CN112139200A - 一种焚烧飞灰处置工艺及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焚烧飞灰处置工艺及系统，包括：S1：利用电厂垃圾焚烧后余下的碎玻璃和产生的炉渣作为掺合料，与焚烧飞灰混合形成配合料；S2：配合料经高温熔融形成熔体，熔体经急冷形成熔渣；S3：高温熔融产生的挥发气经碱液喷淋洗涤处理达标后引入电厂烟囱集中排放；S4：喷淋洗涤产生的固液产物经沉淀结晶和第一次结晶分离后制得固态结晶盐；S5：固态结晶盐经化盐过滤去杂后制成精制卤水；S6：精制卤水经蒸发结晶和第二次结晶分离制得工业盐。本发明可充分发挥垃圾焚烧电厂的协同效应，且只处理厂内产生的焚烧飞灰，属于危险废物的自产自处理，可减少很多环保审批环节。本发明可实现焚烧飞灰的无害化、资源化和减量化的处置目标。

Description

一种焚烧飞灰处置工艺及其系统

技术领域

本发明属于固体废物处置技术领域，尤其涉及一种焚烧飞灰处置工艺，还涉及使用该处置工艺的系统。

背景技术

随着我国社会经济的发展和人们物质生活水平的提高，城市化进程快速推进，城市生活垃圾产生量以每年8％～10％的速度持续增长。据统计，2001年生活垃圾总量为1.3亿吨，2010年为1.5亿吨，到2016年则达到了2.0亿吨。未经处理的城市生活垃圾造成大量土地占用，严重污染环境，危害人类健康。

垃圾焚烧处理在我国呈现良好的发展势头，被认为是我国处理城市垃圾的一个重要方向。焚烧法符合垃圾处理的资源化、减量化和无害化原则。垃圾的焚烧处理可使其重量减少75％～95％，体积减少70％～90％，焚烧产生的热量可以用于供热或发电。大型机械化焚烧炉的工艺设备虽然初投资较高，但占地面积小，可靠近市区，运输费用低。因优点突出，垃圾的焚烧处理发展迅速。根据《中国城市生活垃圾行业投资分析报告(2012)》，我国垃圾焚烧项目从1998年到2012年累计投资总额达1469亿元，共449个项目。到2017年已有350座垃圾焚烧发电厂在运行，日处理垃圾34.65万吨。

随着垃圾焚烧量的显著增加，由此产生的飞灰总量十分巨大。飞灰是指在垃圾焚烧厂烟气净化系统收集而得的残余物，总量约为垃圾处理量的3～5％。垃圾焚烧飞灰一般为浅灰色的细小颗粒，略带白色斑点，其中混有一些黑色颗粒(未燃尽的碳)。飞灰中含有Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等痕量重金属和二噁英、呋喃等有机污染物，被定义为危险废物，代号HW18。若飞灰处理不当，其中的有害物质会造成严重的污染事故，危害居民健康。飞灰中的重金属和二噁英会带来新的环境问题。重金属的危害在于它们不能被微生物分解却能在生物体内富集或形成其它毒性更强的化合物并通过食物链最终对人体造成危害，低剂量的这些污染物就能使肌体代谢发生紊乱，诱发疾病甚至死亡。二噁英类有机物是一类毒性很强的物质，其中尤以T4CDD(2，3，7，8-TCDD)毒性最强，其毒性为马钱子碱的500倍，氰化物的1000倍。

目前，焚烧飞灰的处置方式主要有固化填埋、水泥窑协同和等离子炉熔融等。

1、固化填埋：将飞灰、水泥、螯合剂及水送入混炼装置内混合，飞灰中的重金属类物质与螯合剂反应，生成螯合物从而被稳定化。从混炼装置出来的被稳定化的飞灰及水泥浆体由砌块成型机制成飞灰水泥块，送入养护间进行养护。养护后的飞灰水泥块由专用运砖车送至指定地点填埋。这种处置方式的优点在于简单易行，但是其缺点是：固化后飞灰水泥块重量(体积)增加了约一倍，在填埋过程中会大量占用填埋场的库容，使填埋场的利用效率大大降低，如果考虑填埋场的库容投资，其处理费用也较高，不能实现飞灰的无害化、资源化和减量化的处置目标。

2、水泥窑协同：将飞灰直接喷入或经水洗预处理后投入水泥窑高温段，利用水泥生产过程中强大的温度场和物料场，处置吸收飞灰中的有害物质。飞灰经水泥窑煅烧后，成为水泥熟料的一个组分，实现了飞灰的终处置。但其缺点是：飞灰含有大量的氯，直接影响了水泥熟料的生产和水泥产品的质量。

3、等离子炉熔融：将飞灰、掺合料、焦炭等物料混合后，送入等离子炉，从外界鼓入的助燃风点燃焦炭，在等离子炬的作用下，迅速形成高温，熔融飞灰和掺合料，钝化和固化飞灰中的有害物质。但其缺点是：⑴炉内温度高，等离子炬寿命短；⑵焦炭燃烧产生的烟气需二次燃烬及净化处理，耗能高，产生的二次飞灰仍为危险废物；⑶目前等离子炉的处理能力较小，一般在1t/h以下。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种成本低、充分发挥协同效应、实现焚烧飞灰的无害化、资源化和减量化处置的焚烧飞灰处置工艺。

本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种焚烧飞灰处置工艺，其特征在于包括以下步骤：

S1：利用电厂垃圾焚烧后余下的碎玻璃和产生的炉渣作为掺合料，与焚烧飞灰混合形成配合料；

S2：配合料经高温熔融形成熔体，熔体经急冷后形成熔渣；

S3：高温熔融产生的挥发气经碱液喷淋洗涤处理达标后引入电厂烟囱集中排放；

S4：喷淋洗涤产生的固液产物经沉淀结晶和第一次结晶分离后制得固态结晶盐；

S5：固态结晶盐经化盐过滤去杂后制成精制卤水；

S6：精制卤水经蒸发结晶和第二次结晶分离后制得工业盐。

本发明高温熔融可使焚烧飞灰中的二噁英类物质全部分解，而且，熔渣出炉后急冷，可能存在的重金属完全固熔，形成稳定的玻璃态物质。挥发气经过碱液喷淋洗涤后形成固液产物，最终制成工业盐；本发明使用电厂垃圾焚烧后余下的碎玻璃和部分炉渣作为掺合料，产生的熔渣可利用电厂炉渣现有渠道进行处置，挥发气经过处理后引入电厂烟囱集中排放，不单独设置排放口，可充分发挥垃圾焚烧电厂的协同效应；而且，本发明只处理厂内产生的焚烧飞灰，属于危险废物的自产自处理，可减少很多环保审批环节。本发明可实现焚烧飞灰的无害化、资源化和减量化的处置目标。

本发明采用高温熔体熔融配合料，将配合料一层层铺设在高温熔体上，高温熔体熔化与之接触的配合料形成温度是1300～1500℃的熔体。

本发明的第二个目的在于提供一种使用上述焚烧飞灰处置工艺的系统。

本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种使用上述焚烧飞灰处置工艺的系统，它包括顺次连接的飞灰熔融系统、废气洗涤系统、卤水精制系统和蒸发结晶系统，将焚烧飞灰与掺合料配制成的配合料投入所述飞灰熔融系统中，经高温熔融后产生挥发气并形成熔渣，挥发气进入所述废气洗涤系统，经碱液喷淋洗涤处理达标后引入电厂烟囱集中排放，而喷淋洗涤后的固液产物经沉淀结晶形成结晶盐液，经过第一次结晶分离制得固态结晶盐，再进入所述卤水精制系统制成卤水后，进入所述蒸发结晶系统，经过蒸发结晶和第二次结晶分离制成工业盐。

本发明所述飞灰熔融系统包括高温熔融炉和用于将配合料输送至高温熔融炉的喂料子系统，所述高温熔融炉为冷顶结构的全电熔炉，它的内部空间包括用于熔制高温熔体的熔融室和用于调制高温熔体的料道净化室，所述料道净化室具有粉尘沉降结构，所述熔融室通过流液洞并经上升料道与所述料道净化室相通，在所述料道净化室上设有用于排出熔渣的熔渣出口和用于排出挥发气的挥发气出口，所述熔渣出口低于所述高温熔体的液面而使高温熔体依次经过流液洞、上升料道形成均化的熔体，流入料道净化室；在所述熔融室和料道净化室的顶面上设有连通二者的导风烟道，所述料道净化室中的均化后熔体与来自导风烟道的挥发气相遇，将部分热量传递给挥发气，并吸收和熔化从挥发气沉降下来的粉尘。

