CN114739178A - 一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置和方法，包括：输送系统的进灰端与垃圾焚烧飞灰源连通，输送系统将垃圾焚烧飞灰喷射进分解炉和烟室内部，使垃圾焚烧飞灰在分解炉和烟室的内部被分解，且烟室中的气体无法再次合成二噁英，脱除氯汞一体机设置于烟室一侧，氯汞粗粉捕集器的粗粉和氯汞细粉捕集器内的细粉用于吸附氯离子和汞元素，被氯汞粗粉捕集器的粗粉和氯汞细粉捕集器内的细粉吸附后的氯离子和汞元素通过输送机进入富氯富汞灰仓，减少了排放废气中汞元素的浓度，经过分解二噁英和脱除氯汞的工艺后，将氯汞细粉捕集器排出的废气接入水泥窑原有的废气处理系统进行处理，进一步实现环保排放。

Description

一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置和方法
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置和方法。
背景技术
申请号为CN200810199157.6，专利名称为“利用生活垃圾焚烧飞灰生产硅酸盐水泥熟料的方法”的专利中公开了一种利用旁路放风技术除去垃圾飞灰中的氯离子，实现了焚烧飞灰制备水泥熟料的技术方法，该方法通过对现有窑炉的改造，增设旁路放风装置以解决氯的结皮堵塞问题；对于窑、炉两列独立的窑系统，旁路放风设在窑列窑尾侧壁的部位；对于一般工业窑炉，可在5级筒入口前或5级筒出口的上升管道处增设旁路放风装置；飞灰从窑头、窑尾烟室、或分解炉喷窑炉；旁路放风使用频率1次/4小时～1次/3天，进入旁路放风的气体温度控制在950℃以上。应用该发明的方法生产的熟料满足JC/T853-1999《硅酸盐水泥熟料》标准要求，但是该专利存在的问题是：无法抑制烟气中二噁英的再合成、无法减排烟气中的汞元素、脱除氯离子效果不佳、未对排放的废气进行处理等。
发明内容
本发明实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置和方法旨在解决现有技术在对垃圾焚烧飞灰进行处理时，无法抑制烟气中二噁英的再合成、无法减排烟气中的汞元素、脱除氯离子效果不佳、未对排放的废气进行处理的问题。
鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，包括水泥窑、分解炉和烟室，所述水泥窑和所述分解炉通过所述烟室相互连通，所述分解炉和所述烟室的进灰端均与用于输送垃圾飞灰的输送系统连通，所述烟室、脱除氯汞一体机、氯汞粗粉捕集器和氯汞细粉捕集器依次连通，所述脱除氯汞一体机位于所述烟室一侧，且所述脱除氯汞一体机与所述烟室贴合设置，所述脱除氯汞一体机的进风口与快冷鼓风机的出风口连通，所述氯汞粗粉捕集器和所述氯汞细粉捕集器的出料口下方设置有输送机，所述输送机的下方设置有富氯富汞灰仓。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输送系统包括鼓风机，所述鼓风机的出灰端与出灰管的一端连接，所述出灰管的另一端连通有出灰支管，所述出灰支管远离所述出灰管的一端分别连通有第一喷灰枪和第二喷灰枪，所述第一喷灰枪的出灰端与所述烟室的进灰端连通，所述第二喷灰枪的出灰端与所述分解炉的进灰端连通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述出灰支管的一侧均设置有流量调节阀。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水泥窑通过窑头罩与篦冷机连通，所述窑头罩的出风口与所述分解炉的进风口连通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分解炉和所述烟室均与预热器连通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述预热器包括一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器和五级预热器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述氯汞细粉捕集器为高效静态机械捕集器或催化脱汞一体袋收尘器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述氯汞细粉捕集器与烟气通风机、窑尾袋收尘器、排风机和烟囱依次连通。
