适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置及方法

权利要求书： 1.一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述装置包括：双室熔融炉（10），其内腔分为水平顺次连通的主反应室（11）和副反应室（12），所述主反应室（11）和所述副反应室（12）之间设置有隔墙（13），所述隔墙（13）底部具有用于连通所述主反应室（11）和所述副反应室（12）的连通通道；所述主反应室（11）的顶部靠近所述隔墙（13）处设置有主加料口（101），所述主反应室（11）的顶部还设置有第一烟气出口（102），侧部设置有捞盐口（103）；所述副反应室（12）的顶部靠近所述隔墙（13）处设置有副加料口（104），所述副反应室（12）的顶部还设置有第二烟气出口（105）和电极口（106），所述双室熔融炉（10）还包括加热电极（14），所述加热电极（14）穿过所述电极口（106）延伸至所述副反应室（12）内部；

烟气净化装置（20），包括水封箱（21）、碱液池（22）、烟气冷却单元（23）和多级烟气喷淋洗涤单元（24），所述烟气冷却单元（23）和所述烟气喷淋洗涤单元（24）均设置在所述水封箱（21）的顶部；所述水封箱（21）侧部设置有溢流口（201），底部设置有排泥口（202）；所述烟气冷却单元（23）具有烟气冷却腔（231），所述烟气冷却腔（231）顶部设置有冷却喷淋单元，所述烟气冷却腔（231）还设置有烟气进口（203）和冷却烟气出口（204），所述烟气进口（203）与所述第一烟气出口（102）及所述第二烟气出口（105）连通，所述水封箱（21）的顶部设置有冷却水进口，所述冷却水进口与所述烟气冷却腔（231）底部相连通；按照烟气流动方向，各级所述烟气喷淋洗涤单元（24）顺次连通设置在所述冷却烟气出口（204）下游，所述烟气喷淋洗涤单元（24）具有烟气喷淋洗涤腔（241），所述烟气喷淋洗涤腔（241）顶部设置有洗涤喷淋单元，所述水封箱（21）的顶部还设置有洗涤水进口，所述洗涤水进口与所述烟气喷淋洗涤腔（241）底部相连通；所述碱液池（22）与所述冷却喷淋单元和所述洗涤喷淋单元均相连，用于供应碱液。

2.根据权利要求1所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述主反应室（11）侧壁的低于所述捞盐口（103）的位置上还设置有补热口（107），所述装置还包括补热单元，所述补热单元通过所述补热口（107）对所述主反应室（11）进行补热。

3.根据权利要求2所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述补热单元为补热电极或燃料喷枪。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述双室熔融炉（10）中，所述主反应室（11）和所述副反应室（12）的容积之比为（1~

2）:1。

5.根据权利要求4所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述捞盐口（103）位于所述主反应室（11）侧壁的高于所述隔墙（13）底部的位置；所述隔墙与所述双室熔融炉（10）内部底壁之间具有间隔，以形成所述连通通道。

6.根据权利要求5所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，将所述隔墙的底部与所述双室熔融炉（10）内部底壁之间的距离记为h1，所述隔墙的总高度记为h2，则1/3＜h1/h2＜1。

7.根据权利要求5所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述隔墙（13）为水冷隔墙或风冷隔墙。

8.根据权利要求5所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述加热电极（14）的下端所处位置低于所述隔墙（13）的底部。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述装置还包括立式燃烧室（15），所述立式燃烧室（15）分别与所述第一烟气出口（102）、所述第二烟气出口（105）及所述烟气进口（203）连通，所述立式燃烧室（15）用于将所述第一烟气出口（102）和所述第二烟气出口（105）排出的烟气进行燃烧处理。

10.根据权利要求9所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述立式燃烧室（15）设置在所述第二烟气出口（105）上方并与所述第二烟气出口（105）垂直相连；且所述立式燃烧室（15）顶部还设置有清灰单元（16），所述清灰单元（16）用于对所述立式燃烧室（15）的内壁进行清灰处理。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述装置还包括配料单元，所述配料单元用于对飞灰和熔剂进行配料，且所述配料单元通过第一进料斗（17）与所述主加料口（101）相连，所述配料单元通过第二进料斗（18）与所述副加料口（104）相连。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述装置还包括捞盐装置，所述捞盐装置通过所述捞盐口（103）进行捞盐。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述烟气冷却单元（23）还包括冷却烟气排出管路（232），所述冷却烟气排出管路（232）的一端与所述冷却烟气出口（204）相连，另一端与所述水封箱（21）的顶部相连；其中，所述冷却烟气排出管路（232）为文丘里管；或者，所述冷却烟气排出管路（232）上设置有第一引风设备。

