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飞灰熔融装置及其方法

阅读：866发布：2020-05-08

专利汇可以提供飞灰熔融装置及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种飞灰熔融装置，属于飞灰熔融领域，包括熔炉本体、固设于熔炉本体上的焦耳热发生装置和控制装置，熔炉本体上还设有硝水溢流口、投料装置、料道排出装置；投料装置包括主进料管、与主进料管连通的多个分料管、驱动主进料管转动的驱动装置，还包括给料机；料道排出装置上固设有液面仪、温度计和辅助电极。本发明还公开了飞灰熔融的制备方法，称取飞灰10份，含有氧化硅的辅料1.5～10份，混合，加入熔炉本体中，用电熔融飞灰，将熔炉本体中的温度控制在800～1500℃之间；放料时，使料道排出装置内的温度保持在800～1300℃。本发明不会产生二次污染，投料时密封性好，撒料均匀，用电熔融飞灰，热损小，重金属易于排出，适用于所有飞灰的熔融。，下面是飞灰熔融装置及其方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种飞灰熔融装置，包括设有内腔的熔炉本体、固设于熔炉本体上的焦耳热发生装置和控制装置，其特征在于：所述熔炉本体上还设有硝水溢流口、投料装置、用于飞灰融熔体流出的料道排出装置；
所述投料装置包括由熔炉本体的内腔伸向外部的主进料管、与主进料管连通设置的多个分料管、用于驱动主进料管转动的驱动装置，还包括一端位于主进料管上方、另一端与料罐连接的给料机，所述分料管设于熔炉本体的内腔中；
所述料道排出装置上固设有用于控制给料机进料量的液面仪、温度计和辅助电极；
所述驱动装置、焦耳热发生装置、辅助电极、温度计、给料机、液面仪与控制装置形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的飞灰熔融装置，其特征在于：所述熔炉本体的底部为锥体，且底部的锥体上设有底部料液排出口，所述底部料液排出口上固设有钼质的放料器，所述放料器上固设有控温电极，所述放料器的外部固设有用于向放料器内通入氮气的氮气发生装置。
3.根据权利要求2所述的飞灰熔融装置，其特征在于：所述熔炉本体的内部为耐高温材料，外部为保温材料。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的飞灰熔融装置，其特征在于：所述硝水溢流口和料道排出装置内均固设有用于控制温度恒定的硅碳棒。
5.根据权利要求4所述的飞灰熔融装置，其特征在于：所述主进料管与给料机连接的一端固设有漏斗状的过渡仓，所述分料管绕主进料管的周向呈放射状排布。
6.权利要求1-5中任意一项用飞灰熔融装置进行飞灰熔融的方法，其特征在于：按照以下步骤顺序进行：
步骤一：以重量份计，称取飞灰10份，含有氧化硅的辅料1.5～10份，混合，形成原料；
步骤二：将原料通过投料装置层层覆盖在熔炉本体的内腔中，然后通过焦耳热发生装置，用电熔融飞灰；
步骤三：调节控制装置，为焦耳热发生装置加载电流，将熔炉本体内腔中飞灰熔融的温度控制在800～1500℃之间，而覆盖原料的熔炉本体内腔的上部温度小于等于200℃；
步骤四：放料时，将料道排出装置中的辅助电极加载电流，使料道排出装置内的温度保持在800～1300℃。
7.根据权利要求6所述的飞灰熔融的方法，其特征在于：所述辅料为石英砂或玻璃粉中的任意一种，或者两者的混合物。
8.根据权利要求6或7所述的飞灰熔融的方法，其特征在于：所述步骤四中，放料时，给放料器上的控温电极加载电流，使放料器内的温度保持在800～1300℃，同时开启氮气发生装置。
9.根据权利要求8所述的飞灰熔融的方法，其特征在于：所述硝水溢流口内固设有硅碳棒，给硝水溢流口处的硅碳棒加载电流，使硝水溢流口处的温度保持在600～1400℃。

说明书全文

飞灰熔融装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明属于飞灰熔融领域，涉及一种飞灰熔融装置，还涉及一种飞灰熔融的方法。

背景技术

[0002] 近年来，我国垃圾焚烧发电行业的规模不断扩大，在垃圾焚烧发电过程中，烟气中夹带着低沸点的重金属、二噁英、呋喃等有害物质，目前大多采用喷射活性炭的方法吸附这些有害物质，吸附后的活性炭、烟气中夹带的固体颗粒物均被布袋除尘器或其它烟气净化设备捕捉，形成垃圾焚烧飞灰。飞灰中的重金属、二噁英和呋喃等有害物质对环境有较大的危害。

