专利名称：一种焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置的制作方法
技术领域：
本发明属于资源和环保技术处理领域，具体涉及一种焚烧飞灰全稳定化和安全化
处理装置。
背景技术：
垃圾焚烧飞灰、工业废弃物焚烧飞灰、医疗废弃物焚烧飞灰一般含有的一定浓度的二噁英和重金属，属于危险废物，需要在稳定化装置中处理以后才能填埋处置。现有的稳定化装置大都是和重金属稳定化药剂或者水泥拌合，只能起到稳定重金属的效果，处理后的飞灰需要送到填埋场单独填埋，而大多数城市并未建设好安全单独的填埋区，所以飞灰的处置依旧是个难题。如果能将飞灰中的二噁英分解、且将重金属稳定化，则焚烧飞灰不仅可以安全地送入卫生填埋场，并且可能资源化利用。实现飞灰中二噁英分解的现有装置有高温熔融炉，将焚烧飞灰在温度为1350 1500 °C的熔融燃烧设备中进行熔融处理，该装置投资昂贵、运行复杂，需要控制二次污染。还有中低温热脱氯装置，是在中温电加热炉内升温到250 450°C并在缺氧条件下停留lh，促进二噁英脱氯分解，日本松户的垃圾焚烧炉上已经投入运行。结果表明，当氧浓度增加时，在低温范围内会出现二噁英的再生反应， 因此必须严格控制气氛中氧的含量，增加了运行的难度。300°C或以下的湿热反应可以消除二噁英(见发明专利ZL2007-1004040771.3)，具有效果好、无二次污染的优点；但是目前可以工程化的实施装置不方便、或者不经济，能耗高，而且不能将二噁英的处理和重金属的稳定化结合起来。要是飞灰无害化处理彻底、安全、经济，需要有新的全稳定化和无害化处理
直ο
发明内容本实用新型的目的在于提出一种焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，实现焚烧飞灰中二噁英销毁和重金属稳定化的同时、保证节能、安全和高效。本实用新型提出的焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，由备料罐1、给料泵2、 第一压力式反应器3和第二压力式反应器4、搅拌车式反应器5和蒸汽回收罐6构成，其特征在于备料罐1底部一侧出料口连接给料泵2，给料泵2通过第一给料管13和第二给料管 14分别连接第一压力式反应器3和第二压力式反应器4，第一压力式反应器3和第二压力式反应器4下部的出料口分别连接搅拌车式反应器5，第一压力式反应器3和第二压力式反应器4上部分别通过第一蒸汽引入汽管17和第二蒸汽引入管18连接蒸汽回收罐6 ；蒸汽回收罐6下部出口通过管道连接备料罐1 ；备料罐1上部设有加液管1-3，该加液管1-3用于加入二噁英分解药剂7，搅拌车式反应器5上的药剂罐5-1设有药剂加入口，用于加入重金属稳定药剂8 ；第一压力式反应器3和第二压力式反应器4分别通过第一冷却盘管3-2和第二冷却盘管4-2连通冷却水管9和冷却回水管10 ；第一压力式反应器3和第二压力式反应器4的上部通过第一汽管15和第二汽管16分别连接蒸汽源11 ；蒸汽吸收罐6上部连接清水源12。[0005]本实用新型中，所述第一压力式反应器3上部的泄压口通过第一连通管连接第二压力式反应器4的进料口 ；所述第二压力式反应器4上部的泄压口通过第二连通管连接第一压力式反应器3的进料口。
