CN113503543A - 一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统及其工艺，包括飞灰输送系统、等离子熔融炉系统、排渣收渣系统、垃圾渗滤液输送系统、二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔、垃圾焚烧厂烟气净化系统。本发明通过等离子熔融炉完成垃圾飞灰的熔融玻璃态化，垃圾飞灰中的二噁英分解，通过急冷塔的急冷降温避免了二噁英的再生成，即使有少量的二噁英再生成，也会在飞灰的再循环中继续去除，完全保证了垃圾飞灰的无害化处置。本发明处理垃圾飞灰的同时可以协同处置垃圾渗滤液，将垃圾渗滤液送至二燃室中燃烧，彻底解决垃焚烧电厂渗滤液的问题；垃圾渗滤液燃烧所产生的的二噁英以及重金属也能通过垃圾飞灰的再循环得到彻底解决。

Description

一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统及其工艺
技术领域
本发明涉及环保领域中的危险废弃物处置与综合利用，尤其涉及一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统及其工艺。
背景技术
垃圾发电厂的飞灰由于富集了较高浓度的二噁英与重金属，是一种高毒性的污染物，垃圾焚烧飞灰已经被国家列入危险废物名录中需要特殊处置才能排放，目前垃圾焚烧发电厂的飞灰主要通过螯合剂反应以后以填埋的形式进行处理，但随着环保措施的愈加严格以及填埋用地审批越来越难，普通的垃圾飞灰处置技术已经无法满足要求；垃圾焚烧厂的渗滤液问题也是垃圾焚烧厂较难处理的问题之一，一般的物理化学或生物方法处理成本高且处置难度较高。
在垃圾焚烧电厂的实际运行过程中，垃圾飞灰与渗滤液是单独处理，需要寻求一种新的系统或工艺能实现垃圾飞灰与垃圾渗滤液的减量化、无害化及资源化的最终处置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明设计了一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统及其工艺。
本发明采用如下技术方案：
一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统，包括飞灰输送系统、等离子熔融炉系统、排渣收渣系统、垃圾渗滤液输送系统、二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔、垃圾焚烧厂烟气净化系统；飞灰输送系统、等离子熔融炉系统、二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔、垃圾焚烧厂烟气净化系统依次连通，垃圾焚烧厂烟气净化系统连通飞灰输送系统，等离子熔融炉系统的排渣口连通排渣收渣系统，垃圾渗滤液输送系统连通二燃室及燃烧系统入口端；
所述飞灰输送系统将垃圾飞灰输送至等离子熔融炉系统；
所述等离子熔融炉系统将垃圾飞灰在等离子的高温作用下熔融并以液态渣排出，同时高温分解去除二噁英，烟气携带少部分的飞灰进入二燃室及燃烧系统；
所述排渣收渣系统收集液态渣；
所述垃圾渗滤液输送系统将垃圾渗滤液送入二燃室及燃烧系统中燃烧；
所述二燃室及燃烧系统将接收的等离子熔融炉系统的热解烟气和垃圾渗滤液焚烧处置；
所述余热锅炉系统回收二燃室及燃烧系统排出的烟气热量；
所述急冷塔急速将余热锅炉系统排出烟气冷却；
所述垃圾焚烧厂烟气净化系统将急冷塔冷却后的烟气中的二氧化硫、氮氧化物及飞灰除去。
作为优选，所述飞灰输送系统包括斗式提升机和螺旋给料机，垃圾飞灰自斗式提升机送至等离子熔融炉系统上部料斗储仓，通过螺旋给料机转速控制垃圾飞灰的给料量。
作为优选，所述垃圾焚烧厂烟气净化系统包括有除尘器，除尘器将垃圾飞灰捕捉收集送入飞灰输送系统进行循环。
作为优选，所述二燃室及燃烧系统的二燃室内布置有2-4个补燃喷口。
