CN114042736A - 用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于垃圾焚烧飞灰无害化处置技术领域，具体涉及用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置及系统。装置包括热解加热室、飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件、水冷螺旋输送机、热解气引风机和焚烧烟气引风机；飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件的出料口与水冷螺旋输送机的进料口连接；热解气引风机用于引出飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件产生的热解气并排出；焚烧烟气引风机用于引出热解加热室内产生的焚烧烟气并排出。本发明能够在低温下对垃圾焚烧飞灰中的二噁英进行分解，将垃圾焚烧飞灰中的二噁英浓度降低至50ng‑TEQ/kg，能够有效的对飞灰热解温度进行控制，达到最佳的热解温度。
Description
技术领域
本发明属于垃圾焚烧飞灰无害化处置技术领域，具体涉及用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置及系统。
背景技术
随着居民生活消费水平的提高，生活垃圾的产生量逐年提升。目前多余生活垃圾的处理，按照国家的指导方针，需要采用垃圾焚烧处置工艺将生活垃圾进行减量化处置。生活垃圾进过焚烧处置后，会产生3％-5％的焚烧残余物，每年产生量极大。对于垃圾焚烧飞灰，是作为危险废物进行管辖，其危险废物代号为HW18。
对于垃圾焚烧处置工艺，目前常用的处置路线为飞灰填埋、飞灰水洗水泥窑协同处置及其他资源化建材化处置路线。对于以上的处置路线，国家规范对于处置后飞灰中二噁英的含量都有明确的指标要求，这就涉及到在进行飞灰处置过程中需要采用想用的手段对二噁英进行脱除。对于二噁英的分解有高温和低温两种处置，区别与高温(＞1100℃)的高能耗，低温绝氧热解因其较低的运行成本和投资成本应用前景较大。
对于低温热解工艺，如何控制其绝氧气氛、降低运行能耗，减少废气污染物排放是其工艺推广的决定性因素。因此，设计一种节约能耗、节约成本、运行连续稳定的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置及系统，就显得十分必要。
例如，申请号为CN201310049924.6用于处理焚烧飞灰的设备的中国专利文献描述的用于处理焚烧飞灰的设备，包括：脱氯反应装置，脱氯反应装置用于在预定温度和微正压的压力下，在非氧化气氛中，使飞灰中的二噁英发生脱氯反应，以便获得脱氯处理产物；以及快速冷却装置，快速冷却装置与脱氯反应装置相连，并且用于对脱氯处理产物进行快速冷却，以便得到经过处理的焚烧飞灰。虽然利用该设备能够有效地处理含有二噁英的焚烧飞灰，但是其缺点在于，未能解决飞灰受热不均匀而造成的运行不稳定的问题，并且难以实现飞灰二噁英在热分解过程中的绝氧气氛条件，飞灰二噁英去除率不高且能源消耗量大。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，现有的垃圾焚烧处理装置，存在无法控制绝氧气氛，运行能耗高，废气污染物排放量大的问题，提供了一种节约能耗、节约成本、运行连续稳定的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置及系统。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，包括热解加热室、设于热解加热室内的飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件、水冷螺旋输送机、热解气引风机和焚烧烟气引风机；所述飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件的出料口与水冷螺旋输送机的进料口连接；所述热解气引风机用于引出飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件产生的热解气并排出；所述焚烧烟气引风机用于引出热解加热室内产生的焚烧烟气并排出。
作为优选，所述热解加热室包括上级热解加热室A和下级热解加热室B；所述上级热解加热室A位于下级热解加热室B的上方；所述上级热解加热室A和下级热解加热室B均包括两个独立烟室；各个独立烟室均配置有燃烧器；所述燃烧器通过调节温度对飞灰热解温度进行分段控制。
作为优选，所述飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件包括上级螺旋绞龙元件和下级螺旋绞龙元件；所述上级螺旋绞龙元件的下料口与下级螺旋绞龙元件的进料口相连接；所述上级螺旋绞龙元件和下级螺旋绞龙元件内均设有螺旋绞刀；所述上级螺旋绞龙元件的中部位于上级热解加热室A内；所述下级螺旋绞龙元件的中部位于下级热解加热室B内。
作为优选，还包括飞灰缓冲仓；所述飞灰缓冲仓包括一级缓冲仓和二级缓冲仓；飞灰经过所述一级缓冲仓缓冲后，进入二级缓冲仓，随后送入飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件中进行热解；所述一级缓冲仓内通入高纯氮气；所述一级缓冲仓内还设有除尘器。
作为优选，还包括飞灰下料仓泵；所述飞灰下料仓泵用于输送水冷螺旋输送机输送出的飞灰。
作为优选，还包括烟气净化装置；所述烟气净化装置用于对飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件产生的热解气进行净化。
作为优选，所述水冷螺旋输送机外部设有夹套，循环冷却进水从水冷螺旋输送机末端进入夹套，循环冷却回水从水冷螺旋输送机前端出夹套；所述水冷螺旋输送机内通入高纯氮气。
