[实用新型]一种飞灰预热的旋风熔融装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种飞灰熔融处理的装置，属于飞灰安全处理的技术领域。

背景技术

随着国民经济的高速发展，城市化进程不断加快，生活垃圾产生量急剧增加，垃圾焚烧发电能较好地实现垃圾处理减量化、资源化、无害化的治理目标，在发达国家以及我国得到广泛的推广和应用。但生活垃圾焚烧处理产生的飞灰，含有高浓度的二恶英及大量的重金属等有害物质，且具有高浸出率，属于危险废弃物，若未经处理直接排放，将会污染土壤和地下水，势必造成严重的二次污染。

现阶段主要采用水泥固化填埋或高温熔融的方法来处理垃圾焚烧产生的飞灰。水泥固化法处理飞工艺虽简单、投资少，但向飞灰中添加水泥增加了最终处理量，处理后的飞灰重金属稳定性差，大部分重金属和二恶英极易被雨水溶出，而且固化后的飞灰需要大量的填埋场，填埋场的使用寿命是有限的，仍然存在最终安全处理飞灰的问题。高温熔融是目前重要的一种飞灰的处理方法。高温处理包括熔融固化法和烧结技术。熔融是利用燃料的燃烧或电加热的方式，在高温（通常1300℃以上）的条件下，使飞灰熔融，冷却后成为稳定的玻璃态熔渣，并破坏二恶英等有机成分，将大部分重金属固化在玻璃态熔渣中；飞灰熔融减容显著、熔渣中重金属不会随雨水溶出，熔渣还可以作为水泥原料或建筑材料，达到二恶英零排放和废物循环利用的目的；所采用的熔融炉是燃烧辅助燃料来进行飞灰熔融，为了维持炉内高温状态，燃料消耗量较大，发达国家通常采用燃烧重油或焦炭的方法熔融处理飞灰，运行费用昂贵。

飞灰熔融炉通常采用旋风炉技术，如专利200410044191.8、200710144924.9、200920090363.3、200520039468.8，在旋风炉的炉头布置旋流燃烧器，可以快速实现辐射区的飞灰熔化，但由于燃烧器辐射区狭窄，只有直接受到辐射的飞灰方可熔化，此种旋风炉飞灰熔融方法容易造成飞灰熔融不彻底，导致二恶英与重金属控制不彻底，影响飞灰熔融处理效果。专利200410044191.8将垃圾焚烧产生的飞灰收集后，送入球磨机中制成粒度小于100um的粉末，与煤制粉系统送来的优质煤粉按15～25 : 75～85的比例混合后，保证煤炭和飞灰混合后的热值大于3600大卡/公斤，通过旋流燃烧器与一次风掺混后送入旋风炉高温熔融处理，增加了飞灰前置制粉处理工序，辅助燃料消耗量大，飞灰熔融处理成本高，而且大量的常温飞灰加入高温旋风炉，会显著降低旋风炉的炉膛温度，造成飞灰熔融捕渣率低下。

发明内容

技术问题：本实用新型针对旋风炉进行飞灰熔融处理过程出现的辅助燃料消耗量大，对辅助燃料品质要求高、飞灰熔融捕渣率低等问题，本实用新型提出了一种飞灰预热的旋风熔融装置，该方法具有经济、高效和安全的效果。

技术方案：本实用新型的飞灰预热的旋风熔融装置包括旋风炉和飞灰预热器；其中，旋风炉为圆筒状，旋风炉包括一次风进口、二次风切向进口、旋风炉烟气出口和液态排渣口，一次风进口设置在旋风炉的前端，二次风切向进口设置在一次风进口下游的旋风炉的壁面上，液态排渣口设置在二次风切向进口下游的旋风炉的底部，旋风炉烟气出口位于旋风炉的后端；飞灰预热器包括热烟气进口、冷烟气出口、工质进口和工质出口；旋风炉烟气出口和飞灰预热器的热烟气进口相连通，飞灰预热器的工质出口和旋风炉的二次风切向进口相连通。

本实用新型的飞灰预热的旋风熔融装置的旋风熔融方法为：

a.燃烧组织：一次风和煤粉混合后从一次风进口喷入旋风炉的前端，二次风和飞灰混合后从工质进口进入飞灰预热器，经飞灰预热器加热后从工质出口流出，从二次风切向进口切向进入旋风炉,二次风在旋风炉内高速旋转，高速旋转的气流将旋风炉内高温烟气卷吸到旋风炉的前端，使得煤粉得以快速加热，稳定着火燃烧，煤粉燃烧产生的高温烟气从旋风炉烟气出口流出，进入飞灰预热器的热烟气进口，高温烟气经过飞灰预热器冷却换热后，从冷烟气出口排出；

b.飞灰熔融：飞灰和二次风混合后经过飞灰预热器加热后从旋风炉的二次风切向进口切向喷入旋风炉，飞灰在旋风炉内高速旋转，在离心力作用下抛向旋风炉的壁面，旋风炉内温度为1200℃以上，高温的壁面使得飞灰迅速熔融，熔融的飞灰以液态渣的形式从旋风炉底部的液态排渣口流出。

采用气力输送的技术，煤粉燃烧所需要的二次风携带飞灰进入飞灰预热器，旋风炉燃烧产生的高温烟气进入飞灰预热器，对飞灰和二次风进行加热，经高温烟气加热后的飞灰进入旋风炉，迅速达到飞灰熔融温度，缩短了飞灰在旋风炉内的熔融时间，提高了飞灰熔融捕集效率，降低了燃料的消耗量。