CN108530031B - 一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置及方法,本装置包括料斗、搅拌装置、成型机、微波烧结炉、双料钟、电磁烧结炉、水冷装置、脱酸塔、活性炭喷射装置、布袋除尘器和引风机;本发明中利用活性炭为造孔剂不仅能够利用其自身的“热点效应”靶向分解二恶英,同时能够随着温度的提高而挥发留下气孔形成多孔、高比表面积孔隙结构的多孔陶瓷。同时赤泥作为主要烧制原料之一,能够利用其高含量氧化铁的吸波特性提高升温速率和保温,缩短烧结时间,构造稳定均匀的温度场。解决了传统陶粒烧结过程中容易存在温度梯度、受热不均产品性能缺陷等问题。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物利用技术和绿色建材技术领域,尤其涉及一种利用垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置及方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高,垃圾的排放量日益增加。目前,焚烧法处理生活垃圾因其具有无害化、减量化、资源化的优势,逐步成为我国生活垃圾处理的主流方式。据国家统计局统计,目前我国生活垃圾焚烧厂70余座,处理量为2500万吨/年,占垃圾总量的14.7%。而燃烧过程中产生的焚烧飞灰富集相当量的二恶英、重金属等毒性物质,危害极大。《国家危险废物名录》把固体废物焚烧飞灰列为危险废物编号HWIS。同时,不充分燃烧的残碳也是飞灰的重要组成部分,对环境的影响极大。
目前,垃圾焚烧飞灰的处理方法主要有填埋法、水泥固化法、熔融固化法、烧结法及水热法等。相比较而言熔融法、烧结法兼顾了两大类毒害物的处理需求,更符合无害化、减量化、资源化的危废处理原则。熔融法是借助1300℃~1400℃的高温分解飞灰中二恶英并固化重金属,但因熔融技术能耗大且设备费用昂贵,同时飞灰中的高含量未燃炭会烧毁电极且Pb、Zn、Cd等重金属会因为飞灰中的高含量氯盐大量挥发引起二次污染,因此熔融技术不是垃圾焚烧飞灰处理的最佳选择。烧结法是指飞灰在900~1200℃温度下,使其变成致密坚硬的烧结体并符合绿色建材的特性要求,虽然烧结体内的重金属无法像熔融技术一样被网状结构所包裹,但其重金属浸出效果仍能达到环保要求,且在陶瓷烧结的最高温度下飞灰中二恶英可分解99%以上。由于,飞灰烧结所需温度低于熔融,因此烧结的成本及能耗较熔融技术明显低。但是,传统的烧结技术需要依靠燃煤来维持窑温,因此会产生大量的含有挥发性重金属的烟气,须配备复杂的烟气净化系统。
垃圾焚烧飞灰既是污染物又是资源,其处理、处置与资源化利用相结合是大势所趋。焚烧飞灰的资源化利用不仅有望降低飞灰处理成本而且有利于资源利用和环境保护。在飞灰烧制水泥或混凝土的替代骨料、填埋场覆盖材料、路堤、路基填料及多孔陶粒等方面已进行了大量的研究,但上述产品技术含量和附加值均相对较低。多孔陶瓷又称气孔功能陶瓷,是内部结构中具有大量贯通或闭合气孔的新型陶瓷材料。它有许多其它材料无法比拟的优异性能,具有耐高温、耐腐蚀、密度低、强度高、使用寿命长及过滤效率高等优点,已广泛应用于气、液、固体的分离净化领域。目前商业化的多孔陶瓷原料多限于SiO2、SiC、Al2O3及莫来石等,但因价格昂贵、烧结温度高及制备工艺较为复杂,限制了多孔陶瓷的大规模应用。近年来,利用粉煤灰、尾矿及焚烧飞灰等固废制备出用于污水处理、隔热保温等领域的多孔陶瓷受到极大关注。生活垃圾焚烧飞灰自身含相当量的硅铝成分和活性炭(作致孔剂),添加少量烧结辅料(如富含SiO2和Al2O3的废玻璃、赤泥等),有望烧制出理想结构的多孔陶瓷。并将吸附在碳组分孔隙内或与碳组分共存于一体的二恶英分解,另外充当造孔剂的活性炭可进一步促进微波吸收。