作为优选，所述飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件内的含氧量低于1％，温度为200℃-400℃；所述上级热解加热室A的预热温度为200℃-250℃，所述下级热解加热室B的保温温度为250℃-400℃。
本发明还提供了用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解系统，包括如上任一项方案所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置。
本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)本发明能够在低温下对垃圾焚烧飞灰中的二噁英进行分解，具有节约能耗、节约成本、运行连续稳定且能够有效降低污染物外排的特点；(2)本发明能够将垃圾焚烧飞灰中的二噁英浓度降低至50ng-TEQ/kg，同时能够将废气中二噁英排放浓度＜0.1ng-TEQ/Nm3；(3)本发明在低温下对垃圾焚烧飞灰中的二噁英进行分解，能够做到绝氧气氛，其氧含量可以降低至1％以下浓度，且独立的烟室构造可以有效的对飞灰热解温度进行控制，达到最佳的热解温度。
附图说明
图1为本发明实施例1中用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置的一种结构示意图。
图中：垃圾焚烧飞灰原灰01、脱除二噁英后飞灰02、高纯氮气03、热解气04、焚烧烟气05、循环冷却进水06、循环冷却回水07、飞灰缓冲仓08、上级绞龙进料口09、一级燃烧器10、二级燃烧器11、上级螺旋绞龙元件12、上级绞龙下料口13、下级螺旋绞龙元件14、三级燃烧器15、四级燃烧器16、下级绞龙下料口17、水冷螺旋输送机18、飞灰下料仓泵19、烟气净化装置20、热解气引风机21、焚烧烟气引风机22、上级热解加热室A、下级热解加热室B。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
实施例1：
如图1所示的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，包括热解加热室、设于热解加热室内的飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件、水冷螺旋输送机18、热解气引风机21和焚烧烟气引风机22；所述飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件的出料口与水冷螺旋输送机的进料口连接；所述热解气引风机用于引出飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件产生的热解气04并排出；所述焚烧烟气引风机用于引出热解加热室内产生的焚烧烟气05并排出。
其中，所述热解加热室包括上级热解加热室A和下级热解加热室B；所述上级热解加热室A位于下级热解加热室B的上方；所述上级热解加热室A和下级热解加热室B均包括两个独立烟室；各个独立烟室均配置有燃烧器；所述燃烧器通过调节温度对飞灰热解温度进行分段控制。图1中燃烧器包括有一级燃烧器10、二级燃烧器11、三级燃烧器15和四级燃烧器16。
飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件包括上级螺旋绞龙元件12和下级螺旋绞龙元件14；所述上级螺旋绞龙元件的上级绞龙下料口13与下级螺旋绞龙元件的进料口相连接；所述上级螺旋绞龙元件和下级螺旋绞龙元件内均设有螺旋绞刀；所述上级螺旋绞龙元件的中部位于上级热解加热室A内，两端位于上级热解加热室A的外部；所述下级螺旋绞龙元件的中部位于下级热解加热室B内，两端位于下级热解加热室B的外部。
本发明中的热解加热室在运行前需要进行烘炉操作，上级热解加热室A预热温度为200℃-250℃，下级热解加热室B保温温度为250℃-400℃。其中一级燃烧器、二级燃烧器、三级燃烧器、四级燃烧器的燃料由天然气站供给，烘炉时上级螺旋绞龙元件、下级螺旋绞龙元件持续通入氮气，通过测氧仪对绞龙内含氧量进行检测，待含氧量低于1％时，上下级绞龙元件壁温达到设定温度后，可以开始进垃圾焚烧飞灰原灰01。
进一步的，用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置还包括飞灰缓冲仓08；飞灰经过所述飞灰缓冲仓缓冲后，送入飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件中进行热解。垃圾焚烧飞灰原灰由管链输送装置送入一级缓冲仓，进料时通过持续通入高纯氮气03来置换掉进料过程中带入的氧气，保证进入热解系统的飞灰具备贫氧环境，一级缓冲仓内的飞灰间隙进入二级缓冲仓后由螺旋称重输送机持续不断地送入上级绞龙进料口09。
通过设置上级螺旋绞龙元件、下级螺旋绞龙元件的减速机转速来保证垃圾焚烧飞灰原灰在热解加热室内的反应时间，其中预热后的垃圾焚烧飞灰原灰通过上级绞龙下料口13从上级热解加热室A落入下级热解加热室B，脱除二噁英后飞灰02通过下级绞龙下料口17处的星型下料阀下料。
进一步的，还包括飞灰下料仓泵19；所述飞灰下料仓泵用于输送水冷螺旋输送机输送出的飞灰。脱除二噁英后飞灰经由水冷螺旋输送机进入飞灰下料仓泵，最终进入热解灰仓。
进一步的，所述水冷螺旋输送机外部设有夹套，循环冷却进水06从水冷螺旋输送机末端进入夹套，循环冷却回水07从水冷螺旋输送机前端出夹套，保证脱除二噁英后飞灰与循环冷却水运动方向相反；其中，为保证水冷过程中飞灰中的二噁英不再重新合成，所述水冷螺旋输送机内通入高纯氮气，保证绝氧环境。
进一步的，用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置还包括烟气净化装置20；所述烟气净化装置用于对飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件产生的热解气进行净化。热解气从上级螺旋绞龙元件、下级螺旋绞龙元件在经过烟气净化装置后由热解气引风机引出排至烟囱。焚烧烟气降温后由焚烧烟气引风机引出排至烟囱。