本实用新型中，所述备料罐1设有加料器1-1、机械搅拌器1-2和液位计，所述加料器1-1位于备料罐1上部，机械搅拌器1-2插入备料罐1内。本实用新型中，所述第一压力式反应器3和第二压力式反应器4结构相同，上部设有温度显示仪、压力显示仪和安全阀；内部设有搅拌器；外部设有加热源及温控装置。本实用新型中，所述搅拌车式反应器5设有加药泵5-2、搅拌筒5-3和储料罐5_4， 加药泵5-2位于药剂罐5-1底部，搅拌筒5-3位于搅拌车式反应器5上方，搅拌筒5-3底部连接有储料罐5-4。本实用新型中，所述蒸汽回收罐6内部设有喷嘴，所述蒸汽回收罐6与加液管1-3 相连。本实用新型工作原理利用本实用新型处理焚烧飞灰时，焚烧飞灰自加料器1-1 加入备料罐1，同时开启加液管1-3上的阀门，加入二噁英分解药剂7和来自蒸汽回收罐6 的温水(启动时是来自水源12的冷水)，同时启动机械搅拌器1-3，依靠给料泵2将备好的飞灰一药剂溶液浆液通过第一给料管13送入第一压力式反应器3，达到预定处理量后停止给料泵2。开启第一搅拌器3-1，打开第二压力式反应器4通向第一压力式反应器3的蒸汽管道上的阀门，让蒸汽自第二压力式反应器4中送入(启动时只打开第一蒸汽管道上的阀门，蒸汽自蒸汽源11送入)，至第一压力式反应器3和第二压力式反应器4的压力平衡时关掉第二压力式反应器通4向第一压力式反应器3的蒸汽管道上的阀门，打开第一汽管15上的阀门，将第一压力式反应器3内的飞灰-水混合物料加热到预定的温度后，关掉第一汽管 15上的阀门。如果温度仍不足，开启电加热3-3达到设定的反应温度。稳定化反应进行，同时对第二压力式反应器4进行冷却卸料、备料过程。当第一压力式反应器3内反应达到既定的时间如20 - 60min后，第二压力式反应器4已经备好物料。打开自第一压力式反应器3 通向第二压力式反应器4的蒸汽管道上的阀门，开启搅拌器4-1，在第一压力式反应器3内由于压力产生的闪蒸蒸汽通过自第一压力式反应器3通向第二压力式反应器4的蒸汽管， 由第二压力式反应器4的进料口通入第二压力式反应器4内，被内部温度较低的飞灰-水混合物料吸收，物料升温，第一压力式反应器3的压力达到和第二压力式反应器4压力一致时关闭自第一压力式反应器3通向第二压力式反应器4的蒸汽管道上的阀门，并打开第一蒸汽引入管17上的阀门，让仍处于有压下的第一压力式反应器3进一步闪蒸产生蒸汽并被蒸汽回收罐6中的冷水吸收。待第一压力式反应器3的压力降到指定值时，如果仍有必要， 则可以打开连接冷却水管9和冷却回水管10的管道的阀门，对第一压力式反应器3内的物料进一步冷却。冷却到预定温度时停止冷却水管9，打开第一压力式反应器3下部的排料管将反应后物料排入搅拌筒5-3，此时5-3正转；同时重金属稳定药剂8自药剂罐5-1由给药泵5-2补入。当5-3连续旋转l(T30min后，再反转将物料排出到储料罐5_4中暂时储存。 搅拌筒5-3和储料罐5-4均可储存5 10h内全厂产生的飞灰量并在储料罐5-4即将满量时将5-4中的物料倒入搅拌筒5-3，输送车式反应器5开动运走，而此段时间内自第一压力式反应器3和第二压力式反应器4排出的物料直接排入储料箱5-4中，当搅拌车式反应器5 回来时再将储箱5-4中的物料倒入搅拌筒5-3，加入重金属稳定药剂8重复搅拌过程。[0011]本实用新型中，蒸汽回收罐6内部有喷嘴，喷嘴的结构可以耐受一定的粉尘。所述蒸汽回收罐6与加液管1-3相连。在备料时备料罐1中加入促进二噁英分解的药剂7以后， 如液体仍不足，则由来自蒸汽回收罐6的热水来补充。来自蒸汽回收罐6的热水提高了物料的温度，减少了第一压力式反应器3和第二压力式反应器4中的能耗。本实用新型由于第一压力式反应器3和第二压力式反应器4充分接受对方的余热和蒸汽水分，额外消耗的水分在飞灰质量2倍以下，反应温度范围21(T31(TC，压力在IOMPa 以下，能实现飞灰的二噁英分解和重金属的稳定化。且上述全部过程可以自动化控制。与现 有技术中的焚烧飞灰处理反应器相比，本实用新型具有以下优势1.现有技术中的焚烧飞灰在反应器中只是被稳定重金属，或者需要熔融炉等复杂昂贵装置才能实现二噁英的销毁。