CN113245354A - 垃圾焚烧飞灰处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废物处理回收技术领域，公开了垃圾焚烧飞灰处理系统和方法。飞灰处理系统，包括分段回转炉和无氧进料器，分段回转炉包括依次连通的第一加热段、第二加热段以及第三加热段，无氧进料器与第一加热段连通，第一加热段靠近无氧进料器处设置有第一还原剂加入器，第一加热段靠近第二加热段的端部设置有低熔点金属回收器；第二加热段靠近第三加热段的端部设置有盐回收器；第三加热段靠近第二加热段处设置有第二还原剂加入器，第三加热段远离第二加热段的端部设置有重金属回收器。飞灰处理方法，采用本发明提供的处理系统对生活垃圾焚烧发电厂产生的飞灰进行处理。本申请能够回收飞灰中的金属、盐以及重金属，减毒后的飞灰可用以作为环保骨料。
Description
技术领域
本发明涉及废物处理回收技术领域，具体而言，涉及垃圾焚烧飞灰处理系统和方法。
背景技术
垃圾焚烧即通过适当的热分解、燃烧、熔融等反应，使垃圾经过高温下的氧化进行减容，成为残渣或者熔融固体物质的过程。为了利用焚烧垃圾产生的热量，目前通常将垃圾焚烧产生的热量用以发电。
垃圾焚烧发电厂的焚烧飞灰具有较多对环境有害的物质。研究者对某垃圾焚烧发电厂的焚烧飞灰进行粒径分级毒性分析研究。主要研究了粒径在35～1 000μm范围内的飞灰的腐蚀性和短期浸出毒性，结果表明包括Cr、Cd、Mg、Pb、Mn、Fe、Cu、Zn、Ni、Co等重金属，SO2 4-，Cl-，NO3—N和NO2—N。同时也研究了飞灰的物质组成和矿物特性，研究结果表明，所有粒径飞灰的浸出液pH值在12.3～12.5之间，属于有腐蚀性的危险废物，重金属Mg、Pb、Zn的浸出浓度最高，分别为168.78、53.94和86.40mg/L。飞灰浸出液和含量最高分别达到8.87g/L和1.38g/L，同时浸出液中测出一定量的硝态氮和亚硝态氮，证明飞灰吸附了垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物气体。另外，研究得出飞灰的基本组成元素为Ca、Si、Cl、K、Na、S、Al、Mg和Fe，而重金属则以Zn、Pb、Mn、Cu、Cr等为主。矿物相主要为含硅和钙的化合物及NaCl和KCl等氯化物。
基于上述研究结果可知，若能够对飞灰进行处理，回收其中有用物质，并降低其毒性，将能实现飞灰的有价值利用，提要经济效益。
鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种垃圾焚烧飞灰处理系统和方法，其能够对飞灰进行处理，实现资源回收利用。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰处理系统，包括分段回转炉和无氧进料器。
分段回转炉包括依次连通的第一加热段、第二加热段以及第三加热段，无氧进料器与第一加热段连通，第一加热段靠近无氧进料器处设置有第一还原剂加入器，第一加热段靠近第二加热段的端部设置有低熔点金属回收器；第二加热段靠近第三加热段的端部设置有盐回收器；第三加热段靠近第二加热段处设置有第二还原剂加入器，第三加热段远离第二加热段的端部设置有重金属回收器。
在可选的实施方式中，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括储料箱和冷却系统，第三加热段远离第二加热段的一端与储料箱连通，冷却系统与储料箱的下部连通。
在可选的实施方式中，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括无氧出料器，无氧出料器与冷却系统的出料端连通。
在可选的实施方式中，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括储料箱，储料箱的上部与除尘器连通。
在可选的实施方式中，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括与除尘器连通的气体处理系统。
在可选的实施方式中，气体处理系统包括气体水洗塔，气体水洗塔的出气口依次连通气体冷凝器、超音速处理器、光氧处理器、等离子处理器以及静电处理器。
在可选的实施方式中，气体水洗塔的洗液出口依次连通过滤器、电解池以及盐回收系统。