作为优选，所述二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔的排渣口通过冷却装置连通飞灰输送系统。
一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统的工艺，其步骤为：
S1：垃圾飞灰的输送：垃圾焚烧厂烟气净化系统的除尘器将垃圾焚烧烟气内飞灰收集，通过飞灰输送系统输送至等离子熔融炉系统内；
S2：垃圾飞灰的高温熔融处置：垃圾飞灰送入等离子熔融炉系统中，在下落过程中未燃碳热解燃烧，二噁英在高温下重新分解，烟气携带少部分的垃圾飞灰进入二燃室系统，大部分的垃圾飞灰在等离子的高温作用下熔融并以液态渣排出，液态渣通过排渣收渣系统收集，水冷后形成玻璃体，再将重金属分离回收后，玻璃体可作为建材或建材添加物使用，彻底实现了垃圾飞灰的无害化处置；
S3：垃圾飞灰、垃圾渗滤液在二燃室的燃烧：在二燃室及燃烧系统的二燃室内将接收的等离子熔融炉系统的热解烟气和垃圾渗滤液输送系统送入的垃圾渗滤液进行焚烧处置；
S4：余热回收过程：经过二燃室燃烧后的烟气进入余热锅炉系统进行烟气的余热回收，同时设定余热锅炉系统的排烟温度为550℃；
S5：急冷过程：将余热锅炉系统排出的烟气输入急冷塔，通过双流体喷枪以压缩空气携带的雾化水将烟气从550℃降至180℃；
S6：烟气进入垃圾焚烧电厂烟气净化系统净化过程：将从急冷塔输出的烟气送入垃圾焚烧电厂烟气净化系统中除去烟气中的二氧化硫、氮氧化物，同时烟气中剩余的少量飞灰通过除尘器捕捉后送至飞灰输送系统处继续循环。
作为优选，步骤S2中，等离子熔融炉系统的下部熔渣区温度为1400~1600℃，烟气出口温度为1100℃，等离子熔融炉系统内添加有玻璃渣、石灰石。等离子熔融炉内的反应时要增加一部分辅料（玻璃渣、石灰石等）提高液渣的流动性。
作为优选，步骤S3中，等离子熔融炉系统的热解烟气在二燃室中停留时间为2~4s。
作为优选，步骤S5中，烟气从550℃降至180℃的过程时间为1s。
作为优选，步骤S3、S4、S5中，二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔底部掉落的底渣经冷却后返回至飞灰输送系统送入等离子熔融炉系统继续循环处理。
本发明的有益效果是：（1）本发明将垃圾焚烧电厂的垃圾飞灰进行处理，设备可以连续运行，且设备占地小，操作方便；
（2）本发明可以彻底完成对垃圾飞灰无害化处置，通过等离子熔融炉完成垃圾飞灰的熔融玻璃态化，垃圾飞灰中的二噁英分解，通过急冷塔的急冷降温避免了二噁英的再生成，即使有少量的二噁英再生成，也会在飞灰的再循环中继续去除，完全保证了垃圾飞灰的无害化处置；
（3）本发明处理垃圾飞灰的同时可以协同处置垃圾渗滤液，将垃圾渗滤液送至二燃室中燃烧，彻底解决垃焚烧电厂渗滤液的问题；垃圾渗滤液燃烧所产生的的二噁英以及重金属也能通过飞灰的再循环得到彻底解决；
（4）本发明不再增加单独的烟气净化处置系统，本发明的系统出口烟气接入垃圾焚烧电厂的烟气净化系统，将垃圾飞灰处置与渗滤液燃烧所产生的少量废气及飞灰进行脱除。
附图说明
图1是本发明系统的一种结构示意图；
图中：1、飞灰输送系统；2、等离子熔融炉系统；3、排渣收渣系统；4、垃圾渗滤液输送系统；5、二燃室及燃烧系统；6、余热锅炉系统；7、急冷塔；8、垃圾焚烧厂烟气净化系统。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例：如附图1所示，一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统，包括飞灰输送系统1、等离子熔融炉系统2、排渣收渣系统3、垃圾渗滤液输送系统4、二燃室及燃烧系统5、余热锅炉系统6、急冷塔7、垃圾焚烧厂烟气净化系统8；飞灰输送系统、等离子熔融炉系统、二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔、垃圾焚烧厂烟气净化系统依次连通，垃圾焚烧厂烟气净化系统连通飞灰输送系统，等离子熔融炉系统的排渣口连通排渣收渣系统，垃圾渗滤液输送系统连通二燃室及燃烧系统入口端；
