飞灰熔融装置的制作方法

本实用新型涉及飞灰熔融处理技术领域，具体而言，涉及一种飞灰熔融装置。

背景技术：

目前针对生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰或其它工业生产过程产生的粒度极细的飞灰，可以将其与成分调节剂一起进行熔融处理，以对飞灰中的重金属进行固结。采用的装置可以是高温熔融炉。高温熔融炉的熔化温度通常高达1300℃以上，如果由外部直接往里加入飞灰则很可能造成飞灰没有熔化而直接从烟气管道挥发成为二次飞灰，这样会显著增加尾气的处理负担。

基于以上原因，有必要提供一种新的飞灰熔融处理装置，以解决其进料困难的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种飞灰熔融装置，以解决现有技术中在对飞灰进行熔融处理时存在的进料困难的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种飞灰熔融装置，其包括：熔融炉，熔融炉设置有第一进料口；加热装置，加热装置设置有第二进料口和加热料出口，加热料出口与第一进料口相连；原料供应仓，原料供应仓的出口与第二进料口相连，用以提供飞灰和助熔剂；以及干法造粒装置，干法造粒装置设置在原料供应仓和第二进料口之间，用以将飞灰和助熔剂中的粉末原料进行造粒。

进一步地，干法造粒装置包括：搅拌机，搅拌机的进口与原料供应仓的出口相连；轧片机，轧片机的进口与搅拌机的出口相连，轧片机用于对搅拌机输出的原料进行轧片；以及碎片机，碎片机的进口与轧片机的出口相连，碎片机的出口与第二进料口相连。

进一步地，干法造粒装置还包括：整粒机，整粒机的进口与碎片机的出口相连；以及振动筛，设置有粒料出口，振动筛的进口与整粒机的出口相连，粒料出口与第二进料口相连。

进一步地，振动筛还设置有细粉出口，细粉出口用于排出振动筛在振动过程中筛分出来的细粉；原料供应仓和干法造粒装置之间通过原料输送管路相连，细粉出口与原料输送管路相连。

进一步地，干法造粒装置还包括螺旋推进器，轧片机的进口与搅拌机的出口通过螺旋推进器相连。

进一步地，加热装置还设置有汞蒸气出口；飞灰熔融装置还包括汞吸收装置，汞吸收装置与汞蒸气出口相连。

进一步地，飞灰熔融装置还包括收尘器，收尘器与加热料出口和第一进料口之间的管路相连通。

进一步地，收尘器设置有灰尘出口，原料供应仓和干法造粒装置之间通过原料输送管路相连，灰尘出口与原料输送管路相连。

进一步地，飞灰熔融装置还包括温度湿度粉尘测试仪，加热料出口和第一进料口之间通过混合料输送管路相连，温度湿度粉尘测试仪设置在混合料输送管路上，且温度湿度粉尘测试仪设置在收尘器的下游。

进一步地，飞灰熔融装置还包括脱气槽，脱气槽设置在原料供应仓和干法造粒装置之间的管路上。

进一步地，原料供应仓包括并联设置的飞灰供应仓和助熔剂供应仓。

进一步地，熔融炉为熔融电炉。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种飞灰熔融装置，其包括熔融炉，加热装置，原料供应仓以及干法造粒装置，熔融炉设置有第一进料口；加热装置设置有第二进料口和加热料出口；加热料出口与第一进料口相连；原料供应仓的出口与第二进料口相连，用以提供飞灰和助熔剂；干法造粒装置设置在原料供应仓和第二进料口之间，用以将原料中的粉末原料进行造粒。

本实用新型提供的上述飞灰熔融装置中，利用干法造粒装置可以对原料供应仓出来的粉末原料进行干法造粒，形成直径较大的粒料。将此粒料送入加热装置，进而以颗粒状的形式进入熔融炉。这样，就可以有效解决飞灰进料困难的问题。同时，飞灰中含有重金属汞，由于其饱和蒸汽压较低，在低温下易挥发到大气中。上述装置中将粒状的原料送入加热装置，可以通过加热的方式将飞灰中携带的重金属汞转化为汞蒸气脱除，有利于缓解高温熔融过程后端的烟气净化压力。此外，利用加热装置还能在高温熔融处理之前将飞灰和助熔剂进行预热，从而可以提高后续熔融处理过程中的熔融效果，进一步提高飞灰的处理效果。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种实施例的飞灰熔融装置示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、熔融炉；20、加热装置；30、原料供应仓；31、飞灰供应仓；32、助熔剂供应仓；40、干法造粒装置；41、搅拌机；42、轧片机；43、碎片机；44、整粒机；45、振动筛；46、螺旋推进器；50、汞吸收装置；60、收尘器；70、温度湿度粉尘测试仪；80、脱气槽。