14.根据权利要求13所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述冷却烟气排出管路（232）为并联设置的多根。

15.根据权利要求13所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，顺次连通设置的多级所述烟气喷淋洗涤单元（24）中，除最末级以外的所述烟气喷淋洗涤单元（24）还包括喷淋烟气排出管路（242），所述喷淋烟气排出管路（242）的一端与所述烟气喷淋洗涤腔（241）相连，另一端与所述水封箱（21）的顶部相连；其中，所述喷淋烟气排出管路（242）为文丘里管；或者，所述喷淋烟气排出管路（242）上设置有第二引风设备。

16.根据权利要求15所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，各所述烟气喷淋洗涤单元（24）中的所述喷淋烟气排出管路（242）为并联设置的多根。

17.根据权利要求15所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，最末级所述烟气喷淋洗涤单元（24）还包括净化烟气排出管路（243），所述净化烟气排出管路（243）与最末级所述烟气喷淋洗涤单元（24）的所述烟气喷淋洗涤腔（241）相连。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述溢流口（201）设置在所述水封箱（21）侧部的靠近内部顶壁的位置。

19.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述水封箱（21）内的底部设置有收泥单元（211），所述收泥单元（211）用于收集所述水封箱（21）内沉积的污泥并将其通过所述排泥口（202）排出。

20.根据权利要求19所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述收泥单元（211）为倾斜刮板，且所述倾斜刮板由远离所述排泥口（202）向靠近所述排泥口（202）的方向倾斜向下；或者，所述收泥单元（211）为螺杆输送机。

21.根据权利要求19所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述装置还包括脱水设备（25），所述脱水设备（25）与所述排泥口（202）相连通。

22.根据权利要求21所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述脱水设备（25）具有液相出口和固相出口，所述液相出口与所述碱液池（22）相连通。

23.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其特征在于，所述副反应室（12）的远离所述主反应室（11）的一侧还设置有排渣口；所述排渣口包括位于所述副反应室（12）的侧壁下部的底渣口（108），以及位于所述底渣口（108）上方的上渣口（109）。

24.一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，采用权利要求1至23中任一项所述的装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，所述方法包括以下步骤：步骤S1，将飞灰和可选的熔剂进行配料后形成待处理飞灰；先通过主加料口（101）和/或副加料口（104）向双室熔融炉（10）内部投料，并开启加热电极（14）以使所述待处理飞灰熔化并形成熔池；

步骤S2，待熔池形成之后，通过所述主加料口（101）持续向主反应室（11）的熔池中投入所述待处理飞灰，以使其进行熔融处理；在所述熔融处理的过程中，通过所述加热电极（14）对副反应室（12）中的熔池进行加热，并控制所述副反应室（12）中的熔池温度为1200 1400~

℃，所述副反应室（12）熔池上方的炉膛气温为700 1200℃；通过所述副反应室（12）中的熔~

池对所述主反应室（11）中的熔池进行热传导加热，并控制所述主反应室（11）的熔池温度为

900 1200℃，所述主反应室（11）熔池上方的炉膛气温为200 500℃；随着所述熔融处理的进~ ~

行，在所述主反应室（11）的熔池表面形成熔盐层，在所述双室熔融炉（10）的底部形成熔渣，将所述主反应室（11）中生成的烟气从第一烟气出口（102）排出，将所述副反应室（12）中生成的烟气从第二烟气出口（105）排出；通过捞盐口（103）将所述熔盐层中的熔盐捞出；

步骤S3，将所述第一烟气出口（102）和所述第二烟气出口（105）排出的烟气作为待净化烟气通过烟气进口（203）送入烟气净化装置（20）中进行烟气净化处理；其中，先将所述待净化烟气通入烟气冷却腔（231）中，并利用碱液池（22）向冷却喷淋单元供应碱液，以对所述待净化烟气进行冷却处理，形成冷却烟气和第一喷淋液；将所述冷却烟气顺次通过多级烟气喷淋洗涤单元（24）的烟气喷淋洗涤腔（241）中，并利用所述碱液池（22）向各洗涤喷淋单元供应所述碱液，以对所述冷却烟气顺次进行多级喷淋洗涤，形成净化烟气和第二喷淋液；使所述第一喷淋液和所述第二喷淋液进入水封箱（21）中进行污泥沉淀，得到溢流液和污泥；

