本發(fā)明屬于環(huán)保設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前，垃圾焚燒鍋爐產(chǎn)生的大量飛灰屬于國家嚴(yán)控的有害廢物，目前典型的處理辦法有水泥固化、螯合劑穩(wěn)定化等，通過這些方法處理后，不容易發(fā)生二次污染。采用水泥固化螯合劑穩(wěn)定化技術(shù)，水泥固化體的浸出速率較高，水泥固化體增容比較高，不僅使得飛灰體積增大，有的還需作預(yù)處理或需要加入添加劑，因而可能影響水泥漿的凝固，并會使成本增加，而且水泥的堿性能使銨離子變成氨氣釋出，處理化學(xué)泥渣時，由于生成膠狀物，使混合物的排料較困難。

高溫熔融法是目前公認(rèn)的無害化處理垃圾焚燒的重要途徑。飛灰在熔融升溫過程中，其內(nèi)含有的大量二惡英類有毒有機物被高溫分解而徹底消除，大量重金屬隨熔融物冷卻后包封在化學(xué)性能異常穩(wěn)定的玻璃體內(nèi)，從而實現(xiàn)飛灰的無害化處理。但研究表明，采用高溫熔融法處理飛灰的耗能很大，因而飛灰處理的成本很高；同時，熔融爐的高溫尾氣因含有大量重金屬和煙塵而無法直排大氣，需要復(fù)雜的降溫、重金屬脫除和除塵等設(shè)備，系統(tǒng)復(fù)雜，一次投資和運行維護的成本都很高。高昂的設(shè)備造價和運行成本使得該技術(shù)很難實施工程應(yīng)用和大規(guī)模推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置及方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置，包括高溫熔融爐（1），高溫熔融爐（1）的排渣口與綜合熱能交換器（2）（IHE，Integrated Heat Exchanger）的進渣口相連，IHE（2）內(nèi)設(shè)有高溫尾氣散熱器（3）和熔渣冷卻傳送裝置（4），高溫尾氣散熱器（3）的入口與高溫熔融爐（1）的排氣口相連，高溫尾氣散熱器（3）的出口與煙氣重金屬脫除處理設(shè)備（5）的入口相連，IHE（2）的熱風(fēng)輸出口與垃圾焚燒鍋爐（6）的燃燒送風(fēng)入口相連，垃圾焚燒鍋爐（6）和煙氣重金屬脫除處理設(shè)備（5）的煙氣出口還分別與除塵器（7）的煙氣入口連接，除塵器（7）收集的飛灰通過傳送裝置與高溫熔融爐（1）連接，除塵器（7）的煙氣出口與煙囪（8）相連。

垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置，包括高溫熔融爐（1），高溫熔融爐（1）的排渣口與IHE（2）的進渣口相連，IHE（2）內(nèi)設(shè)有高溫尾氣散熱器（3）和熔渣冷卻傳送裝置（4），高溫熔融爐（1）和IHE（2）的熱風(fēng)輸出口分別與垃圾焚燒鍋爐（6）的燃燒送風(fēng)入口相連，垃圾焚燒鍋爐（6）的煙氣出口與除塵器（7）的煙氣入口連接，除塵器（7）收集的飛灰通過傳送裝置與高溫熔融爐（1）連接，除塵器（7）的煙氣出口與煙囪（8）相連。

垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置，包括高溫熔融爐（1），高溫熔融爐（1）的排渣口與IHE（2）的進渣口相連，IHE（2）內(nèi)設(shè)有高溫尾氣散熱器（3）和熔渣冷卻傳送裝置（4），高溫尾氣散熱器（3）的入口與高溫熔融爐（1）的排氣口相連，高溫尾氣散熱器（3）的出口與煙氣重金屬脫除處理設(shè)備（5）的入口相連，高溫熔融爐（1）和IHE（2）的熱風(fēng)輸出口分別與垃圾焚燒鍋爐（6）的燃燒送風(fēng)入口相連，高溫熔融爐（1）的排氣口和熱風(fēng)輸出口分別設(shè)置有控制開關(guān)，垃圾焚燒鍋爐（6）和煙氣重金屬脫除處理設(shè)備（5）的煙氣出口還分別與除塵器（7）的煙氣入口連接，除塵器（7）收集的飛灰通過傳送裝置與高溫熔融爐（1）連接，除塵器（7）的煙氣出口與煙囪（8）相連。

