CN115121593B - 一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统及方法，氮及其化合物处理机构，用于将生活垃圾焚烧飞灰中的无机氮转化为氮气并与空气中的氮气一同回收；二噁英类残留物处理机构，用于将氮及其化合物处理机构处理后的飞灰固相在低温下进行放电处理以去除二噁英类残留物。本申请还公开了上述生活垃圾焚烧飞灰无害化系统的工作方法，利用氮及其化合物处理机构将飞灰内的无机氮以及压缩空气中的氮气转化为高纯度氮气留作保护气使用，接着将去除无机氮后的飞灰进行仿流化态处理，使其包含的二噁英类残留物可在低温环境下配合高纯度氮气保护经过放电处理得到降解，实现低耗能、高效率的高质量飞灰无害化处理。

Description

一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统及方法

技术领域

本发明涉及垃圾飞灰无害化处理技术领域，尤其是涉及一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统及方法。

背景技术

生活垃圾焚烧技术因其减量化、减容化程度高，近年来在我国得到了迅速发展。生活垃圾焚烧产生相当于原垃圾质量3%~5%的焚烧飞灰，其含有 Zn、Cu、Cd、Pb、Cr等重金属、大量的以氯化物为主的可溶性盐类，以及二噁英等持久性有机污染物，是国际公认的危险废物。飞灰是一种Ca-Si-Al 基材料，具有做建筑材料的潜力。目前飞灰在建材方面的利用方式主要是作为水泥生产原料，利用水泥窑的高温环境对二噁英进行消除及对重金属高温熔融固化。但水泥窑协同处置飞灰具有限制性，现行工业化稳定运行的水泥窑协同处置飞灰项目对于水洗脱氯后的飞灰添加比例不超过4%，相比每年产生的垃圾焚烧飞灰量，水泥窑的容纳是十分有限的。在《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》（HJ 1134-2020）中提出飞灰处理产物用于水泥熟料生产之外的其他利用方式，应满足处理产物中二噁英类残留总量不超过50 ng-TEQ/kg。

因此，亟需寻找其他有效可行的资源化利用技术，而二噁英的控制是垃圾焚烧飞灰资源化技术中面临的最大困难。高温烧结和高温熔融均是利用高温对飞灰中二噁英进行分解。

例如专利公开号 “CN111121050B”《一种垃圾飞灰除二噁英系统及其处理方法》，包括热解炉、正压气力输送器、二噁英脱除装置、布袋除尘器及水冷装置，正压气力输送器的进料口a与热解炉的出料口b相连通，其出料口a与二噁英脱除装置的进料口c连通设置，该二噁英脱除装置的出料口c与布袋除尘器连通设置，水冷装置通过水管分别与正压气力输送器和二噁英脱除装置相连接。还公开了对应的处理方法，通过设置热解炉、二噁英脱除装置及正压气力输送器，使二噁英等有害物质分子固相脱卤分解，并结合二噁英脱除装置对高温热解产生的尾气和干灰物质进行残留二噁英的吸附，使飞灰达到垃圾飞灰无害化处置要求。

上述方案虽然利用二噁英脱除装置实现尾气和干灰快速、有效地脱除有害物质二噁英；但高温烧结技术是以垃圾焚烧飞灰作为部分替代原料，在1000~1200℃的条件下制备烧结砖或陶粒等，其主要原材料是粘土矿物、建筑渣土等富含SiO₂和Al₂O₃的材料，高钙含量的飞灰并不利于陶粒的膨胀成陶，限制了飞灰的烧结掺比。高温熔融技术通常是在1300~1600℃的温度条件下，将飞灰进行熔融固化，同时需以石英、硼砂等作为添加剂才可形成致密玻璃体。这两种技术均存在前期投入成本大，运行能耗高的缺点，且需大量外加剂才可形成资源化产品。

若能在低温条件下实现飞灰中二噁英的降解，飞灰资源化利用就可以脱离高温处理环境，大大降低处置成本。《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中推荐将粉煤灰、钢渣、矿渣等作为沥青混合料的填料，与矿粉混合使用。而生活垃圾焚烧飞灰的理化性质与粉煤灰、矿渣类似，飞灰在建材方面的利用方式也就不局限于生产水泥，可用于混凝土、轻骨料，路基和堤坝等。