本发明所述喂料子系统包括掺合料仓、飞灰仓、称重混合输送机构、配合料缓冲仓和回转加料机，所述称重混合输送机构位于掺合料仓和飞灰仓的下方，用于对掺合料和焚烧飞灰分别称重配制成配合料并输送至配合料缓冲仓，所述回转加料机具有进料端和喂料端，所述进料端位于配合料缓冲仓的下方，用于接收配合料，所述喂料端伸入所述熔融室中高温熔体的上方做扇形回转运动，以便将配合料均匀地铺设在高温熔体的液面上。

为保证飞灰喂料的稳定性，避免风送进料时对飞灰喂料的影响，飞灰仓采用两仓组合，当一个飞灰仓正在进料时，另一个飞灰仓可用于喂料。

所述掺合料仓采用两仓或三仓组合，用于存放不同的掺合料，以满足溶渣成分的配料要求。

本发明所述废气洗涤系统包括喷淋塔、洗涤塔、沉淀结晶釜、第一过滤离心机和碱液配制子系统，所述喷淋塔具有供来自飞灰熔融系统的挥发气进入的挥发气进口、碱液进口、碱液出口和挥发气出口，所述洗涤塔具有挥发气进口、挥发气出口、碱液进口和碱液出口，所述喷淋塔的挥发气出口与洗涤塔的挥发气进口连接，经洗涤净化后的挥发气送至电厂烟囱排放；所述喷淋塔的碱液进口与洗涤塔的碱液进口通过循环碱液管路连接，所述喷淋塔的碱液出口连接循环碱液管路以便将喷淋塔底部的碱液导入喷淋塔实现其塔内的碱液循环；所述洗涤塔的碱液出口连接循环碱液管路以便将洗涤塔底部的碱液导入洗涤塔实现其塔内的碱液循环；所述沉淀结晶釜具有碱液进口、结晶盐液出口和稀盐液出口，所述沉淀结晶釜的碱液进口与喷淋塔的碱液出口连接，所述结晶盐液出口与第一过滤离心机连接，所述稀盐液出口与所述碱液配制子系统连接，在沉淀结晶釜底部形成的结晶盐液进入第一过滤离心机中进行第一次结晶分离形成固态结晶盐，送往所述卤水精制系统，分离出来的稀盐液进入所述碱液配制子系统，所述碱液配制子系统连接所述洗涤塔的碱液进口。

为了满足挥发气的洗涤要求，洗涤塔可以是单塔或双塔组合，塔内的洗涤装置也可以是两套或多套组合。对于不同的组合，其洗涤工艺略有不同。

本发明所述碱液配制子系统主要由碱液配制罐、反应沉淀釜和第一母液箱组成，所述第一母液箱具有与所述沉淀结晶釜连接的第一稀盐液入口、与所述第一过滤离心机连接的第二稀盐液入口和稀盐液出口，所述反应沉淀釜具有稀盐液入口、用于加入沉淀剂的加料口和沉淀液出口，所述第一母液箱的稀盐液出口与反应沉淀釜的稀盐液入口通过稀盐液输送管路连接，所述沉淀液出口连接所述卤水精制系统；所述碱液配制罐具有用于加入固态氢氧化钠的加料口、第一稀盐液入口、加水口和碱液出口，所述第一稀盐液入口连接在稀盐液输送管路上，用于将第一母液箱的稀盐液导入碱液配制罐；所述洗涤塔的碱液进口与所述碱液配制子系统相连。

本发明所述卤水精制系统包括化盐罐、膜过滤器、初制卤水罐、离子交换树脂塔、精制卤水罐、盐泥液收集罐、板框压滤机和压滤回水箱，所述化盐罐具有注水口、加料口、上清液出口和沉淀物出口，所述加料口用于投入来自废气洗涤系统的固态结晶盐并加入沉淀剂，所述膜过滤器具有上清液入口、初制卤水出口和过滤物出口，所述上清液入口与所述化盐罐的上清液出口连接，所述初制卤水出口与所述初制卤水罐、所述离子交换树脂塔和精制卤水罐顺次连接，所述精制卤水罐与所述蒸发结晶系统连接；所述盐泥液收集罐具有沉淀物入口、过滤物入口、沉淀液入口、盐泥液出口和上清液出口，所述沉淀液入口与所述反应沉淀釜的沉淀液出口连接，所述过滤物入口与所述膜过滤器的过滤物出口连接，所述沉淀物入口与所述化盐罐的沉淀物出口连接，所述上清液出口与所述压滤回水箱连接，所述板框压滤机具有盐泥液入口、压滤液出口和盐泥出口，所述盐泥液入口与所述盐泥液收集罐的盐泥液出口连接，所述压滤液出口与所述压滤回水箱连接，所述盐泥出口用于排出压滤出来的盐泥。

所述离子交换树脂塔可以是两塔组合，也可以是三塔组合，不同的组合其离子交换工艺略有不同。

所述精制卤水罐采用三罐组合：一个罐用于装存已通过检测的精制卤水，为蒸发结晶系统供液；一个罐用于接收来自离子交换树脂塔的精制卤水；一个备用。罐体容积按一个班所需精制卤水量为设计基准。

所述膜过滤器可以是微滤膜过滤器、超滤膜过滤器或者是钠滤膜过滤器，不同类型的膜过滤器其过滤工艺略有不同。

所述化盐罐采用三罐组合：一个罐用于装存已配制好的卤水，为膜过滤器供液；一个罐用于化盐，制备卤水；一个罐用于接收回流的凝结水。罐体容积按一个班所需化盐水量为设计基准。

本发明所述蒸发结晶系统包括蒸发子系统、蒸发结晶釜和第二过滤离心机，所述蒸发子系统包括至少两套具有加热器和分离器的蒸发器，每套蒸发器的加热器和分离器连接形成内有卤水循环流动的卤水循环回路，各蒸发器的卤水循环回路通过卤水循环连接管路相连，位于末位蒸发器之前的各蒸发器的分离器通过二次蒸汽出口与其后方相邻蒸发器的加热器连接，各蒸发器的加热器具有冷凝水出口，首个蒸发器的加热器还具有与所述精制卤水罐连接的精制卤水入口和用于输入外来蒸汽的蒸汽入口，位于首个蒸发器之后的各蒸发器的加热器还具有不凝气出口，末位蒸发器的分离器还具有用于排出二次蒸汽的二次蒸汽出口和结晶盐液出口，所述蒸发结晶釜具有结晶盐液入口、稀盐液出口和结晶盐液出口，所述末位蒸发器的结晶盐液出口与所述蒸发结晶釜的结晶盐液入口连接，所述蒸发结晶釜的结晶盐液出口与所述第二过滤离心机连接，由第二过滤离心机对结晶盐液进行第二次结晶分离形成固态工业盐排出

本发明所述蒸发结晶系统还包括冷凝器、冷凝水箱和第二母液箱，各蒸发器的冷凝水出口与所述冷凝水箱连接，各蒸发器的不凝气出口和末位蒸发器的二次蒸汽出口与所述冷凝器的蒸汽进口连接，所述冷凝器的冷凝水出口与冷凝水箱连接；所述蒸发结晶釜的稀盐液出口与第二母液箱连接，由第二过滤离心机分离出来的稀盐液导入第二母液箱，所述末位蒸发器的分离器还具有稀盐液入口，该稀盐液入口与所述第二母液箱的稀盐液出口连接，使稀盐液回流至末位蒸发器的分离器，再次蒸发浓缩。

本发明所述碱液配制罐还具有第二稀盐液入口，所述蒸发结晶系统的第二母液箱与所述碱液配制罐的第二稀盐液入口连接；所述压滤回水箱与所述碱液配制罐的加水口连接用于导入压滤水并可从外界接入工艺水；所述化盐罐的注水口连接所述冷凝水箱用于输入凝结水并可从外界接入自来水；所述蒸发结晶系统的末位蒸发器分离器底部还具有结晶盐液进口，该结晶盐液进口连接在所述末位蒸发器的结晶盐液出口与蒸发结晶釜的结晶盐液入口之间的管路上。

