一种飞灰等离子熔融系统的制作方法

2021-03-03 10:03:53|

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[0001]
本实用新型涉及垃圾处理领域，具体而言涉及一种飞灰等离子熔融系统。

背景技术：

[0002]
生活垃圾以及危险废弃物焚烧产生的飞灰和底渣均属于危险废弃物范畴，而目前针对于此类危险废弃物的处理方式主要为安全填埋，成本较高。等离子熔融通过等离子体产生的高温(中心区域可达 7000℃以上)，将飞灰中的有机物气化，无机物熔融，冷却后形成玻璃体，是飞灰无害化处理的一种方式。
[0003]
传统飞灰等离子熔融炉一般采用氮气等惰性气氛，由于飞灰中含有大量的活性炭，惰性气氛下活性炭较难反应。而且等离子炉没有充分利用活性炭的热值，因此需要输入较多的电能，使得生产成本较高。
[0004]
为此，有必要提出一种新的飞灰等离子熔融系统，用以解决现有技术中的问题。

技术实现要素：

[0005]
在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]
本实用新型提供了一种飞灰等离子熔融系统，包括：
[0007]
等离子系统，所述等离子系统包括等离子炉，所述等离子炉对飞灰进行等离子处理以得到玻璃体。
[0008]
所述等离子炉上设置有空气供给装置用以在所述等离子处理过程中向所述等离子炉提供空气。
[0009]
示例性地，所述等离子系统包括控制器，用以控制所述空气供给装置向所述等离子炉提供空气的量，所述等离子炉对飞灰进行等离子处理以得到玻璃体的同时生成可燃气体。
[0010]
示例性地，所述等离子系统包括二燃室，所述二燃室对所述可燃气体进一步燃烧。
[0011]
示例性地，所述飞灰等离子熔融系统还包括预处理系统，所述预处理系统将所述飞灰与添加剂先进行配伍混合再进行造粒以得到等离子处理原料，所述等离子系统对所述等离子处理原料进行等离子处理以得到所述玻璃体。
[0012]
示例性地，所述飞灰等离子熔融系统还包括渗滤液处理系统，用以处理生活垃圾在进行焚烧前产生的渗滤液，以得到可利用的盐。
[0013]
示例性地，还包括烟气净化系统，用以对所述二燃室排放的高温烟气进行净化处理以得到可排放的烟气。
[0014]
示例性地，所述烟气处理系统包括急冷塔、除尘器和湿法脱酸装置，其中所述急冷塔和所述除尘器产生的二次飞灰与所述湿法脱酸装置的废水混合后输入所述渗滤液处理
系统进行进一步处理。
[0015]
示例性地，所述急冷塔上连接有脱硝装置，以对所述急冷塔中的所述高温烟气进行脱硝处理。
[0016]
示例性地，所述脱硝装置包括pncr脱硝装置。
[0017]
示例性地，所述湿法脱酸装置包括两级湿法脱酸装置。
[0018]
根据本实用新型的飞灰等离子熔融系统，在等离子炉上设置空气入口，在等离子炉对飞灰进行等离子处理的过程中通入空气，使飞灰中的活性炭在等离子炉内部分氧化，释放出大量热量，有效减少等离子炉所需要输入的电能。
附图说明
[0019]
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
[0020]
附图中：
[0021]
图1为根据本实用新型的一个实施例的一种飞灰等离子熔融系统的结构框图。
具体实施方式
[0022]
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0023]
为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本实用新型飞灰等离子熔融系统。显然，本实用新型的施行并不限于垃圾处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
[0024]
应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和 /或它们的组合。
[0025]
现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
[0026]
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种飞灰等离子熔融系统，包括：