通过溢流口（201）排出所述溢流液，通过排泥口（202）排出所述污泥。

25.根据权利要求24所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，在所述步骤S2的所述熔融处理过程中，当所述主反应室（11）中的熔池温度降低时，通过补热单元从补热口（107）对其进行补热，和/或，通过所述副加料口（104）向所述副反应室（12）熔池中补加所述待处理飞灰。

26.根据权利要求25所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，通过所述补热单元进行补热的过程包括：通过补热电极对所述主反应室（11）熔池进行补热，或者，向所述主反应室（11）熔池中喷入燃料进行补热。

27.根据权利要求26所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，所述燃料为天然气和/或燃料油。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，在所述步骤S2的所述熔融处理过程中，同时控制所述主反应室（11）熔池上方的炉膛气压为?100Pa 0Pa，及控制所述副反应室（12）熔池上方的炉膛气压为?100Pa 0Pa。

~ ~

29.根据权利要求24至27中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，在将所述待净化烟气送入所述烟气净化装置（20）中进行所述烟气净化处理的步骤之前，所述步骤S3还包括：将所述待净化烟气通过立式燃烧室（15）进行燃烧处理。

30.根据权利要求29所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，所述立式燃烧室（15）设置在所述第二烟气出口（105）上方并与所述第二烟气出口（105）垂直相连；所述方法还包括：通过所述立式燃烧室（15）顶部的清灰单元（16）对所述立式燃烧室（15）的内壁进行清灰处理。

31.根据权利要求24至27中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，所述步骤S3中，在将所述待净化烟气通入烟气冷却腔（231）中进行所述冷却处理的之后，利用冷却烟气排出管路（232）将所述冷却烟气送入所述水封箱（21）的顶部，然后进入所述烟气喷淋洗涤单元（24）；当所述冷却烟气排出管路（232）为文丘里管时，所述冷却烟气自抽力穿过所述水封箱（21）顶部进入所述烟气喷淋洗涤单元（24）；当所述冷却烟气排出管路（232）上设置有第一引风设备时，通过所述第一引风设备的引风作用使所述冷却烟气穿过所述水封箱（21）顶部进入所述烟气喷淋洗涤单元（24）。

32.根据权利要求31所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，所述步骤S3中，在将所述冷却烟气顺次通过多级所述烟气喷淋洗涤单元（24）的所述烟气喷淋洗涤腔（241）中进行所述多级喷淋洗涤的过程中，利用喷淋烟气排出管路（242）将前一级所述烟气喷淋洗涤腔（241）形成的喷淋烟气送入所述水封箱（21）的顶部，然后进入后一级所述烟气喷淋洗涤腔（241）中；当所述喷淋烟气排出管路（242）为文丘里管时，前一级所述烟气喷淋洗涤腔（241）形成的所述喷淋烟气自抽力穿过所述水封箱（21）顶部进入后一级所述烟气喷淋洗涤腔（241）中；当所述喷淋烟气排出管路（242）上设置有第二引风设备时，通过所述第二引风设备的引风作用使前一级所述烟气喷淋洗涤腔（241）形成的所述喷淋烟气穿过所述水封箱（21）顶部进入后一级所述烟气喷淋洗涤腔（241）中。

33.根据权利要求24至27中任一项所述的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过脱水设备（25）将所述污泥进行脱水处理，形成液相和固相；将所述固相返回至所述步骤S1中进行配料；将所述液相返回至所述碱液池（22）。

说明书： 适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及飞灰处理技术领域，具体而言，涉及一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置及方法。

背景技术[0002] 飞灰是指生活垃圾（矿物相主要成分包括Ca(OH)2、CaClOH、CaSO4、KCl、NaCl、有机C和一定量的H2O等）及其他废物如医疗垃圾等经过焚烧后的烟气系统收集下的灰尘。飞灰集