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实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，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，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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实用新型的范围。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。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中在对飞灰进行熔融处理时存在进料困难的问题。

为了解决该问题，本实用新型提供了一种飞灰熔融装置，如图1所示，其包括熔融炉10，加热装置20，原料供应仓30以及干法造粒装置40，熔融炉10设置有第一进料口；加热装置20设置有第二进料口和加热料出口；加热料出口与第一进料口相连；原料供应仓30的出口与第二进料口相连，用以提供飞灰和助熔剂；干法造粒装置40设置在原料供应仓30和第二进料口之间，用以将原料中的粉末原料进行造粒。

本实用新型提供的上述飞灰熔融装置中，利用干法造粒装置40可以对原料供应仓30出来的粉末原料进行干法造粒，形成直径较大的粒料。将此粒料送入加热装置20，进而以颗粒状的形式进入熔融炉10。这样，就可以有效解决飞灰进料困难的问题。同时，飞灰中含有重金属汞，由于其饱和蒸汽压较低，在低温下易挥发到大气中。上述装置中将粒状的原料送入加热装置20，可以通过加热的方式将飞灰中携带的重金属汞转化为汞蒸气脱除，有利于缓解高温熔融过程后端的烟气净化压力。此外，利用加热装置20还能在高温熔融处理之前将飞灰和助熔剂进行预热，还可以降低飞灰湿度，从而可以提高后续熔融处理过程中的熔融效果，进一步提高飞灰的处理效果。

需要说明的是，利用本实用新型提供的上述装置可以连续化处理飞灰，同时，相比于湿法造粒的方式，本实用新型利用干法造粒装置40，无需在对飞灰进行加水、粘结剂这样的预处理。这可以大幅提高飞灰的处理连续性、降低处理成本、节约能源。

本实用新型提供的上述装置适用于各种飞灰的熔融处理。在一种优选的实施例中，上述飞灰为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业生产飞灰的一种或多种。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，干法造粒装置40包括搅拌机41，轧片机42及碎片机43，搅拌机41的进口与原料供应仓30的出口相连；轧片机42的进口与搅拌机41的出口相连，轧片机42用于对搅拌机41输出的原料进行轧片；碎片机43的进口与轧片机42的出口相连，碎片机43的出口与第二进料口相连。利用搅拌机41能够将飞灰和助熔剂进行搅拌混合，相互呈现更均匀的分散状态，从而有利于提高后续的熔融处理效果。利用轧片机42可以利用高压使物料产生塑形变形而被压缩成片状，再经过碎片机43破碎，即可形成小尺寸的碎片进行熔融处理。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，干法造粒装置40还包括整粒机44和振动筛45，整粒机44的进口与碎片机43的出口相连；振动筛45设置有粒料出口，振动筛45的进口与整粒机44的出口相连，粒料出口与第二进料口相连。利用整粒机44可以将碎片机43破碎形成的小尺寸碎片进行整粒，形成形状较为圆润的颗粒，也有利于提高熔融处理过程中物料的均一性，改善熔融效果。整粒的过程中会产生一些细粉，利用振动筛45可以将颗粒和细粉进行振动筛分，从而将颗粒输送至加热装置20中进行处理。

优选地，振动筛45还设置有细粉出口，细粉出口用于排出振动筛45在振动过程中筛分出来的细粉；原料供应仓30和干法造粒装置40之间通过原料输送管路相连，细粉出口与原料输送管路相连。这样，可以将细粉返回至干法造粒装置40中进行再次成型，以提高飞灰的处理率。

优选地，如图1所示，干法造粒装置40还包括螺旋推进器46，轧片机42的进口与搅拌机41的出口通过螺旋推进器46相连。利用螺旋推进器46可以稳定地将搅拌混合后的飞灰和助熔剂输送至轧片机42中处理。

在一种优选的实施例中，如图1所示，加热装置20还设置有汞蒸气出口；飞灰熔融装置还包括汞吸收装置50，汞吸收装置50与汞蒸气出口相连。设置汞吸收装置50可以有效吸收汞蒸气，防止其逸出污染环境。