垃圾焚烧飞灰中的氮一般来源于飞灰颗粒中吸附的可溶性硝酸盐氮（NO₃-N）、亚硝酸盐氮（NO₂-N）、氨态氮（NH₃-N）、无机铵盐这几部分化合物组成。现有飞灰预处理技术中一般采用水洗工艺脱除可溶性氯，在飞灰水洗过程中存在氨气逃逸及水洗液硝酸盐氮含量高等问题，水洗过程中氨气的收集处理及后续水洗液的净化是一个棘手问题。液相中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的化学性质都十分稳定，难以被分解。若能在飞灰固相处理过程中将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮去除，则后续水洗液的净化工艺就可简化，降低处置成本。在硝酸盐和亚硝酸盐去除过程中常采用光化学法，但光催化还原方法用于去除硝酸盐的缺点是产物绝大多数为氨氮，光催化还原硝酸盐还因量子利用率比较低而受限。因此，本发明的目的在于提出一种新型生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统和方法，能够实现低温下的飞灰无害化处理。

发明内容

针对背景技术中提到的现有技术中存在仅能在高温状态下对飞灰进行处理成本高、能耗大的问题，本发明提供了一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统及方法，利用氮及其化合物处理机构对飞灰内的无机氮进行预处理并回收氮气，使得处理后的飞灰能够在低温下进行二噁英类残留物降解，从而有效降低处理成本。

本申请的第二发明目的是解决进行飞灰中二噁英类残留物处理时需要额外气源驱动提高处理效率，额外耗费能源的问题，摆脱高温去除飞灰中二噁英技术的制约。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统及方法包括：氮及其化合物处理机构，用于将生活垃圾焚烧飞灰中的无机氮转化为氮气并与空气中的氮气一同回收；二噁英类残留物处理机构，用于将氮及其化合物处理机构处理后的飞灰固相在低温下进行放电处理以去除二噁英类残留物。所述氮及其化合物处理机构用以将飞灰内的游离氮、硝态氮（NO₃-N、NO₂-N）及氨态氮（NH₃-N）等无机氮转化为高纯氮气，避免传统技术中利用水洗工艺处理时存在的氨气逃逸现象出现，直接将上述残留物转化为高纯氮气，既降低了传统技术的氮及其化合物处理成本，又获得了氮气以供后续使用，实际应用中效果显著。预处理完成的飞灰避免了水洗过程氨气逃逸及水洗液氨氮含量高的问题，能够在低温环境下对飞灰中二噁英进行高效去除，使飞灰摆脱高温资源化利用路线，有效降低耗能，并实现二噁英的高效分解。

作为优选，所述氮及其化合物处理机构包括设置有进气部和出气部的变压式吸附装置，所述进气部包括有相连通的空气压缩机和过滤罐，所述出气部连接有氮气储罐。所述变压式吸附装置能够将过滤杂质后的压缩空气中的氮气、飞灰固相中的氮及其化合物进行提纯处理，作为后续低温等离子体室工作时维持绝氧氛围的气体来源，有效利用飞灰中的残留物，一举两得，实现废物利用。

作为优选，所述变压式吸附装置包括切换式双吸附塔，所述切换式双吸附塔包括两个可交替工作的子吸附塔，所述子吸附塔内安装有碳分子筛。空气压缩机与过滤罐进气口通过阀门连接，过滤罐出气口与变压吸附装置进气口连接。变压吸附装置由两个填装有碳分子筛的子吸附塔及多个联通阀门组成，通过阀门的切换交替进行吸附、均压和再生过程，完成氮气的提纯。变压吸附装置产氮出口与氮气储罐进气口连接。氮气储罐设有两个出气口，一个与变压吸附装置连接，用于再生吹扫，另一个与静态低温等离子体处理单元连接，用于维持放电工作时的绝氧氛围。

