CN115138658A - 一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法及装置 - Google Patents

一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法及装置 Download PDF

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方建华
张淼
韩志明
刘向金
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Abstract

一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法及装置,属于固体危废处理技术领域。飞灰混料进入电炉内;飞灰混料在电炉内被加热至1200℃以上,形成熔渣和熔盐;飞灰混料中二噁英分解成无害物质;熔融产生的烟气被加热至1200℃以上;熔渣经流渣槽进入水碎池,经水碎后形成水碎渣。本发明的优点是:实现垃圾焚烧电厂飞灰无害化减量化,飞灰混料从侧面进入电炉中,可有效避免飞灰被熔融产生的高温烟气带走,隔墙能够实现熔盐与熔渣的有效分离,便于后续资源化利用,电极工作模式可使熔盐熔渣受热均匀,提高电炉热效率,流渣槽可实现定量排渣,从而有效地控制重金属的浸出。高温熔融处理可以实现飞灰的无害化和减量化,产品可以作为建材原料。

Description

一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法及装置
技术领域
本发明涉及一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法及装置,属于固体危废处理技术领域。
背景技术
随着生活垃圾产生量不断增加,生活垃圾焚烧处理能力也随之逐步提升。生活垃圾焚烧飞灰(以下简称“飞灰”)是生活垃圾焚烧设施的产物,其产量是入炉垃圾总量的2.5%-3.5%,飞灰中含有砷、铅、铬、锌、铜、镍、镉、锰等重金属和二恶英/呋喃(PCDDPFs)等有害物质,若不能很好解决,将成为新的环境污染源,成为生活垃圾焚烧行业健康和可持续发展瓶颈。
飞灰常用的处理方式是螯合/稳定化预处理后进入生活垃圾填埋场填埋,部分采用水泥窑协同处置。飞灰螯合稳定化和添加水泥固化后填埋一方面占用大量土地,另一方面在自然条件下螯合固化的重金属和二噁英等长期稳定存在较大不确定性,潜在的溶出风险依然存在。水泥窑协同处置的飞灰需要进行水洗,工艺流程长,成本高,且飞灰处理受水泥生产和添加量等限制,广泛应用局限性较大。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法及装置。
一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,含有以下步骤:
第一步:飞灰混料进入电炉内;
第二步:飞灰混料在电炉内被加热至1200℃以上,形成熔渣和熔盐;飞灰混料中二噁英分解成无害物质;
第三步:熔融产生的烟气被加热至1200℃以上;
第四步:熔渣经流渣槽进入水碎池,经水碎后形成水碎渣。
飞灰混料储存在飞灰料仓内,通过给料通道从电炉一端的侧面进入壳体内,熔融步骤的电炉电极工作模式分为三种:
第一顶电极为正极,第二顶电极为负极,或者第二顶电极为正极,第一顶电极为负极,或者第一顶电极和第二顶电极为正极,底电极为负极,三种工作模式能够按一定工作时间间隔为1-2小时进行切换,隔墙布置在第一顶电极和第二顶电极之间,由于熔盐与熔渣密度不同,飞灰熔融过程中,熔盐上浮,通过隔墙将熔盐隔离在一侧,后续回收后资源化利用;熔渣中不含氯离子,实现水碎渣的资源化利用,熔渣经流渣槽进入水碎池,经水碎后形成水碎渣,流渣槽中部有弧形开口,熔渣从流渣槽中稳定流出。
燃烧器将熔融烟气400-500℃加热至1200℃以上,并在二燃室中停留超过2s。第一摄像头观察进料和电极运行情况;第二摄像头观察燃烧器和流渣槽运行情况。熔盐主要由NaCl、KCl、CaCl2氯化物固溶体组成。熔渣主要由SiO2、CaO、Al2O3氧化物构成,飞灰混料由垃圾焚烧飞灰、石英石、氧化铝粉、焦炭按一定比例组成。
一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化装置,包括给料区、熔融区、水碎区和烟气区。给料区包括飞灰料仓、给料阀门、喂料螺旋、给料通道、飞灰混料;熔融区包括壳体、第一顶电极、第二顶电极、底电极、隔墙、熔盐与熔渣、第一摄像头;水碎区包括流渣槽及水碎池,烟气区包括燃烧器、第二摄像头及二燃室,给料通道与壳体侧面联通,倾斜角度10-15℃,飞灰料仓布置在给料通道上方,飞灰混料储存在飞灰料仓内,经给料通道从电炉一侧进入壳体的炉内,飞灰料仓与给料通道中设有给料阀门,给料通道设有喂料螺旋。