在一种优选的实施例中，如图1所示，飞灰熔融装置还包括收尘器60，收尘器60与加热料出口和第一进料口之间的管路相连通。这样，在加热装置20进行预混预热过程中产生的细小灰尘可以通过收尘器60进行收集。优选地，收尘器60设置有灰尘出口，原料供应仓30和干法造粒装置40之间通过原料输送管路相连，灰尘出口与原料输送管路相连。这样，可以将收集后的粉尘返回原料供应仓30进行下次处理，以进一步提高飞灰处理率。

在一种优选的实施例中，如图1所示，飞灰熔融装置还包括温度湿度粉尘测试仪70，加热料出口和第一进料口之间通过混合料输送管路相连，温度湿度粉尘测试仪70设置在混合料输送管路上，且温度湿度粉尘测试仪70设置在收尘器60的下游。设置温度湿度粉尘测试仪70可以对进入熔融炉10中的物料进行监测，获得温度、湿度、粉尘量等信息，以便于调整前期工序。比如，当湿度过高时，可以调整加热装置20的温度等，以降低进入熔融炉10中物料的湿度。

在一种优选的实施例中，飞灰熔融装置还包括脱气槽80，脱气槽80设置在原料供应仓30和干法造粒装置40之间的管路上。这样可以在造粒之前对飞灰和助熔剂进行脱气处理，以去除它们携带的气体，从而更有利于干法造粒。

优选地，如图1所示，原料供应仓30包括并联设置的飞灰供应仓31和助熔剂供应仓32。

在具体的工艺过程中，按照以下不同的方式进行处理：原料主要成分是生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰或其它工业生产过程产生的粒度极细的飞灰(工业生产飞灰)。

在一种优选的实施例中，熔融炉10为熔融电炉。熔融电炉的热效率更高，对于飞灰的熔融处理效果更佳。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种飞灰熔融方法，其包括以下步骤：将飞灰和助熔剂的混合物进行干法造粒，得到粒料；将粒料进行加热以脱除其中的汞，得到加热料；以及将加热料进行熔融无害化处理。

本实用新型提供的上述飞灰熔融方法中，预先对飞灰和助熔剂粉末原料进行干法造粒，形成直径较大的粒料。将此粒料进行加热处理后形成加热料，然后将加热料进行熔融无害化处理。这样，就可以有效解决飞灰进料困难的问题。同时，飞灰中含有重金属汞，由于其饱和蒸汽压较低，在低温下易挥发到大气中。上述加热的方式过程可以将飞灰中携带的重金属汞转化为汞蒸气脱除，有利于缓解高温熔融过程后端的烟气净化压力。此外，在高温熔融处理之前将飞灰和助熔剂进行预热，还可以降低飞灰湿度，从而可以提高后续熔融处理过程中的熔融效果，进一步提高飞灰的处理效果。

需要说明的是，利用本实用新型提供的上述方法可以连续化处理飞灰，同时，相比于湿法造粒的方式，本实用新型利用干法造粒，无需在对飞灰进行加水、粘结剂这样的预处理。这可以大幅提高飞灰的处理连续性、降低处理成本、节约能源。

在一种优选的实施方式中，干法造粒的步骤包括：将飞灰和助熔剂进行搅拌，得到混合料；将混合料进行干法对辊轧片，得到片料；将片料破碎，得到粒料。将飞灰和助熔剂进行搅拌混合，能使二者相互呈现更均匀的分散状态，从而有利于提高后续的熔融处理效果。对辊轧片可以利用高压使物料产生塑形变形而被压缩成片状，再经过破碎，即可形成小尺寸的碎片进行熔融处理。

为了在节约能耗的基础上尽量将飞灰和助熔剂的混合料更紧密地轧片在一起，在一种优选的实施方式中，干法对辊轧片的过程中，挤压力≥30kN/cm²。

在一种优选的实施方式中，将片料破碎的步骤之后，干法造粒的步骤还包括：对破碎后的片料依次进行整粒和振动筛分，得到粒料。将破碎形成的小尺寸碎片进行整粒，可以使其形成形状较为圆润的颗粒，这有利于提高熔融处理过程中物料的均一性，改善熔融效果。整粒的过程中会产生一些细粉，进一步利用振动筛分可以将颗粒和细粉分开，从而将颗粒输送至加热环节。