第二方面，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰处理方法，采用如前述实施方式任一项的垃圾焚烧飞灰处理系统对生活垃圾焚烧发电厂产生的飞灰进行处理，第一加热段的加热温度为310～330℃，第二加热段的加热温度为850～950℃，第三加热段的加热温度为1150～1250℃。
在可选的实施方式中，第一加热段的加热温度为315～325℃，第二加热段的加热温度为890～910℃，第三加热段的加热温度为1180～1220℃。
在可选的实施方式中，第一还原剂加入器内加入的还原剂包括活性炭。
本发明实施例的有益效果包括，例如：
垃圾焚烧飞灰处理系统，由于分段回转炉的分段加热设置，并配合无氧进料器以及各个回收器的具体设置，使得该处理系统在分段加热炉中各加热段设置合理的加热温度后，能够回收飞灰中的金属、盐以及重金属，去除或大大减弱飞灰的毒性，减毒后的飞灰可用以作为环保骨料。该系统能实现废物的重新利用，使之产生经济价值。
垃圾焚烧飞灰处理方法，由于采用本发明提供的垃圾焚烧飞灰处理系统处理飞灰，并将第一加热段的加热温度设置为320～330℃，第二加热段的加热温度设置为850～950℃，第三加热段的加热温度设置为1150～1250℃，可实现灰中的金属、盐以及重金属的回收，去除或大大减弱飞灰的毒性，减毒后的飞灰可用以作为环保骨料，实现焚烧灰分的重新利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的飞灰处理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的飞灰处理系统的气体处理系统的结构示意图。
图标：100-飞灰处理系统；101-飞灰密闭储料箱；110-分段回转炉；111-第一加热段；112-第二加热段；113-第三加热段；114-第一还原剂加入器；115-第二还原剂加入器；116-低熔点金属回收器；117-盐回收器；118-重金属回收器；120-无氧进料器；130-储料箱；140-冷却系统；150-无氧出料器；160-除尘器；170-气体处理系统；171-气体水洗塔；172-气体冷凝器；173-超音速处理器；174-光氧处理器；175-等离子处理器；176-静电处理器；177-过滤器；178-电解池；179-盐回收系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1和图2所示，本实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰处理系统100，包括分段回转炉110和无氧进料器120。
分段回转炉110包括依次连通的第一加热段111、第二加热段112以及第三加热段113，无氧进料器120与第一加热段111连通，第一加热段111靠近无氧进料器120处设置有第一还原剂加入器114，第一加热段111靠近第二加热段112的端部设置有低熔点金属回收器116；第二加热段112靠近第三加热段113的端部设置有盐回收器117；第三加热段113靠近第二加热段112处设置有第二还原剂加入器115，第三加热段113远离第二加热段112的端部设置有重金属回收器118。
生活垃圾焚烧发电厂产生的飞灰储存在飞灰密闭储料箱101中，其与无氧进料器120连通，飞灰在无氧进料器120的作用下被持续送入分段回转炉110内，控制第一加热段111的加热温度为310～330℃，第二加热段112的加热温度为850～950℃，第三加热段113的加热温度为1150～1250℃，当飞灰进入第一加热段111时在第一还原剂加入器114加入的还原剂的作用下飞灰中的低熔点金属被还原，低熔点金属如锡、铅等熔融为液态，被低熔点金属回收器116回收。飞灰进入第二加热段112后飞灰中的大部分盐开始熔化，液态的盐通过盐回收器117被回收。飞灰进入第三加热段113后，在第二还原剂加入器115加入的重金属还原剂的作用下，重金属被还原，然后高温熔融为液态，最后被重金属回收器118回收。
生活垃圾焚烧发电厂产生的飞灰经本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统处理后其中的金属和盐被回收，其毒性得到降低，处理后的飞灰还可以用作环保骨料，实现资源的回收利用。
