一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统的制作方法

1.本实用新型属于危险废弃物的无害化处置和资源化利用的技术领域，具体涉及一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统。


背景技术：

2.目前，垃圾处理方式主要以填埋和焚烧为主。就垃圾填埋而言不但占用大量的土地资源，而且垃圾填埋场就像一颗炸弹，随时对土壤和地下水产生污染危害；垃圾焚烧虽然对垃圾实现了减量化、资源化处理，但是仍产生大量的有毒有害且难处置物质——飞灰。
3.今年来，飞灰水洗结合水泥窑协同处置技术不断发展成熟，利用水洗技术对飞灰进行脱盐预处理，再利用水泥窑高温环境对残渣进行资源化利用，是一种“双赢”的处理方式。但该技术对水泥窑依赖性较高，在部分无水泥窑地区，飞灰的无害化和资源化利用受阻。其他的高温稳定化处理技术虽然不需要依靠水泥窑，但由于我国垃圾焚烧飞灰中可溶性氯盐含量高，直接采用高温烧结或高温熔融处置易腐蚀设备和管道，产生的二次飞灰处置更难。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，用于解决现有技术中垃圾焚烧飞灰中可溶性氯盐含量高，高温烧结或熔融处置能耗高，处理设备易腐蚀和结垢，高温处理产生的二次飞灰难处置的技术问题。
5.所述的一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，包括飞灰水洗脱盐子系统和低温热处理单元，所述飞灰水洗脱盐子系统包括最终级洗涤后的固液分离装置，所述低温热处理单元包括双层螺旋回转式热解装置，所述双层螺旋回转式热解装置包括上层低温螺旋式热解段和下层高温回转式热处理段，固液分离装置分离出的脱水后飞灰通过输送装置输入所述上层低温螺旋式热解段，所述上层低温螺旋式热解段用于对脱水后飞灰进行螺旋式热解，所述下层高温回转式热处理段对飞灰进行回转式热解，回转式热解的温度高于螺旋式热解的温度。
6.优选的，所述上层低温螺旋式热解段的出料口与所述下层高温回转式热处理段的入料口连通，所述上层低温螺旋式热解段包括夹套式壳体、螺旋输送杆和驱动所述螺旋输送杆的电机一，所述螺旋输送杆转动安装在所述夹套式壳体中心的热解腔内，所述夹套式壳体一端设有的进料口，而所述出料口设有与所述入料口连通的下料管，所述下料管和所述进料口均连通所述热解腔。
7.优选的，所述下层高温回转式热处理段包括回转式热解仓和天然气加热室，所述回转式热解仓包括电机二、外壳体和转动安装在所述外壳体内的内壳体，所述内壳体的进料端与所述下料管连通，所述电机二连接驱动所述内壳体转动，所述天然气加热室设有连通天然气供应端的进气口和燃烧装置，所述天然气加热室与所述外壳体内部连通。
8.优选的，所述低温热处理单元还包括二燃室，所述夹套式壳体上设有位于所述下
料管上方连通所述热解腔的烟气出口，所述烟气出口连通所述二燃室的入口，所述下料管外套设有夹套管，所述夹套管与所述下料管间的夹层部分与所述夹套式壳体的中间夹层连通，所述夹套管侧壁设有连通所述夹层部分的进烟口，所述二燃室的出口连通到所述进烟口。
9.优选的，所述低温热处理单元还包括烟气处理系统，所述上层低温螺旋式热解段还包括有尾气风机，所述尾气风机的进气口连通所述夹套式壳体内的中间夹层，所述尾气风机的出气口连接到烟气处理系统。
10.本实用新型具有以下优点：将水洗处理后的混合物脱水得到脱水后飞灰，采用双层螺旋回转式热解装置进行低温热处理，上层为螺旋式热解，能去除飞灰中的水分、对飞灰进行预热，同时挥发一部分二噁英类物质和让有机物类燃烧。经过螺旋式热解后的飞灰进入下层高温回转式热处理段，下层回转式热解的主要作用是进一步去除水洗飞灰中的二噁英，保障最终热解残渣中的二噁英含量低于10ng-teq/kg，从而满足环保指标。