作为优选，所述氮及其化合物处理机构包括有静态低温等离子体处理单元，所述静态低温等离子体处理单元包括有低温等离子体螺旋反应组件，低温等离子体螺旋反应组件的进料口设置有原灰储仓，低温等离子体螺旋反应组件的出料口设置有袋式除尘器。所述低温等离子体螺旋反应组件由高压电极、低压电极、螺纹杆和外介质管构成，高压电极与AC电源连接，低压电极包裹于外介质管的外侧且接地，螺纹杆嵌套在高压电极的外侧，用于保护高压电极，避免其与飞灰直接接触而被污染。螺纹杆左端安装有一齿轮，与传动电机的齿轮相交，通过传动电机带动齿轮组旋转，从而使螺纹杆在反应区内将飞灰向前输送，低温等离子体螺旋反应组件出料口与袋式除尘器进口连接，袋式除尘器出气口与过滤罐的进气口连接，低温等离子体螺旋反应组件能够对飞灰中的无机氮向氮气转化，避免后续处理过程受到无机氮的干扰。

作为优选，所述二噁英类残留物处理机构包括有仿流化态低温等离子体处理单元，所述仿流化态低温等离子体处理单元包括振动式低温等离子体反应组件，振动式低温等离子体反应组件的进口连接设置有一次处理灰储仓，振动式低温等离子体反应组件的出口连接设置有二次处理灰储仓。所述振动式低温等离子体反应组件对进入筛网桶的飞灰进行振动筛分，利用飞灰自重以及振动分散，在无外加气源的条件下实现仿流化态，相较于额外气源驱动的传统方法，本方案能够有效提升处理效率。

作为优选，所述二次处理灰储仓与一次处理灰储仓之间设置有斗提式输送机，所述斗提式输送机能够将二次灰储仓内的飞灰转移至一次处理灰储仓循环处理。所述斗提式输送机用于将飞灰固相循环进入振动式低温等离子体反应组件进行二噁英重复处理，直至含量低于50 ng-TEQ/kg达成排放要求，

作为优选，所述振动式低温等离子体反应组件包括仿流化产生区，所述仿流化产生区上沿轴向设置有放电区，所述放电区包括贯穿仿流化产生区的高压电极和包裹于仿流化产生区外部的低压电极；所述高压电极上连接设置有脉冲电源；所述氮及其化合物处理机构中产生的氮气能够进入仿流化产生区进行吹扫。

作为优选，所述振动式低温等离子体反应组件包括设置于仿流化产生区的筛分桶，所述筛分桶包括上盖和下底，所述上盖与下底之间设置有桶壁，所述下底与桶壁均为筛网结构；所述高压电极沿筛分桶中轴线贯穿设置，所述上盖上设置有进料孔，所述高压电极外部套合设置有中心套管，所述中心套管与上盖之间设置有上大下小的漏斗式筛网，所述下底上包括有实心内圈和筛网外圈，所述实心内圈沿中心套管周向环绕设置。

作为优选，所述低压电极外部沿轴向环绕设置有蛇形冷却管，所述蛇形冷却管外接有水冷制冷机。水冷制冷机配合蛇形冷却管对在无气流吹扫的情况下对放电反应区进行散热，避免局部过热对电极造成损耗。

作为优选，所述漏斗式筛网的孔径范围为0.1~0.3 mm，所述下底与桶壁的孔径范围为0.01~0.1 mm。两种孔径能够对飞灰固相进行筛分，使得不同颗粒度的飞灰分路处理，较轻的细颗粒飘散至筛网桶壁经过0.01~0.1 mm范围内的小孔径筛网呈仿流化态进入放电区，得到充分反应，而成小团聚状的飞灰筛落至下方实心内圈，在振动作用下，分散至周边，经由下底外圈上的小孔径筛网分散呈仿流化态进入放电区，由此完成对团聚状飞灰的打散处理，确保飞灰顺利进入放电区进行二噁英类残留物的降解处理。

本申请还公开了上述生活垃圾焚烧飞灰无害化系统的工作方法，包括以下步骤：

S1、采用空气经压缩机向变压吸附装置提供压缩空气，通过变压式吸附装置的切换式双吸附塔碳分子筛完成氮气的无间断提纯分离，得到高纯氮气并储存于氮气储罐中；

S2、氮气储罐内的氮气携带原灰储仓内的飞灰进入低温等离子体螺旋反应组件的进料口， 低温等离子体螺旋反应组件开始放电，低温等离子体螺旋反应组件内设置的传动电机带动螺旋杆将飞灰缓慢向前输送，将飞灰中硝态氮和氨态氮的还原去除并进入袋式除尘器进行气固分离，飞灰气相由管道输送至过滤罐，进行氮气提纯利用，飞灰固相储存在袋式除尘器的灰斗中；