上述的还原器加入器均为无氧进料器120；低熔点金属回收器116、盐回收器117以及重金属回收器118的结构为能实现安装在炉体上，收集加热过程产生的液体的结构。第一还原剂加入器114和第二还原剂加入器115中加入的还原剂如活性炭等。
进一步地，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括储料箱130和冷却系统140，第三加热段113远离第二加热段112的一端与储料箱130连通，冷却系统140与储料箱130的下部连通。
冷却系统140对分段回转炉110产生处理后的高温飞灰在冷却系统140的作用下冷却至常温。
在本实施例中，冷却系统140可以是水冷的方式对处理后的飞灰进行冷却，冷却系统140的冷却水在冷却飞灰的过程中作为冷源使飞灰温度降低，其自身温度升高。
优选地，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括无氧出料器150，无氧出料器150与冷却系统140的出料端连通。
冷却至常温后的飞灰又无氧出料器150排出，采用无氧出料器150排出可避免出料过程氧气进入分段回转炉110中影响处理效果。排出的经处理后的飞灰，其中的盐和金属被基本除去，可用来作为环保骨料，实现资源的回收利用。
进一步地，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括储料箱130，储料箱130的上部与除尘器160连通。
处理后的飞灰在除尘器160的作用下，其中的气体排出，固体留在储料箱130内。
进一步地，垃圾焚烧飞灰处理系统还包括与除尘器160连通的气体处理系统170。
储料箱130排出的气体中含有含硫气体、含氮气体等对环境有害气体，因此，需要经气体处理系统170处理后才能排放到大气中去。
优选地，气体处理系统170包括气体水洗塔171，气体水洗塔171的出气口依次连通气体冷凝器172、超音速处理器173、光氧处理器174、等离子处理器175以及静电处理器176。
高温气体经水洗塔洗去气体中的硫、氮等物质；水洗后的气体经气体冷凝器172急速降温(在2秒钟内降至200℃以下)，防止分解后的二噁英再次合成；冷却后的气体进入超音速处理器173中除去其中所含的水分、油脂等物质；然后气体进入光氧处理器174中，光氧处理器174进行光氧催化处理；然后气体进入等离子处理器175中进行等离子化处理；最后气体进入静电处理器176中进行静电处理；经静电处理后的气体中有害物质基本被去除干净，气体满足排放标准。
优选地，气体水洗塔171的洗液出口依次连通过滤器177、电解池178以及盐回收系统179。
水洗塔的洗液中吸附有来自分段回转炉110排出的气体中的可溶性有害物质，因此需要处理后才能排放或者回用。洗液经过滤器177过滤去除杂质后进入电解池178，电解除去其中可能存在的重金属，经电解池178处理后的水再进入盐回收系统179进行除盐软化。经盐回收系统179处理后的水达到排放要求。
优选地，盐回收系统179的排水口与冷却系统140的冷凝液进口连通。
处理后的达标水可作为冷却系统140的冷凝水，实现资源循环利用。
本申请实施例还提供一种垃圾焚烧飞灰处理方法，采用本申请实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统对生活垃圾焚烧发电厂产生的飞灰进行处理，第一加热段111的加热温度为320～330℃，第二加热段112的加热温度为850～950℃，第三加热段113的加热温度为1150～1250℃。
优选地，第一加热段111的加热温度为315～325℃，第二加热段112的加热温度为890～910℃，第三加热段113的加热温度为1180～1220℃。更近一步地，一般控制第一加热段111的加热温度为320℃，第二加热段112的加热温度为900℃，第三加热段113的加热温度为1200℃。
飞灰在无氧进料器120的作用下被持续送入分段回转炉110内，当飞灰进入第一加热段111时在第一还原剂加入器114加入的还原剂的作用下飞灰中的低熔点金属被还原，低熔点金属如锡、铅等熔融为液态，被低熔点金属回收器116回收。飞灰进入第二加热段112后飞灰中的大部分盐开始熔化，液态的盐通过盐回收器117被回收。飞灰进入第三加热段113后，在第二还原剂加入器115加入的重金属还原剂的作用下，重金属被还原，然后高温熔融为液态，最后被重金属回收器118回收。