上述粒料的粒径可以进行调整，优选地，粒料的粒径为1～20mm。

在一种优选的实施方式中，振动筛分的过程中产生了细粉，飞灰熔融方法还包括：将细粉返回至干法造粒的步骤。这样，可以将细粉返回至干法造粒阶段进行再次成型，以提高飞灰的处理率。

在一种优选的实施方式中，在将飞灰和助熔剂进行搅拌的步骤之前，飞灰熔融方法还包括：将飞灰和助熔的混合物进行脱气处理。这样可以在造粒之前对飞灰和助熔剂进行脱气处理，以去除它们携带的气体，从而更有利于干法造粒。在实际操作过程中，脱气处理可以是一级或多级，优选在脱气处理的步骤中，脱除飞灰和助熔剂间隙中体积分数为20～80％的空气。在经过搅拌，优选地，进入对辊轧片步骤的混合料的气体体积占混合料总体积的0.01～20％。

在一种优选的实施方式中，将粒料进行加热以脱除其中的汞的步骤包括：对粒料进行加热，得到加热料和汞蒸气；以及利用吸附剂吸收汞蒸气。这样可以有效吸收汞蒸气，防止其逸出污染环境。

优选地，吸附剂为活性炭、蛭石、火山石及硫单质中的一种或多种。其中活性炭、蛭石、火山石为大表面积多孔物质，依靠物理吸附即可将汞蒸气吸收。硫单质则能够与汞蒸气发生化学反应，从而达到吸收的目的。优选地，加热过程中，加热温度为50～500℃，吸收汞蒸气的步骤中，吸收时间为0.5～10h。这样，不仅汞蒸气能够脱除被吸收，还有利于进一步降低粒料的含水量。优选地，加热料的含水量为0.01～6wt％，优选地，粒径为1～20mm的加热料占加热料总重量的80～100％。

在一种优选的实施方式中，将粒料进行加热以脱除其中的汞的步骤中产生了灰尘，飞灰熔融方法还包括将灰尘进行收集的步骤；优选地，收集灰尘的步骤之后，飞灰熔融方法还包括：将灰尘返回至干法造粒步骤。这样可以进一步提高飞灰处理率。

在一种优选的实施方式中，飞灰为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业生产飞灰的一种或多种。助熔剂为石英砂、氧化钙、铁尾矿及生活垃圾焚烧底渣中的一种或多种。优选地，飞灰和助熔剂的原料粒径为0.1～1000μm。

以下通过实施例进一步说明本实用新型的有益效果：

实施例1

1、利用高温熔融炉处置生活垃圾焚烧飞灰，助熔剂为石英粉，飞灰的平均粒径为0.1μm，石英粉的平均粒径为1μm，将两种物料充分混合；

2、将混合原料加入脱气槽内进行脱气处理，去除占混合料体积分数80％的空气，再输送至搅拌器内，由螺旋推进器送至轧片机，调节轧片机的压力大小，在对辊极大的挤压力作用下使物料产生塑形变形而被压缩成片状，片状物料再经过破碎、整粒和筛分等过程，得到颗粒状产品，平均粒径为2mm；

3、将颗粒状产品输送至加热装置，装置内的温度为100℃且停留时间为8h；

4、加热装置的烟气出口处有汞吸收装置，装置内有一定量的活性炭吸附剂，在范德华力的作用下，汞蒸气被吸附在活性炭表面，去除效率为80％；

5、飞灰经过干法辊压造粒和汞吸收处置后，飞灰颗粒含水量为3％，1～20mm粒径飞灰占总重量的85％；

6、将上述经过加热和汞吸收处理后的飞灰颗粒输送至熔融电炉中进行熔融无害化处理，处理温度为1350℃，时间为2h，得到的废渣满足一般固废要求。

实施例2

1、利用高温熔融炉处置生活垃圾焚烧飞灰，助熔剂为生活垃圾产生的底渣，飞灰的平均粒径为1μm，破碎后底渣的平均粒径为5μm，将两种物料充分混合；

2、将混合原料加入脱气槽内进行两级脱气处理，去除占混合料体积分数90％的空气，再输送至搅拌器内，由螺旋推进器送至轧片机，调节轧片机的压力大小，在对辊极大的挤压力作用下使物料产生塑形变形而被压缩成片状，片状物料再经过破碎、整粒和筛分等过程，得到颗粒状产品，平均粒径为5mm；