S3、连通袋式除尘器与一次处理灰储仓使飞灰固相进入振动筛式低温等离子体反应组件内；

S4、启动脉冲电源，使振动筛式低温等离子体反应组件的放电区形成放电，开启连接仿流化产生区和氮气储罐的阀门，通入氮气进行吹扫以保持绝氧环境，且水冷制冷机同步工作；

S5、一次处理灰储仓内的飞灰自上而下进入振动筛式低温等离子体反应组件的仿流化产生区，振动筛式低温等离子体反应组件设置的振动电机通过机械振动扰动飞灰，飞灰先经过漏斗式筛网进行初步分散，轻颗粒飘散至桶壁呈仿流化态进入放电区，成团聚状飞灰筛落至下底的实心内圈并分散至周边，经由筛网外圈分散呈仿流化态进入放电区，完成一轮二噁英处理；

S6、完成一轮二噁英处理的飞灰进入二次处理灰储仓，然后通过斗提式输送机运至一次处理灰储仓，进行第二轮的二噁英去除反应，依此循环，放电处理至飞灰中二噁英含量低于50 ng-TEQ/kg，完成飞灰中二噁英类残留物的去除。

本方法利用氮及其化合物处理机构将飞灰内的无机氮以及压缩空气中的氮气转化为高纯度氮气留作保护气使用，接着将去除无机氮后的飞灰进行仿流化态处理，使其包含的二噁英类残留物可在低温环境下配合高纯度氮气保护经过放电处理得到降解，实现低耗能、高效率的高质量飞灰无害化处理。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过静态低温等离子体在低功率放电条件下完成飞灰固相硝态氮和氨态氮的去除，使其转化成氮气、水、一氧化氮等小分子物质，然后通过变压吸附装置进行氮气的提纯，既解决了飞灰水洗过程中氨气逃逸及水洗液氨氮含量高的问题，又实现了氮气资源的回收利用；（2）通过振动筛式低温等离子体在大功率放电条件下，利用机械振动筛分及飞灰自重，在无需气流扰动的情况下实现了飞灰仿流化态，大大增加了单位面积等离子体流与飞灰的有效接触面积，实现了飞灰中二噁英的高效降解，并通过斗提式输送机实现了飞灰二噁英降解的连续自动化过程；（3）在放电前利用氮及其化合物处理机构获得的氮气吹扫使反应腔室形成绝氧环境，放电过程不持续通入气流，通过水冷系统进行反应区的降温，相比现有技术利用气体经过反应区带走热量进行降温，既节省了气体消耗，又降低了末端废气处理成本；（4）二噁英类残留物处理机构能够大幅降低传统技术中高温烧结和高温熔融等手段处理二噁英的时长，由数个小时缩短至单位小时内，实际应用中显著提升飞灰处理效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中振动筛式低温等离子体反应组件的结构示意图；

图3为图2中筛分桶的结构示意图；

图4为本发明中低温等离子体螺旋反应组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1所示，一种新型生活垃圾焚烧飞灰无害化系统，氮及其化合物处理机构100，用于将生活垃圾焚烧飞灰中的无机氮转化为氮气并与空气中的氮气一同回收；二噁英类残留物处理机构，用于将氮及其化合物处理机构处理后的飞灰固相在低温下进行放电处理以去除二噁英类残留物。所述氮及其化合物处理机构包括有静态低温等离子体（NTP）处理单元，所述静态低温等离子体处理单元包括有低温等离子体螺旋反应组件，低温等离子体螺旋反应组件的进料口设置有原灰储仓，低温等离子体螺旋反应组件的出料口设置有袋式除尘器。所述二噁英类残留物处理机构包括有仿流化态低温等离子体（NTP）处理单元，所述仿流化态低温等离子体处理单元包括振动式低温等离子体反应组件，振动式低温等离子体反应组件的进口连接设置有一次处理灰储仓，振动式低温等离子体反应组件的出口连接设置有二次处理灰储仓。所述二噁英类残留物处理机构包括有仿流化态低温等离子体（NTP）处理单元300，所述仿流化态低温等离子体处理单元包括振动式低温等离子体反应组件，振动式低温等离子体反应组件的进口连接设置有一次处理灰储仓，所述氮气提纯单元包括空气压缩机1、过滤罐2、变压吸附装置3、氮气储罐5。