与现有技术相比，本发明具有以下显著的优点：

⑴充分发挥协同效应：本工艺系统作为垃圾焚烧飞灰的配套设施，可直接建于垃圾焚烧电厂内；垃圾焚烧后余下的碎玻璃和部分炉渣可作为掺合料；焚烧飞灰高温熔融后产生的熔渣可利用炉渣现有渠道进行处置；挥发气经喷淋洗涤处理达标后引入电厂现有烟囱集中排放。

⑵减少环保审批环节：高温熔融设施直接建于垃圾焚烧电厂内，只处理厂内产生的焚烧飞灰，属于危险废物的自产自处理，可减少很多环保审批环节。

⑶不单独设置挥发气排放口：高温熔融炉为全电熔炉，无焚烧烟气，待处理气体量少，挥发气经喷淋洗涤处理达标(GB 18485)后引入电厂现有烟囱集中排放，不单独设置排放口，降低建设成本。

⑷有效控制重金属逸出：电熔炉采用冷顶结构，挥发性重金属等有害物质被上层冷料冷凝吸收，在熔融界面与其它元素反应，生成更加难熔难挥发的复合物，重新进入熔体中，并随熔体一起经急冷后形成熔渣。

⑸不产生二次飞灰：高温熔融时产生的粉尘，经熔融炉料道净化室净化后，基本上以熔渣的形式排出熔炉，不产生二次飞灰。

⑹氯化钠两次结晶分离：第一次结晶分离的目的是实现氯化钠与碱液分离，避免高浓度碱液直接进入蒸发器。挥发气量少，喷淋洗涤所用碱液量不多，挥发气氯元素含量较高，喷淋洗涤后碱液中氯化钠含量较高，易于形成氯化钠结晶沉淀物。第二次结晶分离的目的是按《工业盐》(GB/T 5462-2015)的要求生产工业盐。

⑺重金属完全固熔：熔融炉内温度高达1500℃，熔渣出炉后急冷，可能存在的重金属完全固熔，形成稳定的玻璃态物质。

⑻二噁英全部分解：熔融炉内温度高，挥发气停留时间长，二噁英类物质高温下全部分解。

⑼本发明可实现焚烧飞灰的无害化、资源化和减量化的处置目标，适于广泛推广和使用。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明工艺系统的整体组成结构示意图；

图2是本发明的飞灰熔融系统组成结构示意图；

图3是本发明的废气洗涤系统组成结构示意图；

图4是本发明的卤水精制系统组成结构示意图；

图5是本发明的蒸发结晶系统组成结构示意图。

图中：10-飞灰熔融系统，101-掺合料仓，102-称重皮带，103-飞灰仓，104-喂料绞刀，105-称重绞刀，106-拉链输送机，107-提升机，108-配合料缓冲仓，109-回转加料机，110-高温熔融炉，111-急冷排渣机，20-废气洗涤系统，201-喷淋塔，202-洗涤塔，203-排风机，204-喷淋塔循环泵，205-洗涤塔循环泵，206-沉淀结晶釜，207-第一过滤离心机，208-第一母液箱，209-结晶盐液循环泵，210-碱液配制罐，211-碱液供液泵，212-反应沉淀釜，213-循环碱液管路，214-稀盐液输送管路，30-卤水精制系统，301-化盐罐，302-化盐水泵，303-膜过滤器，304-初制卤水罐，305-初制卤水泵，306-离子交换树脂塔，307-精制卤水罐，308-精制卤水泵，309-盐泥液收集罐，310-盐泥液泵，311-板框压滤机，312-压滤回水箱，313-压滤回水泵，40-蒸发结晶系统，401-一效蒸发器，402-二效蒸发器，403-结晶盐液出料泵，404-蒸发结晶釜，405-第二过滤离心机,406-第二母液箱,407-结晶盐液回流泵，408-冷凝器，409-冷凝水箱，410-冷凝水泵，411-真空泵，412-循环回路下管段，413-卤水循环连接管路。

具体实施方式

本发明提供一种焚烧飞灰处置工艺，具体包括以下步骤：

S1：利用电厂垃圾焚烧后余下的碎玻璃和产生的炉渣作为掺合料，与焚烧飞灰混合形成配合料；

S2：配合料经高温熔融形成熔体，熔体经急冷后形成熔渣；具体采用高温熔体熔融配合料，将配合料一层层铺设在高温熔体上，高温熔体熔化与之接触的配合料形成温度为1300～1500℃的熔体。

S3：高温熔融产生的挥发气经碱液喷淋洗涤处理达标后引入电厂烟囱集中排放；

S4：喷淋洗涤产生的固液产物经沉淀结晶和第一次结晶分离后制得固态结晶盐；

S5：固态结晶盐经化盐过滤去杂后制成精制卤水；

S6：精制卤水经蒸发结晶和第二次结晶分离后制得工业盐。

如图1所示，本发明提供一种使用上述焚烧飞灰处置工艺的系统，可作为垃圾焚烧飞灰的配套设施，直接建于垃圾焚烧电厂内，充分发挥垃圾焚烧电厂的协同效应。该系统包括顺次连接的飞灰熔融系统10、废气洗涤系统20、卤水精制系统30和蒸发结晶系统40，将焚烧飞灰与掺合料配制成的配合料投入飞灰熔融系统10中，经高温熔融后产生挥发气并形成熔渣，挥发气进入废气洗涤系统20，经碱液喷淋洗涤处理达标后引入电厂烟囱集中排放，而喷淋洗涤后的固液产物经沉淀结晶形成结晶盐液，经过第一次结晶分离制得固态结晶盐，再进入卤水精制系统30制成卤水后，进入蒸发结晶系统40，经过蒸发结晶和第二次结晶分离制成工业盐。

如图2所示，飞灰熔融系统10包括高温熔融炉110和用于将配合料输送至高温熔融炉110的喂料子系统，喂料子系统包括掺合料仓101、飞灰仓103、称重混合输送机构、配合料缓冲仓108和回转加料机109，垃圾焚烧电厂的焚烧飞灰经由风送系统送入飞灰仓103暂存。称重混合输送机构包括喂料绞刀104、称重绞刀105、称重皮带102、拉链输送机106和提升机107，喂料绞刀104位于飞灰仓103的下方，而称重绞刀105位于喂料绞刀104的下方，称重皮带102位于掺合料仓101的下方，拉链输送机106位于称重绞刀105和称重皮带102的下方。喂料绞刀104带变频调速电机，可通过调整绞刀的转速来控制飞灰的喂料量。称重绞刀105带称重模块，可准确称量飞灰的重量。从飞灰仓103出来的飞灰经喂料绞刀104和称重绞刀105组成的称重组合称量后，定量喂入拉链输送机106。为保证飞灰喂料的稳定性，避免风送进料时对飞灰喂料的影响，飞灰仓可采用两仓组合，当一个飞灰仓正在进料时，另一个飞灰仓可用于喂料。

掺合料主要来源于垃圾焚烧后余下的碎玻璃和部分炉渣。经配料后，若上述物质不能满足溶渣成分要求时，可适当从市场采购一些硅钙类物质进行搭配。掺合料经电动葫芦送入掺合料仓101暂存。掺合料经称重皮带102称量后，定量喂入拉链输送机106。掺合料仓101采用两仓或三仓组合，用于存放不同的掺合料，以满足溶渣成分的配料要求。

飞灰和掺合料在拉链输送机106汇合后，形成配合料。配合料经由拉链输送机106和提升机107送入配合料缓冲仓108。配合料缓冲仓108下设有回转加料机109，回转加料机109具有进料端和喂料端，进料端位于配合料缓冲仓108的下方，用于接收配合料，喂料端伸入高温熔融炉110将配合料送入其内。

高温熔融炉110为冷顶结构的全电熔炉，采用垂直熔化方式融制物料。电极从高温熔融炉炉体的侧壁水平插入，为高温熔融炉提供热量。回转加料机109的喂料端从110高温熔融炉的入口处伸入炉体内，在炉体内作扇形回转运动，将配合料均匀地铺在高温熔体液面上，形成配合料覆盖层，阻挡了高温熔体向窑顶进行热辐射，使炉体上部空间温度降至150℃以下。覆盖层中与高温熔体液面相接触的配合料吸收高温熔体传过来的热量，逐渐熔化，形成高温熔体。在配合料被高温熔体熔化的同时，回转加料机109不断地往覆盖层上均匀地添加配合料，维持配合料覆盖层的厚度，确保飞灰熔融系统连续运行。