微波烧结技术是利用物体内部的分子相互摩擦加热,因其具有加热速度快、选择性强、加热均匀、温度梯度小等优点近年来得到了广泛的应用。“热点效应”是微波烧结的重点特性,该效应所带来的快速加热效果是对流和传导方式所达不到的。基于垃圾焚烧飞灰中的碳组分及造孔添加剂活性炭在微波场中容易产生“热点效应”进而采用微波烧结的方法利用垃圾焚烧飞灰和赤泥烧制多孔陶瓷。专利CN101318189A公开了一种微波加热解毒垃圾焚烧飞灰的方法,证实了生活垃圾焚烧飞灰在微波下加热900℃~1100℃,烧结时间30min后,飞灰中的6种重金属浸出浓度均达标。专利CN103601526B公开了医疗焚烧飞灰微波烧制陶粒的方法,该方法可以通过微波实现二恶英的有效分解并烧制成陶粒。但是该方法需要在成型颗粒周围再填充SiC、活性炭或Fe3O4等微波耦合剂来强化其吸波性能,工序复杂且增加了烧结后陶粒与这些微波耦合剂的分离的难度。
电磁感应加热回转窑是通过移相调功方式调整感应加热电源输出到感应线圈功率而达到调整回转窑工作温度的一种新型的烧结装置。因其具有无明火、加热速度快、预热时间短、能够精确控制回转窑温度、单位时间处理量和生产效率高、生产过程中不会排放烟气和一氧化碳等废气,越来越引起人们的注意。
赤泥的化学成分主要是Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO等,是生产氧化铝过程中排放出来的一种工业固体废弃物。目前,我国赤泥的利用率极低且随着铝土矿品味的逐渐降低及我国氧化铝产量的逐年增长,赤泥的产生量逐年增加。赤泥的堆存不仅占据大量的土地,浪费资源而且其含有大量的氟化物和碱化物都会给水体和土壤带来严重的污染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种利用垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置及方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置及方法,包括料斗、搅拌装置、成型机、微波烧结炉、双料钟、电磁烧结炉、水冷装置、脱酸塔、活性炭喷射装置、布袋除尘器和引风机;
料斗连接搅拌装置,通过料斗向搅拌装置添加垃圾焚烧飞灰和辅料,并利用搅拌装置混合均匀;
搅拌装置连接成型机,利用成型机将混合均匀的垃圾焚烧飞灰和辅料压制成颗粒;
成型机通过进料装置与微波烧结炉相连,通过进料装置控制向微波烧结炉体中加入的颗粒数量和速度;
在微波烧结炉体的中央位置设置由主动链轮、从动链轮、传送链条、固定轴和SiC容器组成的传送装置,传送链条的两端分别与主动链轮和从动链轮相连,并在主动链轮和从动链轮之间形成与水平方向平行的上下两个传动平面;在传送链条上设置固定轴,在固定轴上设置SiC容器;在烧结炉体上设置微波加热装置,对烧结炉体体内进行微波加热;在传送装置一侧的垂直下方设置陶粒收集斗,陶粒收集斗下端设置双料钟,以便于收集并将位于烧结炉体中的SiC容器中陶粒传送至电磁感应加热回转炉;在微波烧结炉体的上端设置氮气进入口,下端设置废气收集口,废气收集口通过管路与水冷装置相连通;
双料钟与电磁烧结炉前端的布料室相连通,与布料室相连的电磁烧结炉的中部为烧结室,电磁烧结炉的尾端与尾部罩壳相连形成冷却室,在电磁烧结炉的前端设置空气鼓入口,在烧结室的炉体表面上设置耐高温线圈骨架,线圈骨架为非导磁材料,线圈骨架与加热区的窑体表面包裹有多层绝热保温材料,用于减少窑体的热辐射,提高热效率,降低窑体高温对感应线圈的影响,在烧结室的外侧设置外罩壳;
