[發明專利]一種多燃料耦合的在線熔融處理危廢焚燒飛灰系統及方法

有效

• 申請號: 202111076722.1
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113751471B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 趙欽新;馬文君;李洪榮;王云剛;梁志遠;邵懷爽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B09B3/40
• 分類號: B09B3/40;B09B5/00;B09B101/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 崔方方

本發明提供一種多燃料耦合的在線熔融處理危廢焚燒飛灰系統及方法，所述系統包括飛灰預處理給料系統、固體燃料氣化系統、飛灰熔融系統、供氣系統和垃圾焚燒鍋爐煙氣處理系統；飛灰在飛灰熔融爐進行高溫熔融處理，處理完熔融殘渣通入熔融渣水冷裝置，飛灰熔融爐產生的煙氣經過煙氣冷卻器、急冷鍋爐、空氣預熱器和微型布袋除塵器，最后送入煙氣冷凝器以及垃圾焚燒鍋爐煙氣處理系統或飛灰干燥器。本發明可以單獨或同時使用一種或多種燃料在線熔融處理危廢焚燒飛灰，環保經濟，降低成本，節約能源，飛灰中有機物脫除徹底且重金屬固化率高，同時飛灰熔融系統具有較高的熱效率和安全性。

技術領域

本發明屬于危廢焚燒飛灰處理技術領域，具體涉及一種多燃料耦合的在線熔融處理危廢焚燒飛灰系統及方法

背景技術

隨著城鎮化率持續增加，生活垃圾清運量持續增加。目前，各城市主要的生活垃圾處理處置方式為填埋、焚燒和堆肥。由于填埋土地占用量大，土地資源越來越緊缺等問題突出，使得焚燒處置在垃圾處置中所占的比例逐年增加，與此同時垃圾焚燒飛灰的產量逐年增加，根據《生活垃圾焚燒污染控制標準》GB18485-2014中的定義，焚燒飛灰是指煙氣凈化系統捕集物和煙道及煙囪底部沉降的底灰。由于飛灰中存在大量的重金屬、二噁英等多種有毒有害物質，已被納入《國家危險廢物名錄》，編號為HW18，因此必須妥善處置焚燒飛灰。

垃圾焚燒飛灰的主要無害化處置技術主要有分離萃取法、固化/穩定化技術和熱處理技術三種技術。通常水洗、酸洗都只是作為一種預處理的手段，且存在需要對可溶鹽和污水的進行二次處理。化學藥劑穩定法使飛灰中的重金屬具有長期穩定性,但由于加入的化學穩定藥劑價格較貴,因此處理成本較高,操作較復雜,另外對二噁英和溶解鹽的穩定作用較小。水泥固化技術處理飛灰時必須進行前處理，增加了焚燒飛灰處置場所的建設和運行的要求。其中熔融固化是目前公認的最穩定、最安全的方法。該方法具有較為明顯的優點：(1)當熔融溫度達到1400℃時，飛灰中的二噁英以及呋喃等有機成分在高溫下分解，分解率達到99％以上。(2)而飛灰中的無機物則發生熔融最終形成類似玻璃質的熔渣。在熔融過程中，飛灰中的SiO2中的Si—O鍵被打開，形成網狀結構從而固定重金屬。同時熔渣可作為路基、建材以及陶瓷等原材料，不僅實現了減量化、無害化也做到了資源化利用。

現有的垃圾焚燒飛灰熔融處理分為燃料式熔融技術和電熱式熔融技術。其中電熱式熔融技術多采用等離子體熔融爐，等離子電弧溫度高6000℃，能量密度大，可使灰渣中的金屬一起熔融，二次污染物排放幾乎為零。但是等離子弧也存在以下的問題：一、電極壽命短(20小時)，電功率較小，電氣系統復雜，維護工作量大，技術門檻高；二、等離子體熔融處理垃圾焚燒飛灰的過程中會有殘余的二噁英需要二次處理，增加了前期的投入；三、高能耗也是限制等離子體熔融爐發展的重要因素。而燃料式熔融技術的燃料源有限且單一，需要大量的能源投入成本較高。除此以外，大多數垃圾焚燒飛灰在運輸途中會產生二次污染且運輸成本高。且熔融處理垃圾焚燒飛灰的過程中會產生二次飛灰，需要單獨設置煙氣處理系統。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種采用多燃料耦合的在線熔融處理危廢焚燒飛灰系統及方法，可對生活垃圾焚燒飛灰進行在線熔融處理，實現焚燒飛灰無害化、穩定化與資源化處置。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種多燃料耦合的在線熔融處理危廢焚燒飛灰系統，包括飛灰預處理給料系統、固體燃料氣化系統、飛灰熔融系統、供氣系統和垃圾焚燒鍋爐煙氣處理系統；飛灰熔融系統包括飛灰熔融爐、熔融渣水冷裝置、以及沿著煙氣流向依次連通的煙氣冷卻器、急冷鍋爐、空氣預熱器、微型布袋除塵器、煙氣冷凝器；固體燃料氣化系統的出氣口連通飛灰熔融爐的燃氣入口；供氣系統為固體燃料氣化系統提供氧氣，同時為飛灰熔融系統提供氧氣和加壓空氣，加壓空氣攜載飛灰進入飛灰熔融爐，飛灰熔融爐的底部連通熔融渣水冷裝置，飛灰熔融爐的煙氣輸出端與煙氣冷卻器輸入端連接；微型布袋除塵器的煙氣輸出端分為兩路，一路通入飛灰預處理給料系統中對水洗后飛灰進行干燥，另外一路與煙氣冷凝器輸入端相連，煙氣冷凝器的輸出端與垃圾焚燒鍋爐煙氣處理系統的輸入端相連。