CN116136305A - 飞灰熔融方法及飞灰熔融系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种飞灰熔融方法以及系统，该飞灰熔融方法通过将飞灰和天然气混合物、氧气分别送入进料嘴内进行充分混合并燃烧后送入熔融炉内进行反应以实现废物的有效处理。其中，飞灰在熔融炉内经熔融形成熔融玻璃液和烟气，从而将飞灰中的二噁英类有毒物质分解，铅等重金属类毒性物质则可以封存在熔融玻璃液内。本公开的飞灰熔融方法，通过将需要进行废物处理的飞灰和天然气、氧气混合并进行燃烧后送至熔融炉内，使飞灰在熔融炉内进行反应以释放毒性，且熔融后的物质可以收集再利用，从而可以避免二次污染且无需浪费飞灰填埋所需的土地资源。

Description

飞灰熔融方法及飞灰熔融系统

技术领域

本公开涉及飞灰熔融技术领域，尤其涉及一种飞灰熔融方法及飞灰熔融系统。

背景技术

目前，对于危险废物的处理，主要以焚烧处理为主。然而，危险废物焚烧处理后的飞灰仍然是危险废物，需要进一步填埋，飞灰中的重金属及二噁英类有毒物质会产生二次污染且造成土地资源浪费。

因此，如何对飞灰等危险废物进行有效处理，以避免二次污染和填埋造成的土地资源的浪费是目前急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种飞灰熔融方法及飞灰熔融系统。

第一方面，本公开提供一种飞灰熔融方法，所述方法包括：

将飞灰和天然气混合物输送至所述进料嘴的第一进料通道内，将氧气输送至所述进料嘴的第二进料通道内；其中，所述进料嘴设置在所述熔融炉的进料口处，以使所述飞灰和天然气混合物、所述氧气在所述进料嘴中混合并燃烧；且通过燃烧过程中释放的热量将所述飞灰进行熔融，以形成熔融玻璃液和烟气。

根据本公开的一种实施例，所述飞灰和天然气混合物中的所述天然气和所述飞灰的气固比为100L-120L：1Kg。

根据本公开的一种实施例，所述飞灰的熔融温度的范围为1300摄氏度至1600摄氏度。

根据本公开的一种实施例，所述将飞灰和天然气混合物输送至所述进料嘴的第一进料通道内之前还包括：在所述飞灰和天然气混合物中的飞灰的氯元素含量大于15％时，对所述飞灰进行水洗；将水洗后的飞灰与天然气混合形成所述飞灰和天然气混合物。

第二方面，本公开提供一种执行上述飞灰熔融方法的飞灰熔融系统，包括熔融炉、温度检测装置、温度显示装置以及进料嘴；所述熔融炉具有进料口；所述熔融炉的内壁上设置有保温隔热层，且所述温度检测装置设于所述熔融炉内，用于检测所述熔融炉内部的温度，所述温度显示装置与所述温度检测装置通讯连接，用于显示所述温度；

所述进料嘴设于所述进料口处；所述进料嘴具有可供飞灰和天然气进入至所述熔融炉内的第一进料通道以及可供氧气进入至所述熔融炉内的第二进料通道；所述飞灰和天然气混合物、所述氧气在所述进料嘴内混合并燃烧后进入所述熔融炉内，且所述飞灰和天然气混合物中的飞灰在所述熔融炉内熔融形成熔融玻璃液和烟气；

所述熔融炉具有用于供所述熔融玻璃液排出的排放口以及用于供所述烟气排出的排气口。

根据本公开的一种实施例，所述第二进料通道位于所述第一进料通道的外围。

根据本公开的一种实施例，所述进料嘴内设置有点火部，所述点火部用于点燃进入至所述进料嘴内的所述飞灰和天然气混合物、所述氧气，以使所述飞灰和天然气混合物、所述氧气混合并燃烧后进入至所述熔融炉内。