在电磁烧结炉的前端下方设置前支架,在电磁烧结炉的后端下方设置后支架,在前支架的下端设置液压装置,液压装置可以调节前支架的高度,使得电磁烧结炉与水平面呈一定倾角,使得炉内的颗粒可以沿炉体向右侧滚动;
在反应炉末端的尾部罩壳底端设置冷却装置,冷却装置连接收集网筛,尾部罩壳顶端通过管路与水冷装置的顶端相连,水冷装置通过管路与脱酸塔的顶端相连,脱酸塔通过管路连接布袋除尘器,在脱酸塔和布袋除尘器相连的管路上设置活性炭喷射装置,布袋除尘器连接引风机。
而且,所述的进料口上端设置第一锁气器,在尾部罩壳与冷却装置的连接处设置第二锁气器。
而且,所述的微波烧结炉体内部采用不吸收微波或者少量吸收微波的耐火材料制成,外罩壳由不锈钢材料制成,以防止微波向外泄露。
而且,所述微波加热装置为磁控管,在进行设置时,在烧结炉体上端表面沿炉体长度方向均匀设置上端磁控管,且在烧结炉体两侧面沿炉体长度方向交替设置上端两侧磁控管,在两侧面上设置的上端两侧磁控管的高度与烧结炉体内位于上传动平面上的SiC 容器的中心高度一致;或者在烧结炉体上下端的表面上,沿炉体长度方向均匀设置上端磁控管和下端磁控管,且在烧结炉体两侧面沿炉体长度方向交替设置上端两侧磁控管和下端两侧磁控管,在两侧面上设置的下端磁控管的高度与烧结炉体内位于下传动平面上的SiC容器的中心高度一致。
而且,所述的设置在烧结炉体上端的磁控管数量为8-15个,设置在烧结炉体两侧的磁控管每一侧的数量为8-15个。
而且,所述的SiC容器的个数为20-40个。
而且,在所述布料室的前端设置前封头罩,在前端头罩和布料室的连接处设置紫铜质密封圈。
而且,所述的布料室为钢制,烧结室为导磁导电耐高温材料内衬高温不锈钢复合材料构成,在二者的连接处设置紫铜质密封圈。
而且,所述的尾部罩壳与电磁烧结炉末端的连接处设置紫铜质密封圈。
而且,所述的外罩壳为不锈钢,外罩壳内设置保温层,外罩壳与烧结室的连接处设置石墨环进行密封。
而且,在所述线圈骨架上设置至少三组感应线圈,感应线圈通过导线与电磁感应加热电源相连,通过移相调功方式调整感应加热电源输出到感应线圈功率而调整回转窑工作温度,工作温度为80℃~1100℃,工作频率为10HZ~40HZ。
而且,所述的底部斜面与平面的夹角角度为5-15度,所述的反应炉与平面的夹角角度为5-15度。
而且,所述的前支架旁设置驱动电机,与电磁烧结炉相连,为电磁烧结炉的转动提供动力。
一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的制备方法:
利用上述装置烧制多孔陶瓷的运行方法,按照下述步骤进行:
步骤1,打开引风机,向微波烧结炉体内连续通入氮气20~30min。
步骤2,启动微波加热装置对烧结炉体内进行加热至设定温度,启动传动链条带动SiC容器进行运动;
步骤3,通过料斗向搅拌装置添加垃圾焚烧飞灰和辅料,利用搅拌装置混合均匀;辅料的成分为赤泥、造孔剂活性炭、粘接剂PVA和烧结助剂硼砂,所述垃圾焚烧飞灰的质量份数为38-66,赤泥的质量份数为11-38,活性炭的质量份数为18-22,PVA的质量份数为1-2,硼砂的质量份数为1-2;
步骤4,利用成型机将混合均匀的垃圾焚烧飞灰和辅料压制成型;
步骤5,利用进料装置控制向烧结炉体中加入的颗粒数量和速度;颗粒进入烧结炉体内,落在SiC容器中并沿传动链条向前运动,至链条末端,SiC容器转至下传动平面,烧结后的颗粒落入陶粒收集斗中,并通过双料钟传送至电磁感应加热电磁烧结炉中;
步骤7,打开鼓风机将空气鼓入电磁烧结炉中,并利用引风机将炉内气体抽出;
步骤8,在电磁烧结炉的转动中,飞灰颗粒与空气充分在布料室内进行接触,而后进入电磁烧结炉的烧结室内,由电磁感应加热装置加热烧结成多孔陶瓷熟料,多孔陶瓷熟料进入尾部罩壳,多孔陶瓷熟料经第二锁气器排出,经冷却器冷却得到多孔陶瓷成品;
