CN114713592B - 一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，包括垃圾焚烧锅炉和熔融加热箱，垃圾焚烧锅炉底部设置有出渣保温筒，垃圾焚烧锅炉底部设置有排渣口，所述排渣口与出渣保温筒相连通，出渣保温筒侧壁上设置有飞灰输入管道，以使垃圾焚烧锅炉中焚烧后产生的炉渣和高温飞灰通过所述排渣口进入出渣保温筒中，熔融加热箱连接在所述出渣保温筒的底部，用于对进入所述出渣保温筒中的炉渣和高温飞灰进行加热熔融，所述熔融加热箱连接制矿物棉机构。在对垃圾焚烧锅炉灰渣余热进行充分利用的同时，利用熔融过程中的高温有效消除其所携带的二噁英等剧毒有机化合物，并最终将熔融产物生产出矿物棉等高附加值纤维产品。

Description

一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置和方法

技术领域

本申请涉及环境保护及危废处理技术领域，尤其涉及一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置和方法。

背景技术

垃圾焚烧作为城市垃圾减量化处理的有效手段，已成为我国绝大数城市摆脱垃圾围城，消纳城市垃圾的主要处理手段。但其在处理垃圾的同时也会产生重金属、二噁英富集的灰渣产物，其中中所含的Pb、Cr等重金属、二噁英等剧毒有机致癌物对土壤、水体与大气造成了严重污染，对当地的生态环境和人群健康产生了极大的损害。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种充分利用垃圾焚烧电厂废热、废渣的节能降耗资源化利用技术。在对垃圾焚烧锅炉灰渣余热进行充分利用的同时，利用熔融过程中的高温有效消除其所携带的二噁英等剧毒有机化合物，并最终将熔融产物生产出矿物棉等高附加值纤维产品。其中炉底灰渣通过落渣口及出渣保温筒直接进入底部熔融加热箱中，炉渣中仍有一定的热量，实现炉渣中热量的合理利用。

为达到上述目的，本申请提出的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，包括：

垃圾焚烧锅炉，所述垃圾焚烧锅炉底部设置有出渣保温筒，所述垃圾焚烧锅炉底部设置有排渣口，所述排渣口与所述出渣保温筒相连通，所述出渣保温筒侧壁上设置有飞灰注入管道，以使所述垃圾焚烧锅炉中焚烧后产生的炉渣和飞灰分别通过所述排渣口和所述飞灰注入管道进入所述出渣保温筒中；

熔融加热箱，所述熔融加热箱连接在所述出渣保温筒的底部，用于对进入所述出渣保温筒中的炉渣和飞灰进行加热熔融，所述熔融加热箱连接制矿物棉机构。

进一步地，所述出渣保温筒包括钢板外层和设置在钢板外层内部的保温层。

进一步地，所述保温层包括：

次内层保温层，所述次内层保温层为设置在所述钢板外层内壁上的普通保温砖层；

中间层保温层，所述中间层保温层为设置在所述次内层保温层内壁的刚玉保温砖层，所述中间层保温层内壁上涂布有耐高温保温涂层。

进一步地，所述出渣保温筒的底端面固定设置有固定圈，所述固定圈的左右两侧底面开有延伸至两端的卡槽；

所述熔融加热箱的左右两侧顶端设置有卡条，所述卡条与所述卡槽相适配，以通过所述卡条卡接在所述卡槽中实现所述熔融加热箱设置在所述出渣保温筒的底部。

进一步地，所述熔融加热箱的外壁缠绕有感应线圈，所述熔融加热箱中加入铁流体，以使所述感应线圈与所述铁流体之间感应加热。

进一步地，所述熔融加热箱的侧壁上开有出料口，所述出料口处设置有出料管，所述出料管的出料端连接制矿物棉机构。

进一步地，所述出料口的中心到熔融加热箱底部之间的距离与出料口的直径之间的差值为200-250mm。

进一步地，所述熔融加热箱的底部设置有排料口，所述排料口处设置有排料管，所述排料管上设置有排料阀。

进一步地，所述制矿物棉机构包括四辊离心机，所述出料管的出料端连接四辊离心机。

一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的方法，包括如下过程：

向熔融加热箱中加入铁流体；

将垃圾焚烧锅炉中的垃圾焚烧产生的炉渣通过垃圾焚烧锅炉底部的排渣口进入出渣保温筒，经过出渣保温筒进入熔融加热箱；

将垃圾焚烧产生的飞灰通过出渣保温筒侧壁上的飞灰注入管道注入出渣保温筒中，经过出渣保温筒进入熔融加热箱；

熔融加热箱外壁上的感应线圈与铁流体之间感应进行加热，使得熔融加热箱中的炉渣和飞灰熔融；

将熔融后的炉渣通入制矿物棉机构中制备矿物棉。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一实施例提出的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置的结构示意图；