一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，包括以下步骤：
S1，改造烟室：对烟室进行改造，使烟室与脱除氯汞一体机贴合设置；
S2，预热分解炉和烟室：启动预热器，使分解炉和烟室内部的温度为850℃-1250℃，启动脱除氯汞一体机和快冷鼓风机，使窑尾烟室的温度低于230℃；
S3，分解垃圾焚烧飞灰中的二噁英：垃圾焚烧飞灰通过输送系统以20-60m/s的速度进入分解炉和烟室，使垃圾焚烧飞灰在分解炉和烟室的内部滞留10s-600s，垃圾焚烧飞灰中的二噁英被分解，且烟室中的气体无法再次合成二噁英；
S4，捕集垃圾焚烧飞灰中的汞元素和氯离子：从烟室出来的气体及粉尘依次通过脱除氯汞一体机、氯汞粗粉捕集器和氯汞细粉捕集器，氯离子和汞元素被氯汞粗粉捕集器内的粗粉和氯汞细粉捕集器内的细粉吸附，被粗粉和细粉吸附的氯离子和汞元素通过输送机进入富氯富汞灰仓内部。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤S4中，从氯汞细粉捕集器出灰端出来的废气依次通过烟气通风机、窑尾袋收尘器、排风机和烟囱，最后经烟囱的排气端排出。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：
1、通过提前预热分解炉和烟室，将垃圾焚烧飞灰通过输送系统直接将垃圾焚烧飞灰以20-60m/s的速度喷入分解炉和烟室内部，在温度为850℃-1250℃的条件下滞留10s-600s，垃圾焚烧飞灰中的二噁英在高温下被彻底分解为无害物质，同时，在脱除氯汞一体机和快冷鼓风机的作用下，窑尾烟室的温度低于230℃，垃圾焚烧飞灰在0.5s的时间内越过了二噁英的再合成温度区域，达到二噁英无法再合成的技术效果。
2、在850℃-1250℃的温度下，垃圾焚烧飞灰中的氯化汞变为氯化汞蒸汽，氧化汞分解为单质汞和氧气，垃圾焚烧飞灰中的氯离子将单质汞氧化为氯化汞，由于氯化汞的熔点为276℃，因此当氯化汞蒸汽在窑尾烟室聚集时，在窑尾烟室温度低于230℃的条件下，大量的汞元素以氯化汞的形式附着在窑尾烟室的粉尘上，附着在粉尘上的氯化汞依次经过氯汞粗粉捕集器和氯汞细粉捕集器，氯离子和汞元素被氯汞粗粉捕集器内的粗粉和氯汞细粉捕集器内的细粉吸附，被粗粉和细粉吸附的氯离子和汞元素通过输送机进入富氯富汞灰仓内部，可以有效减少烟气中汞元素的含量，实现减排汞元素的技术效果，同时，大大减少了烟气中的氯离子的含量。
3、在本发明中，从氯汞细粉捕集器出灰端出来的废气依次通过通风机、窑尾袋收尘器、排风机和烟囱，最后经烟囱的排气端排出，本发明中所采用的通风机、窑尾袋收尘器、排风机和烟囱为现有技术中水泥窑原有的废气处理系统，可进一步实现环保排放的技术效果，减少垃圾焚烧飞灰排放对环境的影响。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例公开的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法的流程示意图。
附图说明：图中，1－水泥窑；2－分解炉；3－烟室；4－输送系统；401－鼓风机；402－出灰管；403－出灰支管；404－第一喷灰枪；405－第二喷灰枪；5－脱除氯汞一体机；501－快冷鼓风机；6－氯汞粗粉捕集器；7－氯汞细粉捕集器；8－烟气通风机；9－窑尾袋收尘器；10－排风机；11－烟囱；12－输送机；13－富氯富汞灰仓；14－窑头罩；15－篦冷机：C－预热器；C1－一级预热器；C2－二级预热器；C3－三级预热器；C4－四级预热器；C5－五级预热器。