11.螺旋式热解包含70-120℃的脱水过程和300-450℃的残余有机物燃烧过程。该段的温度区间控制在300-400℃。下层回转式热解的温度区间控制在600-700℃。相比现有技术中的其他热处理装置，采用分段处理，热处理过程特别是前段热处理的温度较低，减少了能耗。而经过水洗处理的飞灰，可溶性氯盐基本被去除，避免了高温烧结或高温熔融处置易腐蚀设备和管道。
12.采用螺旋式热解时，螺旋输送杆上的螺旋叶片具有针对饼状飞灰进行破碎打散的作用。由于利用二燃室对天然气燃烧的烟气进行处理，不仅减少了尾气污染，并且能回收二次燃烧的烟气作为加热上层螺旋式热解的热源，进一步减少了能耗，最终利用后的二次燃烧烟气再通过尾气处理系统处理，从而让排放达到环保标准。
附图说明
13.图1为本实用新型中低温热处理单元的结构示意图。
14.图2为本实用新型中固液分离装置和输送装置的结构示意图。
15.图3为本实用新型中固液分离装置到低温热处理单元部分的结构示意图。
16.图4为本实用新型运行过程的流程图。
17.附图中的标记为：1、板框压滤机，2、皮带输送机，3、缓存料斗，4、回转下料器，5、上层低温螺旋式热解段，6、回转式热解仓，7、天然气加热室，8、尾气风机，9、烟气出口，10、夹套式壳体，11、螺旋输送杆，12、夹套管，13、下料管。
具体实施方式
18.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
19.如图1-4所示，本实用新型提供了一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，包括飞灰水洗脱盐子系统和低温热处理单元，所述飞灰水洗脱盐子系统包括最终级洗涤后的固液分离装置，所述低温热处理单元包括双层螺旋回转式热解装置，所述双层螺旋回转式热解装置包括上层低温螺旋式热解段5和下层高温回转式热处理段，固液分离装置分离出
的脱水后飞灰通过输送装置输入所述上层低温螺旋式热解段5，所述上层低温螺旋式热解段5的出料口与所述下层高温回转式热处理段的入料口连通，所述上层低温螺旋式热解段5用于对脱水后飞灰进行螺旋式热解，所述下层高温回转式热处理段对飞灰进行回转式热解，回转式热解的温度高于螺旋式热解的温度。
20.所述上层低温螺旋式热解段5包括夹套式壳体10、螺旋输送杆11和驱动所述螺旋输送杆11的电机一，所述螺旋输送杆11转动安装在所述夹套式壳体10中心的热解腔内，所述夹套式壳体10一端设有进料口，而所述出料口设有与所述入料口连通的下料管13，所述下料管13和所述进料口均连通所述热解腔。这样能在螺旋输送杆11对被压成滤饼飞灰进行破碎打散和输送的同时，利用夹套式壳体10的中间夹层中的热源对飞灰进行螺旋式热解。
21.所述下层高温回转式热处理段包括回转式热解仓6和天然气加热室7，所述回转式热解仓6包括电机二、外壳体和转动安装在所述外壳体内的内壳体，所述内壳体的进料端与所述下料管13连通，所述电机二连接驱动所述内壳体转动，所述天然气加热室7设有连通天然气供应端的进气口和燃烧装置，所述天然气加热室7与所述外壳体内部连通对所述内壳体中的飞灰进行热解。内壳体与外壳体之间通过天然气燃烧产生的热量加热飞灰，燃烧产生的烟气从下料管13进入上层低温螺旋式热解段5，所述上层低温螺旋式热解段5还设有连通所述热解腔的尾气排出结构。
22.所述低温热处理单元还包括二燃室，所述夹套式壳体10上设有位于所述下料管13上方连通所述热解腔的烟气出口9，所述烟气出口9连通所述二燃室的入口，所述下料管13外套设有夹套管12，所述夹套管12与所述下料管13间的夹层部分与所述夹套式壳体10的中间夹层连通，所述夹套管12侧壁设有连通所述夹层部分的进烟口，所述二燃室的出口连通到所述进烟口。
23.所述低温热处理单元还包括烟气处理系统，所述上层低温螺旋式热解段5还包括有设于所述夹套式壳体10外的尾气风机8，所述尾气风机8的进气口连通所述夹套式壳体10内的中间夹层，所述尾气风机8的出气口连接到烟气处理系统。这样天然气燃烧产生的烟气能通过下料管13进入上部的热解腔，再通过烟气出口9进入二燃室，二次燃烧后产生的高温气体(二燃室烟气)再被输送到夹套管12，进入夹套式壳体10的中间夹层实现对热解腔内飞灰的初步热处理，最后通过尾气风机8抽出并输送到烟气处理系统对烟气进行净化处理，实现了烟气热量利用、二次燃烧和最终尾气处理多种功能，节能且环保。