高温熔融炉110的内部空间包括用于熔制高温熔体的熔融室和用于调制高温熔体的料道净化室，熔融室通过流液洞并经上升料道与料道净化室相通，在料道净化室上设有用于排出熔渣的熔渣出口和用于排出挥发气的挥发气出口，熔渣出口低于高温熔体的液面而使高温熔体依次经过流液洞、上升料道形成均化的熔体，流入料道净化室，在流动的过程中，高温熔体在某些化学组分和热力的作用下，不断地进行组分均化和热均化，形成了相对均匀的熔体，此时，熔体的温度约为1300～1500℃。在熔融室和料道净化室的顶面上设有连通二者的导风烟道，均化后的熔体在料道净化室中作适度冷却，与来自导风烟道过来的挥发气相遇，将部分热量传递给挥发气，并吸收和熔化从挥发气沉降下来的粉尘。适度冷却后的熔体已具有一定的粘度，在位置差的作用下，从高温熔融炉110的熔渣出口排出，落入急冷排渣机111中，经水急冷后，形成熔渣。

在日常生活中使用的各类玻璃，其主要的化学元素有硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、硼、锂、钡、铅、锌等。此外，硫、氯、氟、砷、硒、锑、铈、钴、镍、铜、锰、铬、镉、银、金等化学元素可作为玻璃生产过程中的助熔剂和着色剂。

根据焚烧飞灰的形成过程，上述化学元素或多或少地存在于飞灰中。往飞灰添加适当的掺合料后，可形成类玻璃质的熔体。飞灰和掺合料中的主要化学元素经急冷后，成为了类玻璃质的熔渣。硫氯氟及重金属元素完成助熔功能和着色功能后，不具挥发性的重金属元素全部固熔在熔渣中，而硫氯氟及具挥发性的重金属元素部分挥发，部分固熔在熔渣中。

从急冷排渣机111出来的熔渣送至渣库暂存，借助垃圾焚烧电厂已有的焚烧炉渣处置渠道，由汽车运至使用点，直接应用于制砖、铺路等建材活动。

在配合料吸收高温熔体传过来的热量而逐渐熔化的过程中，配合料中的水分首先蒸发，水气穿过配合料覆盖层，散发到炉体上部空间中，水气在穿透配合料覆盖层的过程中，将部分热量传递给配合料；接着，碳酸钠、碳酸钙等碳酸盐受热分解，释放出二氧化碳，二氧化碳穿过配合料覆盖层，散发到炉体上部空间中，二氧化碳在穿透配合料覆盖层的过程中，将部分热量传递给配合料；最后，已进入熔融体的硫氯氟及具挥发性的重金属元素挥发，以微气泡的形式穿过熔融界面和配合料覆盖层，散发到炉体上部空间中，由于这些元素具有冷凝特性，在穿透过程中相当一部分被冷凝吸附下来，在熔融界面与其它元素反应，生成更加难熔难挥发的复合物，重新进入熔体中，并随熔体一起经急冷后形成熔渣。

飞灰中的有害物质除了重金属外，还有二噁英和呋喃。二噁英和呋喃是极强的致癌性的有机物。绝大部分的二噁英和呋喃会随飞灰进入熔体，在高温下分解成水气、二氧化碳等小分子；极少部分二噁英和呋喃会挥发出来，穿过配合料覆盖层，散发到炉体上部空间中。此外，回转加料机109在加料过程中，会扬起少量飞灰粉尘，粉尘中也含有一定量二噁英和呋喃。由上述分析可见，炉体上部空间中的挥发气含有粉尘、水气、二氧化碳、二噁英和呋喃、硫氯氟及具挥发性的重金属等物质。

挥发气在外部风机抽力的作用下，经高温熔融炉110炉体顶部的导风烟道进入料道净化室，吸收高温熔体的部分热量，温度很快上升至1000℃以上。料道净化室带有粉尘沉降结构。由于挥发气来源于配合料的挥发，气量很少，在料道净化室流速很慢。挥发气中的粉尘在粉尘沉降结构的作用下，绝大部分沉降下来，被高温熔体吸收和熔化，作为熔体的一部分排出，经急冷后形成熔渣。由于料道净化室内的挥发气温度高(1000℃以上)，气量少，停留时间长，挥发气中可能存在的二噁英和呋喃全部分解成水气、二氧化碳等小分子。挥发气在料道净化室中除去粉尘、二噁英和呋喃后，从高温熔融炉110的挥发气出口排出，进入废气洗涤系统20。

如图3所示，废气洗涤系统20包括喷淋塔201、洗涤塔202、沉淀结晶釜206、第一过滤离心机207和碱液配制子系统，喷淋塔201具有挥发气进口、碱液进口、碱液出口和挥发气出口，洗涤塔202具有挥发气进口、挥发气出口、碱液进口和碱液出口，喷淋塔201的挥发气出口与洗涤塔202的挥发气进口连接，经洗涤净化后的挥发气送至电厂烟囱排放；喷淋塔201的碱液进口与洗涤塔202的碱液进口通过循环碱液管路213连接，喷淋塔201的碱液出口连接循环碱液管路213。来自飞灰熔融系统10的高温挥发气从喷淋塔201的挥发气进口进入喷淋塔201，在喷淋塔循环碱液的喷淋下，温度迅速降至60～90℃。由于挥发气量很少，循环碱液为过量喷淋，因此，除了少量蒸发外，大部分回流至喷淋塔底部，循环碱液由喷淋塔循环泵204提升至喷淋塔201的碱液进口，进入喷淋塔内的喷散装置，在喷淋塔内喷散开来，迅速降低挥发气的温度，从而实现塔内的碱液循环。循环碱液除了降低挥发气温度外，还会吸收挥发气中部分硫氯氟及具挥发性的重金属等有害组分。挥发气经降温并除去部分有害组分后，从喷淋塔201的挥发气出口进入洗涤塔202的挥发气进口，在洗涤塔循环碱液的洗涤下，不断地净化。循环碱液吸收挥发气中所剩余的有害组分后，回流至洗涤塔底部。洗涤塔202的碱液出口连接循环碱液管路213，循环碱液经洗涤塔202的碱液出口流出，由洗涤塔循环泵205提升至洗涤塔202的碱液进口，进而进入洗涤塔里的洗涤装置，洗涤净化挥发气，从而实现塔内的碱液循环。

为了满足挥发气的洗涤要求，洗涤塔202可以是单塔或双塔组合，塔内的洗涤装置也可以是两套或多套组合。对于不同的组合，其洗涤工艺略有不同。经洗涤净化后的挥发气，达到了《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)的排放要求，由排风机203抽出，送至垃圾焚烧电厂已有烟囱排放，无需增加独立排放口。由于挥发气量很少，基本上不增加垃圾焚烧电厂现有的排放指标。

炉体上部空间出来的挥发气，其主要有害组分有粉尘、二噁英和呋喃、硫氯氟及具挥发性的重金属元素。在高温熔融炉110的料道净化室中除去了粉尘、二噁英和呋喃后，剩余的有害组分有硫氯氟及具挥发性的重金属元素，这些剩余的有害组分随挥发气进入废气洗涤系统20，并在废气洗涤系统20被洗涤吸收到碱液中。根据目前常规垃圾焚烧电厂的飞灰检测结果，硫氯含量很高，而氟及具挥发性的重金属元素为微量元素或痕量元素。因此，被碱液吸收的有害组分以硫氯为主，掺杂了少量氟及具挥发性的重金属元素。

由于焚烧飞灰自身含有不少水分(吸附水和化合水)，因此，从熔体中挥发出来的氯元素一部分会以氯化氢的形式存在。未与氢结合的氯元素会以氯气或重金属氯化物的形式存在。从熔体中挥发出来的硫绝大部分会以二氧化硫的形式存在。这些化合物在碱液中会发生一系列反应，消耗氢氧化钠，生成氯化钠、硫酸钠、氯酸钠、氟化钠、重金属氢氧化物等物质，其中以氯化钠为主，重金属氢氧化物绝大部分为沉淀物。

氟及重金属元素为微量元素或痕量元素，反应后氟化钠和重金属氢氧化物在溶液中的比例很少。反应后溶液中的主要物质有氯化钠、硫酸钠、氯酸钠、氢氧化钠，从而组成了以氯化钠-硫酸钠-氯酸钠-氢氧化钠-水为主的五元体系。在碱盐相图中，当氢氧化钠的浓度为10％时，氯化钠的溶解度约为其纯水溶液的65％；当氢氧化钠的浓度为20％时，氯化钠的溶解度约为其纯水溶液的40％。在挥发气与碱液反应的过程中，生成物以氯化钠为主的各类碱盐，其中氯化钠会在碱液大量析晶，同时部分硫酸钠也会随氯化钠一起析晶。由于氯酸钠的溶解度很高，且溶液中氯酸钠的含量不多，因此氯酸钠不会随氯化钠一起析晶。