进一步优选地，第一还原剂加入器114和第二还原剂加入器115内加入的还原剂包括活性炭，用于还原飞灰中的金属离子。第二还原剂加入器115内加入的重金属还原剂，用以还原飞灰中的重金属离子。
综上所述，本发明提供的垃圾焚烧飞灰处理系统，由于分段回转炉的分段加热设置，并配合无氧进料器以及各个回收器的具体设置，使得该处理系统在分段加热炉中各加热段设置合理的加热温度后，能够回收飞灰中的金属、盐以及重金属，去除或大大减弱飞灰的毒性，减毒后的飞灰可用以作为环保骨料。该系统能实现废物的重新利用，使之产生经济价值。
本发明提供的垃圾焚烧飞灰处理方法，由于采用本发明提供的垃圾焚烧飞灰处理系统处理飞灰，并将第一加热段的加热温度设置为320～330℃，第二加热段的加热温度设置为850～950℃，第三加热段的加热温度设置为1150～1250℃，可实现灰中的金属、盐以及重金属的回收，去除或大大减弱飞灰的毒性，减毒后的飞灰可用以作为环保骨料，实现焚烧灰分的重新利用。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种垃圾焚烧飞灰处理系统，其特征在于，包括分段回转炉和无氧进料器，
所述分段回转炉包括依次连通的第一加热段、第二加热段以及第三加热段，所述无氧进料器与所述第一加热段连通，所述第一加热段靠近所述无氧进料器处设置有第一还原剂加入器，所述第一加热段靠近所述第二加热段的端部设置有低熔点金属回收器；所述第二加热段靠近所述第三加热段的端部设置有盐回收器；所述第三加热段靠近所述第二加热段处设置有第二还原剂加入器，所述第三加热段远离所述第二加热段的端部设置有重金属回收器。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰处理系统，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰处理系统还包括储料箱和冷却系统，所述第三加热段远离所述第二加热段的一端与所述储料箱连通，所述冷却系统与所述储料箱的下部连通。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰处理系统，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰处理系统还包括无氧出料器，所述无氧出料器与所述冷却系统的出料端连通。
4.根据权利要求1～3任一项所述的垃圾焚烧飞灰处理系统，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰处理系统还包括储料箱，所述储料箱的上部与除尘器连通。
5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧飞灰处理系统，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰处理系统还包括与所述除尘器连通的气体处理系统。
6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧飞灰处理系统，其特征在于，所述气体处理系统包括气体水洗塔，所述气体水洗塔的出气口依次连通气体冷凝器、超音速处理器、光氧处理器、等离子处理器以及静电处理器。
7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰处理系统，其特征在于，所述气体水洗塔的洗液出口依次连通过滤器、电解池以及盐回收系统。
8.一种垃圾焚烧飞灰处理方法，其特征在于，采用如权利要求1～7任一项所述的垃圾焚烧飞灰处理系统对生活垃圾焚烧发电厂产生的飞灰进行处理，所述第一加热段的加热温度为310～330℃，所述第二加热段的加热温度为850～950℃，所述第三加热段的加热温度为1150～1250℃。
9.根据权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰处理方法，其特征在于，所述第一加热段的加热温度为315～325℃，所述第二加热段的加热温度为890～910℃，所述第三加热段的加热温度为1180～1220℃。
10.根据权利要求9所述的垃圾焚烧飞灰处理方法，其特征在于，所述第一还原剂加入器内加入的还原剂包括活性炭。
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