根据本公开的一种实施例，所述飞灰熔融系统还包括用于混合所述飞灰和天然气混合物的混合室，所述混合室与所述第一进料通道连通。

根据本公开的一种实施例，所述飞灰熔融系统还包括收集装置和排放装置；

所述收集装置与所述排放口连通，所述熔融玻璃液经所述排放口进入至所述收集装置中并冷却形成玻璃体；

所述排放装置与所述排气口连通，所述烟气由所述排气口进入至所述排放装置内进行排放。

根据本公开的一种实施例，所述飞灰熔融系统还包括烟气处理装置，所述烟气处理装置与所述排气口连通，用于对由所述排气口排出的所述烟气进行净化处理。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供了一种飞灰熔融方法以及飞灰熔融系统，该飞灰熔融方法通过将飞灰和天然气混合物、氧气送入进料嘴内进行充分混合并燃烧后送入熔融炉内进行反应以实现废物的有效处理。其中，飞灰在熔融炉内经高温熔融形成熔融玻璃液和烟气，从而将飞灰中的二噁英类有毒物质分解，铅等重金属类毒性物质则可以封存在熔融玻璃液内。本公开的飞灰熔融方法，通过将需要进行废物处理的飞灰和天然气、氧气混合并进行燃烧后送至熔融炉内，使飞灰在熔融炉内进行反应以释放毒性，且反应后的物质可以收集再利用，从而可以避免二次污染且无需浪费土地资源。具体优点如下

1、利用天然气输送飞灰，无需飞灰造粒，节约了传统熔融造粒设备的投资及对应的运行成本和人员维护强度；

2、飞灰与天然气和纯氧充分混合燃烧，极大了提高了传热效率，可高达50％以上，是常规熔融技术的2.5倍以上，使得飞灰熔融效率提升，大幅提高了经济性；

3、熔融产生的熔融玻璃液可以后续进行收集利用，比如直接进入制棉设备，实现了飞灰的资源化和变废为宝，节约了飞灰需土地填埋带来的土地资源浪费和二次污染等问题，同时间接降低了运行成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述飞灰熔融方法的方法流程图；

图2为本公开实施例执行所述飞灰熔融方法的飞灰熔融系统的结构示意图。

其中，1、熔融炉；11、进料口；12、排放口；13、排气口；14、保温隔热层；2、收集装置；3、排放装置；4、进料嘴；41、第一进料口；42、第二进料口；5、混合室；6、洗涤装置；7、水泵；8、负压风机；91、温度检测装置；92、温度显示装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1所示，本实施例提供一种飞灰熔融方法，以实现危险废物的有效处理。

该飞灰熔融的方法具体包括如下步骤：

S101：将飞灰和天然气混合物输送至进料嘴的第一进料通道内，将氧气输送至进料嘴的第二进料通道内；其中，进料嘴设置在熔融炉的进料口处，以使飞灰和天然气混合物、氧气在进料嘴中混合并燃烧；

S102：通过燃烧过程中释放的热量将飞灰进行熔融，以形成熔融玻璃液和烟气。

具体实现时，将需要处理的废物，比如飞灰和天然气混合物与氧气混合燃烧后送入至预设反应温度的熔融炉内进行反应。飞灰在熔融炉内经天然气燃烧形成的高温下熔融形成熔融玻璃液和烟气，从而释放一部分毒性，另一部分毒性物质则可以封存在熔融玻璃液内。

也就是说，本实施例的飞灰熔融的方法，通过将需要进行废物处理的飞灰和天然气混合物与氧气混合后进行燃烧后再送至熔融炉内，使飞灰在熔融炉内进行分解释放毒性，从而可以避免二次污染且无需浪费土地资源。

然后，将熔融玻璃液排至收集装置内，以将熔融玻璃液进行回收利用，可以实现利用资源的循环利用。将烟气排至排放装置内进行排放。

具体实现时，飞灰和天然气混合物中的天然气和飞灰的气固比为100-120(L)：1(Kg)，以此既能保证天然气输送飞灰的顺畅，也可以保证飞灰在熔融炉内熔融的燃料需求。