碱液配制子系统主要由碱液配制罐210、反应沉淀釜212和第一母液箱208组成，沉淀结晶釜206具有碱液进口、结晶盐液出口和稀盐液出口，沉淀结晶釜206的碱液进口与喷淋塔201的碱液出口连接，结晶盐液出口与第一过滤离心机207连接，在沉淀结晶釜206底部形成的结晶盐液进入第一过滤离心机207中进行第一次结晶分离形成固态结晶盐，送往卤水精制系统30；第一母液箱208具有第一稀盐液入口、与第一过滤离心机207连接的第二稀盐液入口和稀盐液出口，经过第一次结晶分离出来的稀盐液从第一母液箱208的第二稀盐液入口进入第一母液箱208，沉淀结晶釜206的稀盐液出口与第一母液箱208的第一稀盐液入口连接；反应沉淀釜212具有稀盐液入口、用于加入沉淀剂的加料口和沉淀液出口，第一母液箱208的稀盐液出口与反应沉淀釜212的稀盐液入口通过稀盐液输送管路214连接，沉淀液出口连接卤水精制系统30；碱液配制罐210具有用于加入固态氢氧化钠的加料口、第一稀盐液入口、加水口和碱液出口，第一稀盐液入口连接在稀盐液输送管路214上，用于将第一母液箱208的稀盐液导入碱液配制罐210；碱液配制罐210的碱液出口连接洗涤塔202的碱液进口。

从市场采购的固态氢氧化钠由电动葫芦提升至碱液配制罐210罐顶，经碱液配制罐210的加料口投入碱液配制罐210。从结晶盐液循环泵209过来的稀盐液经碱液配制罐210的第一稀盐液入口进入碱液配制罐210。从卤水精制系统30过来的压滤水经碱液配制罐210的加水口进入碱液配制罐210。从蒸发结晶系统40过来的稀盐液经碱液配制罐210的第二稀盐液入口进入碱液配制罐210。若碱液配制罐210的液位较低，可从加水口补充一部分工艺水。固态氢氧化钠在罐内搅拌装置的搅拌下，快速溶解液体中，形成氢氧化钠溶液。固态氢氧化钠的投加量由废气洗涤系统的日常使用情况和稀盐液的检测结果共同确定。

制备好的氢氧化钠溶液由碱液供液泵211经洗涤塔202的碱液进口泵入洗涤塔里的洗涤装置，洗涤净化挥发气，加入洗涤塔202的碱液循环工艺。洗涤塔循环泵205在确保洗涤塔202碱液循环使用量的条件下，结合碱液供液泵211所提供的新鲜碱液量，将部分碱液泵送至喷淋塔201，经喷淋塔201的碱液进口进入喷淋塔里的喷散装置，加入喷淋塔201的碱液循环工艺，在喷淋塔内喷散开来，迅速降低挥发气的温度。喷淋塔循环泵204在确保喷淋塔201碱液循环使用量的条件下，结合洗涤塔循环泵205所提供的碱液量，将部分碱液泵送至沉淀结晶釜206，经沉淀结晶釜206的碱液进口进入沉淀结晶釜206。在碱液洗涤挥发气的过程中，生成大量的氯化钠，产生了氯化钠过饱和的现象。在过饱和度的作用下，氯化钠析出大量的晶核，这些晶核随碱液进入沉淀结晶釜206。同时，挥发气中的重金属与氢氧化钠反应，生成重金属氢氧化物沉淀物，这些沉淀物也随碱液进入沉淀结晶釜206。

沉淀结晶釜206带缓慢搅拌装置，在搅拌装置的缓慢搅拌下，氯化钠晶核进一步生长，形成氯化钠晶体沉淀物。在过饱和度的作用下，氯化钠会借助重金属氢氧化物沉淀物的界面，异相结晶，形成氯化钠异相结晶沉淀物。若溶液中的硫酸钠浓度较高，也会析出硫酸钠晶体沉淀物。充分析晶后的溶液形成了稀盐液，稀盐液从沉淀结晶釜206的稀盐液出口溢流出来，流入第一母液箱208。结晶盐液循环泵209将稀盐液从第一母液箱208中抽出，经碱液配制罐210的第一稀盐液入口送入碱液配制罐210，用作配制氢氧化钠溶液，从而实现稀盐液循环使用。

当沉淀结晶釜206内各类结晶沉淀物(氯化钠晶体沉淀物、氯化钠异相结晶沉淀物和重金属氢氧化物沉淀物等)的总含量达到第一过滤离心机207所需的分离浓度范围后，开启第一过滤离心机，将沉淀结晶釜底部的结晶盐液经沉淀结晶釜206的结晶盐液出口导入第一过滤离心机207。来自沉淀结晶釜206的结晶盐液进入第一过滤离心机207中，进行固液分离。分离出来的液体形成稀盐液导入第一母液箱208，再由结晶盐液循环泵209送入碱液配制罐210，用作配制氢氧化钠溶液。分离出来的固态结晶盐从第一过滤离心机207排出，经收集后，送往卤水精制系统30作进一步处置。

在碱液洗涤挥发气的过程中，会生成少量氯酸钠。氯酸钠的含量较少且溶解度很高，一般情况下不会随氯化钠一起析晶。但随着溶液在废气洗涤系统20中不断地循环，氯酸钠的含量会越来越高，存在结晶的可能性。此外，溶液中还可能含有痕量的氟化盐、重金属络合盐等溶解度较高的可溶性盐，这些可溶性盐在溶液的循环过程中，含量也会越来越高，同样存在结晶的可能性。

溶液在废气洗涤系统20中循环一段时间后，由结晶盐液循环泵209将部分稀盐液从反应沉淀釜212的稀盐液入口注入反应沉淀釜212。待反应沉淀釜212内的溶液达到一定的液位后，停止注入。从反应沉淀釜212的加料口加入沉淀反应所需的各类沉淀剂。首先加入适量的盐酸，调节溶液的PH值，使其呈酸性；接着依次加入亚硫酸钠、氯化亚铁、氯化钡、絮凝剂等沉淀反应剂，最后加入适量的氢氧化钠，调节溶液的PH值，使其呈弱碱性。反应沉淀釜212带搅拌装置，每个加药阶段皆需充分搅拌，充分反应。反应后的溶液形成了沉淀液，沉淀液中含有的沉淀物主要有硫酸钡、氟化钡和重金属氢氧化物。沉淀液导入卤水精制系统30作进一步处置。经处置后的压滤水回到碱液配制罐210，用作配制氢氧化钠溶液。定期去除这些溶解度较高的可溶性盐，可有效控制其在溶液循环过程中产生结晶。这是一个间歇性的操作，操作的频率取决于各类可溶性盐的溶解度及其在稀盐液中的浓度。

各类沉淀剂的投加量由化验部门根据化验结果确定。化验部门对稀盐液进行定时化验，并根据检测数据下达书面指示。生产部门根据书面指示投加各类沉淀剂。

废气洗涤系统20制成的固态结晶盐以氯化钠为主，但含有少量重金属氢氧化物，因而固态结晶盐仍被定义为危险废物。固态结晶盐中还可能会含有一定数量的硫酸盐，具体数值取决于挥发气中的硫含量和废气洗涤系统20的实际操作过程(碱液的循环情况)。根据《工业盐》(GB/T 5462-2015)的规定，一级工业湿盐中可以含有不超过0.7％的硫酸根离子。因此，固态结晶盐中含有少量硫酸盐并不影响将其提炼成为工业盐。若硫酸根离子含量超过了国家的规定，可采取一定措施去除。由于钙镁不具有挥发性，进入挥发气的钙镁元素非常少，因而结晶盐中的钙镁含量非常少。根据《工业盐》(GB/T 5462-2015)的规定，一级工业湿盐中可以含有不超过0.5％的钙镁离子。因此，固态结晶盐中可能存在的钙镁离子对工业盐提炼过程所造成的影响可以忽略不计。从固态结晶盐的形成过程可知，盐分高温挥发后，由碱液吸收，结晶分离，整个过程没有有机物产生，因此固态结晶盐中不含有机物。