具体实施例
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，包括水泥窑1、分解炉2和烟室3，水泥窑1和分解炉2通过烟室3相互连通，分解炉2和烟室3的进灰端均与用于输送垃圾飞灰的输送系统4连通，烟室3、脱除氯汞一体机5、氯汞粗粉捕集器6和氯汞细粉捕集器7依次连通，脱除氯汞一体机5的进风口与快冷鼓风机501的出风口连通，氯汞粗粉捕集器6和氯汞细粉捕集器7的出料口下方设置有输送机12，输送机12的下方设置有富氯富汞灰仓13。
具体的，如图1所示，输送系统4的进灰端与垃圾焚烧飞灰源连通，输送系统4将垃圾焚烧飞灰以20-60m/s的速度喷射进分解炉2和烟室3内部，使垃圾焚烧飞灰在分解炉2和烟室3的内部被分解，且烟室中的气体无法再次合成二噁英，脱除氯汞一体机5位于烟室3一侧，使烟室3侧壁与脱除氯汞一体机5相互贴合，脱除氯汞一体机5和快冷鼓风机501用于使窑尾烟室内2％-20％的气体温度迅速冷却至230℃以下，氯汞粗粉捕集器6的粗粉和氯汞细粉捕集器7内的细粉用于吸附氯离子和汞元素，被氯汞粗粉捕集器6的粗粉和氯汞细粉捕集器7内的细粉吸附后的氯离子和汞元素通过输送机12进入富氯富汞灰仓13，从富氯富汞灰仓13内部出来的窑灰可在满足水泥标准要求的前提下加入水泥磨系统，而大部分汞元素以氯化汞的形式通过窑灰排出了回转窑系统外，并直接送往水泥粉磨作为混合材，减少了排放废气中汞元素的浓度，通过在水泥使用过程中实现水化固化，减少了对环境的影响，经过分解二噁英和脱除氯汞的工艺后，将氯汞细粉捕集器7排出的废气接入水泥窑原有的废气处理系统进行处理，进一步实现环保排放。
在本实施例中，输送系统4包括鼓风机401，鼓风机401的出灰端与出灰管402的一端连接，出灰管402的另一端连通有出灰支管403，出灰支管403远离出灰管402的一端分别连通有第一喷灰枪404和第二喷灰枪405，第一喷灰枪404的出灰端与烟室3的进灰端连通，第二喷灰枪405的出灰端与分解炉2的进灰端连通。
具体的，鼓风机401的进灰端与垃圾焚烧飞灰源连通，由鼓风机401提供动力，将垃圾焚烧飞灰鼓入第一喷灰枪404和第二喷灰枪405内部，由第一喷灰枪404提供动力，将垃圾焚烧飞灰以20-60m/s的速度喷射进烟室3内部，由第二喷灰枪405提供动力，将垃圾焚烧飞灰以20-60m/s的速度喷射进分解炉2内部，使垃圾焚烧飞灰在分解炉2和烟室3内部滞留10s-600s，在850℃-1250℃的高温作用下，垃圾焚烧飞灰中的二噁英彻底分解为无害物质，同时，垃圾焚烧飞灰在0.5s的时间内通过脱除氯汞一体机5，使得二噁英不具备再合成的条件。
在本实施例中，出灰支管403的一侧均设置有流量调节阀。
具体的，如图1所示，本实施例所采用的流量调节阀与现有技术中的流量调节阀无实质性区别，流量调节阀用于调节进入分解炉2和烟室3内部的垃圾焚烧飞灰的流量，使得输送过程相互独立、互不影响、便于控制。
在本实施例中，水泥窑1通过窑头罩14与篦冷机15连通，窑头罩14的出风口与分解炉2的进风口连通，便于提高分解炉2内的温度。
在本实施例中，分解炉2和烟室3均与预热器C连通。
具体的，如图1所示，预热器C用于预热分解炉2和烟室3，使分解炉2和烟室3内部的温度为850℃-1250℃，用于垃圾焚烧飞灰中的二噁英分解，形成无害物质。
在本实施例中，预热器C包括一级预热器C1、二级预热器C2、三级预热器C3、四级预热器C4和五级预热器C5。
具体的，如图1所示，预热器C由一级预热器C1、二级预热器C2、三级预热器C3、四级预热器C4和五级预热器C5组成，使热能可以充分利用，一级预热器C1、二级预热器C2、三级预热器C3、四级预热器C4和五级预热器C5的设置方式与现有技术中预热器的设置方式无实质性区别。
在本实施例中，氯汞细粉捕集器7为高效静态机械捕集器或催化脱汞一体袋收尘器。