優(yōu)選地，所述高溫熔融爐（1）的排氣口設(shè)置有尾氣成分檢測裝置（11）。

優(yōu)選地，所述除塵器（7）的煙氣入口前端設(shè)置有脫硝設(shè)備（9）。

優(yōu)選地，所述除塵器（7）的煙氣入口前端設(shè)置有脫酸設(shè)備（10）。

優(yōu)選地，所述高溫熔融爐（1）與IHE（2）之間設(shè)置有脫硝設(shè)備（9）。

利用所述的垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的方法，包括以下步驟：

（1）垃圾焚燒鍋爐（6）產(chǎn)生的煙氣從尾部排出后經(jīng)除塵器（7）除塵；

（2）除塵器（7）收集的有害飛灰傳輸至高溫熔融爐（1）；

（3）高溫熔融爐（1）將飛灰升溫至熔融態(tài)后經(jīng)排渣口排出至IHE（2），同時高溫熔融爐（1）的高溫尾氣同樣經(jīng)排氣口被輸送至IHE（2）內(nèi)的高溫尾氣散熱器（3）；

（4）IHE（2）內(nèi)熔渣經(jīng)冷卻后成玻璃體，隨熔渣冷卻傳送裝置（4）的傳送鏈條排出；同時，在IHE（2）內(nèi)冷卻風(fēng)的作用下，高溫尾氣由高溫變成低溫后送煙氣重金屬脫除處理設(shè)備（5）處理后匯入除塵器（7），IHE（2）內(nèi)的冷卻風(fēng)吸收高溫熔渣和高溫尾氣的熱能后送垃圾焚燒爐（6），除塵器（7）除塵后的干凈煙氣從煙囪（8）排出。

利用所述的垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的方法，包括以下步驟：

（1）垃圾焚燒鍋爐（6）產(chǎn)生的煙氣從尾部排出后經(jīng)除塵器（7）除塵；

（2）除塵器（7）收集的有害飛灰傳輸至高溫熔融爐（1）；

（3）高溫熔融爐（1）將飛灰升溫至熔融態(tài)后經(jīng)排渣口排出至IHE（2），同時高溫熔融爐（1）的高溫尾氣經(jīng)熱風(fēng)輸出口將熱能輸送至垃圾焚燒爐（6）；

（4）IHE（2）內(nèi)熔渣經(jīng)冷卻后成玻璃體，隨熔渣冷卻傳送裝置（4）的傳送鏈條排出；同時，IHE（2）內(nèi)的冷卻風(fēng)吸收高溫熔渣的熱能后送垃圾焚燒爐（6），除塵器（7）除塵后將干凈的煙氣從煙囪（8）排出。

利用所述的垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的方法，包括以下步驟：

（1）垃圾焚燒鍋爐（6）產(chǎn)生的煙氣從尾部排出后經(jīng)除塵器（7）除塵；

（2）除塵器（7）收集的有害飛灰傳輸至高溫熔融爐（1）；

（3）高溫熔融爐（1）將飛灰升溫至熔融態(tài)后經(jīng)排渣口排出至IHE（2），同時，當(dāng)高溫熔融爐（1）的高溫尾氣中重金屬含量較低時，開啟高溫熔融爐（1）的熱風(fēng)輸出口，高溫尾氣的熱能直接經(jīng)熱風(fēng)輸出口輸送至垃圾焚燒爐（6）；當(dāng)高溫熔融爐（1）的高溫尾氣中重金屬含量較高時，開啟高溫熔融爐（1）的排氣口，高溫尾氣經(jīng)排氣口被輸送至IHE（2）內(nèi)的高溫尾氣散熱器（3）；

（4）IHE（2）內(nèi)熔渣經(jīng)冷卻后成玻璃體，隨熔渣冷卻傳送裝置（4）的傳送鏈條排出；同時，IHE（2）內(nèi)的冷卻風(fēng)吸收高溫熔渣的熱能后送垃圾焚燒爐（6）；在重金屬含量較高時，高溫尾氣在IHE（2）內(nèi)冷卻風(fēng)的作用下，由高溫變成低溫后送煙氣重金屬脫除處理設(shè)備（5）處理后匯入除塵器（7），其熱能也經(jīng)冷卻風(fēng)吸收送入垃圾焚燒爐（6）除塵器（7）除塵后將干凈的煙氣從煙囪（8）排出。

本發(fā)明的有益效果在于：

通過本發(fā)明中的IHE，將熔融法加熱的飛灰高溫熔渣中的熱能，通過熔渣冷卻傳送裝置直接換熱到冷卻風(fēng)中。這樣不僅加速熔渣的快速冷卻形成固態(tài)玻璃體，便于排出和收集操作，而且熔融爐產(chǎn)物的主要熱能被傳遞給IHE內(nèi)的冷卻風(fēng)，該冷卻風(fēng)可作為助燃風(fēng)送入垃圾焚燒爐爐膛，從而實現(xiàn)飛灰加熱能量的有效回收利用，大大降低了該方法的綜合能耗。