如图4所示，卤水精制系统30包括化盐罐301、膜过滤器303、初制卤水罐304、离子交换树脂塔306、精制卤水罐307、盐泥液收集罐309、板框压滤机311和压滤回水箱312，化盐罐301具有注水口、加料口、上清液出口和沉淀物出口，加料口用于投入来自废气洗涤系统20的固态结晶盐并加入沉淀剂，膜过滤器303具有上清液入口、初制卤水出口和过滤物出口，上清液入口与化盐罐301的上清液出口连接，初制卤水出口与初制卤水罐304、离子交换树脂塔306和精制卤水罐307顺次连接，精制卤水罐307与蒸发结晶系统40连接；盐泥液收集罐309具有沉淀物入口、过滤物入口、沉淀液入口、盐泥液出口和上清液出口，沉淀液入口与反应沉淀釜212的沉淀液出口连接，过滤物入口与膜过滤器303的过滤物出口连接，沉淀物入口与化盐罐301的沉淀物出口连接，上清液出口与压滤回水箱312连接，板框压滤机311具有盐泥液入口、压滤液出口和盐泥出口，盐泥液入口与盐泥液收集罐309的盐泥液出口连接，压滤液出口与压滤回水箱312连接，盐泥出口用于排出压滤出来的盐泥。

来自蒸发结晶系统40的凝结水从化盐罐301的注水口注入化盐罐301。待化盐罐301内的凝结水达到一定的液位后，停止注入。当凝洁水不足时，加入自来水补充。来自废气洗涤系统20的固态结晶盐从化盐罐301的加料口投入化盐罐301。化盐罐301带搅拌装置，在搅拌装置的搅拌下，固态结晶盐逐渐溶于凝结水中，形成卤水。待固态结晶盐充分溶化后，经化盐罐301的加料口依次往化盐罐301卤水中投入氯化钡、絮凝剂等沉淀反应剂，最后加入适量的氢氧化钠，调节溶液的PH值，使其呈弱碱性。固态结晶盐中的氯化钠全部溶解在卤水中，部分硫酸根离子与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀物，重金属氢氧化物在絮凝剂的吸附下形成大颗粒沉淀物。待卤水中各化合物充分溶解和充分反应后，停止搅拌，让沉淀物自由沉降至罐底。待沉淀物充分沉积后，上清液由化盐水泵302经化盐罐301的上清液出口抽出，送入膜过滤器303。化盐罐301的上清液出口包括多个出液点，以便尽量排空罐内上清液。沉积到罐底的沉淀物经化盐罐301的沉淀物出口导入盐泥液收集罐309。

要严格控制氯化钡的加入量，确保加入的钡盐全部形成硫酸钡沉淀物，以免给后续的净化工艺造成压力。根据难溶电解质的溶度积原理，通过适当增加氢氧根离子的浓度可促使重金属氢氧化物的溶解平衡向左移动，形成更多的沉淀物，减少溶液中的重金属含量。但氢氧化钠不宜加入过多，因为氢氧根离子过高时，会与重金属氢氧化物反应，生成络合物，重新溶解。因此，需要严格控制溶液的PH值，一般情况下控制在8～11。固态结晶盐和沉淀剂的投加量由化验部门根据化验结果决定。化验部门对固态结晶盐等投加物进行化验，并根据检测数据下达书面指示。生产部门根据书面指示投加各类物料。

化盐罐301采用三罐组合：一个罐用于装存已配制好的卤水，为膜过滤器供液；一个罐用于化盐，制备卤水；一个罐用于接收回流的凝结水。罐体容积按一个班所需化盐水量为设计基准。

经自由沉降后的化盐水上清液中仍含有不少悬浮物，需作进一步去除。来自化盐水泵302的化盐水经膜过滤器303入口进入膜过滤器303。化盐水中的悬浮物被过滤膜阻隔在膜表面，形成过滤物。当膜表面的过滤物达到一定数量后，开启负压反冲功能，在反冲作用下，过滤物脱离膜表面，沉降至膜过滤器底部，经膜过滤器303的过滤物出口排出膜过滤器，导入盐泥液收集罐309。这是一个间歇性的操作，操作的频率取决于化盐水中悬浮物的浓度。通过过滤漠的过滤液形成初制卤水，经膜过滤器303的初制卤水出口排出膜过滤器，导入初制卤水罐304。

膜过滤器303可以是微滤膜过滤器、超滤膜过滤器或者是钠滤膜过滤器，不同类型的膜过滤器其过滤工艺略有不同。

根据难溶电解质的溶度积原理，初制卤水中仍然可能存在一定数量的重金属离子。当这些重金属离子超过相关的国家标准要求时，会影响工业盐的质量。初制卤水罐304内初制卤水由初制卤水泵305经离子交换树脂塔306入口泵入离子交换树脂塔306，可能存在的重金属离子被交换树脂吸附。去除重金属离子后的卤水成为了精制卤水，经离子交换树脂塔306出口排出，导入精制卤水罐307。

由于飞灰的成分较为复杂，其所含量的硫氯氟及具挥发性重金属组分具有很高的不确定性，因此，在精制卤水被送往蒸发结晶系统前，需对其有害组分进行检测。如检测不合格，则返回化盐罐301，再次沉淀、过滤及去除重金属离子。经检测合格的精制卤水由精制卤水泵308送至蒸发结晶系统40。

离子交换树脂塔306可以是两塔组合，也可以是三塔组合，不同的组合其离子交换工艺略有不同。

精制卤水罐307采用三罐组合：一个罐用于装存已通过检测的精制卤水，为蒸发结晶系统40供液；一个罐用于接收来自离子交换树脂塔306的精制卤水；一个备用。罐体容积按一个班所需精制卤水量为设计基准。

从化盐罐301过来的化盐水及沉淀物经盐泥液收集罐309的沉淀物入口导入盐泥液收集罐309，经膜过滤器303过滤出来的过滤物从盐泥液收集罐309的过滤物入口导入盐泥液收集罐309，从废气洗涤系统20过来的沉淀液经盐泥液收集罐309的沉淀液入口导入盐泥液收集罐309。盐泥液收集罐309带缓慢搅拌装置，搅拌装置缓慢搅拌，防止盐分在罐内粘壁结晶。待罐内盐泥液达到一定液位后，开启盐泥液泵310，将盐泥液从盐泥液收集罐309的盐泥液出口抽出，送入板框压滤机311。若三个入口导入的盐泥液盐泥浓度较低，不能满足压滤的要求，则通过停止搅拌，让盐泥自由沉降一段时间，待盐泥浓度满足压滤要求后，再送入压滤机。上清液经盐泥液收集罐309的上清液出口溢流至压滤回水箱312。

由盐泥液泵310泵送过来的盐泥液经板框压滤机311的盐泥液入口进入板框压滤机311，在板框压滤机内实现固液分离。分离出来的压滤液经板框压滤机311的压滤液出口导入压滤回水箱312。压滤出来的盐泥经板框压滤机311的盐泥出口排出板框压滤机，收集起来运送出厂，交厂外处理。

从上述处理工艺可知，这些盐泥的成分主要是硫酸钡，掺杂了数量不等的氟化钡和重金属氢氧化物。若重金属氢氧化物的含量达到提炼要求，则先进行重金属提炼，再将提炼后的盐泥送钡盐提炼工序回收钡元素。若重金属氢氧化物的含量未达到提炼要求，则直接将盐泥送钡盐提炼工序回收钡元素。也可将盐泥送水泥厂协同处置或送填埋场填埋。

从盐泥液收集罐309溢流出来的上清液和从板框压滤机311分离出来的压滤液分别导入压滤回水箱312。压滤回水箱312内的压滤水由压滤回水泵313送至废气洗涤系统20配制碱液，在喷淋洗涤挥发气的过程中蒸发掉，不外排。