垃圾焚烧所有污染物为一身，其处理是垃圾焚烧技术彻底解决污染问题的最后一公里。飞

灰约占生活垃圾总量的2.5 3%，其中的有毒物质含量很高，包括重金属、二噁英、呋喃以及

~

不同类型的氯化物和盐类等，也被定义为危险固体废弃物。由于飞灰密度低、体积大，采用

传统的螯合剂+水泥填埋处理会占用了大量土地，且二噁英存在于混合物中，填埋产物仍然

具有潜在风险。随着城市生活垃圾焚烧规模的不断扩大，生活垃圾焚烧飞灰年产生量已经

从2015年的400万吨升至2020年的800万吨，然而，由于飞灰处置能力存在巨大缺口，飞灰无

害化处理迫在眉睫，也已经严重制约生活垃圾焚烧发电产业的健康发展。

[0003] 目前飞灰处理主要为飞灰预处理+电炉熔融+烟气净化，飞灰预处理系统采用干法对辊造粒设备将飞灰与石英粉混合压球送至电炉熔融处理；利用电极电弧热和物料电阻热

将混合物料熔化，分别得到玻璃熔渣和熔盐产物，实现难挥发性重金属的固化和二噁英类

有机物的彻底分解；针对复杂的高温烟气，富集易挥发性重金属（主要以二次飞灰形式存

在），钠碱法吸收酸性气体，实现烟气清洁排放。处理飞灰的主要设备通常是等离子炉或其

他形式的熔融电炉。在1300 1500℃的高温熔融条件下，飞灰中的有机物发生热分解、燃烧

~

及气化，无机物中的SiO2在熔融处理后形成Si?O网状结构，把飞灰中的重金属包封在网络

结构中，形成具有刚性的非晶态物质。经熔融处理后，飞灰中的二噁英等有机物彻底分解破

坏、沸点较低的重金属盐类转移至烟气并以二次飞灰形式捕集下来，剩余的重金属则转移

到玻璃质熔渣中，大大降低了重金属的浸出率。毒性浸出特性实验（TCLP）结果发现，重金属

2+ 3+

浸出率均非常低，说明重金属取代硅酸盐矿物中的部分Ca 、Al 而包封在硅酸盐的网状晶

格中。飞灰熔融固化后，密度大大增加，飞灰减容量可达2/3以上，得到的熔渣可以作为一次

制品（充填材料、路基材料、混凝土及骨料等）、二次制品（混凝土彩色平板、透水砖、混凝土

管等）和高附加值产品（微晶玻璃、烧结砖、保水陶瓷砖、玻璃纤维等）。

[0004] 然而，无论是等离子炉还是目前其他形式的熔融电炉，尽管对飞灰中的重金属、二噁英等处理效果显著，但仍旧难以推广大规模应用，原因如下：

[0005] 飞灰主要成分中盐的含量如氯化钠、氯化钾、氯化钙等较高，尤其是高氯飞灰中氯元素含量往往高达20%，氯化物（NaCl、KCl、CaCl2）含量往往在35%以上。一方面，高氯飞灰熔

融处理过程中容易造成炉体耐火材料的侵蚀，缩短炉体寿命并导致系统粘结，且含盐过高

也容易造成电极短路，给飞灰熔融的稳定运行带来困难。另一方面，氯盐在熔融过程中会挥

发进入烟气，给环境带来巨大污染。因此，对飞灰进行氯盐去除，是制约飞灰熔融处理的重

要因素。

[0006] 现有技术中有方案采用水洗预处理飞灰脱盐再熔融的工艺，即先对飞灰进行水洗，在去除其中的氯盐之后再行熔融处理。然而，由于全飞灰水洗成本太高，而且不可避免

地会将一些本应熔融固化的重金属污染物也一并进入污水系统，增加了污水处理成本。因

此，该方法不具有可行性。

[0007] 基于以上原因，有必要对飞灰的处理方式进一步研究，以更好地解决飞灰熔融处理过程中的氯盐导致的炉体易侵蚀问题、熔融过程运行不稳定问题及氯盐易挥发污染环境

的问题。

发明内容[0008] 本发明的主要目的在于提供一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置及方法，以解决现有技术的飞灰熔融处理过程中因飞灰中氯盐导致的炉体易侵蚀、熔融过程运行不

