一种飞灰高温熔融炉及飞灰高温熔融处置飞灰的方法与流程

本技术涉及固体废弃物资源化利用的领域，尤其是涉及一种飞灰高温熔融炉及飞灰高温熔融处置飞灰的方法。

背景技术：

1、目前飞灰的主要处理方式有：固化后填埋、水泥窑协同处置，以及高温熔融稳定化处置技术。其中，高温熔融稳定化处置技术包括等离子体高温熔融、电阻加热高温熔融，以及化石燃料高温熔融等，等离子高温熔融和电阻加热高温熔融的热源处于几个点或者形成一个环状进行加热，由于热量通过飞灰传导的速度很慢，首先，发热体的温度要远高于熔池温度，有了温度差才能加快热传导速度，对于相对绝缘的飞灰来说高效热传导的距离只有20厘米左右；其次，物料在熔池中需要足够的停留时间。但存在两个问题，一是超高温的发热体在热传导过程中容易局部温度过高，严重损坏耐火材料；二是在熔池中停留时间长熔池大会带来异常工况下难以控制，维修成本高的问题。

2、化石燃料（碳精和/或焦炭）高温熔融的热源和物料混搭进入炉膛后形成的是立体的多点的发热源，导热速度远远高于等离子和电阻法，可以采用较小的熔池快速升温到1400~1500℃。同时这种燃烧方式发热体在物料中间，不会产生靠近炉膛的局部超高温，对于耐火材料的使用环境改善了很多。化石燃料（碳精和/或焦炭）高温熔融明显具备优势，但需要大量空气中的氧气参与燃烧反应，从而形成了大量的尾气。这部分尾气本身的升温要消耗掉大约20%的热量，尾气排放过程中又带走了大约5%的二次飞灰。

技术实现思路

1、为了改善上述高温熔融过程效率低、熔融温度要求高、维持时间长，导致能耗高的问题，本技术提供一种飞灰高温熔融炉及飞灰高温熔融处置飞灰的方法。

2、本技术提供的一种飞灰高温熔融炉及飞灰高温熔融处置飞灰的方法，采用如下的技术方案：

3、一种飞灰高温熔融炉及飞灰高温熔融处置飞灰的方法，包括炉缸、设置在所述炉缸上的炉体，以及设置在所述炉体上方且与所述炉体内部连通的烟气物料处理装置；所述炉缸上设置有放渣口和放金属口，所述炉体周围设置有铜水套，所述炉体上设置有富氧鼓风口和燃料喷枪口，所述烟气物料处理装置上设置有烟气排放口和物料进料口；其中，所述富氧鼓风口与所述燃料喷枪口均设置有多个。

4、通过采用上述技术方案，放渣口用于排放熔融后的玻璃体的熔体，熔融炉本体下部侧面设置有若干个富氧鼓风口，富氧鼓风口用于鼓入富氧空气，提高燃烧效率，炉体上部设置有燃料喷枪口，燃料喷枪口用于碳精和/或焦炭投加，碳精和/或焦炭在高温区投加，减少co的生成，放金属口用于排放熔融后产生的fe、cu、zn、ni等金属的混合物，利用燃料喷枪口进行加热，使高温熔融过程效率变高、熔融温度要求降低、减少维持时间，降低能耗；通过滑道进料，达到用紧凑的结构实现物料预热以及烟气热能回收，另外，在烟气行进过程中物料会阻挡或吸附烟气中部分的颗粒物；滑道的设计极大的缩小了设备占地空间，去除了物料传输部分，减少设备投资及运行成本。

5、优选的，所述炉体内部包括进风区、熔融区，以及二次燃烧区，所述进风区位于炉体底部，所述熔融区位于所述炉体中部，所述二次燃烧区位于所述炉体上部，进入所述二次燃烧区的烟气温度控制在600°，所述烟气在所述二次燃烧区停留至少2秒，所述烟气经过所述二次燃烧区后温度升高。

6、通过采用上述技术方案，二次燃烧区用于优化烟气工艺参数，进入二次燃烧区的烟气温度控制在600°，通过测试co浓度，保持二次燃烧区内的温度为840±10℃，停留2 秒后即可完全消除co，可对烟气中的co进行快速处理。

7、优选的，所述滑道与所述炉体之间的夹角为30-60°，滑道顶部设置有用于烟气流通的通道，所述滑道内设置有笼状结构用于物料下滑进入所述炉体内，所述的滑道两边的侧壁为多孔板，所述的滑道顶部为网板；

8、所述物料进料口设置在所述物料预热区顶部，所述烟气排放口设置在所述物料预热区中上部，还包括沉降室，所述烟气排放口上部与沉降室连通，烟尘沉降后重新落入滑道中的物料上。

9、通过采用上述技术方案，烟气通道内设置有烟气挡板，用于控制烟气的流向，保证烟气与物料的接触方向，烟气流动方向为：通过网板与物料接触、经过侧边的多孔板流出，将热量和烟尘传递给物料，同时减少了扬尘的产生，物料通过滑道后进行燃烧，烟气上进侧出，然后收集后进入烟气通道；烟气通过和进料换热后温度降低到200℃外排。

10、优选的，所述滑道的下端为抛光不锈钢，上端为鼠笼格栅，鼠笼格栅为沟渠状，且鼠笼格栅的底部为弧形，位于鼠笼格栅底部竖直向上方30cm处竖立面有通气格栅；还设置有密封板将烟气和物料分离，烟道从物料两侧上行最终达到出口处，烟气排放时要放宽减少风速，通过小面小长方体，过渡到大长方体的烟道，上升2米后收缩烟道。

