一种降低垃圾焚烧余热炉飞灰产生率的方法与流程

1.本发明涉及垃圾焚烧飞灰产物处理技术领域，特别是涉及一种降低垃圾焚烧余热炉飞灰产生率的方法。


背景技术：

2.生活垃圾经过焚烧会产生3％-5％的焚烧飞灰，由于生活垃圾本身成分的复杂性导致焚烧飞灰中含有包括二噁英、重金属在内的众多的有毒有害物质，其中重金属占飞灰总量的0.5％-3％。飞灰不加处理随意堆放，其中的重金属很可能会进入环境，污染土壤、危害水体，并经过土壤、水体等媒介进入生物链，对人体及其他生物造成毒害。飞灰是在烟气净化系统收集而得的细颗粒物质，包括用化学药剂处理烟气时产生的飞灰，在灰渣中约占10％～20％。飞灰一般呈灰白色或深灰色，粒径小于300μm，大部分为1.0μm～30μm，含水率10％～23％，热灼减率34％～51％，易冻胀，难压实，颗粒形态多呈棒状、多角质状、棉絮状、球状等不规则形状。同时，焚烧飞灰含有二恶英及重金属等有害物，根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(gb18485-2014)规定：“生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。因此，飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。
3.对于现有技术中的垃圾焚烧余热炉来说，多为“π”型、四烟道或者六烟道设计，烟气携带的颗粒较大的烟灰沉降在烟道的灰斗里，排出锅炉成为炉灰，该部分烟灰沉降时温度较高，基本不吸附重金属和二恶英，为普通废弃物，可以用来制作环保砖；粒径小的，且未沉降在余热炉内的进入烟气处理系统的部分为飞灰，要经螯合或者其他处理手段后填埋，处理费用较高。因此亟需一种能够在焚烧过程中就将部分小粒径烟灰颗粒进行沉降转化为炉灰的方法，以在短时间内有效降低飞灰比例。