具体实现时，为了保障飞灰和天然气在熔融炉内的充分反应，以彻底释放毒性物质，比如二噁英。飞灰的熔融需要达到一定温度值，示例性的，本实施例中的熔融温度可以处于1300摄氏度至1600摄氏度之间。

具体实现时，在将飞灰和天然气混合物、氧气分别送入进料嘴内混合后进行燃烧形成燃烧混合物之前还包括：对飞灰和天然气混合物中的飞灰进行水洗处理。根据飞灰中的氯元素含量判断是否进行水洗，若氯含量大于15％，则对飞灰进行水洗，并将水洗后的飞灰与天然气混合形成飞灰和天然气混合物。通过对飞灰进行水洗处理，可以减少飞灰中的含氯量，保证进入熔融炉内的总体氯含量满足熔融炉气化反应时对含氯量的需求(具体的熔融炉气化反应时的含氯量需要为千分之三)。

示例性的，对飞灰进行水洗可以通过三级逆流漂洗等方式进行洗涤。

实施例二

参照图2所示，本实施例提供一种飞灰熔融系统，可以用于执行上述实施例一的飞灰熔融方法，以处理危险废物。其中，危险废物比如可以是飞灰等，飞灰中含有有毒物质，比如二噁英等。通过该飞灰熔融系统可以有效地对飞灰中的有毒物质进行分解，以达到废物的高效处理。

参照图1所示，本实施例提供的飞灰熔融系统，包括熔融炉1、温度检测装置91、温度显示装置92以及进料嘴4。熔融炉1具有进料口11，进料嘴4设置在该进料口11处。

其中，熔融炉1的内壁上设置有保温隔热层14，用于降低熔融炉1内向外散热或者传热的效率，以确保熔融炉1内的温度处于预设温度范围内，从而确保熔融炉1内进行充分反应，防止反应不充分。预设温度范围为1300摄氏度-1600摄氏度。示例性的，保温隔热层14可以为碳纤维制成的隔热层。

另外，温度检测装置91设于熔融炉1内，用于检测熔融炉1内部的温度，温度显示装置92与温度检测装置91通讯连接，用于显示温度，从而方便操作人员及时获知熔融炉1内的实际温度，从而在实际温度高于或者低于预设温度范围时及时对熔融炉1内的温度进行调节，使得熔融炉1内的温度始终处于预设温度范围内。

其中，进料嘴4至少具有可供飞灰和天然气进入至熔融炉1内的第一进料通道41以及可供氧气进入熔融炉1内的第二进料通道42。飞灰和天然气混合物、氧气在进料嘴4内混合并燃烧后进入熔融炉1内，且飞灰和天然气混合物中的飞灰在熔融炉1内经天然气燃烧产生的高温环境下熔融形成熔融玻璃液和烟气。

具体实现时，熔融玻璃液可以经熔融炉1上的排放口12排出，烟气可以经熔融炉1上的排气口13排出。

也就是说，在进行危险废物处理时，飞灰可以与天然气混合形成飞灰和天然气混合物。熔融炉1内进行气化反应时，熔融炉1内的温度较高(比如在1300摄氏度-1600摄氏度之间)。此时，飞灰在熔融炉1内的高温环境下进行分解并形成熔融玻璃液和烟气，以将飞灰中的二噁英等有毒物质在高温环境下彻底分解，熔融玻璃液则可以封存其他有毒物质，比如重金属等。

具体实现时，混合室5与第一进料通道41连通。飞灰和天然气可以在混合室5内预先混合形成飞灰和天然气混合物，飞灰和天然气混合物再进入至进料嘴4内与进料嘴4内的氧气充分混合。此外，天然气可以用于作为飞灰的输送介质和熔融炉1内的熔融燃料。