本发明的优点是:实现垃圾焚烧电厂飞灰无害化减量化,飞灰混料从侧面进入电炉中,可有效避免飞灰被熔融产生的高温烟气带走,隔墙能够实现熔盐与熔渣的有效分离,便于后续资源化利用,电极工作模式可使熔盐熔渣受热均匀,提高电炉热效率,流渣槽可实现定量排渣,水碎后产生的水碎渣为一般固体废物,该方法可以实现飞灰的无害化和减量化,产品可以作为建材原料。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参照下面的详细描述,能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点,但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定,如图其中:
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部结构之一示意图。
图3为本发明的局部结构之二示意图。
壳体1,二燃室2,给料通道3,料仓4,喂料螺旋5,给料阀门6,飞灰混料7,第一摄像头8,第一顶电极9,第二顶电极10,熔盐11,底电极12,隔墙13,熔渣14,流渣槽15,水碎池16,燃烧器17,第二摄像头18,流渣槽中部的弧形开口19。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
显然,本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接(焊接、铆接及螺栓连接),也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间器件间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
为便于对实施例的理解,下面将结合做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对发明实施例的限定。
实施例1:如图1、图2及图3所示,一种直流电阻熔融的飞灰减量化处理装置,包括给料区、熔融区、水碎区和烟气区。
给料区包括飞灰料仓4、给料阀门6、喂料螺旋5、给料通道3、飞灰混料7,飞灰混料7由垃圾焚烧飞灰、石英石、氧化铝粉、焦炭按一定比例组成。
熔融区包括壳体1、第一摄像头8、第一顶电极9、第二顶电极10、底电极12、隔墙13、熔盐11及熔渣14,熔盐11由CaCl2、NaCl、KCl 等氯化物固溶体组成,熔渣14由SiO2、CaO、MgO、Al2O3等氧化物构成。
水碎区包括流渣槽15及水碎池16。烟气区包括燃烧器17、第二摄像头18及二燃室2。
给料通道3与壳体1侧面联通,倾斜角度10-15℃,便于飞灰进入炉内,飞灰料仓4布置在给料通道3上方,飞灰混料7储存在飞灰料仓4 内,经给料通道3从电炉一侧进入壳体1的炉内,飞灰料仓4与给料通道 3中设有给料阀门6,给料通道3设有喂料螺旋5。
实施例2:如图1、图2及图3所示,一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,含有以下步骤:
飞灰混料储存在料仓内,飞灰混料由垃圾焚烧飞灰、石英石粉、氧化铝粉、焦炭按一定比例组成。飞灰混料经过给料阀,在喂料螺旋的强制送料作用下,通过给料通道自电炉壳体一侧进入炉内。
电炉内设有第一顶电极、第二顶电极和底电极,电极间产生电流并将电能转化为热能,将飞灰混料加热至1200℃-1500℃,使飞灰混料达到熔融状态;电炉电极的工作模式分为三种:第一顶电极为正极,第二顶电极为负极,或者第二顶电极为正极,第一顶电极为负极,或者第一顶电极和第二顶电极为正极,底电极为负极,三种工作模式能够按一定工作时间间隔进行切换,间隔时间为1-2小时;飞灰混料熔融过程中产生熔盐和熔渣。熔盐由CaCl2、NaCl、KCl、重金属等固溶体组成,回收后进行资源化利用;熔渣由SiO2、CaO、MgO、Al2O3氧化物构成,经水碎后用于资源化利用;熔盐与熔渣二者密度不同,在熔融过程中熔盐上浮,通过电炉内隔墙隔离在飞灰混料进料一侧;飞灰混料中二噁英等有机污物在高温下分解成无机物,随烟气进入二燃室。
熔渣经流渣槽进入水碎池,在高压水的作用下形成水碎渣。流渣槽中部有弧形开口,熔渣从流渣槽中稳定流出。
熔融产生的烟气温度为400℃-500℃,进入二燃室后,通过燃烧器将其温度加热至1200℃以上,并在二燃室中停留超过2s。
电炉壳体顶部第一摄像头用于观察进料和电极运行情况,二燃室侧壁第二摄像头观察燃烧器和流渣槽运行情况。
一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化装置,包括给料区、熔融区、水碎区和烟气区。给料区包括飞灰料仓、给料阀门、喂料螺旋、给料通道、飞灰混料;熔融区包括壳体、第一顶电极、第二顶电极、底电极、隔墙、熔盐、熔渣和第一摄像头;水碎区包括流渣槽及水碎池;烟气区包括燃烧器、第二摄像头及二燃室。
