CN208928831U - Pds高效飞灰稳定化处理控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及垃圾焚烧飞灰处理工艺，尤其是一种高效飞灰稳定化处理控制系统，包括PLC控制器、双桶制浆机、脱水设备、传输设备以及装袋设备；其中，PLC控制器控制缓凝剂、螯合剂、水以及干灰添加量并加入强制搅拌机进行混合搅拌进行预制浆形成液态浆液，液态浆液自流进入双桶制浆机，继续制浆并进行缓存，而后经过脱水设备进行过滤脱水，脱水后的泥饼由传送设备输送至装袋设备实现泥饼装袋便于运输；PDS高效飞灰稳定化处理控制系统结构简单，自动化程度高，减少人工成本，降低劳动强度和运营成本，使得重金属离子能够与螯合剂充分接触，提高了处理后飞灰的合格率，减少螯合剂使用量；有效防止氨的逃逸，工作环境得到很好的改善。

Description

PDS高效飞灰稳定化处理控制系统

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧飞灰处理工艺，尤其是一种PDS高效飞灰稳定化处理控制系统。

背景技术

随着生活垃圾焚烧发电技术在中国城市生活垃圾处理中的推广，对垃圾焚烧产生飞灰的处理、处置已成为困扰人们生产生活的重要问题之一。

目前飞灰稳定化处理的典型做法是：将干飞灰与螯合剂按一定比例混合后，均匀搅拌，制成稳定的胶黏状固体基质，然后方可进行保存或填埋。为满足国家相关规定，经过处理后的飞灰的含水率必须低于30％，因此稳定化处理过程中需要控制液态螯合剂的添加量，或者是后期对胶黏状固体基质进行干燥处理。

目前飞灰稳定化处理系统最大的问题是通过称重传感器和流量计等传感器，将定量的飞灰、螯合剂和水，添加到强制搅拌机中搅拌2分钟，制成灰饼装袋。为保证灰饼含水率不超过30％，稀释螯合剂时添加的水量较少，因螯合剂和干灰均有较强的腐蚀性，传感器精度很快就大幅降低，从而造成控制不精确，计量误差最大可达40％。此外，飞灰、螯合剂和水在强制搅拌机中搅拌，飞灰中的重金属和螯合剂反应不充分，导致最终的成品合格率低下。检测合格率偏低，即飞灰处理后不易满足GB 16889-2008中关于生活垃圾焚烧飞灰浸出液污染物浓度限值的规定，检测合格率通常在60％左右，为保证合格率，只能加大螯合剂比例，导致成本偏高。其次是生产过程中易产生大量的扬尘，使得现场工作环境极其恶劣，并且会腐蚀设备。另外，由于在垃圾焚烧后的烟气处理过程中需要添加氨水或尿素，飞灰中的氨在螯合及输送过程中会大量逃逸，导致飞灰固化车间都有非常浓重的氨味，对操作工人眼睛、皮肤、呼吸器官造成伤害。

实用新型内容

为解决现有技术中存在上述问题，本实用新型提供了一种PDS高效飞灰稳定化处理控制系统。

本实用新型所采用的技术方案是：提供一种PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，包括缓凝剂存储罐、螯合剂存储罐、水槽以及干灰仓，还包括PLC控制器，由所述PLC控制器控制缓凝剂存储罐、螯合剂存储罐、水槽以及干灰仓加入强制搅拌机的添加量，使其进行混合并搅拌制浆，强制搅拌机依次连接有双桶制浆机、脱水设备、传输设备以及装袋设备；

其中，PLC控制器控制缓凝剂、螯合剂、水及干灰加入强制搅拌机进行混合搅拌进行预制浆形成液态浆液，液态浆液自流进入双桶制浆机，继续制浆并进行缓存，而后经过脱水设备进行过滤脱水，脱水后的泥饼由传送设备输送至装袋设备实现泥饼装袋以便于运输。

发明人提出，导致目前飞灰固化产物检测合格率偏低的原因主要是飞灰、螯合剂和水在搅拌的过程中，加入的水量较少以及原有搅拌机设备缺陷，同时会发生固化现象，即形成胶黏状固体基质，导致飞灰中的重金属离子难以和螯合剂充分接触。搅拌后的物料，在下料装袋过程中是一次性从二楼搅拌机中靠重力落入一楼吨袋中，因加入水量不足，从而产生大量扬尘。另外，飞灰中逃逸的氨只有少量溶于水，大部分充斥在空气中。