具体的，根据垃圾焚烧飞灰中汞元素的含量及其形态选择使用高效静态机械捕集器或催化脱汞一体袋收尘器，有利于提高有害物质分离的效率。
在本实施例中，氯汞细粉捕集器7与烟气通风机8、窑尾袋收尘器9、排风机10和烟囱11依次连通。
具体的，如图1所示，从氯汞细粉捕集器7出灰端出来的废气依次通过通风机8、窑尾袋收尘器9、排风机10和烟囱11，最后经烟囱11的排气端排出。
实施例2：
具体的，如图2所示，一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，包括以下步骤：
S1，改造烟室：对烟室3进行改造，使烟室3与脱除氯汞一体机5贴合设置；
进一步的，相较于现有技术中“旁路放风设在窑列窑尾烟室上升管道靠近5级筒的部位”而言，烟室3为氯离子等有害元素的富集区，通过在氯离子等有害元素的富集区处贴合设置脱除氯汞一体机5，且使脱除氯汞一体机5与快冷鼓风机501连通，使窑尾烟室的温度低于230℃，可以大大提高脱除垃圾焚烧飞灰中的氯离子的效果；
S2，预热分解炉和烟室：启动预热器C，使分解炉2和烟室3内部的温度为850℃-1250℃，启动脱除氯汞一体机5和快冷鼓风机501，使窑尾烟室的温度低于230℃；
进一步的，使分解炉2和烟室3内部的温度为850℃-1250℃，水泥窑1内的温度不低于1700℃，用于使垃圾焚烧飞灰中的二噁英被彻底分解，使窑尾烟室的温度低于230℃用于使汞元素以氯化汞的形式富集冷却在窑尾烟室的气体中的粉尘上便于被氯汞粗粉捕集器6内的粗粉和氯汞细粉捕集器7内的细粉捕集；
S3，分解垃圾焚烧飞灰中的二噁英：垃圾焚烧飞灰通过输送系统4以20-60m/s的速度进入分解炉2和烟室3，使垃圾焚烧飞灰在分解炉2和烟室3的内部滞留10s-600s，垃圾焚烧飞灰中的二噁英被分解，且烟室中的气体无法再次合成二噁英；
进一步的，垃圾焚烧飞灰以20-60m/s的速度进入分解炉2和烟室3，分解炉2和烟室3的内部滞留10s-600s，使得垃圾焚烧飞灰中的二噁英被彻底分解，同时，垃圾焚烧飞灰在0.5s的时间内快速通过越过了二噁英的再合成温度区域，导致从烟室3出来的气体无法再次合成二噁英，避免了二噁英的再合成；
S4，捕集垃圾焚烧飞灰中的汞元素和氯离子：从烟室3出来的气体及粉尘依次通过脱除氯汞一体机5、氯汞粗粉捕集器6和氯汞细粉捕集器7，氯离子和汞元素被氯汞粗粉捕集器6内的粗粉和氯汞细粉捕集器7内的细粉吸附，被粗粉和细粉吸附的氯离子和汞元素通过输送机12进入富氯富汞灰仓13内部；
进一步的，由于氯化汞的熔点为276℃，当窑尾烟室的温度低于230℃时，大量的汞元素以氯化汞的形式富集冷却在窑尾烟室的气体中的粉尘上，附着在粉尘上的氯化汞依次经过氯汞粗粉捕集器6和氯汞细粉捕集器7，氯离子和汞元素被氯汞粗粉捕集器6内的粗粉和氯汞细粉捕集器7内的细粉吸附，被粗粉和细粉吸附的氯离子和汞元素通过输送机12进入富氯富汞灰仓13内部，可以有效减少烟气中汞元素的含量，实现减排汞元素的技术效果，同时，大大减少了烟气中的氯离子的含量；
在本实施例中，步骤S4中，从氯汞细粉捕集器7出灰端出来的废气依次通过烟气通风机8、窑尾袋收尘器9、排风机10和烟囱11，最后经烟囱11的排气端排出；
具体的，从氯汞细粉捕集器7出灰端出来的废气依次通过通风机8、窑尾袋收尘器9、排风机10和烟囱11，最后经烟囱11的排气端排出，本发明中所采用的通风机8、窑尾袋收尘器9、排风机10和烟囱11为现有技术中水泥窑原有的废气处理系统，可进一步实现环保排放的技术效果，减少垃圾焚烧飞灰排放对环境的影响。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，包括水泥窑(1)、分解炉(2)和烟室(3)，所述水泥窑(1)和所述分解炉(2)通过所述烟室(3)相互连通，其特征在于：所述分解炉(2)和所述烟室(3)的进灰端均与用于输送垃圾飞灰的输送系统(4)连通，烟室(3)、脱除氯汞一体机(5)、氯汞粗粉捕集器(6)和氯汞细粉捕集器(7)依次连通，所述脱除氯汞一体机(5)位于所述烟室(3)一侧，且所述脱除氯汞一体机(5)与所述烟室(3)贴合设置，所述脱除氯汞一体机(5)的进风口与快冷鼓风机(501)的出风口连通，所述氯汞粗粉捕集器(6)和所述氯汞细粉捕集器(7)的出料口下方设置有输送机(12)，所述输送机(12)的下方设置有富氯富汞灰仓(13)。