给料区的给料通道与壳体侧面联通,倾斜角度10-15°,飞灰料仓布置在给料通道上方,飞灰混料储存在飞灰料仓内,经给料通道从电炉一侧进入壳体的炉内,飞灰料仓与给料通道中设有给料阀门,给料通道设有喂料螺旋;
熔融区的第一顶电极与第二顶电极之间设有隔墙,底电极布置在壳体底部,熔盐在给料区与第隔墙之间;
水碎区的流渣槽设置在电炉壳体另一侧,倾斜角度30°流渣槽中部设有弧形开口;
烟气区在水碎去上部,依次为燃烧器和二燃室。
飞灰混料7储存在飞灰料仓4内,经给料通道3从电炉一侧进入壳体 1的炉内,
熔融步骤的电炉电极工作模式分为三种:
采用第一顶电极9为正极,第二顶电极10为负极,或者采用第二顶电极10为正极,第一顶电极9为负极,或者采用第一顶电极9和第二顶电极10为正极,底电极12为负极。
三种工作模式可按一定工作时间间隔为1——2小时进行切换。
隔墙13布置在第一顶电极9和第二顶电极10之间。
由于熔盐11与熔渣14密度不同,飞灰熔融过程中,熔盐11上浮,通过隔墙13可将熔盐11隔离在一侧,便于后续回收后资源化利用;同时熔渣14中不含氯离子,可实现水碎渣的资源化利用。
熔渣14经流渣槽15进入水碎池16,经水碎后形成水碎渣。
流渣槽15中部有弧形开口19,熔渣14到达一定量后,可从流渣槽 15中稳定流出。
燃烧器17将熔融烟气400-500℃加热至1200℃以上,并在二燃室2 中停留超过2s。
第一摄像头8用于观察进料和电极运行情况;第二摄像头18用于观察燃烧器和流渣槽运行情况。
如上,对本发明的实施例进行了详细地说明,但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形,这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,其特征在于含有以下步骤:
第一步:飞灰混料进入电炉内;
第二步:飞灰混料在电炉内被加热至1200℃以上,形成熔渣和熔盐;飞灰混料中二噁英分解成无害物质;
第三步:熔融产生的烟气被加热至1200℃以上;
第四步:熔渣经流渣槽进入水碎池,经水碎后形成水碎渣。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,其特征在于飞灰混料储存在飞灰料仓内,通过给料通道从电炉一端的侧面进入壳体内,
熔融步骤的电炉电极工作模式分为三种:
第一顶电极为正极,第二顶电极为负极,或者第二顶电极为正极,第一顶电极为负极,或者第一顶电极和第二顶电极为正极,底电极为负极,
三种工作模式能够按一定工作时间间隔为1-2小时进行切换,
隔墙布置在第一顶电极和第二顶电极之间,
由于熔盐与熔渣密度不同,飞灰熔融过程中,熔盐上浮,通过隔墙将熔盐隔离在一侧,后续回收后资源化利用;熔渣中不含氯离子,实现水碎渣的资源化利用,
熔渣经流渣槽进入水碎池,经水碎后形成水碎渣,
流渣槽中部有弧形开口,熔渣从流渣槽中稳定流出。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,其特征在于,燃烧器将熔融烟气400-500℃加热至1200℃以上,并在二燃室中停留超过2s。
4.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,其特征在于第一摄像头观察进料和电极运行情况;第二摄像头观察燃烧器和流渣槽运行情况。
5.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,其特征在于熔盐主要由NaCl、KCl、CaCl2氯化物固溶体组成。
6.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,其特征在于熔渣主要由SiO2、CaO、Al 2O3氧化物构成。
7.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化方法,其特征在于飞灰混料由垃圾焚烧飞灰、石英石、氧化铝粉、焦炭按一定比例组成。
8.一种垃圾焚烧发电厂飞灰无害化减量化装置,其特征在于包括给料区、熔融区、水碎区和烟气区。给料区包括飞灰料仓、给料阀门、喂料螺旋、给料通道、飞灰混料;熔融区包括壳体、第一顶电极、第二顶电极、底电极、隔墙、熔盐与熔渣、第一摄像头;水碎区包括流渣槽及水碎池,烟气区包括燃烧器、第二摄像头及二燃室,给料通道与壳体侧面联通,倾斜角度10-15℃,飞灰料仓布置在给料通道上方,飞灰混料储存在飞灰料仓内,经给料通道从电炉一侧进入壳体的炉内,飞灰料仓与给料通道中设有给料阀门,给料通道设有喂料螺旋。
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