空气压缩机1与过滤罐2进气口通过阀门连接，过滤罐2出气口与变压吸附装置3进气口连接。变压吸附装置3由两个填装有碳分子筛的子吸附塔4及多个联通阀门组成，通过阀门的切换交替进行吸附、均压和再生过程，完成氮气的提纯。变压吸附装置3产氮出口与氮气储罐5进气口连接。氮气储罐5设有两个出气口，一个与变压吸附装置3连接，用于再生吹扫，另一个与静态低温等离子体处理单元连接。

所述静态低温等离子体处理单元200包括原灰储仓6、低温等离子体螺旋反应组件7、AC电源9、传动电机8、齿轮组8-1、袋式除尘器10。原灰储仓6位于低温等离子体螺旋反应组件7进料口的上方，通过计量阀6-1控制飞灰下料速度。

所述仿流化态低温等离子体处理单元包括一次处理灰储仓11、振动筛式低温等离子体反应组件14、脉冲电源12、振动电机13、水冷制冷机15、二次处理灰储仓16、斗提式输送机17。一次处理灰储仓11的进料口与袋式除尘器的灰斗通过计量阀10-1连接，一次处理灰储仓11的下料口通过计量阀11-1与振动筛式低温等离子体反应组件14的进料口连接。振动筛式低温等离子体反应组件14的出料口与二次处理灰储仓16的进料口连接，二次处理灰储仓16的出料口通过计量阀15-2与斗提式输送机17的进口连接，斗提式输送机17的出口与一次处理灰储仓11连接。二次处理灰16储仓设有气体出口16-1，采用滤芯进行过滤。

如图2所示，振动筛式低温等离子体反应组件14由仿流化产生区、放电区、水冷制冷机、蛇形冷却管构成。如图3所示，仿流化产生区以筛网桶14-6为主要构件，上盖14-6-2是密闭的，只留有进料口14-1，中间轴14-6-1是中心套管，筛网桶的桶壁14-6-4是由小孔径筛网构成，上方有一个漏斗式筛网14-6-3，底部靠近中间轴的实心内圈14-6-5是实心的，筛网外圈14-6-6是小孔径筛网。放电区由高压电极14-4、内陶瓷介质管14-7、外石英介质管14-3、低压电极14-8组成。中心高压电极14-4与脉冲电源12相连，贯穿仿流化产生区和放电区，中心高压电极14-4外套有内陶瓷介质管14-7，低压电极14-8包裹于放电区的外石英介质管14-3外侧并接地。蛇形冷却管15-1包裹于低压电极14-8的外侧，与水冷制冷机15相连，在无气流吹扫的情况下对放电反应区进行散热，避免局部过热对电极造成损耗。

本实施例中，所述螺纹杆7-5由陶瓷材料制成，外介质管7-6为石英材质。漏斗式筛网上大孔径筛网的孔径为0.1~0.3 mm，筛分桶上小孔径筛网的孔径为0.01~0.1 mm。所述筛网桶14-6的中心套管14-6-1，固定在仿流化产生区的高压电极14-4棒外侧的陶瓷介质管14-7上；筛网桶14-6的上盖14-6-2上方连接有振动电机13，对进入筛网桶14-6的飞灰进行振动筛分，利用飞灰自重以及振动分散，在无外加气源的条件下实现仿流化态。