通過本發(fā)明中的IHE，將熔融爐產(chǎn)生的高溫尾氣通過尾氣散熱器降溫冷卻后送入煙氣重金屬脫除處理設(shè)備，尾氣降溫過程也是熱能回收利用過程。熔融爐尾氣在脫除重金屬后，可直接并入垃圾焚燒爐的尾氣處理系統(tǒng)。

通過本發(fā)明，高溫熔融法處理垃圾飛灰直接應(yīng)用于垃圾焚燒鍋爐，不僅大大降低了能耗成本，簡化了尾氣處理方式，也大大簡化了系統(tǒng)，降低了一次投資成本，使得高溫熔融法在垃圾焚燒鍋爐上的應(yīng)用不僅可實現(xiàn)飛灰的無害化處理，還具有良好的經(jīng)濟價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的垃圾焚燒爐飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例二的垃圾焚燒爐飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例三的垃圾焚燒爐飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的示意圖。

附圖標(biāo)記：1，高溫熔融爐；2，綜合熱能交換器；3，高溫尾氣散熱器；4，熔渣冷卻傳送裝置；5，煙氣重金屬脫除處理設(shè)備；6，垃圾焚燒鍋爐；7，除塵器；8，煙囪；9，脫硝設(shè)備；10，脫酸設(shè)備；11，尾氣成分檢測裝置。

具體實施方式

為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述，以下實施例僅是對本發(fā)明進行說明而非對其加以限定。

實施例一

裝置結(jié)構(gòu)：

如圖1所示，垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置，包括高溫熔融爐1，高溫熔融爐1的排渣口與IHE 2的進渣口相連，IHE 2內(nèi)設(shè)有高溫尾氣散熱器3和熔渣冷卻傳送裝置4，高溫尾氣散熱器3的入口與高溫熔融爐1的排氣口相連，高溫尾氣散熱器3的出口與煙氣重金屬脫除處理設(shè)備5的入口相連，高溫熔融爐1與IHE 2之間設(shè)置有脫硝設(shè)備9，IHE 2的熱風(fēng)輸出口與垃圾焚燒鍋爐6的燃燒送風(fēng)入口相連，垃圾焚燒鍋爐6和煙氣重金屬脫除處理設(shè)備5的煙氣出口還分別與除塵器7的煙氣入口連接，除塵器7收集的飛灰通過傳送裝置與高溫熔融爐1連接，除塵器7的煙氣出口與煙囪8相連。

工作原理：

利用所述的垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的方法，包括以下步驟：

（1）垃圾焚燒鍋爐6產(chǎn)生的煙氣從尾部排出后經(jīng)除塵器7除塵；

（2）除塵器7收集的有害飛灰傳輸至高溫熔融爐1；

（3）高溫熔融爐1將飛灰升溫至熔融態(tài)后經(jīng)排渣口排出至IHE 2，同時高溫熔融爐1的高溫尾氣因含有揮發(fā)性重金屬如鉛、鎘、鋅等，需要脫出后才能排放至大氣，因此經(jīng)排氣口被脫硝設(shè)備9脫硝后輸送至IHE 2內(nèi)的高溫尾氣散熱器3；

（4）IHE 2內(nèi)熔渣經(jīng)冷卻后成玻璃體，隨熔渣冷卻傳送裝置4的傳送鏈條排出；同時，在IHE 2內(nèi)冷卻風(fēng)的作用下，高溫尾氣由高溫變成低溫后送煙氣重金屬脫除處理設(shè)備5處理后匯入除塵器7，IHE 2內(nèi)的冷卻風(fēng)吸收高溫熔渣和高溫尾氣的熱能后送垃圾焚燒爐6，除塵器7除塵后的干凈煙氣從煙囪8排出。

實施例二

裝置結(jié)構(gòu)：

如圖2所示，垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置，包括高溫熔融爐1，高溫熔融爐1的排渣口與IHE 2的進渣口相連，IHE 2內(nèi)設(shè)有高溫尾氣散熱器3和熔渣冷卻傳送裝置4，高溫熔融爐1和IHE 2的熱風(fēng)輸出口分別與垃圾焚燒鍋爐6的燃燒送風(fēng)入口相連，垃圾焚燒鍋爐6的煙氣出口與除塵器7的煙氣入口連接，除塵器7收集的飛灰通過傳送裝置與高溫熔融爐1連接，除塵器7的煙氣入口前端設(shè)置有脫硝設(shè)備9和脫酸設(shè)備10，除塵器7的煙氣出口與煙囪8相連。