在本实施例的具体实现方式中，飞灰熔融系统可以设置收集装置2和排放装置3。

其中，熔融炉1的排放口12与收集装置2连通，熔融玻璃液可以经排放口12排至收集装置内2并冷却形成玻璃体以进行收集利用。示例性的，收集装置2可以为矿棉机，矿棉机是一种进行资源化产品(岩棉)的设备，可以将危险废物转化为具有一定利用价值的产品，实现资源的回收利用。

其中，熔融炉1的排气口13与排放装置3连通，烟气经排气口13排至排放装置3内进行排放，排放装置可以为烟囱等烟气排放设备。

综上，本实施例提供的飞灰熔融系统，通过将飞灰和天然气混合物、氧气送入进料嘴4内进行充分混合并燃烧后送入熔融炉1内进行反应以实现废物的有效处理。其中，飞灰在熔融炉1内经高温熔融形成熔融玻璃液和烟气，从而释放一部分毒性，另一部分毒性物质则可以封存在熔融玻璃液内。因此，本实施例的飞灰熔融系统，通过将需要进行废物处理的飞灰和天然气、氧气混合并进行燃烧后送至熔融炉1内，使其在熔融炉1内进行反应以释放毒性，且分解后的物质可以收集再利用，从而可以避免二次污染且无需浪费土地资源。

具体实现时，将第二进料通道42设置为位于第一进料通道41外围。

也就是说，第二进料通道42套设在第一进料通道41的外周。第二进料通道42设置在第一进料通道41的外周时，第二进料通道42通入的氧气可以充分包裹经第一进料通道41通入的飞灰和天然气混合物，以使得飞灰和天然气混合物、氧气在进料嘴4内混合更为充分，进而使得混合后燃烧更为充分。

其中，第一进料通道41以及第二进料通道42均包括远离熔融炉1的第一端以及靠近熔融炉1的第二端。第一端位于熔融炉1的外部，第二端位于熔融炉1的内部。第一进料通道41的第二端、第二进料通道42的第二端连通。

具体实现时，飞灰和天然气由第一进料通道41的第一端进入至第一进料通道41内，氧气由第二进料通道42的第一端进入至第二进料通道42内。然后分别进入至进料嘴4内的飞灰和天然气混合物、氧气在第二端处充分混合并燃烧后随即进入熔融炉1内进行相应的分解反应。

具体实现时，进料嘴4内设置有点火部，点火部比如为点火针，点火针用于进行点火，以点燃进入至进料嘴4内的飞灰和天然气混合物、氧气以形成燃烧物。

燃烧物再进入熔融炉1内进行气化反应，并释放热量，使得熔融炉1内的温度较高，此时飞灰在熔融炉1内的高温环境下进行分解并形成熔融玻璃液和烟气，使得飞灰中的二噁英等有毒物质可以在高温环境下进行彻底分解，熔融液体则可以封存其他有毒物质，比如重金属等，被排送至收集装置2内进行回收利用。烟气则排送至排放装置3内并进行排放。

参照图1所示，具体实现时，飞灰熔融系统还包括烟气处理装置，烟气处理装置与排气口13连通，用于对由排气口13排出的烟气进行净化处理。

其中，烟气处理装置包括设置在排放装置3与排气口13之间的洗涤装置6，洗涤装置6的进口与排气口13连通，洗涤装置6的出口与排放装置3连通，且洗涤装置6还具有进水口。

具体操作时，熔融炉1内经排气口13排出的烟气首先经进口排至洗涤装置6中，进水口用于向洗涤装置6中喷水以对烟气进行清洗，清洗完成后的干净的烟气再经出口进入至排放装置3内进行回收利用。

其中，洗涤装置6可以为水洗塔。洗涤装置6可以通过进水口与水泵7连接。通过水泵7将水喷入洗涤装置6内，以对烟气进行洗涤。

另外，还可以在洗涤装置6和排放装置3之间设置负压风机8，通过负压风机8保持飞灰熔融系统运行在负压状态，确保该系统不会有气体泄漏。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种飞灰熔融方法，其特征在于，所述方法包括：