[0003] 现有技术中，飞灰熔融最好的方法是等离子飞灰熔融法。在熔炉内安装石墨棒电极，通过电极的放电，直接在熔炉内产生等离子体，并利用等离子体加热飞灰使其熔融。但是，这种熔融方法的缺点是：熔融的热效率不高、电极消耗快，并且熔炉内温度分布上高下底。飞灰中含有大量的氯化物和硫酸盐，飞灰熔融后，氯化物和飞灰形成硝水，熔炉内上部局部高温，促使熔渣中低沸点的硝水挥发，形成二次飞灰，对环境造成污染；而熔炉内下部温度低，使底部熔渣流动性差，容易堵塞熔渣出口。同时，熔炉必须有开口的地方，才能将飞灰投进去，但是开口处不能及时密封，有害物质挥发到空气中，造成二次污染。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题，是要提供一种飞灰熔融的装置，以达到投料均匀、投料口密封性强，不会造成二次污染的目的。

[0005] 本发明所要解决的另一个技术问题，是要提供一种飞灰熔融的方法，以达到制备过程反应彻底，不会造成二次污染的目的。

[0006] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种飞灰熔融装置，包括设有内腔的熔炉本体、固设于熔炉本体上的焦耳热发生装置和控制装置，所述熔炉本体上还设有硝水溢流口、投料装置、用于飞灰融熔体流出的料道排出装置；所述投料装置包括由熔炉本体的内腔伸向外部的主进料管、与主进料管连通设置的多个分料管、用于驱动主进料管转动的驱动装置，还包括一端位于主进料管上方、另一端与料罐连接的给料机，所述分料管设于熔炉本体的内腔中；
所述料道排出装置上固设有用于控制给料机进料量的液面仪、温度计和辅助电极；
所述驱动装置、焦耳热发生装置、辅助电极、温度计、给料机、液面仪与控制装置形成闭合回路。

[0007] 作为对本发明的限定：所述熔炉本体的底部为锥体，且底部的锥体上设有底部料液排出口，所述底部料液排出口上固设有钼质的放料器，所述放料器上固设有控温电极，所述放料器的外部固设有用于向放料器内通入氮气的氮气发生装置。

[0008] 作为对本发明的进一步限定：所述熔炉本体的内部为耐高温材料，外部为保温材料。

[0009] 作为对本发明的另一种限定：所述硝水溢流口和料道排出装置内均固设有用于控制温度恒定的硅碳棒。

[0010] 作为对本发明的进一步限定：所述主进料管与给料机连接的一端固设有漏斗状的过渡仓，所述分料管绕主进料管的周向呈放射状排布。

[0011] 一种飞灰熔融方法，按照以下步骤顺序进行：步骤一：以重量份计，称取飞灰10份，含有氧化硅的辅料1.5～10份，混合，形成原料；
步骤二：将原料通过投料装置层层覆盖在熔炉本体的内腔中，然后通过焦耳热发生装置，用电熔融飞灰；
步骤三：调节控制装置，为焦耳热发生装置加载电流，将熔炉本体内腔中飞灰熔融的温度控制在800～1500℃之间，而覆盖原料的熔炉本体内腔的上部温度小于等于200℃；
步骤四：放料时，将料道排出装置中的辅助电极加载电流，使料道排出装置内的温度保持在800～1300℃。

[0012] 作为对飞灰熔融方法的限定：所述辅料为石英砂或玻璃粉中的任意一种，或者两者的混合物。

[0013] 作为对飞灰熔融方法的另一种限定：所述步骤四中，放料时，给放料器上的控温电极加载电流，使放料器内的温度保持在800～1300℃，同时开启氮气发生装置。