工作原理：

利用所述的垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的方法，包括以下步驟：

（1）垃圾焚燒鍋爐6產(chǎn)生的煙氣從尾部排出后經(jīng)脫硝設(shè)備9和脫酸設(shè)備10處理后經(jīng)除塵器7除塵；

（2）除塵器7收集的有害飛灰傳輸至高溫熔融爐1；

（3）高溫熔融爐1將飛灰升溫至熔融態(tài)后經(jīng)排渣口排出至IHE 2，同時高溫熔融爐1的高溫尾氣經(jīng)熱風(fēng)輸出口將熱能輸送至垃圾焚燒爐6；

（4）IHE 2內(nèi)熔渣經(jīng)冷卻后成玻璃體，隨熔渣冷卻傳送裝置4的傳送鏈條排出；同時，IHE 2內(nèi)的冷卻風(fēng)吸收高溫熔渣的熱能后送垃圾焚燒爐6，除塵器7除塵后將干凈的煙氣從煙囪8排出。

實施例三

裝置結(jié)構(gòu)：

如圖3所示，垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置，包括高溫熔融爐1，高溫熔融爐1的排渣口與IHE 2的進渣口相連，IHE 2內(nèi)設(shè)有高溫尾氣散熱器3和熔渣冷卻傳送裝置4，高溫熔融爐1的排氣口設(shè)置有尾氣成分檢測裝置11，高溫尾氣散熱器3的入口與高溫熔融爐1的排氣口相連，高溫尾氣散熱器3的出口與煙氣重金屬脫除處理設(shè)備5的入口相連，高溫熔融爐1和IHE 2的熱風(fēng)輸出口分別與垃圾焚燒鍋爐6的燃燒送風(fēng)入口相連，高溫熔融爐1的排氣口和熱風(fēng)輸出口分別設(shè)置有控制開關(guān)，垃圾焚燒鍋爐6和煙氣重金屬脫除處理設(shè)備5的煙氣出口還分別與除塵器7的煙氣入口連接，除塵器7收集的飛灰通過傳送裝置與高溫熔融爐1連接，除塵器7的煙氣出口與煙囪8相連。

工作原理：

利用所述的垃圾焚燒飛灰高溫熔融法處理的熱能回收利用裝置的方法，包括以下步驟：

（1）垃圾焚燒鍋爐6產(chǎn)生的煙氣從尾部排出后經(jīng)除塵器7除塵；

（2）除塵器7收集的有害飛灰傳輸至高溫熔融爐1；

（3）高溫熔融爐1將飛灰升溫至熔融態(tài)后經(jīng)排渣口排出至IHE 2，同時，尾氣成分檢測裝置11測試高溫尾氣中的重金屬含量，當(dāng)高溫熔融爐1的高溫尾氣中重金屬含量較低時，開啟高溫熔融爐1的熱風(fēng)輸出口，高溫尾氣的熱能直接經(jīng)熱風(fēng)輸出口輸送至垃圾焚燒爐6；當(dāng)高溫熔融爐1的高溫尾氣中重金屬含量較高時，開啟高溫熔融爐1的排氣口，高溫尾氣經(jīng)排氣口被輸送至IHE 2內(nèi)的高溫尾氣散熱器3；

（4）IHE 2內(nèi)熔渣經(jīng)冷卻后成玻璃體，隨熔渣冷卻傳送裝置4的傳送鏈條排出；同時，IHE 2內(nèi)的冷卻風(fēng)吸收高溫熔渣的熱能后送垃圾焚燒爐6；在重金屬含量較高時，高溫尾氣在IHE 2內(nèi)冷卻風(fēng)的作用下，由高溫變成低溫后送煙氣重金屬脫除處理設(shè)備5處理后匯入除塵器7，其熱能也經(jīng)冷卻風(fēng)吸收送入垃圾焚燒爐6除塵器7除塵后將干凈的煙氣從煙囪8排出。

IHE 2內(nèi)的冷卻風(fēng)吸收高溫熔渣和高溫尾氣的熱能后送垃圾焚燒爐5，實現(xiàn)高溫熔融爐的余熱利用。這樣可大幅降低高溫熔融法的單位能耗，因而具有客觀的經(jīng)濟效益。

以上所述實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。