11、通过采用上述技术方案，密封板将烟气通道和物料分离，这样迫使烟气上方进入物料，从缝隙里穿过向两侧溢出后被收集起来，沿着收集烟道从物料两侧上行最终达到出口处。

12、优选的，所述物料预热区包括物料预热通道，所述二次燃烧区800°c的热气在物料预热通道内从上向下和物料充分换热，烟气旋风分离后与物料预热通道，落下的固体飞灰颗粒再次被燃烧。

13、通过采用上述技术方案，气在预热通道内从上向下和物料充分的换热避免飞灰扬起，物料进料口用物料本身密封不让气体泄漏，烟气在旋风分离下直接连到物料预热通道，让落下来的固体飞灰颗粒再次被投入燃烧。

14、一种飞灰高温熔融处置飞灰的方法，包括步骤：水洗脱氯处理后的飞灰；

15、飞灰与危废焚烧炉渣及固废高硅玻璃粉配伍，形成第一中间产物a；

16、将第一中间产物a压制成规则或不规则的立体块状的第二中间产物b；

17、调整第二中间产物b含水量＜15wt.%，形成第三产物c；

18、将第三产物c送入预热装置进行脱水；

19、将富氧空气或/和氢氧混合气体和尾气换热进行预热后配送至熔融炉；

20、将氢氧混合气体预热后配送至熔融炉；

21、将预热后的第三产物c利用物料通道送入至熔融炉的物料升温层，利用碳精和/或焦炭加热；

22、第三产物c生成玻璃熔融体和金属混合物进入熔池，熔融炉中熔融过程中产生的气体形成烟气经烟气处置系统处置；

23、将烟气经过二次燃烧区，使co完全变为二氧化碳；

24、对经过物料预热段降温后的烟气进行旋风分离、无机膜过滤处理，将颗粒物含量降低至≤10mg/l；

25、对余热回收利用后的烟气经脱硫处理、脱硝处理，达标排放。

26、优选的，所述将富氧空气或/和氢氧混合气体和尾气换热进行预热后配送至熔融炉中，所述富氧空气为含氧量50vol%到80vol%的空气，减少夹带走的二次飞灰和热量，并通过气体流速来把热量传导到不同高度的飞灰。

27、通过采用上述技术方案，含氧量大于50%氧含量的目的是减少总的空气流量，进一步减少尾气流速，减少夹带走的二次飞灰和热量；低于80%的目的是需要一定的气体流速来把热量传导到不同高度的飞灰。

28、优选的，所述将预热后的第三产物c利用物料通道送入至熔融炉的物料升温层，利用碳精和/或焦炭加热中，所述第三产物c利用碳精和/或焦炭加热至1250℃-1350℃，进行高温熔融30min-60min。

29、通过采用上述技术方案，第三产物c生成玻璃熔融体和金属混合物进入熔池，由于密度不同金属熔融混合物在熔池下层，玻璃熔融体在熔池上层。

30、优选的，所述将烟气经过二次燃烧区，使co完全变为二氧化碳，包括步骤：

31、控制熔融层烟气出口温度500℃-650℃；

32、熔融炉排出的烟气进入二燃室中用电热将温度调整至800℃-850℃；

33、800℃~850℃的烟气进入预热装置预热第三产物c并将烟气温度降至300℃~500℃。

34、通过采用上述技术方案，将烟气中热量回收再利用传递给进料直接进行预热的同时，也把烟气中夹带的二次飞灰吸附拦截在预热物料的表面，减少外排的烟气中颗粒物的含量，降低尾气处置难度及成本。

35、优选的，所述对经过物料预热段降温后的烟气进行旋风分离、无机膜过滤处理，将颗粒物含量降低至≤10mg/l中，所述无机膜为碳化硅膜，处理后的烟气对空气和/或氢氧混合气体进行预热处理，烟气的温度进一步降低到200°c以下。

36、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

37、1.放渣口用于排放熔融后的玻璃体的熔体，熔融炉本体下部侧面设置有若干个富氧鼓风口，富氧鼓风口用于鼓入富氧空气，提高燃烧效率，炉体上部设置有燃料喷枪口，燃料喷枪口用于碳精和/或焦炭投加，碳精和/或焦炭在高温区投加，减少co的生成，放金属口用于排放熔融后产生的fe、cu、zn、ni等金属的混合物，利用燃料喷枪口进行加热，使高温熔融过程效率变高、熔融温度要求降低、减少维持时间，降低能耗；通过滑道进料，达到用紧凑的结构实现物料预热以及烟气热能回收，另外，在烟气行进过程中物料会阻挡或吸附烟气中部分的颗粒物；滑道的设计极大的缩小了设备占地空间，去除了物料传输部分，减少设备投资及运行成本。。

38、2.滑道进料用紧凑的结构更好的实现物料预热，烟气热能回收，另外，在烟气行进过程中物料会阻挡或吸附烟气中部分的颗粒物，极大的缩小了设备占地空间，去除了物料传输部分，减少设备投资及运行成本。

39、3.烟气通道内设置有烟气挡板，用于控制烟气的流向，保证烟气与物料的接触方向，烟气流动方向为：通过网板与物料接触、经过侧边的多孔板流出，将热量和烟尘传递给物料，同时减少了扬尘的产生，物料通过滑道后进行燃烧，烟气上进侧出，然后收集后进入烟气通道；烟气通过和进料换热后温度降低到200℃外排。