[发明专利]一种微波加热的高温高压水热脱毒连续运行装置及方法

说明书

本发明公开了一种微波加热的高温高压水热脱毒连续运行装置及方法。本发明通过连接器连接微波反应罐来达到连续进样的目的，独立的可密封的微波反应罐，实现了高温高压反应的安全运行。通过控制物料的传送速度来控制升温、控温时间，过渡腔分离微波升温与控温过程，实现反应温度的分段准确控制，以及微波的连续稳定运行。通过两个微波吸收腔以及微波反应罐表面的金属网，达到逐级衰减微波、防止泄露的目的。通过感应器对微波发生器启停控制，实现系统的自动启停。本发明利用微波体加热的原理，实现了垃圾焚烧飞灰(下面简称“飞灰”)高效连续脱毒降解处置，且处置产物具有很高的工业应用潜力，适用于飞灰连续微波水热的大型化、工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种微波加热的高温高压水热脱毒连续运行装置及方法，属于微波加热应 用技术和飞灰处置技术领域。

背景技术

随着我国经济的持续高速增长，我国城市生活垃圾年产生量增长迅速。这意味着焚烧 将代替填埋，成为我国城市生活垃圾处理的主导技术。随着生活垃圾焚烧的快速发展，垃 圾焚烧飞灰产生量也越来越大，2016年我国的飞灰产量超过500万吨，今后几年还将快速 增长，到2018年将可能突破700万吨。城市生活垃圾焚烧厂的飞灰污染问题，其实质可以 归结为：飞灰产生量巨大，飞灰中富含重金属及二恶英有毒物，飞灰无害化处置技术不成 熟，飞灰的处置成本高，飞灰不合理处置导致的环境污染后果严重。因此，妥善、高效、低成本的进行城市生活垃圾焚烧飞灰的处置，已成为行业普遍和迫切的需求，也是制约垃圾焚烧行业发展的重要问题之一。

尽管我国生活垃圾焚烧取得了快速发展和长足进步，但垃圾焚烧飞灰的无害化处置却 进展缓慢，成为生活垃圾焚烧全过程污染控制和风险管理中最为薄弱的环节，飞灰无序堆 放、不规范处理及利用等问题严重。我国的飞灰处置技术仍然较为落后，主要的处置技术 方法是水泥固化法以及化学药剂稳定法。前者是最传统的飞灰处理方法，简单的工艺设备 和操作，以及低处置成本，是其最大的优势，但存在重金属固化效果欠佳、无法脱除二噁 英等缺点，尤其是最终填埋体积会增加1.5-2.0倍；而后者则由于城市生活垃圾焚烧飞灰 组分及重金属形态的复杂性，很难找到一种普遍适用的化学稳定剂，而且药剂固化对二噁 英的稳定作用较小，且极有可能造成二次污染，这些都是制约药剂稳定化规模化应用的主 要原因。而水热法在固定重金属以及二噁英的脱除方面都有很好的表现，其水热产物也具 有很大的资源化应用潜力，而微波水热法除了具有水热法的优势外，还可以大大降低飞灰 的处置成本。

目前微波水热处置垃圾焚烧飞灰仍然处于实验研究阶段，一般采用反应罐的形式进行 批量反应，且微波升温、维持、冷却阶段都在同一个反应室内进行。在这种形式下，严重 影响了飞灰的处置效率，此外还需要间歇性更换物料，操作繁琐，人力成本大大增加。因此积极开展微波水热连续化运行的工艺研发与设备制造，对我国未来垃圾焚烧飞灰的处置格局将产生至关重要的影响。

发明内容

为实现微波加热的水热脱毒法的工业应用，本发明提供一种微波加热的高温高压水热 脱毒连续运行装置及方法。

本发明的微波加热的高温高压水热脱毒连续运行装置包括进样仓(1)、进样轨道(2)、 微波升温腔(7)、微波控温腔(10)、泄压降温腔(12)、收集仓(13)、微波吸收腔(15)、水热反应罐(17)、进样传送带(20)和出样传送带(21)；其中微波吸收腔(15)有两个， 分别为第一微波吸收腔和第二微波吸收腔；进样仓(1)出口设有进样轨道(2)，进样轨道 (2)下侧为进样传送带(20)；进样传送带(20)顺次穿过第一微波吸收腔、微波升温腔 (7)、微波控温腔(10)以及第二微波吸收腔；微波吸收腔(15)设有感应门(4)，感应 门(4)与微波吸收腔(15)内设置的红外感应器(14)连接；微波升温腔(7)与微波控 温腔(10)之间由阻隔壁(19)相连；泄压降温腔(12)内设有出样传送带(21)；进样传 送带(20)穿过第二微波吸收腔后和出样传送带(21)相连；泄压降温腔(12)与收集仓 (13)相连；水热反应罐(17)单侧表面设定距离处设有金属网覆盖层(18)；水热反应罐 (17)由进样传送带(20)和出样传送带(21)进行传输。