用于处理飞灰的熔融装置的制作方法

本发明涉及飞灰减量化和无害化领域，具体而言，涉及一种用于处理飞灰的熔融装置。

背景技术：

由于二噁英和重金属的含量超过国家标准，垃圾焚烧飞灰、工业冶炼飞灰以及医疗废物焚烧产生的飞灰被列为危险废弃物，必须经过无害化才能排放。

目前对于飞灰的高温处理主要采用等离子体技术和燃料式燃烧技术，对应的装置是等离子体炉和燃料炉。然而，利用等离子体炉的缺点是工艺复杂且成本高，燃料炉的缺点是处理飞灰效率较低且处理量有限。

由此可知，现有技术中对于飞灰的高温处理，存在处理工艺复杂、成本高、效率低的问题。基于上述原因，有必要提供一种处理工艺简单、成本低且处理效率高的处理飞灰的工艺。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于处理飞灰的熔融装置，以解决现有技术中飞灰处理工艺复杂、成本高、效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理飞灰的熔融装置，其包括：炉体，炉体上设置有飞灰进口和成分调节剂进口；以及电极，用以向炉体提供热源。

进一步地，熔融装置上还设置有金属排放口，金属排放口设置在炉体的靠近底部的一侧。

进一步地，熔融装置还包括第一冷却装置，第一冷却装置用以冷却金属排放口排出的高温熔融金属。

进一步地，炉体包括盖体，盖体上设置有电极通孔，电极通过电极通孔向炉体的内部延伸。

进一步地，熔融装置还包括伸缩控制装置，伸缩控制装置与电极连接，用以对电极进行伸缩控制。

进一步地，熔融装置还包括：电源，电源与电极通过短网连接。

进一步地，熔融装置还包括：电极为一个或多个。

进一步地，电极为石墨电极、钢电极或自焙电极。

进一步地，熔融装置还包括第二冷却装置，第二冷却装置设置在盖体的外侧，第二冷却装置与电极的位于炉体外部的部分连接。

进一步地，熔融装置还包括烟气管道，烟气管道与炉体相连，烟气管道的内表面设置有第一耐高温耐腐蚀材料层。

进一步地，炉体的内表面设置有第二耐高温耐腐蚀层。

进一步地，熔融装置上还设置有排渣口，排渣口设置在炉体的与金属排放口相对的一侧。

进一步地，熔融装置还包括第三冷却装置，第三冷却装置用以冷却排渣口排出的高温炉渣。

进一步地，熔融装置还包括加料装置，加料装置与飞灰进口和成分调节剂进口均相连。

进一步地，炉体的炉型为圆型、椭圆形或矩型。

进一步地，熔融装置还包括测温测压装置，且测温测压装置与炉体的内部连通。

应用本发明的技术方案，提供了一种用于处理飞灰的熔融装置，其包括炉体和电极，炉体上设置有飞灰进口和成分调节剂进口；电极用以向炉体提供热源。本发明中的用于处理飞灰的熔融装置使用电极提供热源，是一种电力炉。采用其对飞灰进行熔融处理，其工艺简单、效率较高。同时，本发明中的熔融装置的炉体上不仅设置有飞灰进口，还设置有成分调节剂进口。在实际处理过程中，除了将飞灰通过飞灰进口投入炉体内，同时还通过成分调节剂进口向炉体中投入成分调节剂。利用成分调节剂能够降低飞灰的熔融温度，从而能够进一步降低熔融装置的处理成本。总之，利用本发明提供的熔融装置处理飞灰，兼具了简单的工艺、较高的效率和较低的成本，非常适合大规模应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一种实施例的用于处理飞灰的熔融装置示意图；

图2示出了根据本发明一种实施例的熔融装置的电极排列结构示意图；

图3示出了根据本发明另一种实施例的熔融装置的电极排列结构示意图；

图4示出了根据本发明另一种实施例的熔融装置的电极排列结构示意图；

图5示出了根据本发明另一种实施例的熔融装置的电极排列结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、炉体；101、金属排放口；102、排渣口；20、电极；30、烟气管道；40、加料装置；50、电源；51、短网；60、测温测压装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。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，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中对于飞灰的处理存在工艺复杂、成本高、效率低的问题。