[0027]
等离子系统，所述等离子系统包括等离子炉，所述等离子炉对飞灰进行等离子处理以得到玻璃体。
[0028]
所述等离子炉上设置有空气供给装置用以在所述等离子处理过程中向所述等离子炉提供空气。
[0029]
下面参考图1对本实用新型的飞灰等离子熔融系统进行示意性说明，其中图1为根据本实用新型的一个实施例的一种飞灰等离子熔融系统的结构框图。
[0030]
生活垃圾运输到垃圾焚烧厂后在堆放过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和地下水的渗流作用下，产生了一种高浓度的有机和无机成份的液体，称之为渗滤液。堆放的垃圾进行焚烧处理，渗滤液进行渗滤液处理。其中，垃圾焚烧过程中产生飞灰，飞灰产生量约占入炉垃圾总量的3～5％。为了处理飞灰，采用等离子熔融工艺，利用等离子体所产生的高温(中心区域可达7000℃以上)，将飞灰中的有机物气化，无机物熔融，冷却后形成玻璃体。
[0031]
参看图1，根据本实用新型的一个示例，飞灰等离子熔融系统包括生活垃圾供给装置1、焚烧炉2、渗滤液处理系统3、预处理系统4、等离子系统5和烟气处理系统6。
[0032]
生活垃圾供给装置1供给垃圾至焚烧炉2进行焚烧，供给渗滤液至渗滤液处理系统3进行渗滤液处理。
[0033]
传统等离子炉采用氮气的惰性气氛飞灰中含有大量的活性炭，惰性气氛下活性炭较难反应。而且该等离子炉没有充分利用活性炭的热值，因此需要输入较多的电能。
[0034]
根据本实用新型，等离子系统5包括等离子炉51，所述等离子炉 51对飞灰进行等离子处理以得到玻璃体，在等离子炉51上设置空气供给装置用以在所述等离子处理过程中向所述等离子炉提供空气。通过在等离子炉对飞灰进行等离子处理的过程中通入空气，使飞灰中的活性炭在等离子炉内部分氧化，释放出大量热量，有效减少等离子炉所需要输入的电能。
[0035]
示例性地，所述等离子系统还包括控制器，用以控制所述空气供给装置向所述等离子炉提供空气的量，所述等离子炉对飞灰进行等离子处理以得到玻璃体的同时生成可燃气体。
[0036]
由于传统飞灰等离子炉采用氮气的惰性气氛，二燃室在对等离子炉出口的烟气进行进一步燃烧的过程中需要消耗额外的可燃气体进行补燃。
[0037]
在根据本实用新型的飞灰等离子熔融系统中，通过控制器控制空气供给装置向所述等离子炉提供空气的量，使等离子炉对飞灰进行等离子处理以得到玻璃体的同时生成可燃气体，从而使等离子炉出口烟气中含有部分co和h2，该部分可燃气体在二燃室中完全燃烧，利用其燃烧放出的热量，使二燃室中烟气温度可达1100℃并且烟气在二燃室中保证停留时间大于2s，基本不需要补燃，进一步降低能耗。
[0038]
继续参看图1，对根据本实用新型的飞灰等离子熔融系统进行示例性介绍。
[0039]
传统的生活垃圾焚烧工艺中，渗滤液直接回喷炉膛，或者渗滤液处理后的浓水用于制备石灰浆，最终导致飞灰中的氯元素含量偏高 (一般超过20％)，尤其是从渗滤液中带入的nacl和kcl含量较高。在等离子熔融过程中，过多的nacl和kcl导致烟气中的盐浓度过高，烟气净化系统难以处理，而且产生大量的二次飞灰。
[0040]
根据本实用新型的飞灰等离子熔融系统，其中设置的渗滤液处理系统3处理所述生活垃圾在进行焚烧前产生的渗滤液，以得到可利用的盐，实现资源的合理利用，减少烟气净化处理的难度。
[0041]
具体的，渗滤液处理系统3采用浸没燃烧蒸发技术，将渗滤液浓水直接蒸发成低含水率的盐泥，然后通过无氧碳化技术进一步处理得到nacl和kcl混盐。该混盐可用于融雪
剂，或进一步分离提纯，制备工业盐。将渗滤液处理成可利用的盐而避免回喷炉膛，有效减少了飞灰中氯元素的含量，避免后续烟气净化难以处理的问题，同时，将渗滤液处理为可利用的盐时资源得到充分利用，节省生产成本。
[0042]
由于渗滤液处理为可利用的盐而非应用于焚烧炉，使得飞灰中的nacl、kcl含量以及重金属减少，最终产生的玻璃体满足gb5085.3 重金属浸出安全性要求。
[0043]
示例性地，根据本实用新型的飞灰等离子熔融系统包括预处理系统4。所述预处理系统将飞灰与添加剂先进行配伍混合再进行造粒以得到等离子处理原料，所述等离子系统对所述等离子处理原料进行等离子处理以得到所述玻璃体。