[0014] 作为对飞灰熔融方法的进一步限定：所述硝水溢流口内固设有硅碳棒，给硝水溢流口处的硅碳棒加载电流，使硝水溢流口处的温度保持在600～1400℃。

[0015] 由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果在于：（1）本发明的熔炉本体上设有硝水溢流口，用电熔融飞灰时，由于熔炉本体内是冷顶操作，用于熔融的原料通过投料装置一层一层地覆盖在内腔中，因为熔炉本体的底部温度较高，用于飞灰的熔融，飞灰熔融体的上表面不断地覆盖新的原料，形成隔温层，使熔炉本体内腔上部的温度较低，远低于硝水的挥发温度，不会产生二次污染，又因为硝水的粘度很低，像水一样流动，漂浮在熔炉本体内的飞灰熔融体上，硝水自动从硝水溢流口流出，熔炉本体内的温度是自上而下逐渐升高，池底处的飞灰熔融体处于高温状态，流动性较强，方便从熔炉本体的底部排出，或通过料道排出装置排出，且熔炉本体上设有能360度旋转的投料装置，投料装置的主进料管伸进熔炉本体内，投料时，不用来回开启盖子，增加了熔炉本体的密封性，能有效防止污染物的挥发，能使熔炉本体内热损失小，热效率高；
（2）本发明的熔炉本体的底部为锥体，飞灰熔融过程中的重金属堆积在熔炉本体底部的锥体上，有利于重金属随着飞灰熔融体从放料器中排出，且放料时，通过控温电极将放料器内的飞灰熔融体加热，使飞灰熔融体的粘度下降，方便流出，通过控制施加在控温电极上的电流，调节出料速度，放料器上设有氮气发生装置，因为放料器为钼材质，往放料器内连续不断的通氮气，形成氮气帘，密封该孔，不让空气进入，保护放料器不被氧化；
（3）本发明为了防止硝水流出过程中在硝水溢流口处凝固，硝水溢流口处设有用于加热的硅碳棒，将温度控制在600～1400℃之间，能快速收集硝水；
（4）本发明的料道排出装置内设有硅碳棒和辅助电极，使飞灰熔融体在排出过程中，能保持恒温；
（5）本发明的主进料管与给料机连接的一端固设有漏斗状的过渡仓，有利于给料机将原料全部投进主进料管，不会撒到外部，分料管绕主进料管的周向呈放射状排布，有利于将原料均匀的撒到熔炉本体的内腔中。

[0016] 综上所述，本发明在飞灰熔融过程中不会产生二次污染，投料过程中密封性好，撒料均匀，能根据熔炉本体内的液面自动进行原料补给，用电熔融飞灰，热损小，效率高，重金属易于排出，适用于所有飞灰的熔融。附图说明

[0017] 下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

[0018] 图1为本发明实施例1的剖视结构示意图；图2为图1A-A的剖视结构示意图；
图3为放料器10的结构示意图。

[0019] 图中：1-熔炉本体，2-焦耳热发生装置，3-投料装置，31-主进料管，32-分料管，33-驱动装置，331-电机，332-第一齿轮，333-第二齿轮，4-给料机，5-硅碳棒，6-料道排出装置，61-下部水平料道，62-上升料道，63-上部水平料道，7-辅助电极，8-液面仪，9-温度计，10-放料器，11-氮气发生装置，12-料罐，13-硝水溢流口，14-过渡仓，15-控温电极。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的飞灰熔融装置及其方法为优选实施例，仅用于说明和解释本发明，并不构成对本发明的限制。

[0021] 实施例1 飞灰熔融装置本实施例如图1、图2、图3所示，一种飞灰熔融装置，包括设有内腔的熔炉本体1，所述熔炉本体1的底部为锥体，且底部的锥体上设有底部料液排出口，所述底部料液排出口为阶梯口，即上部（图1上部）直径大，下部（图1下部）直径小，所述底部料液排出口上固设有钼质的放料器10，所述放料器10的形状与阶梯口的形状相贴合。所述放料器10上固设有控温电极
15，通过给控温电极15加载电流，控制放料器10中的温度，当放料器10中的温度较高时，飞灰熔融体的粘度降低，流动性变好，能快速从放料器10中流出；当放料器10中的温度较低时，飞灰熔融体的粘度增加，流动性变差，从放料器10中流出的速度变小。所述放料器10的外部固设有防止空气进入放料器10内的氮气发生装置11，本实施例的氮气发生装置11采用现有技术，因为放料器10为钼材质，往放料器10内连续不断的通氮气，形成氮气帘，密封该孔，不让空气进入，保护放料器10不被氧化。所述熔炉本体1的内腔中用于飞灰熔融反应的部位为耐高温材料，外部为保温材料。

[0022] 所述熔炉本体1上固设有焦耳热发生装置2，本实施例的焦耳热发生装置2包括多个用于主熔的交流电极，所述主熔交流电极绕熔炉本体1的周向上均匀固设有六个，且靠近熔炉本体1的下方，用于加热飞灰熔融体的底部，使飞灰熔融体的温度由下向上（图1由下到上）温度逐渐升高，保证熔炉本体1的内腔上部温度较低，使硝水不易挥发，顺利从硝水溢流口13流出。

[0023] 所述熔炉本体1上设有硝水溢流口13，所述硝水溢流口13先向外部水平延伸，再沿熔炉本体1向下延伸，形成用于液体流通的通道。所述硝水溢流口13均固设于熔炉本体1的上部，与飞灰熔融体的表面基本持平，飞灰熔融过程中，硝水浮于飞灰熔融体的上表面，因此，有硝水生成时，能顺着硝水溢流口13快速流出。同时，为了使硝水能顺利流出，在硝水溢流口13水平方向延伸的通道和向下延伸的通道内均固设有用于控制温度恒定的硅碳棒5，保证硝水溢流口13处的温度恒定。