稳定及氯盐易挥发污染环境的问题。

[0009] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，其包括：

[0010] 双室熔融炉，其内腔分为水平顺次连通的主反应室和副反应室，主反应室和副反应室之间设置有隔墙，隔墙底部具有用于连通主反应室和副反应室的连通通道；主反应室

的顶部靠近隔墙处设置有主加料口，主反应室的顶部还设置有第一烟气出口，侧部设置有

捞盐口；副反应室的顶部靠近隔墙处设置有副加料口，副反应室的顶部还设置有第二烟气

出口和电极口，双室熔融炉还包括加热电极，加热电极穿过电极口延伸至副反应室内部；

[0011] 烟气净化装置，包括水封箱、碱液池、烟气冷却单元和多级烟气喷淋洗涤单元，烟气冷却单元和烟气喷淋洗涤单元均设置在水封箱的顶部；水封箱侧部设置有溢流口，底部

设置有排泥口；烟气冷却单元具有烟气冷却腔，烟气冷却腔顶部设置有冷却喷淋单元，烟气

冷却腔还设置有烟气进口和冷却烟气出口，烟气进口与第一烟气出口及第二烟气出口连

通，水封箱的顶部设置有冷却水进口，冷却水进口与烟气冷却腔底部相连通；按照烟气流动

方向，各级烟气喷淋洗涤单元顺次连通设置在冷却烟气出口下游，烟气喷淋洗涤单元具有

烟气喷淋洗涤腔，烟气喷淋洗涤腔顶部设置有洗涤喷淋单元，水封箱的顶部还设置有洗涤

水进口，洗涤水进口与烟气喷淋洗涤腔底部相连通；碱液池与冷却喷淋单元和洗涤喷淋单

元均相连，用于供应碱液。

[0012] 进一步地，主反应室侧壁的低于捞盐口的位置上还设置有补热口，装置还包括补热单元，补热单元通过补热口对主反应室进行补热。

[0013] 进一步地，补热单元为补热电极或燃料喷枪。[0014] 进一步地，双室熔融炉中，主反应室和副反应室的容积之比为:1。[0015] 进一步地，捞盐口位于主反应室侧壁的高于隔墙底部的位置；隔墙与双室熔融炉内部底壁之间具有间隔，以形成连通通道。

[0016] 进一步地，将隔墙的底部与双室熔融炉内部底壁之间的距离记为h1，隔墙的总高度记为h2，则1/3＜h1/h2＜1。

[0017] 进一步地，隔墙为水冷隔墙或风冷隔墙。[0018] 进一步地，加热电极的下端所处位置低于隔墙的底部。[0019] 进一步地，装置还包括立式燃烧室，立式燃烧室分别与第一烟气出口、第二烟气出口及烟气进口连通，立式燃烧室用于将第一烟气出口和第二烟气出口排出的烟气进行燃烧

处理。

[0020] 进一步地，立式燃烧室设置在第二烟气出口上方并与第二烟气出口垂直相连；且立式燃烧室顶部还设置有清灰单元，清灰单元用于对立式燃烧室的内壁进行清灰处理。

[0021] 进一步地，装置还包括配料单元，配料单元用于对飞灰和熔剂进行配料，且配料单元通过第一进料斗与主加料口相连，配料单元通过第二进料斗与副加料口相连。

[0022] 进一步地，装置还包括捞盐装置，捞盐装置通过捞盐口进行捞盐。[0023] 进一步地，烟气冷却单元还包括冷却烟气排出管路，冷却烟气排出管路的一端与冷却烟气出口相连，另一端与水封箱的顶部相连；其中，冷却烟气排出管路为文丘里管；或

者，冷却烟气排出管路上设置有第一引风设备。

[0024] 进一步地，冷却烟气排出管路为并联设置的多根。[0025] 进一步地，顺次连通设置的多级烟气喷淋洗涤单元中，除最末级以外的烟气喷淋洗涤单元还包括喷淋烟气排出管路，喷淋烟气排出管路的一端与烟气喷淋洗涤腔相连，另

一端与水封箱的顶部相连；其中，喷淋烟气排出管路为文丘里管；或者，喷淋烟气排出管路

上设置有第二引风设备。

[0026] 进一步地，各烟气喷淋洗涤单元中的喷淋烟气排出管路为并联设置的多根。[0027] 进一步地，最末级烟气喷淋洗涤单元还包括净化烟气排出管路，净化烟气排出管路与最末级烟气喷淋洗涤单元的烟气喷淋洗涤腔相连。

