一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置

本发明涉及飞灰中持久性有机污染物解毒处理，尤其涉及一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置。

背景技术：

1、焚烧技术因具有减量化、减容化及资源化等优点，近几年成为我国生活垃圾无害化处理的主流技术，但所产生的飞灰也越来越多。垃圾焚烧飞灰是指生活垃圾焚烧过程中烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰，其中含有大量毒性和污染特性极强的物质，如重金属、持久性有机污染物等，已被列入国家危险废物名录，编号hw18。

2、目前，垃圾焚烧飞灰的主要处置工艺为“稳定化固化+填埋”，该工艺并没有降解飞灰中的持久性有机污染物，而只是将其封存起来。随着时间的推移，封存的持久性有机污染物会不断浸出，对环境和人身健康造成严重伤害。其中，二噁英是一类典型的持久性有机污染物，在自然界中难以降解，具有不可逆的致畸、致癌和致突变的“三致”特性。hj 1134—2020《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范（试行）》规定“飞灰处理产物中二噁英类残留的总量应不超过50 ng-teq/kg”。因此，持久性有机污染物的降解是制约垃圾焚烧飞灰多元无害化处理的重要因素。

3、飞灰中二噁英的常用处置技术有高温热分解、机械化学法、水热法、光催化降解和低温降解技术等。其中，低温热解技术具有降解效率高、耗能低以及成本低等优点备受关注，最早由德国教授hagenmaier提出。为了确保二噁英有效降解，他认为必须满足以下条件：1、缺氧条件；2、反应温度在250-400 ℃之间；3、停留时间为1 h；4、排放温度低于60 ℃。但是，其苛刻条件限制了该技术的大规模飞灰处置，通常是在反应器中和载气的辅助下少量间歇处置，存在飞灰进出料过程复杂、效果不佳及处理成本高等问题，难以实现工业化应用。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，可实现持久性有机污染物低温热解技术的工业化应用，推动垃圾焚烧飞灰多元无害化处理。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，包括处理箱体；所述处理箱体内设置有转动罐以及控制转动罐的转速处于5-10 r/min的转速控制单元，所述转动罐的一端设置有带密封门的开口，转动罐的罐体上设置有若干排气口；所述处理箱体的底部设置有连接至垃圾焚烧炉烟道的进风管，处理箱体的顶部设置有排气管，所述进风管和排气管上设置有控制处理箱体内的真空度处于500±50 pa的真空度控制单元；还包括温度控制单元，控制处理箱体内的温度处于400±10 ℃。

4、进一步的，所述处理箱体外设置有用于控制处理箱体转动的变频电机，所述转速控制单元包括与所述变频电机连接的转速控制器，通过控制变频电机的功率将转动罐的转速控制在5-10 r/min的范围内。

5、进一步的，所述真空度控制单元设置于排气管下方，用于调整引风机的功率，当处理箱体内的真空度高于550pa时，真空度控制单元降低引风机的功率，使处理箱体内的真空度降低，当处理箱体内的真空度低于450pa时，真空度控制单元增大引风机的功率，使处理箱体内真空度始终保持稳定，处于500±50pa的范围。

6、进一步的，所述温度控制单元包括用于连接进风管和排气管的尾气旁路管道、设置于尾气旁路管道上的控制流量阀、设置于转动罐外壁的若干温度传感器以及温控仪；当温度传感器检测到的温度平均值高于410℃时，温控仪增大流量控制阀的开度，将排气管中更多的温度较低的装置尾气与进风管内的烟气混合，降低引入处理箱体内的烟气温度；当温度传感器检测到的温度平均值低于390℃时，温控仪降低流量控制阀的开度，将排气管中更少的温度较低的装置尾气与进风管内的烟气混合，升高引入处理箱体内的烟气温度；使处理箱体内温度始终保持稳定，处于400±10 ℃的范围。

7、进一步的，所述温度控制单元还包括设置于进风管内的热电阻加热器；若温度传感器检测到的温度平均值达到385℃，温控仪开启热电阻加热器，加热烟气；若温度传感器检测到的温度平均值达到395℃，温控仪关闭热电阻加热器。

8、进一步的，所述垃圾焚烧炉烟道设置于所述尾气旁路管道一侧，垃圾焚烧炉烟道与排气管连接处设置有烟气净化装置。

9、进一步的，所述转动罐的开口上方设置有飞灰进料口，所述飞灰进料口内设置有挡板和振动装置。

10、进一步的，所述转动罐的开口下方设置有飞灰出料口。

11、进一步的，所述排气口上设置有防尘网。

12、进一步的，所述转动罐内固定设置有桨叶。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、（1）本发明的间壁换热式飞灰低温热解脱毒装置，与现有技术相比，利用垃圾焚烧厂现有中温焚烧烟气作为热源并自动控制运行温度和箱内真空度，对垃圾焚烧飞灰进行大规模低成本处置，去除飞灰中的持久性有机污染物，反应后的尾气经尾气外排单元送至垃圾焚烧厂的烟气净化装置；一方面可以充分利用垃圾焚烧烟气热量，保持飞灰中持久性有机污染物的高效脱除，实现资源的高效合理利用，另一方面可以减少尾气的二次污染，避免持久性有机污染物对环境和人身健康造成危害；