[0044]
传统等离子熔融系统，飞灰先进行造粒，再与添加剂混合后，进入到等离子炉中。由于飞灰和添加剂物理性质的不同，容易在等离子炉内混合不均匀，在等离子熔融过程中，导致玻璃体形成不均匀。
[0045]
根据本实用新型，预处理系统4将飞灰与添加剂先配伍混合后，在进行造粒。在等离子熔融过程中，能够保证飞灰和添加剂混合的较好，形成比较稳定均匀的玻璃体，造粒后的颗粒较大，大大减少二次飞灰的产生。如图1所示，预处理系统4包括依次连接的配料装置41、造粒装置42和缓冲仓43。其中，配料装置41将飞灰与添加剂按照一定比例进行配料，完成配料后输入造粒装置42，在造粒装置42中，添加剂与飞灰进行充分混合。
[0046]
在根据本实用新型的一个示例中，预处理系统还包括斗提机和缓冲仓，通过斗提机将造粒装置42中混合好的飞灰和添加剂提升到缓冲仓43缓存，以待输入等离子炉。
[0047]
在根据本实用新型的一个示例中，飞灰等离子熔融系统还包括玻璃体收集系统，用以收集由等离子炉排出的玻璃体。玻璃体收集系统将等离子炉出渣进行收集，冷却后贮存，完成玻璃体的收集工作。
[0048]
继续参看图1，对根据本实用新型的飞灰等离子熔融系统还包括烟气处理系统6，用以对由等离子系统5中的二燃室52排放的高温烟气进行处理，以获得可排放的烟气。
[0049]
参看图1，烟气处理系统6包括急冷塔61、除尘器62以及湿法脱酸装置63。二燃室52产生的高温烟气在急冷塔61中进行降温处理，后进入除尘器62中进行除尘，最后进入湿法脱酸装置63中进行脱酸处理。其中急冷塔61和除尘器62中产生二次飞灰，湿法脱酸装置63中产生废水，采用二次飞灰收集装置64收集二次飞灰和脱酸装置中的废水，将二次飞灰与废水混合形成溶液输入渗滤液处理系统3进行进一步处理，得到可利用的盐以使资源得到充分利用。
[0050]
示例性地，所述湿法脱酸装置63包括两级湿法脱酸装置，以naoh 溶液为脱酸剂，配以循环水循环通过脱酸装置进行湿法脱酸；脱酸后的废水与二次飞灰混合后进入渗滤液处理系统，实现资源的回收利用。
[0051]
根据本繁忙的一个示例，二次飞灰收集装置64包括螺旋输送机和吨袋打包装置，螺旋输送机将由急冷塔和布袋除尘器排出的二次飞回进行输送，吨袋打包机对由螺旋输送机输出的飞灰进行打包，打包后的二次飞灰与脱酸后的废水一起回收到渗滤液处理系统进行回收处理。
[0052]
示例性地，如图1所示，所述急冷塔61上连接有脱硝装置65，所述高温烟气在所述急冷塔中还进行脱硝处理。
[0053]
示例性地，所述脱硝装置包括pncr脱硝装置。
[0054]
根据本实用新型的一个示例，急冷塔61分为两段降温。高温烟气从二燃室52出口排出后进入急冷塔上部，使其温度从1100℃降到 850℃后，脱硝装置65通入pncr药剂进行脱硝；脱硝完成后，烟气温度从850℃降到200℃。在急冷塔61中喷入水和空气进行降温，将烟气量增大，使后面烟气净化系统方便设计。烟气净化部分，采用活性炭喷射、除尘器62、包括1级湿法脱酸和2级湿法脱酸的两级湿法脱酸装置63进行脱酸处理，使最终从烟囱66排放。
[0055]
根据本实用新型的一个示例，经过脱酸装置63脱酸后的烟气通过引风机引入烟冲66排出，其中，在烟囱中设置检测装置，以检测排放的烟气中的hcl、so2、no
x
和颗粒物等的含量，通过hcl、so2、no
x
和颗粒物等的含量对渗滤液处理系统、焚烧炉、等离子系统和烟气净化系统等进行调节，使最终从烟囱66排放的烟气指标满足欧盟2010 标准。
[0056]
传统等离子熔融系统，二燃室出口烟气量非常小，但是污染物浓度(hcl、so2、no
x
和颗粒物等)非常高，烟气净化系统很难设计，且污染物较难达标。采用本实用新型的烟气净化系统使由二燃室排放的高温烟气得到有效处理，其中的资源得到循环利用，有效提高了资源利用效率。经循环处理后，二次飞灰中的盐类将100％转化为可以用的盐(如融雪剂)，实现二次飞灰的全部资源化利用，从而不再产生二次飞灰，无需填埋，且废水实现零排放。
[0057]
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

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