所述仿流化产生区还设有一进气口14-2，与筛网上盖14-6-2平行，进气口14-2与氮气储罐5通过阀门连接。

所述二次处理灰储仓设有气体出口16-1，配有活性炭过滤塞，防止飞灰外溢。

如图4所示，低温等离子体螺旋反应组件7由高压电极7-1、低压电极7-4、螺纹杆7-5和外介质管7-6构成。高压电极7-1与AC电源9连接，低压电极7-4包裹于外介质管7-6的外侧且接地，螺纹杆7-5嵌套在高压电极7-1的外侧，用于保护高压电极7-1，避免其与飞灰直接接触而被污染。螺纹杆7-5左端安装有一齿轮7-2，与传动电机8的齿轮8-1相交，通过传动电机8带动齿轮组旋转，从而使螺纹杆7-5在反应区内将飞灰向前输送。低温等离子体螺旋反应组件7出料口与袋式除尘器10进口连接，袋式除尘器10出气口与过滤罐2的进气口连接。

工作时，低温等离子体螺旋反应组件7的输入功率控制在7~10 W，放电20~30 min即可将飞灰中硝态氮和氨态氮去除，振动筛式低温等离子体反应组件14的输入功率控制在23~25 W，放电40~60 min，飞灰中二噁英含量低于50 ng-TEQ/kg。

实施例2

本实施例公开了一种生活垃圾焚烧飞灰无害化系统的工作方法，具体步骤如下：

步骤一、空气经压缩机1压缩至0.8 MPa后进入过滤罐2，除去压缩空气中的杂质（尘、水、油雾等），然后进入变压吸附装置3，通过碳分子筛完成氮气的提纯分离过程，得到高纯氮气，储存于氮气储罐5中。

步骤二、飞灰通过计量阀6-1控制由原灰储仓6自由下落，且汇入少量的氮气，控制氮气流量为100~200 mL/min，一同进入低温等离子体螺旋反应组件7的进料口，启动AC电源9，使低温等离子体螺旋反应组件7开始放电，调节放电功率为7~10 W，然后开启传动电机8带动螺旋杆7-5将飞灰在放电区缓慢的往前输送，控制移动速率为1~1.5 m/h，放电20~30min后完成飞灰中硝态氮和氨态氮的还原去除，进入袋式除尘器10进行气固分离，气相由管道输送至过滤罐2，进行氮气提纯利用，固相储存在袋式除尘器10的灰斗中。

步骤三、打开袋式除尘器10灰斗与一次处理灰储仓11间的计量阀10-1，定量输送一次处理灰至一次处理灰储仓11，进行飞灰中二噁英的去除。

步骤四、启动脉冲电源12，使振动筛式低温等离子体反应组件14的放电区形成稳定放电，调节放电功率为23~25 W；开启水冷制冷机15，使蛇形冷却管15-1正常工作；开启连接仿流化产生区和氮气储罐5间的阀门，通入氮气进行吹扫，使反应区保持绝氧环境，控制流量为50~100 mL/min。

步骤五、一次处理灰通过计量阀11-1控制自上而下进入振动筛式低温等离子体反应组件14的仿流化产生区，利用振动电机12的机械振动及飞灰自重，飞灰先经过筛网桶中的漏斗式筛网14-6-3，进行初步分散，较轻的细颗粒飘散至筛网桶壁14-6-4经过小孔径筛网呈仿流化态进入放电区，成小团聚状的飞灰筛落至下方实心内圈14-6-5，在振动作用下，分散至周边，经由底部外圈14-6-6小孔径筛网分散呈仿流化态进入放电区，进行飞灰中二噁英的降解。

步骤六、完成一轮二噁英去除的飞灰进入二次处理灰储仓16，然后通过斗提式输送机17运至一次处理灰储仓11，进行第二轮的二噁英去除反应，依此循环，在放电处理40~60 min后飞灰中二噁英含量低于50 ng-TEQ/kg，完成飞灰中二噁英的去除。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于包括：