[0024] 所述熔炉本体1的上部（图1上部）通过轴承转动连接有投料装置3，所述投料装置3包括主进料管31，所述主进料管31由熔炉本体1的内腔伸向外部，所述主进料管31位于熔炉本体1内腔的一端固设有多个分料管32，所述分料管32与主进料管31连通设置，并绕主进料管31的周向呈放射状排布，使分料管32未连接主进料管31的一端基本与硝水溢流口13齐平，并且使其在撒料过程中，能将原料均匀的撒向熔炉本体1的内腔中。所述主进料管31位于熔炉本体1外部的一端固设有漏斗状的过渡仓14。所述过渡仓14与给料机4连接，所述给料机4采用现有技术，给料机4能将料罐12中的原料定量的投向主进料管31上漏斗状的过渡仓14中。所述主进料管31上设有用于驱动主进料管31转动的驱动装置33，本实施例的驱动装置33包括固设于主进料管31上的第一齿轮332、通过链条与第一齿轮332传动连接的第二齿轮333，电机331带动第二齿轮333转动，最终使主进料管31连续做360度的旋转。

[0025] 所述熔炉本体1上固设有用于飞灰融熔体流出的料道排出装置6，所述料道排出装置6包括下部水平料道61、竖直设置的上升料道62和上部水平料道63，所述下部水平料道61与熔炉本体1的底部锥体连通。所述下部水平料道61、上升料道62和上部水平料道63内均固设有辅助电极7，使飞灰熔融体在流出的过程中保证温度的恒定。所述上部水平料道63内固设有多个硅碳棒5，通过热电偶测温反馈，保证料道排出装置6内的温度恒定。所述上部水平料道63上固设有用于控制给料机4进料量的液面仪8，还固设有温度计9。

[0026] 本实施例还包括控制装置，所述驱动装置33的电机331、主熔交流电极、辅助电极7、温度计9、给料机4、液面仪8与控制装置形成闭合回路。其中给料机4根据液面仪8的检测数据，定量的向主进料管31中投放物料。

[0027] 实施例2 飞灰熔融的方法本实施例为飞灰熔融的方法，分别称取飞灰100kg，石英砂20kg，玻璃粉46kg。搅拌混合后，形成用于熔融的原料。将原料投放到料罐12中，料罐12与给料机4连接，给料机4根据料道排出装置6上液面仪8的检测数据，为投料装置3补给相应的原料。原料被转动的分料管32均匀的洒向熔炉本体1的内腔中，本实施例的焦耳热发生装置2为主熔交流电极，即在主熔交流电极上加载电流，使主熔交流电极上产生的热量将飞灰加热到1400℃，形成飞灰熔融体。

[0028] 放料时，将料道排出装置6中的辅助电极7加载电流，将料道排出装置6内的温度调节到1200℃，使飞灰熔融体能顺利流出熔炉本体1外。同时给述料道排出装置6处的硅碳棒5加载电流，与辅助电极7共同作用，使料道排出装置6处的温度控制的更加精确。因为飞灰熔融过程中的重金属会堆积在熔炉本体1的底部，重金属会随着设于熔炉本体1底部锥体上的放料器10流出，放料时，给放料器10上的控温电极15加载电流，将放料器10内的温度调整在1200℃，当需要放料过程加快时，加大控温电极15上的电流，时放料器10中的温度升高，飞灰熔融体的粘度变小，流动性增加；当需要放料过程变慢时，减小控温电极15上的电流，时放料器10中的温度降低，飞灰熔融体的粘度变大，流动性变差。放料的同时开启氮气发生装置11，往放料器10中通氮气，防止放料器10被空气氧化。

[0029] 飞灰熔融的过程中，会产生低沸点的硝水，硝水漂浮在飞灰熔融体的表面上，并从硝水溢流口13流出，为了防止硝水在溢流过程中凝固，将硝水溢流口13处的硅碳棒5加载电流，使硝水溢流口13内的温度保持在1240℃。

[0030] 实施例3-7 飞灰熔融的方法本实施例的飞灰熔融的方法与实施例2飞灰熔融的方法基本一致，不同之处仅在于飞灰熔融过程中，条件控制的不同，具体见表1：
表1飞灰熔融过程中条件的控制
实施例1-7，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明所作的其他形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员不能利用上述技术内容作为启示加以变更或改型为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明权利要求的技术实质，对以上实施例所作出的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明权利要求保护的范围。

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飞灰熔融装置及其方法

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