垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置的制作方法

1.本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们的生活质量越来越好，随之而来的则是大量的垃圾焚烧飞灰产生，目前通常使用的垃圾焚烧飞灰处理方式有以下两种：一种是采用垃圾焚烧飞灰填埋技术，然而，随着城市用地的逐渐减少，人们也在寻找替代垃圾焚烧飞灰填埋技术的方案；另一种方式就是焚烧生活垃圾焚烧飞灰，生活垃圾焚烧飞灰在焚烧时产生大量的有毒气体，而且生活垃圾焚烧飞灰由于种类繁多，其中的可燃物的密度、形状、化学性质、熔融特效都各不相同，因此在普通焚烧方式当中许多可燃物都不能充分熔融，而且在不完全熔融的同时产生大量的黑烟及有害气体，污染大气以及危害人类的健康。同时产生的垃圾焚烧飞灰中富含二恶因和重金属等危害物，熔融处理可以分解飞灰中二恶因、固化大部分重金属。
3.现有的垃圾焚烧飞灰处理装置需要对飞灰进行预处理(水洗)，处理过程中，由于受氯化物熔点和沸点的影响而不能持续进行，导致处理设备更换率高、处理效率低；烧结不充分，处理物中二噁英、氯化物等有害物质也不能充分分解。尤其是在2020年8月27日生态环境部颁发、实施《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》(hj 1134
‑
2020)后，现有的处理方法已不能适应新的环保要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置，使用该装置及方法对垃圾焚烧飞灰进行处理，使得垃圾焚烧飞灰能充分熔融、分解，减少黑烟以及有害气体的排放，达到生态环境部要求的洁净排放标准。
5.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：本发明提供一种垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置，包括窑体、窑罩、布料器和卸料口，所述窑罩盖合在窑体的上口上，所述布料器设置在窑罩上，所述窑罩上设置有排烟口，所述卸料口设置在窑体的下口内，所述窑体从上至下依次设置有预热区、熔融区和冷却区，所述熔融区从上至下依次设置有多个分割层，通过所述分割层将窑体分割成多个熔融层，所述分割层为具有若干均匀网孔的网板，所述分割层的网孔尺寸从上之下依次减小，所述熔融层的高度从上至下依次增加。
6.进一步，所述熔融区还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和搅拌叶，所述搅拌轴贯穿所有分割层，每个熔融层分别设置有搅拌叶，所述搅拌叶周向固定的设置在搅拌轴上，所述搅拌叶靠近分割层设置，且所述搅拌叶的叶片不与分割层接触。
7.进一步，所述搅拌叶轴向固定周向转动的设置在对应的分割层上，所述搅拌轴与搅拌叶相对可轴向移动，通过改变搅拌轴的轴向位置使搅拌轴与不同分割层上的搅拌叶啮合，从而驱动相应的搅拌叶转动。
8.进一步，还设置有用于监测分割层上堆积高度的监测装置，所述监测装置与分割层一一对应，所述监测装置设置在窑体外壁上。
9.进一步，所述监测装置包括超声波发射器和接收器，所述监测装置设置在竖直方向上距离分割层第一高度的位置上，所述超声波发射器和和接收器分别对称设置在窑体的两侧，且超声波发射器和接收器对应设置。
10.进一步，所述窑体内壁上还设置有进气口，每个所述熔融层分别连接一个进气口，所述进气口上设置有单向阀，所述进气口分别通过供气管与鼓风装置连接。
11.进一步，所述布料器包括电机、涡轮减速机、锥形料斗、撒料溜子和加料通道，所述电机和涡轮减速机隔断设置在窑罩的顶板上，所述电机与涡轮减速机连接，所述涡轮减速机的输出轴穿过顶板后与锥形料斗连接，所述加料通道的出口穿过顶板后位于锥形料斗的上方，所述撒料溜子可转动的设置在锥形料斗下方，所述锥形料斗的出料口正对撒料溜子的入料口，通过转动锥形料斗改变撒料溜子的出料口在水平面上的位置。
12.进一步，所述撒料溜子一端通过连杆与锥形料斗铰接连接，所述撒料溜子的另一端通过链轮和链环与锥形料斗连接，所述链轮设置在锥形料斗上相对与连杆的一端，所述链环一端固定在撒料溜子上远离连杆一端，所述链环的另一端缠绕在链轮上，通过转动链轮改变撒料溜子与竖直方向的夹角，所述撒料溜子的摆动角度为与竖直方向夹角20～70度。
