冷烟气出口22、工质进口23和工质出口24；旋风炉烟气出口13和飞灰预热器2的热烟气进口21相连通，飞灰预热器2的工质出口24和旋风炉1的二次风切向进口12相连通。
一次风A和煤粉B混合后从旋风炉1的一次风进口11喷入旋风炉1，采用气力输送技术，二次风C携带飞灰D从工质进口23进入飞灰预热器2，旋风炉1燃烧产生的高温烟气从旋风炉烟气出口13进入飞灰预热器2，对二次风C和飞灰D进行加热，高温烟气经过飞灰预热器2冷却换热后，从冷烟气出口22排出，经飞灰预热器2加热后的二次风C和飞灰D从工质出口24流出，从二次风切向进口12切向进入旋风炉1，二次风C在旋风炉1内高速旋转，飞灰D在离心力作用下抛向旋风炉1的壁面，高温的壁面使得飞灰D迅速熔融，熔融的飞灰以液态渣的形式从旋风炉底部的液态排渣口14流出。
Claims (2)
1. 一种飞灰预热的旋风熔融装置，其特征在于该装置包括旋风炉（1）和飞灰预热器（2）；其中，旋风炉（1）为圆筒状，旋风炉（1）包括一次风进口（11）、二次风切向进口（12）、旋风炉烟气出口（13）和液态排渣口（14），一次风进口（11）设置在旋风炉（1）的前端，二次风切向进口（12）设置在一次风进口（11）下游的旋风炉（1）的壁面上，液态排渣口（14）设置在二次风切向进口（12）下游的旋风炉（1）的底部，旋风炉烟气出口（13）位于旋风炉（1）的后端；飞灰预热器（2）包括热烟气进口（21）、冷烟气出口（22）、工质进口（23）和工质出口（24）；旋风炉烟气出口（13）和飞灰预热器（2）的热烟气进口（21）相连通，飞灰预热器（2）的工质出口（24）和旋风炉（1）的二次风切向进口（12）相连通。
2.一种如权利要求1所述的飞灰预热的旋风熔融装置的旋风熔融方法，其特征在于：
a.燃烧组织：一次风（A）和煤粉（B）混合后从一次风进口（11）喷入旋风炉（1）的前端，二次风（C）和飞灰（D）混合后从工质进口（23）进入飞灰预热器（2），经飞灰预热器（2）加热后从工质出口（24）流出，从二次风切向进口（12）切向进入旋风炉（1）,二次风（C）在旋风炉（1）内高速旋转，高速旋转的气流将旋风炉（1）内高温烟气卷吸到旋风炉（1）的前端，使得煤粉（B）得以快速加热，稳定着火燃烧，煤粉（B）燃烧产生的高温烟气从旋风炉烟气出口（13）流出，进入飞灰预热器（2）的热烟气进口（21），高温烟气经过飞灰预热器（2）冷却换热后，从冷烟气出口（22）排出；
b.飞灰熔融：飞灰（D）和二次风（C）混合后经过飞灰预热器（2）加热后从旋风炉（1）的二次风切向进口（12）切向喷入旋风炉（1），飞灰（D）在旋风炉（1）内高速旋转，在离心力作用下抛向旋风炉（1）的壁面，旋风炉（1）内温度为1200℃以上，高温的壁面使得飞灰（D）迅速熔融，熔融的飞灰（D）以液态渣的形式从旋风炉（1）底部的液态排渣口（14）流出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120801 |