[实用新型]一种基于等离子体熔融的飞灰无害化处置系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞灰无害化处置系统，具体是一种基于等离子体熔融的焚烧飞灰无害化处置系统。

背景技术

生活垃圾、固体危险废物焚烧过程中会产生大量的飞灰，其中含有浓度较高的二噁英和重金属等污染物，其毒性对环境有一定威胁，属于危险废物。目前，飞灰处理的主要方法有固化/稳定化、化学处理、酸提取技术、填埋法等。但是，这些方法无法对飞灰中的二噁英、呋喃等有机污染物有效降解，且对重金属污染的控制效果也不理想。若按危险废物直接进行填埋，则会对环境产生长期的潜在威胁，已被许多国家禁止。等离子体高温熔融处置技术能够彻底破坏飞灰中的二噁英、呋喃等有机污染物，并将飞灰中的重金属变成熔渣有效利用，越来越受到人们的重视。但现该技术还不成熟，飞灰熔融效果和二噁英降解效果不佳，产生尾气中重金属、CO和HCl等浓度较高。

发明内容

为解决现有技术二噁英降解及重金属污染控制效果差、飞灰熔融效果不理想、尾气污染物浓度高的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于等离子体熔融的飞灰无害化处置系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：等离子体熔融炉、二燃室、余热锅炉、急冷脱酸塔、布袋除尘器、活性炭吸附塔串联，即上一个设备的出气口接到下一个设备的进气口，其中在急冷脱酸塔和布袋除尘器之间的管线上设置三通，活性炭喷射装置设置在三通的余下接口上；等离子体熔融炉的排渣口，接到水冷槽内。

处理方法是：

（1）向待处理飞灰中加入SiO₂成混合物，其中SiO₂占35-55%，余下的是飞灰，然后将混合物即飞灰和SiO₂进行造粒；

（2）将造粒后的混合物送入等离子熔融炉内，熔融炉温度控制在1300~1500℃，同时向炉内加入N₂保持还原性气氛；

（3）飞灰在还原性气氛下熔融形成熔渣，熔渣分为两部分排出：熔池表面的熔渣由侧面排渣口流出，排入水冷槽淬冷形成玻璃体；等离子熔融炉内产生的尾气进入二燃室内燃烧，除去尾气内的CO，然后进入余热锅炉降温至600℃，再进入急冷脱酸塔降温至170~190℃，同时除去HCl等酸性气体，随后依次进入布袋除尘器除去小颗粒物质、活性炭吸附塔除去尾气中Hg、Pb等重金属，最后经引风机由烟囱排入大气；布袋除尘器前设置活性炭喷射装置，向烟道内喷入活性炭吸附尾气中重金属。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：调节飞灰中SiO₂含量，使其易于玻璃化；飞灰造粒后熔融，解决飞灰随尾气扩散问题；二噁英可被充分降解，且经过急冷脱酸塔降温可防止其再生，二噁英分解效率高；熔融过程中，挥发性弱的重金属被固化在熔渣中，一部分随玻璃体熔渣排出，另一部分随炉底熔渣排出并可进一步回收利用，挥发性强的重金属在尾气中经过烟道活性炭及活性炭吸附塔两次吸附后达标排放，整个工艺过程中重金属可被有效控制；熔融产生熔渣重金属浸出毒性较低，可进行利用，产生尾气可达标排放。

附图说明

下面结合附图进一步说明本实用新型。

图1是本实用新型的示意图。

具体实施方式

等离子体熔融炉1、二燃室7、余热锅炉8、急冷脱酸塔9、布袋除尘器11、活性炭吸附塔12串联，即上一个设备的出气口接到下一个设备的进气口，其中在急冷脱酸塔9和布袋除尘器11之间的管线上设置三通，活性炭喷射装置10设置在三通的余下接口上；等离子体熔融炉的排渣口5，接到水冷槽6内。

（1）向待处理飞灰中加入等量的SiO₂，使得飞灰与SiO₂等量，然后将混合后的飞灰和SiO₂进行造粒，粒径4mm；

（2）启动等离子体熔融炉1，由氮气入口3通入N₂，保持熔融炉温度1300~1500℃，将造粒后的飞灰通过飞灰加入口2输送入，进行熔融；

（3）熔池内的熔融态飞灰达到一定高度时，表面熔融体由侧面溢流口流出，并由侧排渣口5排入水冷槽6内淬冷形成玻璃体，再由除渣机沥出收集；熔池底部含大量重金属的熔融体由炉底排渣口4定期排出，由热泵进行控制，排出后冷却回收；

（4）熔融过程中，飞灰中二噁英在高温下降解，效率达99.5%以上；飞灰中挥发性低的重金属如Cu、Ni、Mn和Cr等被固化在熔渣中，其中Cu、Ni主要下沉至炉底熔渣后，其浓度较高，可进一步回收；飞灰中挥发性高的重金属如Hg、Pb等随尾气排出；