15、（2）本发明的间壁换热式飞灰低温热解脱毒装置，垃圾焚烧飞灰从进料口在重力的作用下落入转动罐体中不断翻转，在垃圾焚烧厂现有中温焚烧烟气的加热作用下实现持久性有机污染物的低温分解，除去持久性有机污染物的飞灰在转动罐体的反转作用下从出料口排出，垃圾焚烧飞灰在转动罐体中的持续翻转使飞灰加热充分，可提高持久性有机污染物的去除效率；

16、（3）本发明的间壁换热式飞灰低温热解脱毒装置，无须载气辅助、急冷等条件，低温去除飞灰中持久性有机污染物，可实现持久性有机污染物低温热解技术的大规模工业化应用；同时本发明设计合理，结果简单，操作方便，实用性强，对于飞灰中持久性有机污染物解毒处理领域具有重要意义，推动垃圾焚烧飞灰多元无害化处理，推广前景广阔。

技术特征：

1.一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，包括处理箱体；所述处理箱体内设置有转动罐以及控制转动罐的转速处于5-10 r/min的转速控制单元，所述转动罐的一端设置有带密封门的开口，转动罐的罐体上设置有若干排气口；所述处理箱体的底部设置有连接至垃圾焚烧炉烟道的进风管，处理箱体的顶部设置有排气管，所述进风管和排气管上设置有控制处理箱体内的真空度处于500±50 pa的真空度控制单元；还包括温度控制单元，控制处理箱体内的温度处于400±10 ℃。

2.根据权利要求1所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述处理箱体外设置有用于控制处理箱体转动的变频电机，所述转速控制单元包括与所述变频电机连接的转速控制器，通过控制变频电机的功率将转动罐的转速控制在5-10 r/min的范围内。

3.根据权利要求1所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述真空度控制单元设置于排气管下方，用于调整引风机的功率，当处理箱体内的真空度高于550pa时，真空度控制单元降低引风机的功率，使处理箱体内的真空度降低，当处理箱体内的真空度低于450pa时，真空度控制单元增大引风机的功率，使处理箱体内真空度始终保持稳定，处于500±50pa的范围。

4.根据权利要求1所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述温度控制单元包括用于连接进风管和排气管的尾气旁路管道、设置于尾气旁路管道上的控制流量阀、设置于转动罐外壁的若干温度传感器以及温控仪；当温度传感器检测到的温度平均值高于410℃时，温控仪增大流量控制阀的开度，将排气管中更多的温度较低的装置尾气与进风管内的烟气混合，降低引入处理箱体内的烟气温度；当温度传感器检测到的温度平均值低于390℃时，温控仪降低流量控制阀的开度，将排气管中更少的温度较低的装置尾气与进风管内的烟气混合，升高引入处理箱体内的烟气温度；使处理箱体内温度始终保持稳定，处于400±10 ℃的范围。

5.根据权利要求4所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述温度控制单元还包括设置于进风管内的热电阻加热器；若温度传感器检测到的温度平均值达到385℃，温控仪开启热电阻加热器，加热烟气；若温度传感器检测到的温度平均值达到395℃，温控仪关闭热电阻加热器。

6.根据权利要求4所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述垃圾焚烧炉烟道设置于所述尾气旁路管道一侧，垃圾焚烧炉烟道与排气管连接处设置有烟气净化装置。

7.根据权利要求1所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述转动罐的开口上方设置有飞灰进料口，所述飞灰进料口内设置有挡板和振动装置。

8.根据权利要求1或7所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述转动罐的开口下方设置有飞灰出料口。

9.根据权利要求1所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述排气口上设置有防尘网。

10.根据权利要求1所述的一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，其特征在于，所述转动罐内固定设置有桨叶。

技术总结
本发明公开了一种间壁换热的飞灰低温热解脱毒装置，飞灰中持久性有机污染物解毒处理技术领域。包括处理箱体；所述处理箱体内设置有转动罐以及控制转动罐的转速处于5‑10 r/min的转速控制单元，所述转动罐的一端设置有带密封门的开口，转动罐的罐体上设置有若干排气口；所述处理箱体的底部设置有连接至垃圾焚烧炉烟道的进风管，处理箱体的顶部设置有排气管，所述进风管和排气管上设置有控制处理箱体内的真空度处于500±50 Pa的真空度控制单元；还包括温度控制单元，控制处理箱体内的温度处于400±10℃。本发明可实现持久性有机污染物低温热解技术的工业化应用，推动垃圾焚烧飞灰多元无害化处理。

技术研发人员：王飞,梁德华
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12