[发明专利]一种多燃料耦合的在线熔融处理危废焚烧飞灰系统及方法

说明书

本发明提供一种多燃料耦合的在线熔融处理危废焚烧飞灰系统及方法，所述系统包括飞灰预处理给料系统、固体燃料气化系统、飞灰熔融系统、供气系统和垃圾焚烧锅炉烟气处理系统；飞灰在飞灰熔融炉进行高温熔融处理，处理完熔融残渣通入熔融渣水冷装置，飞灰熔融炉产生的烟气经过烟气冷却器、急冷锅炉、空气预热器和微型布袋除尘器，最后送入烟气冷凝器以及垃圾焚烧锅炉烟气处理系统或飞灰干燥器。本发明可以单独或同时使用一种或多种燃料在线熔融处理危废焚烧飞灰，环保经济，降低成本，节约能源，飞灰中有机物脱除彻底且重金属固化率高，同时飞灰熔融系统具有较高的热效率和安全性。

技术领域

本发明属于危废焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种多燃料耦合的在线熔融处理危废焚烧飞灰系统及方法

背景技术

随着城镇化率持续增加，生活垃圾清运量持续增加。目前，各城市主要的生活垃圾处理处置方式为填埋、焚烧和堆肥。由于填埋土地占用量大，土地资源越来越紧缺等问题突出，使得焚烧处置在垃圾处置中所占的比例逐年增加，与此同时垃圾焚烧飞灰的产量逐年增加，根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014中的定义，焚烧飞灰是指烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰。由于飞灰中存在大量的重金属、二噁英等多种有毒有害物质，已被纳入《国家危险废物名录》，编号为HW18，因此必须妥善处置焚烧飞灰。

垃圾焚烧飞灰的主要无害化处置技术主要有分离萃取法、固化/稳定化技术和热处理技术三种技术。通常水洗、酸洗都只是作为一种预处理的手段，且存在需要对可溶盐和污水的进行二次处理。化学药剂稳定法使飞灰中的重金属具有长期稳定性,但由于加入的化学稳定药剂价格较贵,因此处理成本较高,操作较复杂,另外对二噁英和溶解盐的稳定作用较小。水泥固化技术处理飞灰时必须进行前处理，增加了焚烧飞灰处置场所的建设和运行的要求。其中熔融固化是目前公认的最稳定、最安全的方法。该方法具有较为明显的优点：(1)当熔融温度达到1400℃时，飞灰中的二噁英以及呋喃等有机成分在高温下分解，分解率达到99％以上。(2)而飞灰中的无机物则发生熔融最终形成类似玻璃质的熔渣。在熔融过程中，飞灰中的SiO2中的Si—O键被打开，形成网状结构从而固定重金属。同时熔渣可作为路基、建材以及陶瓷等原材料，不仅实现了减量化、无害化也做到了资源化利用。

现有的垃圾焚烧飞灰熔融处理分为燃料式熔融技术和电热式熔融技术。其中电热式熔融技术多采用等离子体熔融炉，等离子电弧温度高6000℃，能量密度大，可使灰渣中的金属一起熔融，二次污染物排放几乎为零。但是等离子弧也存在以下的问题：一、电极寿命短(20小时)，电功率较小，电气系统复杂，维护工作量大，技术门槛高；二、等离子体熔融处理垃圾焚烧飞灰的过程中会有残余的二噁英需要二次处理，增加了前期的投入；三、高能耗也是限制等离子体熔融炉发展的重要因素。而燃料式熔融技术的燃料源有限且单一，需要大量的能源投入成本较高。除此以外，大多数垃圾焚烧飞灰在运输途中会产生二次污染且运输成本高。且熔融处理垃圾焚烧飞灰的过程中会产生二次飞灰，需要单独设置烟气处理系统。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种采用多燃料耦合的在线熔融处理危废焚烧飞灰系统及方法，可对生活垃圾焚烧飞灰进行在线熔融处理，实现焚烧飞灰无害化、稳定化与资源化处置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多燃料耦合的在线熔融处理危废焚烧飞灰系统，包括飞灰预处理给料系统、固体燃料气化系统、飞灰熔融系统、供气系统和垃圾焚烧锅炉烟气处理系统；飞灰熔融系统包括飞灰熔融炉、熔融渣水冷装置、以及沿着烟气流向依次连通的烟气冷却器、急冷锅炉、空气预热器、微型布袋除尘器、烟气冷凝器；固体燃料气化系统的出气口连通飞灰熔融炉的燃气入口；供气系统为固体燃料气化系统提供氧气，同时为飞灰熔融系统提供氧气和加压空气，加压空气携载飞灰进入飞灰熔融炉，飞灰熔融炉的底部连通熔融渣水冷装置，飞灰熔融炉的烟气输出端与烟气冷却器输入端连接；微型布袋除尘器的烟气输出端分为两路，一路通入飞灰预处理给料系统中对水洗后飞灰进行干燥，另外一路与烟气冷凝器输入端相连，烟气冷凝器的输出端与垃圾焚烧锅炉烟气处理系统的输入端相连。