所述飞灰输送系统将垃圾飞灰输送至等离子熔融炉系统；
所述等离子熔融炉系统将垃圾飞灰在等离子的高温作用下熔融并以液态渣排出，同时高温分解去除二噁英，烟气携带少部分的飞灰进入二燃室及燃烧系统；
所述排渣收渣系统收集液态渣；
所述垃圾渗滤液输送系统将垃圾渗滤液送入二燃室及燃烧系统中燃烧；
所述二燃室及燃烧系统将接收的等离子熔融炉系统的热解烟气和垃圾渗滤液焚烧处置；
所述余热锅炉系统回收二燃室及燃烧系统排出的烟气热量；
所述急冷塔急速将余热锅炉系统排出烟气冷却；
所述垃圾焚烧厂烟气净化系统将急冷塔冷却后的烟气中的二氧化硫、氮氧化物及飞灰除去。
飞灰输送系统包括斗式提升机和螺旋给料机，垃圾飞灰自斗式提升机送至等离子熔融炉系统上部料斗储仓，通过螺旋给料机转速控制垃圾飞灰的给料量。
垃圾焚烧厂烟气净化系统包括有除尘器，除尘器将垃圾飞灰捕捉收集送入飞灰输送系统进行循环。
二燃室及燃烧系统的二燃室内布置有2-4个补燃喷口。
二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔的排渣口通过冷却装置连通飞灰输送系统。
该垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统的工艺使用时，以200t/d的生活垃圾焚烧厂为例，假设每天的飞灰处理量为12t。通过斗式提升机将储仓内的垃圾飞灰提升至飞灰输送系统的高位料斗中，高位料斗储存容量设置在250kg，半小时上料一次，经螺旋给料机以设定频率送入等离子熔融炉中；垃圾飞灰进入等离子熔融炉后，飞灰中的未燃碳在高温下形成热解气，绝大部分的飞灰在等离子体的高温下熔融形成液渣排出，液渣被水冷排出形成玻璃体；等离子熔融炉排出的烟气进入二燃室继续燃烧，垃圾渗滤液经输送系统送至燃烧器中，每小时处理1m3左右的垃圾渗滤液，二燃室布置2-4个补燃喷口，补燃工质可以采用天然气或轻质柴油，防止垃圾渗滤液由于热值过低而产生不稳定燃烧，保证二燃室炉膛温度在1100℃左右，且烟气在二燃室中停留时间在2~4s左右；二燃室出口烟气进入余热锅炉中换热至550℃左右，产1MPa、180℃约4t/h左右的蒸汽；余热锅炉排出的烟气进入急冷塔后，由压缩空气携带的高速雾化水通过双流体喷枪在1s内降温至180℃左右，避免了二噁英的再生成；烟气经管道送入垃圾焚烧厂的烟气净化系统进行深度脱除；从二燃室底部、余热锅炉底部及急冷塔底部掉落灰渣待冷却后收集重新送至飞灰输送系统进入等离子熔融炉中进一步处理，最终完成了垃圾飞灰与渗滤液的无害化、减量化及资源化处置与利用。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统，其特征是，其包括飞灰输送系统、等离子熔融炉系统、排渣收渣系统、垃圾渗滤液输送系统、二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔、垃圾焚烧厂烟气净化系统；飞灰输送系统、等离子熔融炉系统、二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔、垃圾焚烧厂烟气净化系统依次连通，垃圾焚烧厂烟气净化系统连通飞灰输送系统，等离子熔融炉系统的排渣口连通排渣收渣系统，垃圾渗滤液输送系统连通二燃室及燃烧系统入口端；
所述飞灰输送系统将垃圾飞灰输送至等离子熔融炉系统；
所述等离子熔融炉系统将垃圾飞灰在等离子的高温作用下熔融并以液态渣排出，同时高温分解去除二噁英，烟气携带少部分的飞灰进入二燃室及燃烧系统；
所述排渣收渣系统收集液态渣；
所述垃圾渗滤液输送系统将垃圾渗滤液送入二燃室及燃烧系统中燃烧；
所述二燃室及燃烧系统将接收的等离子熔融炉系统的热解烟气和垃圾渗滤液焚烧处置；