在多孔陶瓷的烧结过程中产生的废气由烟气出口依次进入水冷装置、脱酸塔、活性炭喷射装置和布袋除尘器,布袋除尘器与引风机相连,完成废气的处理后排放至大气中。
而且,所述垃圾焚烧飞灰的质量份数为45-60,赤泥的质量份数为15-25,活性炭的质量份数为18-22,PVA的质量份数为1-2,硼砂的质量份数为1-2,每一质量份数为1g。
而且,所述的微波烧结炉的功率为2400W~2700W。
而且,所述的电磁烧结炉的烧结温度为950℃~1100℃。
而且,所述的水冷装置的冷却温度为10-20摄氏度。
本发明的优点和有益效果为:
1、本装置与方法的目的在于利用垃圾焚烧飞灰和赤泥复合烧制多孔陶瓷,过程分为两步:一是利用垃圾焚烧飞灰中的未燃残碳和造孔剂活性炭的吸波特性和“热点效应”使飞灰中的二恶英高温条件下分解,二是C成分高温分解生产CO2溢出形成最终产物多孔陶瓷;即活性炭前期作为吸波介质,后期用来造孔,为实现上述目的,本装置微波烧结炉与电磁烧结炉采用双料钟相连通,在不同气氛连续加热烧结,在微波烧结炉内维持氮气气氛进行微波烧结,目的在于排除炉腔内的空气气氛,抑制C成分在高温条件下生成 CO2充分利用C成分的吸波特质和热点效应使飞灰中的二恶英高温条件下分解;而利用电磁烧结炉在空气气氛下进行加热使胚料中的C成分在高温下形成产生CO2;使产物具有多孔的特性;且电磁烧结炉内的高温具有固化飞灰中的重金属的作用。
2、微波烧结炉上采用沿炉体长度方向交替设置磁控管的方式,克服了传统微波烧结炉升温速率过快,温度无法精确控制的问题,又可以克服传统烧结炉升温速率过慢,能耗大等缺点。
3、电磁烧结炉可精确控制温度,无CO等废气产生,无需清窑。
4、赤泥中富含的SiO2、Al2O3作为多孔陶瓷的成分能够形成固结重金属网格,规避了传统陶粒烧结过程中含有大量挥发性重金属烟气、后续尾气净化装置复杂等缺陷;且赤泥高含量氧化铁的吸波特性还具有以下两方面作用:一、提高升温速率和保温,缩短烧结时间,构造稳定均匀的温度场,解决了传统陶粒烧结过程中容易存在温度梯度、受热不均产品性能缺陷的问题;二、在微波烧结过程中与活性炭协同作用免去了成型颗粒周围再填充与分离微波耦合剂的复杂工序;赤泥中还含有大量的碱性金属氧化物Na2O、 K2O,在烧制过程中能够降低主晶相莫来石的形成温度,比原陶瓷烧制方法的烧制温度低 100℃左右,实现低碳生产,节约能源。
5、本发明在利用垃圾焚烧飞灰与赤泥复合微波烧制多孔陶瓷的过程中,不仅烧制出多孔陶瓷同时实现了垃圾焚烧飞灰无害化处理及赤泥的资源化利用,符合废物处理零排放的要求,降低了垃圾焚烧飞灰和赤泥的处理成本,变废为宝,一举多得。
附图说明
图1为本发明一种利用垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置结构示意图。
图2为微波烧结炉体的侧面结构示意图。
图3为电磁感应加热电磁烧结炉体的侧面结构示意图。
图4为多孔陶瓷成品外形图1。
图5为多孔陶瓷成品外形图2。
其中:
1为料斗,2为搅拌装置,3为成型机,4为第一锁气器,5为主动链轮,6为SiC容器,7为传送链条,8为磁控管,9为固定轴,10从动链轮,11为氮气进入口,12为废弃收集口,13为微波烧结炉体,14为陶粒收集斗,15为双料钟,16为空气鼓入口,17 为鼓风机,18为前封头罩,19为布料室,20为前支架,21为液压装置,22为驱动电机, 23为底部斜面,24为电磁感应加热电源,25为后支架,26为收集网筛,27为第二锁气器,28为冷却装置,29为尾部罩壳,30为外罩壳,31为电磁感应线圈,32为烟气出口, 33为水冷装置,34为脱酸塔,35为活性炭喷射装置,36为布袋除尘器,37为引风机, 38为烧结室。