技术实现要素：

4.在现有技术中，还存在飞灰处理繁杂，无法在焚烧过程中及时有效地产生沉降的技术问题；因此提供一种技术方案进行解决。
5.为实现上述目的，本发明提供一种降低垃圾焚烧余热炉飞灰产生率的方法，包括以下步骤：
6.获取目标烟道内的工作温度区间和烟灰成分；
7.并根据粒径阈值范围分类所述烟灰成分，得到不同粒径阈值范围下的多组烟灰参照组；
8.获取烟灰参照组的烧结率和烧结温度，在所述工作温度区间定位所述烧结温度的对应位置，并标定为目标位置；
9.在目标位置安装蒸发器，所述蒸发器用于捕获目标烟道内与烟灰参照组对应的烟灰颗粒，使烟灰颗粒烧结聚合沉降。
10.作为优选，
11.将所述烟灰成分中含量最高的烟灰参照组标定为目标参照组；
12.获取目标参照组的软化温度，在所述工作温度区间定位所述软化温度和所述烧结温度对应的区间位置，并标定为目标位置。
13.作为优选，
14.将所述目标参照组的烧结率在30％-70％范围对应的烧结温度标记为最优烧结温度，在所述工作温度区间定位所述软化温度和所述最优烧结温度对应的区间位置，并标定为目标位置。
15.作为优选，
16.所述最优烧结温度区间为550-850摄氏度；当所述目标参照组中熔点在550-700摄氏度的烟灰含量超过50％时，取所述550-700摄氏度为所述最优烧结温度区间。
17.作为优选，
18.所述蒸发器为半辐射半对流式换热增发器，且所述蒸发器固定安装于所述目标位置，且还设置有清灰装置，所述清灰装置用于振打或吹落所述蒸发器上的大颗粒烟灰。
19.作为优选，
20.所述目标烟道至少包括有一个出口，沿烟灰流动方向在所述出口后设置有灰斗；所述灰斗用于收集大颗粒烟灰。
21.作为优选，当所述目标烟道内的烟灰流向为自水平高位向水平低位流动时，沿烟灰流向方向依次布设有所述蒸发器和灰斗，所述清灰装置安装在所述蒸发器的旁侧，并固定在所述目标烟道的侧壁上。
22.作为优选，当所述目标烟道内的烟灰流向为自水平低位向水平高位流动时；所述灰斗设置在所述蒸发器的水平低位一侧，所述清灰装置安装在所述蒸发器的旁侧，并固定在所述目标烟道的侧壁上。
23.作为优选，当所述目标烟道内的烟灰流向为水平流动时，沿烟灰流向方向依次布设有所述清灰装置和所述蒸发器；所述灰斗设置在所述蒸发器的水平低位一侧。
24.本发明的有益效果是：本发明提供一种降低垃圾焚烧余热炉飞灰产生率的方法，包括以下步骤：获取目标烟道内的工作温度区间和烟灰成分；并根据粒径阈值范围分类烟灰成分，得到不同粒径阈值范围下的多组烟灰参照组；获取烟灰参照组的烧结率和烧结温度，在工作温度区间定位烧结温度的对应位置，并标定为目标位置；在目标位置安装蒸发器，蒸发器用于捕获目标烟道内与烟灰参照组对应的烟灰颗粒，使烟灰颗粒烧结聚合沉降；可以将小粒径的烟灰烧结成大粒径的烟灰，并通过清灰设备将其剥离沉降在余热炉灰斗内，从而降低飞灰率，降低危废处理成本。
附图说明
25.图1为本发明烟灰自上而下流动时结构示意图；
26.图2为本发明烟灰自下而上流动时结构示意图；
27.图3为本发明烟灰水平流动时结构示意图；
28.图4为本发明的方法流程图。
29.元器件符号说明
30.1、目标烟道；
31.2、蒸发器；
32.3、灰斗；
33.4、清灰装置。
具体实施方式
34.为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
35.在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本发明更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。
37.在现有技术中，多数为采用额外加装通道然后通过化学螯合剂的方式来实现颗粒沉降，但是这种方法改造难度大，且空间和装置的利用率低；因此需要一种更加有效且沉降效率高的方法。
38.具体公开一种降低垃圾焚烧余热炉飞灰产生率的方法，包括以下步骤：
39.获取目标烟道1内的工作温度区间和烟灰成分；由于焚烧余热炉的管道内温度可能会有差异，因此需要对不同的管道温度进行工作状态下的测温，以选择出合适地工作温度范围及其对应的安装位置；
40.并根据粒径阈值范围分类烟灰成分，得到不同粒径阈值范围下的多组烟灰参照组；粒径阈值范围可以在实际生产时根据需要产生，只需要在设定范围时较为平均即可；