图2是本申请另一实施例提出的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置的结构示意图；

图3是本申请另一实施例提出的出渣保温筒的局部结构剖视图；

图4是本申请图1的局部结构示意图；

图5是本申请一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的方法的流程图

图中，1、垃圾焚烧锅炉；11、排渣口；2、出渣保温筒；21、钢板外层；22、次内层保温层；23、中间层保温层；25、固定圈；251、卡槽；26、出料管；27、废气抽气管道；28、引风机；3、高温烟气飞灰分离组件；4、熔融加热箱；41、卡条；5、四辊离心机；6、烟气冷却组件；7、低温烟气除尘组件；8、混合仓泵；9、排烟管道。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本申请一实施例提出的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置结构示意图。

参见图1-4，一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，包括垃圾焚烧锅炉1，垃圾焚烧锅炉1底部设置有出渣保温筒2，垃圾焚烧锅炉1底部设置有排渣口11，排渣口11与出渣保温筒2相连通，出渣保温筒2侧壁上设置有飞灰输入管道，以使垃圾焚烧锅炉1中焚烧后产生的炉渣和高温飞灰分别通过排渣口11和飞灰输入管道进入出渣保温筒2中，出渣保温筒2的底部连接有熔融加热箱4，用于对进入出渣保温筒2中的炉渣和高温飞灰落入熔融加热箱4中进行加热熔融，熔融加热箱4连接制矿物棉机构，实现炉渣和飞灰加热熔融后直接制备矿物棉，并且将熔融加热箱4直接设置在垃圾焚烧锅炉1的底部，能够实现在炉渣具有较高温度是进行加热熔融，加快了炉渣熔融的速度，并且通过高温飞灰注入管道3可以将飞灰通过出渣保温筒2注入熔融加热箱4中进行加热熔融制备矿物棉，实现了高温飞灰的合理回收利用。

参照图2，可以理解的是，飞灰输入管道连接有高温烟气飞灰分离组件3，出渣保温筒2和垃圾焚烧锅炉1均与高温烟气飞灰分离组件3相连接，高温烟气飞灰分离组件3用于将分离后的高温飞灰通入所述出渣保温筒2中，高温烟气飞灰分离组件3连接烟气冷却组件6，烟气冷却组件6连接低温烟气除尘组件7，低温烟气除尘组件7连接出渣保温筒2，通过高温烟气飞灰分离组件3分离后的高温飞灰进入出渣保温筒2中循环利用，而高温烟气则进行烟气冷却组件6中进行冷却后，再通过低温烟气除尘组件7进行分离后得到的低温烟气中的低温飞灰进入出渣保温筒2中进行循环使用，另外，飞灰输入管道连接混合仓泵8，高温烟气飞灰分离组件3和低温烟气除尘组件7均连接混合仓泵8，通过将高温飞灰和低温飞灰通入混合仓泵8中进行混合后通过飞灰输入管道通入出渣保温筒2中，使得进入出渣保温筒2中的飞灰具有一定的温度，实现热量的合理利用，还需要说明的是，高温烟气飞灰分离组件3和垃圾焚烧锅炉1之间通过排烟管道9连接，在出渣保温筒2侧壁上设置有废气抽气管道27，废气抽气管道27一端连接至排烟管道9，废气抽气管道27上设置有引风机28，由于废气中含有一定的颗粒物，将出渣保温筒2中的废气抽吸至高温烟气飞灰分离组件3中进行处理后可以实现颗粒物的充分回收利用，既可以保持负压使垃圾焚烧锅炉1内高温烟气可对底部出渣保温筒2进行辅热，也可以使垃圾焚烧锅炉1内的灰渣顺利进入出渣保温筒2中。

进一步地，出渣保温筒2包括钢板外层21和设置在钢板外层内部的保温层，通过设置保温层能够对焚烧后的炉渣和飞灰进行保温。

在一些实施例中，保温层包括次内层保温层22和中间层保温层23，次内层保温层22为设置在钢板外层21内壁上的普通保温砖层，中间层保温层23为设置在次内层保温层22内壁的刚玉保温砖层，中间层保温层23内壁上涂布有耐高温保温涂层。

可以理解的是，在304钢板组成的方形筒的内壁上垒砌上普通保温砖，并且将普通保温砖垒砌成方形筒状结构层，然后普通保温砖层组成的次内层保温层22内壁上垒砌上刚玉保温砖，并且将刚玉保温砖垒砌成方形筒状结构层，接着在刚玉保温砖组成的中间层保温层23的内壁上涂布上耐高温保温涂层。