对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,包括料斗1、搅拌装置2、成型机3、微波烧结炉、双料钟15、电磁烧结炉、水冷装置33、脱酸塔34、活性炭喷射装置35、布袋除尘器36和引风机37;
料斗连接搅拌装置,搅拌装置连接成型机,成型机通过进料装置与微波烧结炉相连;
在微波烧结炉体的中央位置设置由主动链轮5、从动链轮10、传送链条7、固定轴9和SiC容器6组成的传送装置,传送链条的两端分别与主动链轮和从动链轮相连,并在主动链轮和从动链轮之间形成与水平方向平行的上下两个传动平面;在传送链条上设置固定轴,在固定轴上设置SiC容器;在烧结炉体上设置微波加热装置,对烧结炉体体内进行微波加热;在传送装置一侧的垂直下方设置陶粒收集斗14,陶粒收集斗下端设置双料钟,以便于收集并将位于烧结炉体中的SiC容器中陶粒传送至电磁感应加热回转炉;在微波烧结炉体的上端设置氮气进入口11,下端设置废气收集口12,废气收集口通过管路与水冷装置相连通33;
双料钟与电磁烧结炉前端的布料室19相连通,与布料室相连的电磁烧结炉的中部为烧结室38,电磁烧结炉的尾端与尾部罩壳相连形成冷却室,在电磁烧结炉的前端设置空气鼓入口16,在烧结室的炉体表面上设置耐高温线圈骨架,耐高温线圈骨架上缠绕感应线圈31,线圈骨架为非导磁材料,线圈骨架与加热区的窑体表面包裹有多层绝热保温材料,用于减少窑体的热辐射,提高热效率,降低窑体高温对感应线圈的影响,在烧结室的外侧设置外罩壳30;
在电磁烧结炉的前端下方设置前支架20,在电磁烧结炉的后端下方设置后支架25,在前支架的下端设置液压装置21,液压装置可以调节前支架的高度,使得电磁烧结炉与水平面呈一定倾角,使得炉内的颗粒可以沿炉体向右侧滚动;
在反应炉末端的尾部罩壳底端设置冷却装置,冷却装置连接收集网筛,尾部罩壳29 顶端通过管路与水冷装置的顶端相连,水冷装置通过管路与脱酸塔34的顶端相连,脱酸塔通过管路连接布袋除尘器36,在脱酸塔和布袋除尘器相连的管路上设置活性炭喷射装置35,布袋除尘器连接引风机。
实施例2
上述一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置中,所述的微波烧结炉体内部采用不吸收微波或者少量吸收微波的耐火材料制成,外罩壳由不锈钢材料制成,以防止微波向外泄露。微波加热装置为磁控管,在进行设置时,在烧结炉体上端表面沿炉体长度方向均匀设置上端磁控管,且在烧结炉体两侧面沿炉体长度方向交替设置上端两侧磁控管,在两侧面上设置的上端两侧磁控管的高度与烧结炉体内位于上传动平面上的SiC容器的中心高度一致;或者在烧结炉体上下端的表面上,沿炉体长度方向均匀设置上端磁控管和下端磁控管,且在烧结炉体两侧面沿炉体长度方向交替设置上端两侧磁控管和下端两侧磁控管,在两侧面上设置的下端磁控管的高度与烧结炉体内位于下传动平面上的SiC容器的中心高度一致。设置在烧结炉体上端的磁控管数量为10个,设置在烧结炉体两侧的磁控管每一侧的数量为10个。SiC容器的个数为20个。
实施例3
按照下述步骤进行多孔陶瓷的制备:
步骤1,打开引风机,向微波烧结炉体内连续通入氮气20~30min。
步骤2,启动微波加热装置对烧结炉体内进行加热至设定温度,启动传动链条带动SiC容器进行运动;
步骤3,通过料斗向搅拌装置添加垃圾焚烧飞灰和辅料,利用搅拌装置混合均匀;辅料的成分为赤泥、造孔剂活性炭、粘接剂PVA、烧结助剂硼砂;
步骤4,利用成型机将混合均匀的垃圾焚烧飞灰和辅料压制成型;
步骤5,利用进料装置控制向烧结炉体中加入的颗粒数量和速度;颗粒进入烧结炉体内,落在SiC容器中并沿传动链条向前运动,至链条末端,SiC容器转至下传动平面,烧结后的颗粒落入陶粒收集斗中,并通过双料钟传送至电磁感应加热电磁烧结炉中;