41.获取烟灰参照组的烧结率和烧结温度，在工作温度区间定位烧结温度的对应位置，并标定为目标位置；在实验中可以针对多个不同粒径的灰粒进行分别实验，以得到各种灰粒的最佳烧结效果，得到烧结温度以后，便可以按照该温度在烟道中进行寻找相应的位置；此外，需要说明的是，因为烟道内存在其它飞灰和气流扰动，因此即便有该温度区间存在，也无法有效的烧结飞灰粒子，因此无法有效沉积和烧结；
42.在目标位置安装蒸发器2，蒸发器用于捕获目标烟道内与烟灰参照组对应的烟灰颗粒，使烟灰颗粒烧结聚合沉降。将高温烟灰结在蒸发器上，并由于烟灰自身特性，其中灰熔点低的组分在高温烟气中熔融，与其他组分一起烧结，烟灰颗粒直径增大，通过振打或者吹灰器等清灰方式将其吹落灰斗中，通过输灰系统排出炉外；由于蒸发器管壁温较低，所以烟灰在蒸发器上结合较为松散，而烟灰颗粒之间经过烧结后结合较为牢固，因此在清灰设备作用下，极易从蒸发器上剥离脱落，烧结在一起的烟灰颗粒增大，不容易被烟气裹挟，因此容易沉降入灰斗中；该过程使得部分粒径较小的本来无法沉降在余热炉内的烟灰颗粒因烧结而聚合增大，从而被余热炉沉降在余热炉灰斗内，成为炉灰，从而降低飞灰率，降低危废处理成本。
43.在本实施例中，将烟灰成分中含量最高的烟灰参照组标定为目标参照组；视烟气烟灰特性，一般为850～550℃，低熔点含量高则取低值，温度应低于烟灰软化温度，否则会结焦，也不能低于烟灰无法烧结的温度；
44.获取目标参照组的软化温度，在工作温度区间定位软化温度和烧结温度对应的区间位置，并标定为目标位置。
45.在本实施例中，将目标参照组的烧结率在30％-70％范围对应的烧结温度标记为最优烧结温度，在工作温度区间定位软化温度和最优烧结温度对应的区间位置，并标定为目标位置。综上方式，烧结率和烧结温度的试验方案为：筛选某一粒径范围的烟灰，经高温烧结后，再次通过同孔径筛子，留在筛上的重量占比即为烧结率，烧结率随温度升高而升高，取烧结率在30％～70％范围对应的温度为合适的烧结区间温度，对应位置的烟道为安装该蒸发器的合适温度。
46.作为更加优选的一个实施例，最优烧结温度区间为550-850摄氏度；当目标参照组中熔点在550-700摄氏度的烟灰含量超过50％时，取550-700摄氏度为最优烧结温度区间。低熔点含量高则取低值，温度应低于烟灰软化温度，否则会结焦，也不能低于烟灰无法烧结的温度。
47.在本实施例中，蒸发器为半辐射半对流式换热增发器，且蒸发器固定安装于目标位置，且还设置有清灰装置，清灰装置用于振打或吹落蒸发器上的大颗粒烟灰。该蒸发器有下降管进水，上升管引流到汽包，自然循环驱动，可悬吊或者支撑在烟道内；将烟灰吸附在管壁上，经高温烧结后烟灰颗粒聚合增大，然后通过安装在烟道上的机械振打或者吹灰设备等清灰装置4，将蒸发器管屏上附着的颗粒增大的烟灰振落或者吹落到灰斗中，从而保证部分小颗粒的烟灰也能被余热炉截获而不会进入烟气处理系统中成为飞灰。
48.在本实施例中，目标烟道至少包括有一个出口，沿烟灰流动方向在出口后设置有灰斗；灰斗3用于收集大颗粒烟灰。
49.当目标烟道内的烟灰流向为自水平高位向水平低位流动时，沿烟灰流向方向依次布设有蒸发器和灰斗，清灰装置安装在蒸发器的旁侧，并固定在目标烟道的侧壁上。
50.当目标烟道内的烟灰流向为自水平低位向水平高位流动时；灰斗设置在蒸发器的水平低位一侧，清灰装置安装在蒸发器的旁侧，并固定在目标烟道的侧壁上。
51.当目标烟道内的烟灰流向为水平流动时，沿烟灰流向方向依次布设有清灰装置和蒸发器；灰斗设置在蒸发器的水平低位一侧。图1-图3分别为三种布置结构，依次为烟气自上而下流动，自下而上流动和水平流动，蒸发器布置在烟道内，设置有匹配的清灰装置，蒸发器下方为灰斗，当烟气流经蒸发器时，由于惯性力、热泳力等作用力，烟灰吸附在蒸发器上，经过高温烟气灼烧，烟灰中低熔点组分熔融，与其余不熔融组分聚合在一起，形成大颗粒烟灰，在清灰设备作用下，烟灰从蒸发器管壁上剥离，由于粒径增大，不容易被烟气携带，因此沉降落入灰斗中，排出炉外；设计阶段，测试不同温度下烟灰的烧结率，先筛选某一粒径范围的烟灰，经高温烧结后，再次通过同孔径筛子，留在筛上的重量占比即为烧结率，选择合适的烧结率区间并确定对应的烟气温度区间，并根据该烟气温度区间所在烟道内的位置，设置半辐射半对流式换热蒸发器，用于捕获烟灰颗粒，并在高温烟气作用下部分烧结，颗粒聚合增大，通过振打清灰或者激波吹灰等清灰装置，将烟灰振(吹)落到下方灰斗中，将烟灰排出炉外。
52.本发明的技术效果有：
53.可以将小粒径的烟灰烧结成大粒径的烟灰，并通过清灰设备将其剥离沉降在余热炉灰斗内，从而降低飞灰率，降低危废处理成本。
54.以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。