在本实用新型中焚烧飞灰中的二噁英和重金属均被同时稳定化，飞灰实现了全稳定化和安全化处置的目标；2. 二噁英的分解反应和重金属的稳定化均在液固相进行，没有气体和粉尘的排放，不仅没有二次污染，处理后的飞灰还可以资源化利用。3.在压力式反应器上进料管和蒸汽进入管共用，可以少开孔，进而提高了安全性。 所以系统安全度高。4.由于两个压力式反应器相互利用对方的余热，剩余的蒸汽余热还被吸回罐吸收用于提高备料温度，充分回收了余热，节约了加热能耗、省去反应后物料流出前的降温装置。5.可以接收多种焚烧炉的飞灰、如生活垃圾、医疗废物焚烧炉、工业垃圾焚烧炉。6.物料反应时间可以任意调节；处理和运输一次性解决，在运输途中还可以继续反应，处理量弹性大。7.能适应飞灰-—水悬浮物中水量的变化，水/灰比质量比可以在2. 0:1 4.0:1 围内波动，且两个结构一致的压力式反应器中的水/灰比可以有差异。
图1为本实用新型焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置结构示意图。图2为第一压力式反应器3的结构图示。图3为第二压力式反应器4的结构图示。图中标号1为备料罐，1-1为进料装置，1-2为机械搅拌器；1-3为进液管，2为给料泵，3和4分别为第一压力式反应器和第二压力式反应器，3-1和4-1分别为第一搅拌器和第二搅拌器，3-2和4-2为分别为第一冷却盘管和第二冷却盘管，3-3和4-3分别为第一电加热源和第二电加热源，5为搅拌车式反应器，5-1为药剂罐，5-2为给药泵，5-3为搅拌筒，5-4为储料箱，6为蒸汽回收罐，7为二噁英分解药剂，8为重金属稳定药剂，9为冷却水管，10为冷却回水管，11为蒸汽源，12为清水，13和14分别为第一给料管和第二给料管，15 为第一汽管，16为第二汽管，17和18分别为第一蒸汽引入管和第二蒸汽引入管。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。实施例1 如图1-图3所示，由备料罐1、给料泵2、两个结构相同的压力式反应器3和4、搅拌车式反应器5、蒸汽回收罐6以及它们之间相互连接的管道构成，与二噁英分解药剂7、重金属稳定药剂8、冷却水管9、冷却回水管10、蒸汽源11和清水源12连通。备料罐1底部一侧出料口连接给料泵2，给料泵2分别通过第一给料管道13接第一压力式反应器3、通过第二给料管14连接第二压力式反应器4，第一压力式反应器3和第二压力式反应器4的出料口连接搅拌车式反应器5，第一压力式反应器3和第二压力式反应器4上部分别通过第一蒸汽引入管17和第二蒸汽引入管18连接蒸汽回收罐6，备料罐1上部通过加液管 1-3连接二噁英分解药剂7，搅拌车式反应器5上的药剂罐5-1连通重金属稳定药剂8。第一压力式反应器3和第二压力式反应器4分别通过冷却盘管3-2和4-2连通冷却水管9和冷却回水管10 ；所述的第一压力式反应器3和第二压力式反应器4的上部还通过第一汽管 15和第二汽管16连接蒸汽源11 ；蒸汽回收罐6下部出口通过管道连接备料罐1 ；蒸汽回收罐6上部连接清水源12。所述第一压力式反应器3上部泄压口通过汽管连接第二压力式反应器4的进料口 ；所述第二压力式反应器4上部泄压口通过汽管连接第一压力式反应器3的进料口。所述第一压力式反应器3工作时，第二压力式反应器4备料；当第一压力式反应器 3工作结束时其上部泄压口和通向第二压力式反应器4的汽管打开。反之亦然。所述的备料罐1上面设有加料器1-1、机械搅拌器1-2和加液管1-3，并设液位计。 所述的加液管1-3连通蒸汽回收罐6和二噁英分解药剂7的管道阀门可以同时或者不同时开启。