本发明还提供了用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解系统，包括本实施例的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置。
基于实施例1，本发明使用的流程工艺，包括以下步骤：
S1，通过燃烧器维持热解加热室内温度在200℃-400℃的设定区间内；
S2，通过在热解加热室内设置有以飞灰螺旋搅拌为主的飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件(热解装置)，通过壁面传热将热量传递给热解加热室内的垃圾焚烧飞灰。飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件将垃圾焚烧飞灰在热解加热室内绝氧分解飞灰中二噁英，将飞灰中的二噁英浓度降低至50ng-TEQ/kg以下，飞灰的绝氧气氛采用在飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件中通入高纯氮气维持；
S3，通过在热解加热室中通入氮气维持热解装置的绝氧气氛，在该过程中会有一部分氮气携带热解气排出热解装置外，热解气中还有NH3、NOx、二噁英等污染物；
S4，通过烟气净化装置对热解气进行净化处置，使得烟气排放满足排放标准；
S5，通过对脱除二噁英后飞灰进行水冷降温以及充氮绝氧，可以将二噁英从高温直接急冷至50℃以下，绝氧环境可有效避免二噁英重新合成；
通过步骤S1至步骤S5将垃圾焚烧飞灰中的二噁英浓度降低至50ng-TEQ/kg，同时烟气净化装置将废气中二噁英排放浓度控制在0.1ng-TEQ/Nm3以下。
本发明能够在低温下对垃圾焚烧飞灰中的二噁英进行分解，具有节约能耗、节约成本、运行连续稳定且能够有效降低污染物外排的特点；本发明能够将垃圾焚烧飞灰中的二噁英浓度降低至50ng-TEQ/kg，同时能够将废气中二噁英排放浓度＜0.1ng-TEQ/Nm3；本发明在低温下对垃圾焚烧飞灰中的二噁英进行分解，能够做到绝氧气氛，其氧含量可以降低至1％以下浓度，且独立的烟室构造可以有效的对飞灰热解温度进行控制，达到最佳的热解温度。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，包括热解加热室、设于热解加热室内的飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件、水冷螺旋输送机、热解气引风机和焚烧烟气引风机；所述飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件的出料口与水冷螺旋输送机的进料口连接；所述热解气引风机用于引出飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件产生的热解气并排出；所述焚烧烟气引风机用于引出热解加热室内产生的焚烧烟气并排出。
2.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，所述热解加热室包括上级热解加热室A和下级热解加热室B；所述上级热解加热室A位于下级热解加热室B的上方；所述上级热解加热室A和下级热解加热室B均包括两个独立烟室；各个独立烟室均配置有燃烧器；所述燃烧器通过调节温度对飞灰热解温度进行分段控制。
3.根据权利要求2所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，所述飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件包括上级螺旋绞龙元件和下级螺旋绞龙元件；所述上级螺旋绞龙元件的下料口与下级螺旋绞龙元件的进料口相连接；所述上级螺旋绞龙元件和下级螺旋绞龙元件内均设有螺旋绞刀；所述上级螺旋绞龙元件的中部位于上级热解加热室A内；所述下级螺旋绞龙元件的中部位于下级热解加热室B内。
4.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，还包括飞灰缓冲仓；所述飞灰缓冲仓包括一级缓冲仓和二级缓冲仓；飞灰经过所述一级缓冲仓缓冲后，进入二级缓冲仓，随后送入飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件中进行热解；所述一级缓冲仓内通入高纯氮气；所述一级缓冲仓内还设有除尘器。
5.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，还包括飞灰下料仓泵；所述飞灰下料仓泵用于输送水冷螺旋输送机输送出的飞灰。
6.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，还包括烟气净化装置；所述烟气净化装置用于对飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件产生的热解气进行净化。
7.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，所述水冷螺旋输送机外部设有夹套，循环冷却进水从水冷螺旋输送机末端进入夹套，循环冷却回水从水冷螺旋输送机前端出夹套；所述水冷螺旋输送机内通入高纯氮气。
8.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置，其特征在于，所述飞灰螺旋绞龙绝氧热解组件内的含氧量低于1％，温度为200℃-400℃；所述上级热解加热室A的预热温度为200℃-250℃，所述下级热解加热室B的保温温度为250℃-400℃。
9.用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的用于垃圾焚烧飞灰无害化处置的飞灰热解装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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