发明人认为飞灰固化现象主要是由于飞灰中含有硅酸盐和其它大量的氯类无机盐导致，发明人通过在控制一定的含水率的前提下加入缓凝剂，阻止胶黏状固体基质在搅拌过程中生成，实验证明能够达到我们预期的效果。这样通过搅拌后形成的物料为均匀的液态浆液，使得重金属离子能够与螯合剂充分接触，提高了处理后飞灰的合格率，由于更易混合均匀，螯合剂用量也能有一定程度的减少。同时飞灰在浆液状态下搅拌不会产生扬尘，浆液的特性以及较高的含水率能有效防止氨的逃逸，工作环境得到很好的改善。

本实用新型中所述的PDS即取制浆脱水固化各自首字母大写作为简称，其中Pulping(制浆)Dehydration(脱水)Solidifying(固化)。由于本实用新型的技术方案控制过程实现自动化，有效控制螯合剂、水、干灰以及缓凝剂的添加量，保证了较高的含水率以及加入缓凝剂，因此使得长时间的二次搅拌和流动也不会导致浆液凝固，其后经脱水设备的有效过滤及脱水，保证飞灰处理的合格率，整个系统自动化使得人工成本减少，劳动强度和运营成本有效降低。由于本实用新型的搅拌过程更易实现螯合剂与重金属离子的结合，也可以适当减小螯合剂的用量。而水的添加量则需要至少满足液态浆液的含水率达到100％的要求，但为控制后续污水的产量以及过滤工序负荷，也不宜使用过分超量的水量。本实用新型中缓凝剂的作用上文已经进行了介绍，因此技术人员可根据本实用新型的原理和相关说明以及实际的水的用量通过实验确定缓凝剂的用量，以实现搅拌结束时的产物为均匀的液态浆液的目的。

优选地，所述PLC控制器设置有多个现场控制单元；其中，现场控制单元分别用于控制螯合剂、水、干灰以及缓凝剂的添加量，控制强制搅拌机的预制浆和制浆时间，控制脱水设备过滤脱水以及泥饼的传送及装袋。

螯合剂添加量不足，造成重金属离子含量超标；螯合剂添加量过多，增加了飞灰处理成本，而由现场控制单元实时自动控制螯合剂、水、干灰的添加量，使其能够有效保证螯合剂与重金属离子充分接触及反应，提高了处理后飞灰的合格率；螯合剂用量也能有一定程度的减少，降低处理成本。

优选地，现场控制单元控制螯合剂、水、干灰以及缓凝剂的添加量采用闭环连接控制。

为了降低成本，提高螯合剂、水、干灰以及缓凝剂的利用率，其中现场控制单元控制螯合剂、水、干灰以及缓凝剂的添加量采用闭环控制，可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差进行调整，有效减少螯合剂、缓凝剂用量，降低干灰处理成本。

另一种方案是还包括电磁流量计和称重传感器，所述电磁流量计用于测量缓凝剂、螯合剂以及水的添加量，所述称重传感器用于计量干灰的添加量。

更优选地，所述电磁流量计及称重传感器内衬四氟，用于防止螯合剂和干灰的腐蚀。

发明人指出，现有的垃圾焚烧飞灰处理系统中，通过称重传感器和电磁流量计，将定量的飞灰、螯合剂和水，添加到强制搅拌机中搅拌一定时间，制成灰饼装袋。由于飞灰和螯合剂具有较强的腐蚀性，称重传感器和电磁流量计精准度将越来越低，使得其计量误差最大可达40％。而本申请内衬材料四氟，可以有效降低螯合剂和干灰的腐蚀，用于提高计量精准度。

优选地，所述现场控制单元控制强制搅拌机的预制浆、制浆时间以及控制液态浆液过滤脱水和泥饼的传送及装袋采用开环连接控制。

由于不需要如缓凝剂、螯合剂以及水的添加量的反馈信息，强制搅拌机的预制浆、制浆时间以及控制液态浆液过滤脱水和泥饼的传送及装袋需要尽快完成控制活动，因此采用开环连接控制。