13.进一步，所述预热区和熔融区为上大下小的圆锥形状，所述预热区、熔融区和冷却区连接处平滑过渡，所述预热区的高度为窑体总高度的5％～10％，所述熔融区高度占窑体总高度的30％～50％。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置，装置包括窑体、窑罩、布料器和卸料口，所述窑罩盖合在窑体的上口上，所述布料器设置在窑罩上，所述窑罩上设置有排烟口，所述卸料口设置在窑体的下口内，所述窑体从上至下依次设置有预热区、熔融区和冷却区，所述熔融区从上至下依次设置有多个分割层，通过所述分割层将窑体分割成多个熔融层，所述分割层为具有若干均匀网孔的网板，所述分割层的网孔尺寸从上之下依次减小，所述熔融层的高度从上至下依次增加。通过在窑体内增加分割层，增加垃圾焚烧飞灰在高温熔融区的停留时间以及与空气的接触范围。在高温条件下，熔融状态时，重金属离子发生迁移进入晶格，形成了稳定的化学键而固化住，满足重金属浸出标准，并提高处理效率。使得垃圾焚烧飞灰能充分熔融、分解，大幅减少黑烟以及有害气体的排放，达到生态环境部要求的洁净排放标准。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
16.图1为本发明提供的垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置的示意图；
17.图2为图1的a位置的局部放大图；
18.附图标记：
[0019]1‑
窑体；2
‑
窑罩、3
‑
布料器；4
‑
卸料口；11
‑
预热区；12
‑
熔融区；13
‑
冷却区；121
‑
分
割层；122
‑
搅拌轴；123
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搅拌叶；124
‑
监测装置；125
‑
进气口；126
‑ꢀ
鼓风机；31
‑
涡轮减速机；32
‑
锥形料斗；33
‑
撒料溜子；34
‑
加料通道；331
‑
连杆；332
‑
链轮；333
‑
链环。
具体实施方式
[0020]
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0021]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0023]
在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0024]
请参阅图1～2，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置，包括窑体1、窑罩2、布料器3和卸料口4，窑体为保温耐腐蚀窑体，窑罩为保温窑罩，所述窑罩2盖合在窑体1的上口上，所述布料器3设置在窑罩2上，所述窑罩2上设置有排烟口，所述卸料口4设置在窑体1的下口内，所述窑体1从上至下依次设置有熔融预热区11、高温熔融区12和冷却区13，所述熔融区12 从上至下依次设置有多个分割层121，通过所述分割层121将窑体1分割成多个高温熔融层，所述分割层121为具有若干均匀网孔的网板，所述分割层121 的网孔尺寸从上之下依次减小，所述高温熔融层的高度从上至下依次增加。通过在窑体1内增加分割层121，增加垃圾焚烧飞灰球料在熔融区12的停留时间以及与空气的接触范围，使得垃圾焚烧飞灰球料能充分熔融，减少有毒有害物质的排放。设置多个分割层121将熔融到不同状态的垃圾焚烧飞灰球料分割到不同的位置，从而通过不同浓度的空气进行熔融，以达到垃圾焚烧飞灰球料能够充分熔融的目的。所述窑罩上还设置有排烟道，所述排烟道上设置有滤网。
[0025]
作为对上述技术方案的进一步改进，所述熔融区12还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴122和搅拌叶123，所述搅拌轴122贯穿所有分割层121，每个熔融层分别设置有搅拌叶123，所述搅拌叶123周向固定的设置在搅拌轴 122上，所述搅拌叶123靠近分割层121设置，且所述搅拌叶123的叶片不与分割层121接触。当熔融不充分的垃圾焚烧飞灰球料堆积到分割层121上时会导致堆积到一起后不能充分与空气接触，进一步的熔融不充分，
同时还会阻拦熔融充分的垃圾焚烧飞灰球料灰尘向下掉落，通过设置搅拌装置进行搅拌，使得分割层121上堆积的垃圾焚烧飞灰球料漂浮起来与空气充分接触进而充分熔融。搅拌叶123片的宽度设置为不高于预设垃圾焚烧飞灰球料堆积高度，搅拌叶123片的长度设置为搅拌叶123片的边缘靠近立窑的内壁但不与立窑的内壁接触，使其能将堆积到分割层121上的垃圾焚烧飞灰球料搅拌起来的同时不会干扰刚落下的垃圾焚烧飞灰球料。
[0026]