氮及其化合物处理机构，用于将生活垃圾焚烧飞灰中的无机氮转化为氮气并与空气中的氮气一同回收；

二噁英类残留物处理机构，用于将氮及其化合物处理机构处理后的飞灰固相在低温下进行放电处理以去除二噁英类残留物；

所述二噁英类残留物处理机构包括有仿流化态低温等离子体处理单元，所述仿流化态低温等离子体处理单元包括振动式低温等离子体反应组件；

所述振动式低温等离子体反应组件包括仿流化产生区，所述仿流化产生区上沿轴向设置有放电区，所述氮及其化合物处理机构中产生的氮气能够通入仿流化产生区进行吹扫；

所述放电区包括贯穿仿流化产生区的高压电极和包裹于仿流化产生区外部的低压电极；

所述振动式低温等离子体反应组件包括有设置于所述仿流化产生区的筛分桶，所述筛分桶包括上盖和下底，所述上盖与所述下底之间设置有桶壁，所述下底与所述桶壁均为筛网结构；所述高压电极沿所述筛分桶的中轴线贯穿设置，所述上盖上设置有进料孔，所述高压电极外部套合设置有中心套管，所述中心套管与所述上盖之间设置有上大下小的漏斗式筛网，所述下底上包括有实心内圈和筛网外圈，所述实心内圈沿所述中心套管周向环绕设置。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于，所述氮及其化合物处理机构包括设置有进气部和出气部的变压式吸附装置，所述进气部包括有相连通的空气压缩机和过滤罐，所述出气部连接有氮气储罐。

3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于，所述变压式吸附装置包括切换式双吸附塔，所述切换式双吸附塔包括两个可交替工作的子吸附塔，所述子吸附塔内安装有碳分子筛。

4.根据权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于，所述氮及其化合物处理机构包括有静态低温等离子体处理单元，所述静态低温等离子体处理单元包括有低温等离子体螺旋反应组件，低温等离子体螺旋反应组件的进料口设置有原灰储仓，低温等离子体螺旋反应组件的出料口设置有袋式除尘器。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于，所述振动式低温等离子体反应组件的进口连接设置有一次处理灰储仓，振动式低温等离子体反应组件的出口连接设置有二次处理灰储仓。

6.根据权利要求5所述的一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于，所述二次处理灰储仓与一次处理灰储仓之间设置有斗提式输送机，所述斗提式输送机能够将二次灰储仓内的飞灰转移至一次处理灰储仓循环处理。

7.根据权利要求5所述的一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于，所述高压电极上连接设置有脉冲电源。

8.根据权利要求7所述的一种生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统，其特征在于，所述低压电极外部沿轴向环绕设置有蛇形冷却管，所述蛇形冷却管外接有水冷制冷机。

9.一种权利要求1-8任意一项所述的生活垃圾焚烧飞灰低温处理无害化系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用空气经压缩机向变压吸附装置提供压缩空气，通过变压式吸附装置的切换式双吸附塔碳分子筛完成氮气的无间断提纯分离，得到高纯氮气并储存于氮气储罐中；

S2、氮气储罐内的氮气携带原灰储仓内的飞灰进入低温等离子体螺旋反应组件的进料口，低温等离子体螺旋反应组件开始放电，低温等离子体螺旋反应组件内设置的传动电机带动螺旋杆将飞灰缓慢向前输送，将飞灰中硝态氮和氨态氮的还原去除并进入袋式除尘器进行气固分离，飞灰气相由管道输送至过滤罐，进行氮气提纯利用，飞灰固相储存在袋式除尘器的灰斗中；

S3、连通袋式除尘器与一次处理灰储仓使飞灰固相进入振动式低温等离子体反应组件内；

S4、启动脉冲电源，使振动式低温等离子体反应组件的放电区形成放电，开启连接仿流化产生区和氮气储罐的阀门，通入氮气进行吹扫以保持绝氧环境，且水冷制冷机同步工作；

S5、一次处理灰储仓内的飞灰自上而下进入振动式低温等离子体反应组件的仿流化产生区，振动式低温等离子体反应组件设置的振动电机通过机械振动扰动飞灰，飞灰先经过漏斗式筛网进行初步分散，轻颗粒飘散至桶壁呈仿流化态进入放电区，成团聚状飞灰筛落至下底的实心内圈并分散至周边，经由筛网外圈分散呈仿流化态进入放电区，完成一轮二噁英处理；

S6、完成一轮二噁英处理的飞灰进入二次处理灰储仓，然后通过斗提式输送机运至一次处理灰储仓，进行第二轮的二噁英去除反应，依此循环，放电处理至飞灰中二噁英含量低于50 ng-TEQ/kg，完成飞灰中二噁英类残留物的去除。

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