为了解决这一问题，本发明提供了一种用于处理飞灰的熔融装置，如图1所示，其包括炉体10和电极20，炉体10上设置有飞灰进口和成分调节剂进口；用以向炉体10提供热源。

本发明提供的上述用于处理飞灰的熔融装置，其包括炉体10和电极20，炉体10上设置有飞灰进口和成分调节剂进口；电极20用以向炉体10提供热源。本发明中的用于处理飞灰的熔融装置使用电极20提供热源，是一种电力炉。采用其对飞灰进行熔融处理，其工艺简单、效率较高。同时，本发明中的熔融装置的炉体10上不仅设置有飞灰进口，还设置有成分调节剂进口。在实际处理过程中，除了将飞灰通过飞灰进口投入炉体10内，同时还通过成分调节剂进口向炉体10中投入成分调节剂。利用成分调节剂能够降低飞灰的熔融温度，从而能够进一步降低熔融装置的处理成本。总之，利用本发明提供的熔融装置处理飞灰，兼具了简单的工艺、较高的效率和较低的成本，非常适合大规模应用。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置上还设置有金属排放口101，金属排放口101设置在炉体10的靠近底部的一侧。飞灰在炉体10中熔融处理后，会形成金属熔渣，利用金属排放口101可以将这些金属熔渣排出。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置还包括第一冷却装置，第一冷却装置用以冷却金属排放口101排出的高温金属熔渣。这样，可以对金属熔渣进行冷却，从而实现安全排放。

在一种优选的实施例中，炉体10包括盖体，盖体上设置有电极通孔，电极20通过电极通孔向炉体10的内部延伸。将电极20通过电极通孔向炉体10的内部延伸，以对炉体10进行热量供应。优选地，上述盖体为拱顶，这能提高炉体10的稳定性。通常拱顶为圆形拱顶，在圆形拱顶的圆心处开设电极通孔。除了盖体以外，炉体10还包括炉壳和骨架。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置还包括伸缩控制装置，伸缩控制装置与电极20连接，用以对电极20进行伸缩控制。将电极20设置成可伸缩方式，方便控制电极20在炉体10内部的延伸长度，在具体操作过程中，可依据炉体10内飞灰的处理量和温度情况调整电极20的延伸长度。具体可以是手动或自动控制的伸缩控制装置。

在一种优选的实施例中，如图1所示，熔融装置还包括电源50，电源50与电极20通过短网51连接。在具体应用过程中，将电极20与电源50进行短网51连接，电极20即可产生放电电弧，即可对炉体10进行热量供应。当然，电源可以是直流电源，也可以是交流电源。

优选地，如图1至5所示，电极20为一个或多个。且多个电极20的排列可以是三角形排列(如图2、图4和图5)、直线型排列(如图3)或其他形式的排列。

优选地，上述熔融装置的炉体10可以是圆型(如图2所示)、椭圆形(如图5所示)、或矩型(如图3和4所示)。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置还包括第二冷却装置，第二冷却装置设置在盖体的外侧，第二冷却装置与电极20的位于炉体10外部的部分连接。在电极20位于这样，方便隔热并对电极20进行伸缩控制。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置还包括纤维毡，纤维毡位于第二冷却装置和电极20之间。在第二冷却装置和电极20之间设置纤维毡，既能够完全隔绝炉内气氛与外界环境，又有利于电极20的伸缩移动控制。具体地，纤维毡可以紧密包裹住电极20，伸缩控制装置则安装在第二冷却装置与纤维毡之间，当伸缩控制装置向外伸展，可以挤压第二冷却装置与纤维毡形成炉体密封，当伸缩控制装置向内收缩，可以径向收起或放下电极20。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置还包括烟气管道30，烟气管道30与炉体10相连，烟气管道30的内表面设置有第一耐高温耐腐蚀材料层。飞灰熔融过程中产生的烟气可以通过烟气管道30排出。优选地，烟气管道30连接在炉体10的顶部。第一耐高温耐腐蚀材料层能够提高管道的耐温耐腐蚀性能，其材料可以是铸石或耐火材料等。优选地，烟气管道30的内表面的粗糙度rz小于等于25。由于烟气具有高腐蚀性，rz小于等于25的较为光滑的表面可以大大缓解烟气对管路内壁的腐蚀。