作为对上述技术方案的进一步改进，所述搅拌叶123轴向固定周向转动的设置在对应的分割层121上，所述搅拌轴122与搅拌叶123相对可轴向移动，通过改变搅拌轴122的轴向位置使搅拌轴122与不同分割层121上的搅拌叶123 啮合，从而驱动相应的搅拌叶123转动。将搅拌叶123片与搅拌轴122设置为离合器模式，从而使得能同时或分别控制每层搅拌叶123片的转动，当相应层的垃圾焚烧飞灰球料堆积到一定高度时就启动相应层的的搅拌叶123片而不用所有搅拌叶123片都转动。
[0027]
作为对上述技术方案的进一步改进，还设置有用于监测分割层121上堆积高度的监测装置124，所述监测装置124与分割层121一一对应，所述监测装置124设置在窑体1外壁上。
[0028]
作为对上述技术方案的进一步改进，所述监测装置124包括超声波发射器和接收器，所述监测装置124设置在竖直方向上距离分割层121第一高度的位置上，所述超声波发射器和和接收器分别对称设置在窑体1的两侧，且超声波发射器和接收器对应设置。通过超声波的穿透率改变时可以判断分割层121上的垃圾焚烧飞灰球料超过超声波位置从而判断其垃圾焚烧飞灰球料高度炒锅预设高度，从而启动搅拌装置进行搅拌。优选地，每一层熔融区12上第一高度与熔融区12的高度比例相同。
[0029]
作为对上述技术方案的进一步改进，所述窑体1内壁上还设置有进气口 125，将进气口和供气管设置在窑体的隔热保温层之内防止其破坏窑体的保温效果，每个所述熔融层分别连接一个进气口125，所述进气口125上设置有单向阀，所述进气口125分别通过供气管与鼓风装置连接。通过在每个熔融从设置进气口125，给每个熔融层不同氧气浓度的空气以及不同的空气拱起速度，使的相应层存在的垃圾焚烧飞灰球料能充分熔融。
[0030]
作为对上述技术方案的进一步改进，所述布料器3包括电机、涡轮减速机 31、锥形料斗32、撒料溜子33和加料通道34，所述电机和涡轮减速机31隔断设置在窑罩2的顶板上，所述电机与涡轮减速机31连接，所述涡轮减速机31 的输出轴穿过顶板后与锥形料斗32连接，所述加料通道34的出口穿过顶板后位于锥形料斗32的上方，所述撒料溜子33可转动的设置在锥形料斗32下方，所述锥形料斗32的出料口正对撒料溜子33的入料口，通过转动锥形料斗32 改变撒料溜子33的出料口在水平面上的位置。通过加料通道34向锥形料斗32 内进行供料，同时通过电机和蜗轮减速机驱动锥形料斗32的匀速转动，从而使垃圾焚烧飞灰球料料能在立窑内均匀分布下落，同时通过撒料溜子33的摆动使得垃圾焚烧飞灰球料料能在立窑半径范围内均匀下落。
[0031]
作为对上述技术方案的进一步改进，所述撒料溜子33一端通过连杆331 与锥形料斗32铰接连接，所述撒料溜子33的另一端通过链轮332和链环333 与锥形料斗32连接，所述链轮332设置在锥形料斗32上相对与连杆331的一端，所述链环333一端固定在撒料溜子33上远离连杆331一端，所述链环333 的另一端缠绕在链轮332上，通过转动链轮332改变撒料溜子33与竖直方向的夹角，所述撒料溜子33的摆动角度为与竖直方向夹角20～70度。通过
链轮332 的往复转动控制撒料溜子33的摆动，同时控制撒料溜子33的摆动角度，防止垃圾焚烧飞灰球料料堆积到撒料溜子33上不下落。
[0032]
作为对上述技术方案的进一步改进，所述预热区11和熔融区12为上大下小的圆锥形状，所述预热区11、熔融区12和冷却区13连接处平滑过渡，所述预热区11的高度为窑体1总高度的5％～10％，所述熔融区12高度占窑体1总高度的30％～50％。
[0033]
本发明还提供一种使用垃圾焚烧飞灰宽温段熔融处理装置的方法，包括如下步骤：
[0034]
s1、通过加料通道34向窑体1内进行加料，在加料过程中，保持电机的转动从而带动锥形料斗32转动；同时保持链轮332的往复转动，使得撒料溜子 33能往复摆动，将垃圾焚烧飞灰球料料洒在窑体1整个截面上；
[0035]
s2、在熔融过程中，熔融过后的垃圾焚烧飞灰球料尺寸降低从网孔落下，未熔融充分的垃圾焚烧飞灰球料堆积到相应的分割层121上；通过监测装置124 监测每个分割层121上留存的垃圾焚烧飞灰球料料是否达到预设高度，若达到预设高度这启动相应熔融层的搅拌装置，同时加大相应层的空气输入，使未熔融充分的得垃圾焚烧飞灰球料充分熔融后继续下落；
[0036]
s3、搅拌装置每次启动时间为10～15分钟，达到时间后停止搅拌，在监测装置124再次监测到分割层121上堆积的垃圾焚烧飞灰球料料达到预设高度后启动相应层的搅拌装置，往复作用使得分割层121上堆积的垃圾焚烧飞灰球料始终不大于预设高度，垃圾焚烧飞灰球料在充分熔融后继续向下落，同时在当最上层的分割层121上积累的垃圾焚烧飞灰球料超过预设高度后降低进料速度，从而使得窑体1内的垃圾焚烧飞灰球料能充分熔融。
[0037]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。