所述第一压力式反应器3和第二压力式反应器4的上部均设有温度显示仪、压力显示仪和安全阀；内部设有第一搅拌器3-1与第二搅拌器4-1 ；外部设有第一电加热源3-3 和第二电加热源4-3及其温控装置。所述第一压力式反应器3上面所设的第一进料管13和第一汽管15共用一个入口 ；所述第二压力式反应器4上面所设的第二进料管14和第二汽管16共用一个入口。所述搅拌车式反应器5设有药剂罐5-1和加药泵5-2，搅拌筒5_3连接储料罐5_4。 搅拌筒5-3和储料罐5-4均可以储存5 10h的全厂飞灰产量。本实用新型工作过程如下焚烧飞灰自加料器1-1加入备料罐1，每小时进料量500kg;同时开启加液管1-3 上的阀门，加入二噁英分解药剂7和来自蒸汽回收罐6的温水(启动时是来自清水源12的冷水)，同时启动机械搅拌器1-3，依靠给料泵2将备好的飞灰一药剂溶液浆液自第一给料管13送入第一压力式反应器3，达到预定处理量1250L后停止给料泵2。开启搅拌器3_1，打开自第二压力式反应器4通向第一压力式反应器3管道上的阀门，让蒸汽自第二压力式反应器4中送入(启动时只打开第一汽管15上的阀门，蒸汽自汽源11送入)，至第一压力式反应器3和第二压力式反应器4的压力平衡、均为1. 555Mpa时关掉自第二压力式反应器4通向第一压力式反应器3管道上的阀门，打开第一汽管15上的阀门，利用235°C的饱和或者微过热蒸汽将第一压力式反应器3内的飞灰一水混合物料加热到235°C后，关掉第一汽管15 上的阀门。开启第一电加热源3-3达到设定的反应温度290°C，维持此温度使第一压力式反应器3中分解二噁英的反应进行，同时对第二压力式反应器4进行冷却卸料、备料过程。当反应保持40min后，第二压力式反应器4已经备好物料。打开自第一压力式反应器3通向第二压力式反应器4的管道上的阀门，开启第二搅拌器4-1，在第一压力式反应器3内由于压力产生的闪蒸蒸汽通过自第一压力式反应器3通向第二压力式反应器4的管道、自第二压力式反应器4的进料口通入第二压力式反应器4内部，被内部温度较低的飞灰一水物料吸收，物料升温，第一压力式反应器3的压力和第二压力式反应器4压力均为1.555Mpa时关闭自第一压力式反应器3通向第二压力式反应器4的管道上的阀门，并打开第一蒸汽引入管17上的阀门，让仍处于有压下的第一压力式反应器3进一步闪蒸产生蒸汽并被蒸汽回收罐6中的冷水吸收。待第一压力式反应器3上的压力降到0. 155Mpa时，让第一压力式反应器3连接冷却水管9和冷却回水管10，对第一压力式反应器3内的物料进一步冷却。冷却到72°C时停止从冷却水管9进水，打开第一压力式反应器3下部的排料管将反应后物料排入搅拌筒5-3，此时搅拌筒5-3正转；同时重金属稳定药剂8自药剂罐5-1由给药泵5-2 补入。当搅拌筒5-3连续旋转ISmin后，再反转搅拌筒5-3将物料排出到储料罐5-4中暂时储存。搅拌筒5-3和储料罐5-4均可储存5 10h内全厂产生的飞灰量并在储料罐5-4即将满量时将储料罐5-4中的物料倒入搅拌筒5-3，搅拌车式反应器5开动运走，而此段时间内自第一压力式反应器3和第二压力式反应器4排出的物料直接排入储料罐5-4中，当搅拌车式反应器5回来时再将储料罐5-4中的物料倒入搅拌筒5-3，加入重金属稳定药剂8重复搅拌过程。 通过上述反应装置能实现飞灰的二噁英分解和重金属的稳定化，节能，无二次污染。