将飞灰和天然气混合物输送至进料嘴的第一进料通道内，将氧气输送至进料嘴的第二进料通道内；其中，所述进料嘴设置在熔融炉的进料口处，以使所述飞灰和天然气混合物、所述氧气在所述进料嘴中混合并燃烧；

通过燃烧过程中释放的热量将所述飞灰进行熔融，以形成熔融玻璃液和烟气。

2.根据权利要求1所述的飞灰熔融方法，其特征在于，所述飞灰和天然气混合物中的所述天然气和所述飞灰的气固比为100L-120L：1Kg。

3.根据权利要求1所述的飞灰熔融方法，其特征在于，所述飞灰的熔融温度的范围为1300摄氏度至1600摄氏度。

4.根据权利要求1所述的飞灰熔融方法，其特征在于，所述将飞灰和天然气混合物输送至所述进料嘴的第一进料通道内之前还包括：

在所述飞灰和天然气混合物中的飞灰的氯元素含量大于15％时，对所述飞灰进行水洗；

将水洗后的飞灰与天然气混合形成所述飞灰和天然气混合物。

5.一种用于执行权利要求1至4任一项所述的飞灰熔融方法的飞灰熔融系统，其特征在于，包括熔融炉(1)、温度检测装置(91)、温度显示装置(92)以及进料嘴(4)；所述熔融炉(1)具有进料口(11)；所述熔融炉(1)的内壁上设置有保温隔热层(14)，且所述温度检测装置(91)设于所述熔融炉(1)内，用于检测所述熔融炉(1)内部的温度，所述温度显示装置(92)与所述温度检测装置(91)通讯连接，用于显示所述温度；

所述进料嘴(4)设于所述进料口(11)处；所述进料嘴(4)具有可供飞灰和天然气进入至所述熔融炉(1)内的第一进料通道(41)以及可供氧气进入至所述熔融炉(1)内的第二进料通道(42)；所述飞灰和天然气混合物、所述氧气在所述进料嘴(4)内混合并燃烧后进入所述熔融炉(1)内，且所述飞灰和天然气混合物中的飞灰在所述熔融炉(1)内熔融形成熔融玻璃液和烟气；

所述熔融炉(1)具有用于供所述熔融玻璃液排出的排放口(12)以及用于供所述烟气排出的排气口(13)。

6.根据权利要求5所述的飞灰熔融系统，其特征在于，所述第二进料通道(42)位于所述第一进料通道(41)的外围。

7.根据权利要求5所述的飞灰熔融系统，其特征在于，所述进料嘴(4)内设置有点火部，所述点火部用于点燃进入至所述进料嘴(4)内的所述飞灰和天然气混合物、所述氧气，以使所述飞灰和天然气混合物、所述氧气混合并燃烧后进入至所述熔融炉(1)内。

8.根据权利要求5所述的飞灰熔融系统，其特征在于，所述飞灰熔融系统还包括用于混合所述飞灰和天然气混合物的混合室(5)，所述混合室(5)与所述第一进料通道(41)连通。

9.根据权利要求5所述的飞灰熔融系统，其特征在于，所述飞灰熔融系统还包括收集装置(2)和排放装置(3)；

所述收集装置(2)与所述排放口(12)连通，所述熔融玻璃液经所述排放口(12)进入至所述收集装置(2)中并冷却形成玻璃体；

所述排放装置(3)与所述排气口(13)连通，所述烟气由所述排气口(13)进入至所述排放装置(3)内进行排放。

10.根据权利要求5至9任一项所述的飞灰熔融系统，其特征在于，所述飞灰熔融系统还包括烟气处理装置，所述烟气处理装置与所述排气口(13)连通，用于对由所述排气口(13)排出的所述烟气进行净化处理。

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