24.所述固液分离装置包括板框压滤机1，飞灰水洗脱盐子系统最终级洗涤后连接到板框压滤机1进行固液分离，所述板框压滤机1处特别配置反吹气系统，进一步降低飞灰压滤后的含水率。所述板框压滤机1可采用高压隔膜板框压滤机1。
25.所述输送装置包括皮带输送机2，所述皮带输送机2将所述皮带输送机2的皮带正上方设有v型收口槽，所述v型收口槽设于所述板框压滤机1下方，所述皮带输送机2向所述上层低温螺旋式热解段5送料。所述板框压滤机1压滤形成滤饼(即脱水后飞灰)，落入下方v型收口槽，从而汇集落到所述皮带输送机2的皮带上。
26.所述输送装置还包括缓存料斗3和回转下料器4，所述皮带输送机2的出料端设于缓存料斗3上方，所述缓存料斗3的下料口通过所述回转下料器4连接到所述上层低温螺旋式热解段5的进料口。
27.所述飞灰水洗脱盐子系统包括飞灰水洗单元、水处理系统和蒸发制盐系统、
28.飞灰水洗单元：分为预溶、一洗、二洗、三洗，其中特别点水洗单元至多配置三洗，至少配置一洗，建议配置二级洗涤，洗涤次数基于热处理残渣氯离子指标进行调整。
29.每级洗涤均采用序批式水洗，增加飞灰水洗时间，确保飞灰充分洗涤，有利于飞灰中的氯离子溶出。该单元涉及的固液分离装置包括板框压滤机1和卧螺离心机。其中前端洗涤后连接到所述卧螺离心机进行固液分离，最终级洗涤后连接到板框压滤机1进行固液分离。飞灰水洗的水灰比不高于3∶1，压滤机脱水后的飞灰含水率≤20％，卧螺离心机脱水后飞灰含水率≤40％。
30.水处理系统对前述飞灰水洗单元得到的水洗液进行净化处理，再将处理后的含盐溶液输送到蒸发制盐系统进行蒸发。蒸发后冷凝得到的冷凝水再回收输送到飞灰水洗单元进行循环利用。
31.板框压滤机1滤出的水分也会回收利用，如输送到飞灰水洗单元进行水洗。而得到的滤饼(即脱水后飞灰)，落入下方v型收口槽，从而汇集落到所述皮带输送机2的皮带上。皮带输送机2将脱水后飞灰输送到缓存料斗3暂存，然后通过回转下料器4根据热处理速率向低温热处理单元输送脱水后飞灰。
32.低温热处理单元中飞灰首先进入上层低温螺旋式热解段5，由二燃室烟气产生的热量进行螺旋式热解，二燃室烟气通过夹套管12输入该处夹套式壳体10，对夹套式壳体10内部的飞灰进行预热。螺旋式热解的具体效果包括：去除飞灰中的水分、对飞灰进行预热，同时挥发一部分二噁英类物质和让有机物类燃烧。螺旋式热解包含70-120℃的脱水过程和300-450℃的残余有机物燃烧过程。该段的温度区间控制在300-400℃。采用螺旋式热解时，螺旋输送杆11上的螺旋叶片具有针对饼状飞灰进行破碎打散的作用。该段处理后的热解残渣中的二噁英含量低于30ng-teq/kg。
33.经过螺旋式热解后的飞灰进入下层高温回转式热处理段，该段通过输入天然气燃烧产生的高温对飞灰进行热解，热解方式为回转式热解。下层回转式热解的主要作用是进一步去除水洗飞灰中的二噁英，保障最终热解残渣中的二噁英含量低于10ng-teq/kg，该段温度区间控制在600-700℃。最终处理完的飞灰需要满足指标如下：(1)有机质含量小于0.5％；(2)二噁英含量小于10ng-teq/kg；(3)cn-含量小于0.01mg/kg；(4)重金属浸出浓度低于污水综合排放标准规定的最高允许排放浓度限值。
34.低温热处理后的产物输送到残渣利用单元。这里对处理后的残渣进行建材后利用，例如作为替代混合材输送到水泥粉磨站资源化利用，对于掺入量需要确保水泥产品满足水泥相关质量标准以及hj662-2013表1中规定的“单位质量水泥的重金属最大允许投加量”限值。
35.上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型保护范围之内。