所述余热锅炉系统回收二燃室及燃烧系统排出的烟气热量；
所述急冷塔急速将余热锅炉系统排出烟气冷却；
所述垃圾焚烧厂烟气净化系统将急冷塔冷却后的烟气中的二氧化硫、氮氧化物及飞灰除去。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统，其特征是，所述飞灰输送系统包括斗式提升机和螺旋给料机，垃圾飞灰自斗式提升机送至等离子熔融炉系统上部料斗储仓，通过螺旋给料机转速控制垃圾飞灰的给料量。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统，其特征是，所述垃圾焚烧厂烟气净化系统包括有除尘器，除尘器将垃圾飞灰捕捉收集送入飞灰输送系统进行循环。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统，其特征是，所述二燃室及燃烧系统的二燃室内布置有2-4个补燃喷口。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统，其特征是，所述二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔的排渣口通过冷却装置连通飞灰输送系统。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统的工艺，其特征是，其步骤为：
S1：垃圾飞灰的输送：垃圾焚烧厂烟气净化系统的除尘器将垃圾焚烧烟气内飞灰收集，通过飞灰输送系统输送至等离子熔融炉系统内；
S2：垃圾飞灰的高温熔融处置：垃圾飞灰送入等离子熔融炉系统中，在下落过程中未燃碳热解燃烧，二噁英在高温下重新分解，烟气携带少部分的垃圾飞灰进入二燃室系统，大部分的垃圾飞灰在等离子的高温作用下熔融并以液态渣排出，液态渣通过排渣收渣系统收集，水冷后形成玻璃体，再将重金属分离回收后，玻璃体可作为建材或建材添加物使用，彻底实现了垃圾飞灰的无害化处置；
S3：垃圾飞灰、垃圾渗滤液在二燃室的燃烧：在二燃室及燃烧系统的二燃室内将接收的等离子熔融炉系统的热解烟气和垃圾渗滤液输送系统送入的垃圾渗滤液进行焚烧处置；
S4：余热回收过程：经过二燃室燃烧后的烟气进入余热锅炉系统进行烟气的余热回收，同时设定余热锅炉系统的排烟温度为550℃；
S5：急冷过程：将余热锅炉系统排出的烟气输入急冷塔，通过双流体喷枪以压缩空气携带的雾化水将烟气从550℃降至180℃；
S6：烟气进入垃圾焚烧电厂烟气净化系统净化过程：将从急冷塔输出的烟气送入垃圾焚烧电厂烟气净化系统中除去烟气中的二氧化硫、氮氧化物，同时烟气中剩余的少量飞灰通过除尘器捕捉后送至飞灰输送系统处继续循环。
7.根据权利要求6所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统的工艺，其特征是，步骤S2中，等离子熔融炉系统的下部熔渣区温度为1400~1600℃，烟气出口温度为1100℃，等离子熔融炉系统内添加有玻璃渣、石灰石。
8.根据权利要求6所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统的工艺，其特征是，步骤S3中，等离子熔融炉系统的热解烟气在二燃室中停留时间为2~4s。
9.根据权利要求6所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统的工艺，其特征是，步骤S5中，烟气从550℃降至180℃的过程时间为1s。
10.根据权利要求6所述的一种垃圾飞灰协同垃圾渗滤液的在线处置系统的工艺，其特征是，步骤S3、S4、S5中，二燃室及燃烧系统、余热锅炉系统、急冷塔底部掉落的底渣经冷却后返回至飞灰输送系统送入等离子熔融炉系统继续循环处理。
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