在一些实施例中，出渣保温筒2可以设置为方形筒状结构，出渣保温筒2的底端面固定设置有固定圈25，固定圈25的左右两侧底面开有延伸至两端的卡槽251，熔融加热箱4可以为方形的箱体结构，也可以为梯形的箱体结构，熔融加热箱4的左右两侧顶端设置有卡条41，卡条41与卡槽251相适配，以使熔融加热箱4通过卡条41卡接在卡槽251中实现熔融加热箱4设置在出渣保温筒2的底部。

可以理解的是，在固定圈25的左右两侧的底面开设T型的卡槽251，然后在熔融加热箱4的左右两侧的卡槽251的位置设置T型卡条41，在安装时，可以将卡条41滑动卡接在卡槽251中实现熔融加热箱4在出渣保温筒2底部的安装，另外，安装后保障出渣保温筒2的腔体内部与熔融加热箱4的腔体内部相对应，同时在熔融加热箱4安装至出渣保温筒2的底部后，熔融加热箱4中的炉渣和飞灰熔融后的熔体进入熔融加热箱4和出渣保温筒2连接处的间隙处时，由于熔体预冷就会凝固，进而通过实现熔体在间隙处的冷却凝固后填充，实现间隙处的自密封。

在一些实施例中，熔融加热箱4的外壁缠绕有感应线圈，熔融加热箱4中加入铁流体，以使感应线圈与铁流体之间感应加热。

可以理解的是，可以在熔融加热箱4安装在出渣保温筒2的底部之前，向熔融加热箱4中加入一定量的铁流体(铁粉)，使得铁粉与感应线圈之间感应加热，在炉渣熔融过程中炉渣中含有的铁在熔融后由于铁的重量大会与熔融的渣料出现分层，铁与加入的铁流体一起沉在熔融加热箱底部。

在一些实施例中，熔融加热箱4的侧壁上设置有出料口，出料口处设置有出料管26，出料管26的出料端连接制矿物棉机构。

可以理解的是，熔融加热箱4中的渣料和飞灰熔融后通过侧壁上的出料管26流出进行矿物棉的制备，将出料管26设置在熔融加热箱4的侧壁，使得出料管26与熔融加热箱4的底部之间有一定距离，能够初始加热过程中熔融加热箱4底部的铁流体不会流出，能够进行感应加热，并且通过控制待焚烧垃圾材料中含有一定量的铁，使得熔融后的渣料中含有一定量的铁流体，进而能够持续的感应加热，无需另外添加铁粉。

在一些实施例中，出料口的中心到熔融加热箱4底部之间的距离与出料口的直径之间的差值为200-250mm，以保证熔融加热箱4底部熔液不会流出，也就是说，出料口到熔融加热箱4底部之间有一定的距离，进而使得熔融加热箱4中的熔体向外排出过程中，沉入熔融加热箱4底部的铁流体不会随之排出，熔融加热箱4底部一直保留有一定量的铁流体。

另外，需要说明的是，在垃圾焚烧锅炉停机后到再次开机前，熔融加热箱4底部一直保留有一定量的铁流体和熔体，并且控制熔融加热箱4一直保持加热状态，使得熔体不会凝固，再次进行炉渣熔融时可以直接进行工作。

在一些实施例中，熔融加热箱4的底部设置有排料口，排料口处设置有排料管，排料管上设置有排料阀，使得渣料和飞灰熔融完成后通过打开排料口，可以将熔融加热箱4中位于出料管26下方不能从出料管26中排出的熔体排出，也就是说，在熔融加热箱4彻底不用时，此时可以对熔融加热箱4施加横向较大的作用力，使得卡条41从卡槽251中脱出实现熔融加热箱4的脱离。

在一些实施例中，制矿物棉机构包括四辊离心机5，出料管26的出料端连接四辊离心机5。

可以理解的是，出料管26出料端排出的熔体进入四辊离心机5中进行作用，其中制矿物棉机构为现有的矿物棉生产线设备，此处不再详细赘述。

参照图5，一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的方法，包括如下过程：

步骤1：向熔融加热箱4中加入铁流体。

具体来说，在熔融加热箱4安装到出渣保温筒2的底部之前，可以向熔融加热箱4中线加热一定量的铁粉，然后将熔融加热箱4安装在出渣保温筒2上，通过熔融加热箱4上的感应线圈与铁粉之间的感应加热实现熔融加热箱4内部的加热。