权利要求1.一种焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，由备料罐(1)、给料泵(2)、第一压力式反应器(3)、第二压力式反应器(4)、搅拌车式反应器(5)和蒸汽回收罐(6)构成，其特征在于备料罐(1)底部一侧出料口连接给料泵(2)，给料泵(2)通过第一给料管(13)和第二给料管(14)分别连接第一压力式反应器(3)和第二压力式反应器(4)，第一压力式反应器 (3)和第二压力式反应器(4)下部的出料口分别连接搅拌车式反应器(5)，第一压力式反应器(3)和第二压力式反应器(4)上部分别通过第一蒸汽引入汽管(17)和第二蒸汽引入管 (18)连接蒸汽回收罐(6)；蒸汽回收罐(6)下部出口通过管道连接备料罐(1)；备料罐(1) 上部设有加液管(1-3)，该加液管(1-3)用于加入二噁英分解药剂(7)，搅拌车式反应器(5) 上的药剂罐(5-1)设有药剂加入口，用于加入重金属稳定药剂(8)；第一压力式反应器(3) 和第二压力式反应器(4)分别通过第一冷却盘管(3-2)和第二冷却盘管(4-2)连通冷却水管(9)和冷却回水管(10)；第一压力式反应器(3)和第二压力式反应器(4)的上部通过第一汽管(15)和第二汽管(16)分别连接蒸汽源(11)；蒸汽回收罐(6)上部连接清水源(12)。
2.根据权利要求1所述的焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，其特征在于所述第一压力式反应器(3)上部的泄压口通过第一连通管连接第二压力式反应器(4)的进料口 ；所述第二压力式反应器(4)上部的泄压口通过第二连通管连接第一压力式反应器(3)的进料
3.根据权利要求1所述的焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，其特征在于所述备料罐(1)设有加料器(1-1)、机械搅拌器(1-2)和液位计，所述加料器(1-1)位于备料罐(1) 上部，机械搅拌器(1-2)插入备料罐(1)内。
4.根据权利要求1所述的焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，其特征在于所述第一压力式反应器(3)和第二压力式反应器(4)结构相同，上部设有温度显示仪、压力显示仪和安全阀；内部设有搅拌器；外部设有加热源及温控装置。
5.根据权利要求1所述的焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，其特征在于所述搅拌车式反应器(5)设有加药泵(5-2)、搅拌筒(5-3)和储料罐(5-4)，加药泵(5_2)位于药剂罐(5-1)底部，搅拌筒(5-3)位于搅拌车式反应器(5)上方，搅拌筒(5-3)底部连接有储料罐(5-4)。
6.根据权利要求1所述的焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，其特征在于蒸汽回收罐(6)内部设有喷嘴，所述蒸汽回收罐(6)与加液管(1-3)相连。
专利摘要本实用新型涉及一种焚烧飞灰全稳定化和安全化处理装置，由备料罐、给料泵、两个压力式反应器、搅拌车式反应器和蒸汽回收罐构成。备料罐设有加料器、加液管和搅拌器，底部出料口连接压力式反应器进料管，压力式反应器上部设有进料管、进汽管，两压力式反应器交互使用；通过汽管相通。两压力式反应器还通过排汽口连接蒸汽回收罐，蒸汽回收罐内部有蒸汽喷嘴，上部连接水源，下部连接备料罐的加液管。压力式反应器下部出料口连接搅拌车式反应器；搅拌车式反应器上设置有药剂罐、给药泵和搅拌筒和储料罐。本实用新型可处理焚烧飞灰并消耗飞灰质量2倍以下水分，反应温度210~310℃，压力在10MPa以下，实现飞灰的二噁英分解和重金属稳定化。
文档编号B09B3/00GK202155359SQ20112021404
公开日2012年3月7日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者胡雨燕, 陈德珍 申请人:同济大学