如图5所示，蒸发结晶系统40包括蒸发子系统、冷凝器408、蒸发结晶釜404、冷凝水箱409、第二母液箱406和第二过滤离心机405，蒸发子系统可以是双效蒸发系统，也可以是三效蒸发系统，或者是四效蒸发系统。不同的蒸发系统其蒸发工艺流程略有不同。本工艺的蒸发结晶系统以双效蒸发系统为例进行说明。蒸发子系统包括至少两套具有加热器和分离器的蒸发器，即为一效蒸发器401和二效蒸发器402，一效蒸发器401和二效蒸发器402的加热器和分离器连接形成内有卤水循环流动的卤水循环回路，其中，连接加热器和分离器底部的管路是循环回路下管段412，一效蒸发器401和二效蒸发器402的循环回路下管段412通过卤水循环连接管路413相连，一效蒸发器加热器401还具有与精制卤水罐307连接的精制卤水入口、用于输入外来蒸汽的蒸汽入口和冷凝水出口，一效蒸发器分离器还具有二次蒸汽出口；二效蒸发器加热器还具有二次蒸汽入口、冷凝水出口和不凝气出口，二效蒸发器分离器还具有二次蒸汽出口、结晶盐液出口和稀盐液入口，一效蒸发器加热器的冷凝水出口与冷凝水箱409连接，一效蒸发器分离器的二次蒸汽出口与二效蒸发器加热器的二次蒸汽入口连接，二效蒸发器加热器的冷凝水出口与冷凝水箱409连接，不凝气出口与冷凝器408的蒸汽进口连接，二效蒸发器分离器的二次蒸汽出口与冷凝器408的蒸汽进口连接，所述冷凝器的冷凝水出口与冷凝水箱连接，蒸发结晶釜404具有结晶盐液入口、稀盐液出口和结晶盐液出口，二效蒸发器分离器的结晶盐液出口与蒸发结晶釜404的结晶盐液入口连接，蒸发结晶釜404的稀盐液出口与第二母液箱406连接，蒸发结晶釜404的结晶盐液出口与第二过滤离心机405连接，由第二过滤离心机405对结晶盐液进行第二次结晶分离形成固态工业盐排出，分离出来的稀盐液导入第二母液箱406，第二母液箱406与二效蒸发器分离器的稀盐液入口连接，使稀盐液回流至二效蒸发器分离器，再次蒸发浓缩。

来自卤水精制系统30的精制卤水从一效蒸发器401的精制卤水入口进入一效蒸发器401，与一效蒸发器401强制循环泵泵送过来的循环卤水汇合，自下而上通过一效蒸发器401加热器，与加热器内的外来蒸汽进行热交换。一效蒸发器循环卤水吸收外来蒸汽的热量后，部分液态水变成了蒸汽。热交换后的循环卤水进入一效蒸发器401分离器，蒸汽从卤水中分离出来，形成二次蒸汽。在真空泵411的作用下，分离器内形成了一定的真空度，可加速蒸汽的分离，增加二次蒸汽量。二次蒸汽经一效蒸发器401的二次蒸汽出口排出，进入二效蒸发器402。分离出来的循环卤水在强制循环泵作用下，继续循环，蒸发浓缩。当卤水浓缩到一定浓度后，将部分卤水从循环卤水连接管路413引入二效蒸发器402。

来自外界的低压蒸汽从一效蒸发器401的蒸汽入口进入一效蒸发器401，自上而下通过一效蒸发器401加热器，将热量传递给循环卤水后，凝结成水，经一效蒸发器401的冷凝水出口排出，导入冷凝水箱409。

从一效蒸发器401过来的卤水通过循环卤水连接管路413进入二效蒸发器402，与二效蒸发器402的循环卤水汇合，在二效蒸发器402强制循环泵的作用下，自下而上通过二效蒸发器402加热器，与加热器内的二次蒸汽进行热交换。二效蒸发器循环卤水吸收二次蒸汽的热量后，部分液态水变成了蒸汽。热交换后的循环卤水进入二效蒸发器402分离器，蒸汽从卤水中分离出来，再次形成二次蒸汽。在真空泵411的作用下，分离器内形成了一定的真空度，可加速蒸汽的分离，增加二次蒸汽量。二次蒸汽经二效蒸发器402的二次蒸汽出口排出，进入冷凝器408。分离出来的循环卤水在强制循环泵作用下，继续循环，蒸发浓缩。

来自一效蒸发器401的二次蒸汽从二效蒸发器402的二次蒸汽入口进入二效蒸发器402，自上而下通过二效蒸发器402加热器，将热量传递给循环卤水后，凝结成水，经二效蒸发器402的冷凝水出口排出，导入冷凝水箱409。二次蒸汽中含有的少量不凝气经二效蒸发器402的不凝气出口排出，引入冷凝器408。

经两次蒸发浓缩后的卤水，在过饱和度的作用下，形成了大量的氯化钠晶核。氯化钠晶核沉降至二效蒸发器402分离器底部，形成结晶盐液。结晶盐液经二效蒸发器402的结晶盐液出口排出，由结晶盐液出料泵403泵送至蒸发结晶釜404。蒸发结晶系统40的二效蒸发器分离器底部具有结晶盐液进口，该结晶盐液进口连接在二效蒸发器分离器的结晶盐液出口与蒸发结晶釜的结晶盐液入口之间的管路上，从结晶盐液出料泵403出来的部分结晶盐液经二效蒸发器402分离器底部的结晶盐液进口注入二效蒸发器402分离器，搅拌分离器底部的结晶盐液，防止氯化钠晶核在分离器内结晶粘壁。

来自结晶盐液出料泵403的另一部分结晶盐液经蒸发结晶釜404的结晶盐液入口注入蒸发结晶釜404。蒸发结晶釜404带缓慢搅拌装置，在搅拌装置的缓慢搅拌下，氯化钠晶核进一步生长，形成氯化钠晶体沉淀物。由精制卤水的配制过程可知，结晶盐液含有一定的氢氧化钠，随着水分的蒸发，氢氧化钠的浓度会越来越高。适当浓度的氢氧化钠可大幅降低氯化钠的溶解度，促进氯化钠结晶。充分析晶后的结晶盐液形成了稀盐液，稀盐液从蒸发结晶釜404的稀盐液出口溢流出来，流入第二母液箱406。

当蒸发结晶釜404内的氯化钠结晶沉淀物含量达到第二过滤离心机所需的分离浓度范围后，开启第二过滤离心机405，将蒸发结晶釜底部的结晶盐液经蒸发结晶釜404的结晶盐液出口导入第二过滤离心机405，进行固液分离。分离出来的液体形成稀盐液，导入第二母液箱406。分离出来的固态工业盐从第二过滤离心机405排出，经进一步烘干后，依照《工业盐》(GB/T 5462-2015)的要求，包装出厂，送工业盐应用单位使用。

第二母液箱406内的稀盐液由结晶盐液回流泵407抽出，经二效蒸发器402分离器的稀盐液入口回流至二效蒸发器402分离器，再次蒸发浓缩。适当浓度的氢氧化钠可促使氯化钠结晶，但氢氧化钠浓度过高时，会产生氢氧化钠结晶，从而影响工业盐的质量。因此，在系统运行过程中，需要适时地将结晶盐液回流泵407抽出的部分稀盐液送往废气洗涤系统20，使稀盐液中的氢氧化钠浓度保持在一定的范围内。送往废气洗涤系统20的稀盐液参与废气洗涤系统的碱液循环，洗涤挥发气。

来自二效蒸发器402的不凝气和二次蒸汽进入冷凝器408，在冷凝器408内透过管壁将热量传递给冷却水，二次蒸汽冷凝成液态水，与不凝气一起，排出冷凝器408，导入冷凝水箱409。来自外界循环冷却水系统的循环冷却水进入冷凝器408，吸收不凝气和二次蒸汽传递过来的热量后，排出408冷凝器，回到外界循环冷却水系统。

来自一效蒸发器401的冷凝水、来自二效蒸发器402的冷凝水、来自冷凝器408的冷凝水和不凝气分别导入冷凝水箱409。冷凝水在冷凝水箱409汇集后，由冷凝水泵410抽出，送往卤水精制系统30用于配制卤水。冷凝水箱409内的不凝气由真空泵411抽出，不凝气的成分为空气及水气，可直接排空。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焚烧飞灰处置工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：利用电厂垃圾焚烧后余下的碎玻璃和产生的炉渣作为掺合料，与焚烧飞灰混合形成配合料；