步骤2：将垃圾焚烧锅炉1中的垃圾焚烧产生的炉渣通过垃圾焚烧锅炉1底部的排渣口11进入出渣保温筒2中，经过出渣保温筒2进入熔融加热箱4中。

步骤3：将垃圾焚烧产生的飞灰通过出渣保温筒2侧壁上的飞灰注入管道注入出渣保温筒2中，经过出渣保温筒2进入熔融加热箱4；

步骤4：熔融加热箱4外壁上的感应线圈与铁流体之间感应进行加热，使得熔融加热箱4中的炉渣和飞灰熔融；

步骤5：将熔融后的炉渣通入制矿物棉机构中制备矿物棉，制备矿物棉。

需要说明的是，在本申请的描述中，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。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于，包括：

垃圾焚烧锅炉，所述垃圾焚烧锅炉底部设置有出渣保温筒，所述垃圾焚烧锅炉底部设置有排渣口，所述排渣口与所述出渣保温筒相连通，所述出渣保温筒侧壁上设置有飞灰输入管道，以使所述垃圾焚烧锅炉中焚烧后产生的炉渣和高温飞灰通过所述排渣口和所述飞灰输入管道进入所述出渣保温筒中；

熔融加热箱，所述熔融加热箱连接在所述出渣保温筒的底部，用于对进入所述出渣保温筒中的炉渣和高温飞灰进行加热熔融，所述熔融加热箱连接制矿物棉机构；

所述出渣保温筒的底端面固定设置有固定圈，所述固定圈的左右两侧底面开有延伸至两端的卡槽,所述熔融加热箱的左右两侧顶端设置有卡条，所述卡条与所述卡槽相适配，以通过所述卡条卡接在所述卡槽中实现所述熔融加热箱设置在所述出渣保温筒的底部；

所述飞灰输入管道连接有高温烟气飞灰分离组件，出渣保温筒和垃圾焚烧锅炉均与高温烟气飞灰分离组件相连接，高温烟气飞灰分离组件用于将分离后的高温飞灰通入所述出渣保温筒中，高温烟气飞灰分离组件连接烟气冷却组件，烟气冷却组件连接低温烟气除尘组件，低温烟气除尘组件连接出渣保温筒，飞灰输入管道连接混合仓泵，高温烟气飞灰分离组件和低温烟气除尘组件均连接混合仓泵，高温烟气飞灰分离组件和垃圾焚烧锅炉之间通过排烟管道连接，在出渣保温筒侧壁上设置有废气抽气管道，废气抽气管道一端连接至排烟管道，废气抽气管道上设置有引风机。

2.如权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于,所述出渣保温筒包括钢板外层和设置在钢板外层内部的保温层。

3.如权利要求2所述的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于,所述保温层包括：

次内层保温层，所述次内层保温层为设置在所述钢板外层内壁上的普通保温砖层；

中间层保温层，所述中间层保温层为设置在所述次内层保温层内壁的刚玉保温砖层，所述中间层保温层内壁上涂布有耐高温保温涂层。

4.如权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于,所述熔融加热箱的外壁缠绕有感应线圈，所述熔融加热箱中加入铁流体，以使所述感应线圈与所述铁流体之间感应加热。

5.如权利要求2所述的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于,所述熔融加热箱的侧壁上开有出料口，所述出料口处设置有出料管，所述出料管的出料端连接制矿物棉机构。

6.如权利要求5所述的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于,所述出料口的中心到熔融加热箱底部之间的距离与出料口的直径之间的差值为200-250mm。

7.如权利要求5所述的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于,所述熔融加热箱的底部设置有排料口，所述排料口处设置有排料管，所述排料管上设置有排料阀。

8.如权利要求6所述的一种利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置，其特征在于,所述制矿物棉机构包括四辊离心机，所述出料管的出料端连接四辊离心机。

9.一种如权利要求1-8中任一所述的利用垃圾焚烧电厂废弃灰渣制取矿物棉的装置制取矿物棉的方法，其特征在于,包括如下过程：

向熔融加热箱中加入铁流体；

将垃圾焚烧锅炉中的垃圾焚烧产生的炉渣通过垃圾焚烧锅炉底部的排渣口进入出渣保温筒，经过出渣保温筒进入熔融加热箱；

将垃圾焚烧产生的飞灰通过出渣保温筒侧壁上的飞灰注入管道注入出渣保温筒中，经过出渣保温筒进入熔融加热箱；

熔融加热箱外壁上的感应线圈与铁流体之间感应进行加热，使得熔融加热箱中的炉渣和飞灰熔融；

将熔融后的炉渣通入制矿物棉机构中制备矿物棉。

Images