在一种优选的实施例中，炉体10的内表面设置有第二耐高温耐腐蚀层。这可以提高炉体10的耐温耐腐蚀性能。优选地，在炉体10的砌体的内表面设置该第二耐高温耐腐蚀层。更优选地，第二耐高温耐腐蚀层的材料包括但不限于耐强腐蚀性的铝铬锆型或/和镁铬型耐火材料。

在一种优选的实施例中，电极20为石墨电极、钢电极或自焙电极。自焙电极是用无烟煤、焦炭以及沥青和焦油为原料，在一定温度下制成电极糊，然后把电极糊装入已安装在电炉上的电极壳中，经过烧结成型，本领域技术人员均知晓，在此不再赘述。优选为石墨电极，其电性能稳定，且耐高温腐蚀性亦较强。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置上还设置有排渣口102，排渣口102设置在炉体10的与金属排放口101相对的一侧。熔融处理后炉体10内会沉积一些熔渣，利用排渣口102可以将其排出。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置还包括第三冷却装置，第三冷却装置用以冷却排渣口102排出的高温炉渣。设置第三冷却装置能够对熔渣进行降温，以提高排渣的安全性。

在一种优选的实施例中，用于处理飞灰的熔融装置还包括加料装置40，加料装置40与飞灰进口和成分调节剂进口均相连。加料装置40可以是链条机或螺旋进料器等，以方便对炉体10进行连续加料，从而提高熔融装置的处理能力。具体地，可以将粉末原料或者造粒原料通过链条机或螺旋进料器等运送至飞灰进口和成分调节剂进口。当然，飞灰进口和成分调节剂进口可以是同一个进料口。

在一种优选的实施例中，成分调节剂进口用以向炉体10中添加成分调节剂，优选成分调节剂选自分析纯二氧化硅、石英砂、工业废渣与尾矿、废玻璃及污泥中的一种或多种。这些成分调节剂能够进一步降低飞灰的熔融温度，从而能够进一步降低飞灰的处理成本。同时，石英砂的成本较低、来源广泛，作为成分调节剂有利于进一步降低飞灰的处理成本，使该工艺更适于大规模应用。

在一种优选的实施例中，熔融装置还包括测温测压装置60，且测温测压装置60与炉体10的内部连通。这样能够实时监测炉体10内部的温度和压力，并有利于保证运转的熔融装置可微负压操作。

上述飞灰可以为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰或其它工业生产过程产生的飞灰等。

本发明的目的是，针对飞灰这一特定对象，提出专门的电力炉，通过高温熔融手段，彻底将飞灰无害化。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明提供的用于处理飞灰的熔融装置，其包括炉体和电极，炉体上设置有飞灰进口和成分调节剂进口；电极用以向炉体提供热源。本发明中的用于处理飞灰的熔融装置使用电极提供热源，是一种电力炉。采用其对飞灰进行熔融处理，其工艺简单、效率较高。同时，本发明中的熔融装置的炉体上不仅设置有飞灰进口，还设置有成分调节剂进口。在实际处理过程中，除了将飞灰通过飞灰进口投入炉体内，同时还通过成分调节剂进口向炉体中投入成分调节剂。利用成分调节剂能够降低飞灰的熔融温度，从而能够进一步降低熔融装置的处理成本。由此可知，利用本发明提供的熔融装置处理飞灰，兼具了简单的工艺、较高的效率和较低的成本，非常适合大规模应用。

总之，本发明中的飞灰高温熔融电炉具有非常明显的优越性：高效、清洁的处理飞灰，将飞灰这一危险废物无害化，相较其他炉型，这种炉型的成本较低，有利于大范围推广。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。