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于：所述输送系统(4)包括鼓风机(401)，所述鼓风机(401)的出灰端与出灰管(402)的一端连接，所述出灰管(402)的另一端连通有出灰支管(403)，所述出灰支管(403)远离所述出灰管(402)的一端分别连通有第一喷灰枪(404)和第二喷灰枪(405)，所述第一喷灰枪(404)的出灰端与所述烟室(3)的进灰端连通，所述第二喷灰枪(405)的出灰端与所述分解炉(2)的进灰端连通。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于：所述出灰支管(403)的一侧均设置有流量调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于：所述水泥窑(1)通过窑头罩(14)与篦冷机(15)连通，所述窑头罩(14)的出风口与所述分解炉(2)的进风口连通。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于：所述分解炉(2)和所述烟室(3)均与预热器(C)连通。
6.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于：所述预热器(C)包括一级预热器(C1)、二级预热器(C2)、三级预热器(C3)、四级预热器(C4)和五级预热器(C5)。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于：所述氯汞细粉捕集器(7)为高效静态机械捕集器或催化脱汞一体袋收尘器。
8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于：所述氯汞细粉捕集器(7)与烟气通风机(8)、窑尾袋收尘器(9)、排风机(10)和烟囱(11)依次连通。
9.一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，应用于权利要求1-8任一项所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1，改造烟室：对烟室(3)进行改造，使烟室(3)与脱除氯汞一体机(5)贴合设置；
S2，预热分解炉和烟室：启动预热器(C)，使分解炉(2)和烟室(3)内部的温度为850℃-1250℃，启动脱除氯汞一体机(5)和快冷鼓风机(501)，使窑尾烟室的温度低于230℃；
S3，分解垃圾焚烧飞灰中的二噁英：垃圾焚烧飞灰通过输送系统(4)以20-60m/s的速度进入分解炉(2)和烟室(3)，使垃圾焚烧飞灰在分解炉(2)和烟室(3)的内部滞留10s-600s，垃圾焚烧飞灰中的二噁英被分解，且烟室中的气体无法再次合成二噁英；
S4，捕集垃圾焚烧飞灰中的汞元素和氯离子：从烟室(3)出来的气体及粉尘依次通过脱除氯汞一体机(5)、氯汞粗粉捕集器(6)和氯汞细粉捕集器(7)，氯离子和汞元素被氯汞粗粉捕集器(6)内的粗粉和氯汞细粉捕集器(7)内的细粉吸附，被粗粉和细粉吸附的氯离子和汞元素通过输送机(12)进入富氯富汞灰仓(13)内部。
10.根据权利要求9所述的一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，其特征在于：步骤S4中，从氯汞细粉捕集器(7)出灰端出来的废气依次通过烟气通风机(8)、窑尾袋收尘器(9)、排风机(10)和烟囱(11)，最后经烟囱(11)的排气端排出。
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