技术特征：
1.一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，其特征在于：包括飞灰水洗脱盐子系统和低温热处理单元，所述飞灰水洗脱盐子系统包括最终级洗涤后的固液分离装置，所述低温热处理单元包括双层螺旋回转式热解装置，所述双层螺旋回转式热解装置包括上层低温螺旋式热解段(5)和下层高温回转式热处理段，固液分离装置分离出的脱水后飞灰通过输送装置输入所述上层低温螺旋式热解段(5)，所述上层低温螺旋式热解段(5)用于对脱水后飞灰进行螺旋式热解，所述下层高温回转式热处理段对飞灰进行回转式热解，回转式热解的温度高于螺旋式热解的温度。2.根据权利要求1所述的一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，其特征在于：所述上层低温螺旋式热解段(5)的出料口与所述下层高温回转式热处理段的入料口连通，所述上层低温螺旋式热解段(5)包括夹套式壳体(10)、螺旋输送杆(11)和驱动所述螺旋输送杆(11)的电机一，所述螺旋输送杆(11)转动安装在所述夹套式壳体(10)中心的热解腔内，所述夹套式壳体(10)一端设有的进料口，而所述出料口设有与所述入料口连通的下料管(13)，所述下料管(13)和所述进料口均连通所述热解腔。3.根据权利要求2所述的一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，其特征在于：所述下层高温回转式热处理段包括回转式热解仓(6)和天然气加热室(7)，所述回转式热解仓(6)包括电机二、外壳体和转动安装在所述外壳体内的内壳体，所述内壳体的进料端与所述下料管(13)连通，所述电机二连接驱动所述内壳体转动，所述天然气加热室(7)设有连通天然气供应端的进气口和燃烧装置，所述天然气加热室(7)与所述外壳体内部连通。4.根据权利要求3所述的一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，其特征在于：所述低温热处理单元还包括二燃室，所述夹套式壳体(10)上设有位于所述下料管(13)上方连通所述热解腔的烟气出口(9)，所述烟气出口(9)连通所述二燃室的入口，所述下料管(13)外套设有夹套管(12)，所述夹套管(12)与所述下料管(13)间的夹层部分与所述夹套式壳体(10)的中间夹层连通，所述夹套管(12)侧壁设有连通所述夹层部分的进烟口，所述二燃室的出口连通到所述进烟口。5.根据权利要求4所述的一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，其特征在于：所述低温热处理单元还包括烟气处理系统，所述上层低温螺旋式热解段(5)还包括有尾气风机(8)，所述尾气风机(8)的进气口连通所述夹套式壳体(10)内的中间夹层，所述尾气风机(8)的出气口连接到烟气处理系统。

技术总结
本实用新型公开了一种飞灰水洗预处理耦合低温热处理的系统，包括飞灰水洗脱盐子系统和低温热处理单元，所述飞灰水洗脱盐子系统包括最终级洗涤后的固液分离装置，所述低温热处理单元包括双层螺旋回转式热解装置，所述双层螺旋回转式热解装置包括上层低温螺旋式热解段和下层高温回转式热处理段，固液分离装置分离出的脱水后飞灰通过输送装置输入所述上层低温螺旋式热解段，所述上层低温螺旋式热解段用于对脱水后飞灰进行螺旋式热解，所述下层高温回转式热处理段对飞灰进行回转式热解，回转式热解的温度高于螺旋式热解的温度。本实用新型对飞灰热处理所需能耗低，温度低，克服了高温处理产生的二次飞灰难处置的问题。温处理产生的二次飞灰难处置的问题。温处理产生的二次飞灰难处置的问题。


技术研发人员：李宗阳 程占 温亚菲 秦宗甲 权登辉 施娅俊 韩啸
受保护的技术使用者：安徽海螺环保集团有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/8/26