优选地，所述脱水设备包括真空过滤机、主传动电机以及冲洗泵，所述真空过滤机、主传动电机以及冲洗泵依次连接，并由所述现场控制单元控制实现过滤脱水。

更优选地，所述真空过滤机为橡胶带式真空过滤泵。

由于得到的液态浆液含水率较高，不宜再进行干燥处理，而均匀的浆液更适合进行过滤处理，从而将多余的水分除去，得到污染物浓度均匀的泥饼。最后，将泥饼养护一定时间以确保含水率达到国家标准(低于30％)。

作为该系统的进一步改进，所述双桶制浆机包括通过一级出料口连通的制浆桶和储料桶；设置在储料桶上的二级出料口与脱水设备相连。使用双桶制浆机的目的主要是实现连续生产以及实现更充分的混合，例如可以和橡胶带式真空过滤泵等连续脱水设备配合使用。工作时，来自搅拌设备的液态浆液流入制浆桶中，并在制浆桶中继续搅拌，使得重金属与螯合剂实现二次混合，搅拌时浆液不断通过一级出料口进入储料桶，并不断被储料桶的桨叶推送至二级出料口位置，保证浆液持续均匀流出送至橡胶带式真空过滤泵。浆液在布料器的作用下均匀分布在橡胶带式真空过滤机的滤布上，浆液中的水分被真空机抽走，脱水后得到片状泥饼。泥饼随着滤布不断向前运行，到达橡胶带式真空过滤泵末端时被刮板刮下。在本方案中，浆液在制浆桶和储料桶中的二次搅拌和流动，保证了螯合剂与重金属离子的接触。

本实用新型的有益效果是：1)PDS高效飞灰稳定化处理控制系统结构简单，自动化程度高，减少人工成本，降低劳动强度和运营成本；2)使得重金属离子能够与螯合剂充分接触，降低产物浸出液污染物浓度，提高了处理后飞灰的合格率；3)由于更易混合均匀，螯合剂用量也能有一定程度的减少；4)飞灰在浆液状态下搅拌不会产生扬尘，浆液的特性以及较高的含水率能有效防止氨的逃逸，工作环境得到很好的改善。

附图说明

图1是本实用新型PDS高效飞灰稳定化处理控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型PDS高效飞灰稳定化处理控制系统的控制流程示意图；

图3是双桶制浆机的结构示意图；

图中标记为：1-强制搅拌机，2-双桶制浆机，201-制浆桶，202-储料桶，203-一级出料口，204-二级出料口，3-脱水设备，4-传输设备，5-装袋设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供一种PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，包括缓凝剂存储罐、螯合剂存储罐、水槽以及干灰仓，还包括PLC控制器，由所述PLC控制器控制螯合剂存储罐、水槽以及干灰仓加入强制搅拌机1进行混合搅拌形成液态浆液，所述液态浆液还加入缓凝剂进行搅拌制浆，强制搅拌机1依次连接有双桶制浆机2、脱水设备3、传输设备4以及装袋设备5；

其中，PLC控制器控制缓凝剂、螯合剂、水以及干灰添加量并加入强制搅拌机1进行混合搅拌进行预制浆形成液态浆液，液态浆液自流进入双桶制浆机2，继续制浆并进行缓存，而后经过脱水设备3进行过滤脱水，脱水后的泥饼由传送设备4输送至装袋设备5实现泥饼装袋便于运输。

飞灰稳定化处理主要流程如下：

1、预制浆

将干飞灰，螯合剂，葡萄糖缓凝剂，水按照比例由电磁流量计和称重传感器分别计量后由PLC控制器现场单元控制注入强制搅拌机中，物料在旋转桨叶的作用下相互混合，被制成液态浆液。

2、制浆

如图3所示，将上一步骤中得到的液态浆液通过重力落入双桶制浆机的制浆桶，并在制浆桶中继续搅拌，使得重金属与螯合剂实现二次混合，搅拌时浆液不断通过一级出料口进入储料桶，并不断被储料桶的桨叶推至二级出料口位置，保证浆液持续均匀流出送至橡胶带式真空过滤泵。

