[发明专利]一种垃圾焚烧飞灰处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰处理系统及方法，系统包括热解器、焙烧炉、熔融炉、激冷装置、金属回收装置及换热器，热解器的热解气出口接焙烧炉燃料入口，热解器热灰出口与焙烧炉物料入口相连，焙烧炉热渣出口与熔融炉物料入口连接，熔融炉热烟气出口连接热解器加热室的热源气体入口，焙烧炉热烟气出口接换热器，换热器出口接金属回收装置，本发明将直接熔融工艺解耦为多级控温、多段处理工艺，通过低温热解预处理、高温氯化焙烧及熔融三个温度段的处理，既实现飞灰中金属氯化分离富集、二噁英彻底分解，达到飞灰解毒目的，又减少无效加热、降低能耗，并将不同工段的烟气进行分质处理，消除熔融工段高温高氯腐蚀，提高了处理效率，降低了成本。

技术领域

本发明涉及环保及危险废弃物处理技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰处理系统及方法。

背景技术

垃圾焚烧飞灰中除了含有金属外，还含有二噁英、氯盐、硫酸盐、碳酸盐等有害成分，将飞灰直接在1100～1500℃进行焙烧或熔融处理，可使飞灰中部分有毒金属充分被玻璃质结构固封，亦可分解飞灰中的二噁英，但是，飞灰中含有大量的氯盐，比如CaCl2，氯盐与飞灰中的金属反应形成金属氯化物，但金属氯化物沸点较低很容易挥发，在1100℃空气气氛下，Pb、Cd、Cu有98～100％会挥发，因此在熔融固化和烧结处理过程中，无论怎样改变工况参数(温度、时间、添加剂)，飞灰中仍有相当一部分金属挥发出来，在烟气冷凝过程中形成灰尘和凝结物，形成二次飞灰，且二次飞灰中某些金属含量要比飞灰中金属含量高出几倍甚至几十倍，从资源回收再利用角度看，正因为二次飞灰中金属含量高，才使得二次飞灰不但具有了重要的研究价值，而且具有回收再利用的意义。

低温热解技术源自煤炭干馏，含有有机物的物料在隔绝空气的低温条件下的热处理，有机物会发生热挥发或热分解形成热解气,氯化焙烧是在加热过程中使物料中某种物质与氯化剂发生反应生成氯化物，进而实现物质分离的焙烧方法，常用来分离回收固体废物中的有毒有害金属。相比Cl2、HCl，固态氯化剂如CaCl2、NaCl、KCl等实质上仍然是通过分解产生氯单质而间接达到氯化，固体氯化剂对固体物料的大规模氯化是可以发生的，且其对反应设备的腐蚀性相对氯气要小得多，在工业中得到了一定的应用，原始垃圾焚烧飞灰含有大量CaCl2、NaCl等氯盐，使得通过氯化焙烧的方式实现金属的分离富集再回收成为可能。

现有公开技术中，主要是解决飞灰直接高温熔融的关键设备开发及如何降低能耗的问题，鲜有针对飞灰金属热分离的工艺技术。公开号为CN111396893A的发明专利公开了熔融氯化焙烧挥发炉及其对危废焚烧物无害化处理的方法，该发明核心为呈L形的熔融氯化焙烧挥发炉，虽然可实现氯化挥发回收金属，但其氯化段和熔融段界限不清，不易控温且氯化烟气与熔融烟气混合一起，增大了烟气处理负荷；公开号为CN111112299A的发明专利公开了一种处理焚烧飞灰的系统及方法，该方法是将垃圾焚烧飞灰作为氯化剂，与冶金废渣一起熔融，回收金属，但氯化与熔融过程均在一个电弧熔融炉中进行，氯化效果受限且未做的烟气的分质处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种垃圾焚烧飞灰分级控温、分段处理的系统及方法。

为实现以上目的，本发明技术方案为：

垃圾焚烧飞灰处理系统包括热解器、焙烧炉、熔融炉、金属回收装置及换热器；

进一步的是，热解器包括热解室和加热室，热解室包括飞灰入口、热解气排出口及热灰出口，加热室包括热源气体入口及热源气体出口；加热室中的热源对热解室中的物质进行间接加热，热解室中的物质受热解析；

进一步的是，焙烧炉上设置有燃料入口、物料入口、热渣出口及热烟气出口；

进一步的是，熔融炉上设置有物料入口、熔融渣出口及热烟气出口；

进一步的是，热解器的热解气出口通过管道连入焙烧炉的燃料入口；热解器的热灰出口与焙烧炉的物料入口相连；