3、将颗粒状产品输送至加热装置，装置内的温度为200℃且停留时间为5h；

4、加热装置的烟气出口处有汞吸收装置，装置内有一定量的活性炭吸附剂，在范德华力的作用下，汞蒸气被吸附在活性炭表面，去除效率为85％；

5、飞灰经过干法辊压造粒和汞吸收处置后，输送至熔融炉的飞灰颗粒含水量为1％，1～20mm粒径飞灰占总重量的80％；

6、将上述经过加热和汞吸收处理后的飞灰颗粒输送至熔融电炉中进行熔融无害化处理，处理温度为1500℃，时间为6h，得到的废渣满足一般固废填埋要求。

实施例3

1、利用高温熔融炉处置医疗垃圾焚烧飞灰，助熔剂为铁尾矿，飞灰的平均粒径为10μm，石英粉的平均粒径为100μm，将两种物料充分混合；

2、将混合原料加入脱气槽内进行三级脱气处理，去除占混合料体积分数92％的空气，再输送至搅拌器内，由螺旋推进器送至轧片机，调节轧片机的压力大小，在对辊极大的挤压力作用下使物料产生塑形变形而被压缩成片状，片状物料再经过破碎、整粒和筛分等过程，得到颗粒状产品，平均粒径为10mm；

3、将颗粒状产品输送至加热装置，装置内的温度为500℃且停留时间为0.5h；

4、加热装置的烟气出口处有汞吸收装置，装置内有一定量的蛭石吸附剂，在范德华力的作用下，汞蒸气被吸附在活性炭表面，去除效率为80％；

5、飞灰经过干法辊压造粒和汞吸收处置后，输送至熔融炉的飞灰颗粒含水量为6％，1～20mm粒径飞灰占总重量的95％；

6、将上述经过加热和汞吸收处理后的飞灰颗粒输送至熔融电炉中进行熔融无害化处理，处理温度为1500℃，时间为1h，得到的废渣满足水泥建材掺合料资源化要求。

实施例4

1、利用高温熔融炉处置生活垃圾飞灰与医疗垃圾焚烧飞灰，助熔剂为石英粉，飞灰的平均粒径为100μm，石英粉的平均粒径为1000μm，将两种物料充分混合；

2、将混合原料加入脱气槽内进行三级脱气处理，去除占混合料体积分数92％的空气，再输送至搅拌器内，由螺旋推进器送至轧片机，调节轧片机的压力大小，在对辊极大的挤压力作用下使物料产生塑形变形而被压缩成片状，片状物料再经过破碎、整粒和筛分等过程，得到颗粒状产品，平均粒径为20mm；

3、将颗粒状产品输送至加热装置，装置内的温度为300℃且停留时间为2h；

4、加热装置的烟气出口处有汞吸收装置，装置内有一定量的化学试剂吸附剂，通过化学反应，吸附剂吸收汞蒸气，去除效率为95％；

5、飞灰经过干法辊压造粒和汞吸收处置后，输送至熔融炉的飞灰颗粒含水量为3％，1～20mm粒径飞灰占总重量的90％。

6、将上述经过加热和汞吸收处理后的飞灰颗粒输送至熔融电炉中进行熔融无害化处理，处理温度为1300℃，时间为6h，得到的废渣满足一般固废填埋要求。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型提供的上述飞灰熔融装置及方法，利用干法造粒装置可以对原料供应仓出来的粉末原料进行干法造粒，形成直径较大的粒料。将此粒料送入加热装置，进而以颗粒状的形式进入熔融炉。这样，就可以有效解决飞灰进料困难的问题。同时，飞灰中含有重金属汞，由于其饱和蒸汽压较低，在低温下易挥发到大气中。上述装置中将粒状的原料送入加热装置，可以通过加热的方式将飞灰中携带的重金属汞转化为汞蒸气脱除，有利于缓解高温熔融过程后端的烟气净化压力。此外，利用加热装置还能在高温熔融处理之前将飞灰和助熔剂进行预热，从而可以提高后续熔融处理过程中的熔融效果，进一步提高飞灰的处理效果。

整体装置具有称重、输送并搅拌混合飞灰与助熔剂的功能，且进料容易。优选地，原料可以根据化学成分和含水率进行调节，甚至可以全固废进行处理；针对飞灰这一危险废物，增加汞蒸汽的吸收装置，保护环境；完全杜绝扬尘问题。

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