步骤7,打开鼓风机将空气鼓入电磁烧结炉中,并利用引风机将炉内气体抽出。
步骤8,在电磁烧结炉的转动中,飞灰颗粒与空气充分在布料室内进行接触,而后进入电磁烧结炉的烧结室内,由电磁感应加热装置加热烧结成多孔陶瓷熟料,多孔陶瓷熟料进入尾部罩壳,多孔陶瓷熟料经第二锁气器排出,经冷却器冷却得到多孔陶瓷成品;
在多孔陶瓷的烧结过程中产生的废气由烟气出口依次进入水冷装置、脱酸塔、活性炭喷射装置和布袋除尘器,布袋除尘器与引风机相连,完成废气的处理后排放至大气中。
微波烧结炉的功率为2400W~2700W。电磁烧结炉的烧结温度为950℃~1100℃。水冷装置的冷却温度为10-20摄氏度。
在本实验中,垃圾焚烧飞灰采自中节能秦皇岛环保能源有限公司,垃圾焚烧飞灰的成分(每100g)如下表所示:
SiO2 | CaO | Al2O3 | Fe2O3 | MgO | K2O | Na2O | SO3 | Cl | P2O5 | TiO2 | F |
17.13 | 24.42 | 2.85 | 1.78 | 1.8 | 2.8 | 15.2 | 6.37 | 20.43 | 1.06 | 1.34 | 2.59 |
赤泥采自山东信发铝电集团有限公司,赤泥的成分(每100g)如下表所示:
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | Na2O | TiO2 | MgO | K2O |
20.1 | 24.1 | 28.3 | 2.25 | 16.8 | 6.78 | 0.177 | 0.202 |
活性炭购自承德立净活性炭制造有限公司;PVA购自上海影佳实业发展有限公司,硼砂购自临沂亿群化工。
按照上述实验步骤进行的多孔陶瓷的制备,在步骤3中,按照下表进行原料的配制:
依据上述实验条件烧制多孔陶瓷,上述6组实验条件下均得到的外形相近的多孔陶瓷,外形图如4图5所示,可以从图中看出成型完好,将实验得到多孔陶瓷进行气孔率、抗压强度和孔径的测量,结果如下表所示:
可以看出当垃圾焚烧飞灰与赤泥的质量比为6:3或6:4时,多孔陶瓷的气孔率、抗压强度较好,达到产业应用标准,可以作为原材料适用于各种介质的精密过滤与分离、高压气体排气消音、气体分布及电解隔膜等。
以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,其特征在于:包括微波烧结炉、双料钟和电磁烧结炉;
在微波烧结炉体的中央位置设置由主动链轮、从动链轮、传送链条、固定轴和SiC容器组成的传送装置,传送链条的两端分别与主动链轮和从动链轮相连,并在主动链轮和从动链轮之间形成与水平方向平行的上下两个传动平面;在传送链条上设置固定轴,在固定轴上设置SiC容器;在烧结炉体上设置微波加热装置,在传送装置一侧的垂直下方设置陶粒收集斗,陶粒收集斗下端设置双料钟,在微波烧结炉体的上端设置氮气进入口,下端设置废气收集口,废气收集口通过管路与水冷装置相连通;
双料钟与电磁烧结炉前端的布料室相连通,与布料室相连的电磁烧结炉的中部为烧结室,电磁烧结炉的尾端与尾部罩壳相连形成冷却室,在电磁烧结炉的前端设置空气鼓入口,在烧结室的炉体表面上设置耐高温线圈骨架,在烧结室的外侧设置外罩壳。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,其特征在于:所述装置还包括料斗、搅拌装置和成型机,料斗连接搅拌装置,搅拌装置连接成型机,成型机通过进料装置与微波烧结炉相连。