3、真空脱水

为满足GB 16889-2008中对于生活垃圾焚烧飞灰进入填埋场关于含水率的规定，本实用新型采用橡胶带式真空过滤泵作为脱水设备。浆液在布料器的作用下均匀分布在橡胶带式真空过滤泵的滤布上，浆液中的水分被真空机抽走，脱水后得到片状泥饼。泥饼随着滤布不断向前运行，到达橡胶带式真空过滤机末端时被刮板刮下。

4、装袋

将泥饼装入吨袋以方便储存和运输。

5、养护

袋装泥饼需养护24小时，测得泥饼(稳定化后飞灰)含水率为21％。

本实用新型控制系统控制流程示意图如图2所示，采用高性能PLC作为核心控制器，该 PLC控制器设置有7个远程IO作为现场控制单元；其中，远程IO1控制螯合剂、缓凝剂的添加量，远程IO2控制水的添加量，远程IO3控制干灰的添加量，远程IO4控制强制搅拌机的预制浆时间，远程IO5控制制浆时间，远程IO6控制脱水效果，远程IO7控制物料传送和装袋。远程IO1、药剂泵、电磁流量计闭环连接，远程IO2、离心泵及电磁流量计闭环连接，远程IO3、刮板机、称重传感器闭环连接，闭环连接进行控制有益于实时反馈添加量信息，其余部分采用开环连接进行控制。电磁流量计内衬四氟以防腐，最大程度地保证其使用寿命和螯合剂、水的计量精准度；称重传感器用于计量干灰添加量。根据生产需要，PLC控制螯合剂、水和干灰的添加量，在强制搅拌机内进行预制浆制成液态浆液，预制浆时间由系统设定值决定。完成预制浆后，液态浆液自流进入双桶制浆机，继续制浆，并起到缓存作用。PLC 通过控制变频器来完成制浆，然后液态浆液自流进入抽滤机。通过控制抽滤机的真空泵、主传动电机、冲洗泵等执行机构，实现液态浆液过滤脱水功能，脱水后的泥饼由传送带输送至平板车上的包装系统，实现泥饼装袋便于运输。

Claims (9)

1.PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，包括缓凝剂存储罐、螯合剂存储罐、水槽以及干灰仓，其特征在于，还包括PLC控制器，由所述PLC控制器控制缓凝剂存储罐、螯合剂存储罐、水槽以及干灰仓加入强制搅拌机的添加量，使其进行混合并搅拌制浆，强制搅拌机依次连接有双桶制浆机、脱水设备、传输设备以及装袋设备；

其中，PLC控制器控制缓凝剂、螯合剂、水及干灰加入强制搅拌机进行混合搅拌进行预制浆形成液态浆液，液态浆液自流进入双桶制浆机，继续制浆并进行缓存，而后经过脱水设备进行过滤脱水，脱水后的泥饼由传送设备输送至装袋设备实现泥饼装袋以便于运输。

2.根据权利要求1所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，所述PLC控制器设置有多个现场控制单元；其中，现场控制单元分别用于控制螯合剂、水、干灰以及缓凝剂的添加量，控制强制搅拌机的预制浆和制浆时间，控制脱水设备过滤脱水以及泥饼的传送及装袋。

3.根据权利要求2所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，所述现场控制单元控制螯合剂、水、干灰以及缓凝剂的添加量采用闭环连接控制。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，还包括电磁流量计和称重传感器，所述电磁流量计用于测量缓凝剂、螯合剂以及水的添加量，所述称重传感器用于计量干灰的添加量。

5.根据权利要求4所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，所述电磁流量计及称重传感器内衬四氟材料，用于防止螯合剂和干灰的腐蚀。

6.根据权利要求2所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，所述现场控制单元控制强制搅拌机的预制浆、制浆时间以及控制液态浆液过滤脱水和泥饼的传送及装袋采用开环连接控制。

7.根据权利要求2所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，所述脱水设备包括真空过滤机、主传动电机以及冲洗泵，所述真空过滤机、主传动电机以及冲洗泵依次连接，并由所述现场控制单元控制实现过滤脱水。

8.根据权利要求7所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，所述真空过滤机为橡胶带式真空过滤泵。

9.根据权利要求1所述的PDS高效飞灰稳定化处理控制系统，其特征在于，所述双桶制浆机包括通过一级出料口连通的制浆桶和储料桶；设置在储料桶上的二级出料口与脱水设备相连。