步骤2：配合料经高温熔融形成熔体，熔体经急冷后形成熔渣；

步骤3：高温熔融产生的挥发气经碱液喷淋洗涤处理达标后引入电厂烟囱集中排放；

步骤4：喷淋洗涤产生的固液产物经沉淀结晶和第一次结晶分离后制得固态结晶盐；

步骤5：固态结晶盐经化盐过滤去杂后制成精制卤水；

步骤6：精制卤水经蒸发结晶和第二次结晶分离后制得工业盐。

2.一种使用权利要求1所述焚烧飞灰处置工艺的系统，其特征在于：它包括顺次连接的飞灰熔融系统、废气洗涤系统、卤水精制系统和蒸发结晶系统，将焚烧飞灰与掺合料配制成的配合料投入所述飞灰熔融系统中，经高温熔融后产生挥发气并形成熔渣，挥发气进入所述废气洗涤系统，经碱液喷淋洗涤处理达标后引入电厂烟囱集中排放，而喷淋洗涤后的固液产物经沉淀结晶形成结晶盐液，经过第一次结晶分离制得固态结晶盐，再进入所述卤水精制系统制成卤水后，进入所述蒸发结晶系统，经过蒸发结晶和第二次结晶分离制成工业盐。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述飞灰熔融系统包括高温熔融炉和用于将配合料输送至高温熔融炉的喂料子系统，所述高温熔融炉为冷顶结构的全电熔炉，它的内部空间包括用于熔制高温熔体的熔融室和用于调制高温熔体的料道净化室，所述料道净化室具有粉尘沉降结构，所述熔融室通过流液洞并经上升料道与所述料道净化室相通，在所述料道净化室上设有用于排出熔渣的熔渣出口和用于排出挥发气的挥发气出口，所述熔渣出口低于所述高温熔体的液面而使高温熔体依次经过流液洞、上升料道形成均化的熔体，流入料道净化室；在所述熔融室和料道净化室的顶面上设有连通二者的导风烟道，所述料道净化室中的均化后熔体与来自导风烟道的挥发气相遇，将部分热量传递给挥发气，并吸收和熔化从挥发气沉降下来的粉尘。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述喂料子系统包括掺合料仓、飞灰仓、称重混合输送机构、配合料缓冲仓和回转加料机，所述称重混合输送机构位于掺合料仓和飞灰仓的下方，用于对掺合料和焚烧飞灰分别称重配制成配合料并输送至配合料缓冲仓，所述回转加料机具有进料端和喂料端，所述进料端位于配合料缓冲仓的下方，用于接收配合料，所述喂料端伸入所述熔融室中高温熔体的上方做扇形回转运动，以便将配合料均匀地铺设在高温熔体的液面上。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述废气洗涤系统包括喷淋塔、洗涤塔、沉淀结晶釜、第一过滤离心机和碱液配制子系统，所述喷淋塔具有供来自飞灰熔融系统的挥发气进入的挥发气进口、碱液进口、碱液出口和挥发气出口，所述洗涤塔具有挥发气进口、挥发气出口、碱液进口和碱液出口，所述喷淋塔的挥发气出口与洗涤塔的挥发气进口连接，经洗涤净化后的挥发气送至电厂烟囱排放；所述喷淋塔的碱液进口与洗涤塔的碱液进口通过循环碱液管路连接，所述喷淋塔的碱液出口连接循环碱液管路以便将喷淋塔底部的碱液导入喷淋塔实现其塔内的碱液循环；所述洗涤塔的碱液出口连接循环碱液管路以便将洗涤塔底部的碱液导入洗涤塔实现其塔内的碱液循环；所述沉淀结晶釜具有碱液进口、结晶盐液出口和稀盐液出口，所述沉淀结晶釜的碱液进口与喷淋塔的碱液出口连接，所述结晶盐液出口与第一过滤离心机连接，所述稀盐液出口与所述碱液配制子系统连接，在沉淀结晶釜底部形成的结晶盐液进入第一过滤离心机中进行第一次结晶分离形成固态结晶盐，送往所述卤水精制系统，分离出来的稀盐液进入所述碱液配制子系统，所述洗涤塔的碱液进口与所述碱液配制子系统相连。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述碱液配制子系统主要由碱液配制罐、反应沉淀釜和第一母液箱组成，所述第一母液箱具有与所述沉淀结晶釜连接的第一稀盐液入口、与所述第一过滤离心机连接的第二稀盐液入口和稀盐液出口，所述反应沉淀釜具有稀盐液入口、用于加入沉淀剂的加料口和沉淀液出口，所述第一母液箱的稀盐液出口与反应沉淀釜的稀盐液入口通过稀盐液输送管路连接，所述沉淀液出口连接所述卤水精制系统；所述碱液配制罐具有用于加入固态氢氧化钠的加料口、第一稀盐液入口、加水口和碱液出口，所述第一稀盐液入口连接在稀盐液输送管路上，用于将第一母液箱的稀盐液导入碱液配制罐；所述碱液配制罐的碱液出口连接所述洗涤塔的碱液进口。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述卤水精制系统包括化盐罐、膜过滤器、初制卤水罐、离子交换树脂塔、精制卤水罐、盐泥液收集罐、板框压滤机和压滤回水箱，所述化盐罐具有注水口、加料口、上清液出口和沉淀物出口，所述加料口用于投入来自废气洗涤系统的固态结晶盐并加入沉淀剂，所述膜过滤器具有上清液入口、初制卤水出口和过滤物出口，所述上清液入口与所述化盐罐的上清液出口连接，所述初制卤水出口与所述初制卤水罐、所述离子交换树脂塔和精制卤水罐顺次连接，所述精制卤水罐与所述蒸发结晶系统连接；所述盐泥液收集罐具有沉淀物入口、过滤物入口、沉淀液入口、盐泥液出口和上清液出口，所述沉淀液入口与所述反应沉淀釜的沉淀液出口连接，所述过滤物入口与所述膜过滤器的过滤物出口连接，所述沉淀物入口与所述化盐罐的沉淀物出口连接，所述上清液出口与所述压滤回水箱连接，所述板框压滤机具有盐泥液入口、压滤液出口和盐泥出口，所述盐泥液入口与所述盐泥液收集罐的盐泥液出口连接，所述压滤液出口与所述压滤回水箱连接，所述盐泥出口用于排出压滤出来的盐泥。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述蒸发结晶系统包括蒸发子系统、蒸发结晶釜和第二过滤离心机，所述蒸发子系统包括至少两套具有加热器和分离器的蒸发器，每套蒸发器的加热器和分离器连接形成内有卤水循环流动的卤水循环回路，各蒸发器的卤水循环回路通过卤水循环连接管路相连，位于末位蒸发器之前的各蒸发器的分离器通过二次蒸汽出口与其后方相邻蒸发器的加热器连接，各蒸发器的加热器具有冷凝水出口，首个蒸发器的加热器还具有与所述精制卤水罐连接的精制卤水入口和用于输入外来蒸汽的蒸汽入口，位于首个蒸发器之后的各蒸发器的加热器还具有不凝气出口，末位蒸发器的分离器还具有用于排出二次蒸汽的二次蒸汽出口和结晶盐液出口，所述蒸发结晶釜具有结晶盐液入口、稀盐液出口和结晶盐液出口，所述末位蒸发器的结晶盐液出口与所述蒸发结晶釜的结晶盐液入口连接，所述蒸发结晶釜的结晶盐液出口与所述第二过滤离心机连接，由第二过滤离心机对结晶盐液进行第二次结晶分离形成固态工业盐排出。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述蒸发结晶系统还包括冷凝器、冷凝水箱和第二母液箱，各蒸发器的冷凝水出口与所述冷凝水箱连接，各蒸发器的不凝气出口和末位蒸发器的二次蒸汽出口分别与所述冷凝器的蒸汽进口连接，所述冷凝器的冷凝水出口与冷凝水箱连接；所述蒸发结晶釜的稀盐液出口与第二母液箱连接，由第二过滤离心机分离出来的稀盐液导入第二母液箱，所述末位蒸发器的分离器还具有稀盐液入口，该稀盐液入口与所述第二母液箱的稀盐液出口连接，使稀盐液回流至末位蒸发器的分离器，再次蒸发浓缩。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述碱液配制罐还具有第二稀盐液入口，所述蒸发结晶系统的第二母液箱与所述碱液配制罐的第二稀盐液入口连接；所述压滤回水箱与所述碱液配制罐的加水口连接用于导入压滤水并可从外界接入工艺水；所述化盐罐的注水口连接所述冷凝水箱用于输入凝结水并可从外界接入自来水；所述蒸发结晶系统的末位蒸发器分离器底部还具有结晶盐液进口，该结晶盐液进口连接在所述末位蒸发器的结晶盐液出口与蒸发结晶釜的结晶盐液入口之间的管路上。

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