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,其特征在于:所述装置还包括水冷装置、脱酸塔、活性炭喷射装置、布袋除尘器和引风机,在反应炉末端的尾部罩壳底端设置冷却装置,冷却装置连接收集网筛,尾部罩壳顶端通过管路与水冷装置的顶端相连,水冷装置通过管路与脱酸塔的顶端相连,脱酸塔通过管路连接布袋除尘器,在脱酸塔和布袋除尘器相连的管路上设置活性炭喷射装置,布袋除尘器连接引风机。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,其特征在于:在电磁烧结炉的前端下方设置前支架,在电磁烧结炉的后端下方设置后支架,在前支架的下端设置液压装置。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,其特征在于:所述的电磁烧结炉底部设置有斜面,斜面与平面的夹角角度为5-15度。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,其特征在于:所述微波加热装置为磁控管,在烧结炉体上端表面沿炉体长度方向均匀设置上端磁控管,且在烧结炉体两侧面沿炉体长度方向交替设置上端两侧磁控管,在两侧面上设置的上端两侧磁控管的高度与烧结炉体内位于上传动平面上的SiC容器的中心高度一致;所述上端磁控管数量为8-15个,所述两侧磁控管每一侧的数量为8-15个,所述的SiC容器的个数为20-40个。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置,其特征在于:在所述线圈骨架上设置至少三组感应线圈,感应线圈通过导线与电磁感应加热电源相连,工作温度为80℃~1100℃,工作频率为10HZ~40HZ。
8.一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的方法:其特征在于,按照下述步骤进行:
步骤1,打开引风机,向微波烧结炉体内连续通入氮气20~30min;
步骤2,启动微波加热装置对烧结炉体内进行加热至设定温度,启动传动链条带动SiC容器进行运动;
步骤3,通过料斗向搅拌装置添加垃圾焚烧飞灰和辅料,利用搅拌装置混合均匀;辅料的成分为赤泥、造孔剂活性炭、粘接剂PVA和烧结助剂硼砂,所述垃圾焚烧飞灰的质量份数为38-66,赤泥的质量份数为11-38,活性炭的质量份数为18-22,PVA的质量份数为1-2,硼砂的质量份数为1-2;
步骤4,利用成型机将混合均匀的垃圾焚烧飞灰和辅料压制成型;
步骤5,利用进料装置控制向烧结炉体中加入的颗粒数量和速度;颗粒进入烧结炉体内,落在SiC容器中并沿传动链条向前运动,至链条末端,SiC容器转至下传动平面,烧结后的颗粒落入陶粒收集斗中,并通过双料钟传送至电磁感应加热电磁烧结炉中;
步骤7,打开鼓风机将空气鼓入电磁烧结炉中,并利用引风机将炉内气体抽出;
步骤8,在电磁烧结炉的转动中,飞灰颗粒与空气充分在布料室内进行接触,而后进入电磁烧结炉的烧结室内,由电磁感应加热装置加热烧结成多孔陶瓷熟料,多孔陶瓷熟料进入尾部罩壳,多孔陶瓷熟料经第二锁气器排出,经冷却器冷却得到多孔陶瓷成品;
在多孔陶瓷的烧结过程中产生的废气由烟气出口依次进入水冷装置、脱酸塔、活性炭喷射装置和布袋除尘器,布袋除尘器与引风机相连,完成废气的处理后排放至大气中。
9.根据权利要求8所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的方法,其特征在于:所述的微波烧结炉的功率为2400W~2700W。
10.根据权利要求8所述的一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的方法,其特征在于:所述的电磁烧结炉的烧结温度为950℃~1100℃。
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