[0028] 进一步地，溢流口设置在水封箱侧部的靠近内部顶壁的位置。[0029] 进一步地，水封箱内的底部设置有收泥单元，收泥单元用于收集水封箱内沉积的污泥并将其通过排泥口排出。

[0030] 进一步地，收泥单元为倾斜刮板，且倾斜刮板由远离排泥口向靠近排泥口的方向倾斜向下；或者，收泥单元为螺杆输送机。

[0031] 进一步地，装置还包括脱水设备，脱水设备与排泥口相连通。[0032] 进一步地，脱水设备具有液相出口和固相出口，液相出口与碱液池相连通。[0033] 进一步地，副反应室的远离主反应室的一侧还设置有排渣口；排渣口包括位于副反应室的侧壁下部的底渣口，以及位于底渣口上方的上渣口。

[0034] 根据本发明的另一方面，还提供了一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其采用上述装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，方法包括以下步骤：步骤S1，将飞灰和可

选的熔剂进行配料后形成待处理飞灰；先通过主加料口和/或副加料口向双室熔融炉内部

投料，并开启加热电极以使待处理飞灰熔化并形成熔池；步骤S2，待熔池形成之后，通过主

加料口持续向主反应室的熔池中投入待处理飞灰，以使其进行熔融处理；在熔融处理的过

程中，通过加热电极对副反应室中的熔池进行加热，并控制副反应室中的熔池温度为1200

~

1400℃，副反应室熔池上方的炉膛气温为700 1200℃；通过副反应室中的熔池对主反应室

~

中的熔池进行热传导加热，并控制主反应室的熔池温度为900 1200℃，主反应室熔池上方

~

的炉膛气温为200 500℃；随着熔融处理的进行，在主反应室的熔池表面形成熔盐层，在双

~

室熔融炉的底部形成熔渣，将主反应室中生成的烟气从第一烟气出口排出，将副反应室中

生成的烟气从第二烟气出口排出；通过捞盐口将熔盐层中的熔盐捞出；步骤S3，将第一烟气

出口和第二烟气出口排出的烟气作为待净化烟气通过烟气进口送入烟气净化装置中进行

烟气净化处理；其中，先将待净化烟气通入烟气冷却腔中，并利用碱液池向冷却喷淋单元供

应碱液，以对待净化烟气进行冷却处理，形成冷却烟气和第一喷淋液；将冷却烟气顺次通过

多级烟气喷淋洗涤单元的烟气喷淋洗涤腔中，并利用碱液池向各洗涤喷淋单元供应碱液，

以对冷却烟气顺次进行多级喷淋洗涤，形成净化烟气和第二喷淋液；使第一喷淋液和第二

喷淋液进入水封箱中进行污泥沉淀，得到溢流液和污泥；通过溢流口排出溢流液，通过排泥

口排出污泥。

[0035] 进一步地，在步骤S2的熔融处理过程中，当主反应室中的熔池温度降低时，通过补热单元从补热口对其进行补热，和/或，通过副加料口向副反应室熔池中补加待处理飞灰。

[0036] 进一步地，通过补热单元进行补热的过程包括：通过补热电极对主反应室熔池进行补热，或者，向主反应室熔池中喷入燃料进行补热；优选地，燃料为天然气和/或燃料油。

[0037] 进一步地，在步骤S2的熔融处理过程中，同时控制主反应室熔池上方的炉膛气压为?100Pa 0Pa，及控制副反应室熔池上方的炉膛气压为?100Pa 0Pa。

~ ~

[0038] 进一步地，在将待净化烟气送入烟气净化装置中进行烟气净化处理的步骤之前，步骤S3还包括：将待净化烟气通过立式燃烧室进行燃烧处理。

[0039] 进一步地，立式燃烧室设置在第二烟气出口上方并与第二烟气出口垂直相连；方法还包括：通过立式燃烧室顶部的清灰单元对立式燃烧室的内壁进行清灰处理。

[0040] 进一步地，步骤S3中，在将待净化烟气通入烟气冷却腔中进行冷却处理的之后，利用冷却烟气排出管路将冷却烟气送入水封箱的顶部，然后进入烟气喷淋洗涤单元；当冷却

烟气排出管路为文丘里管时，冷却烟气自抽力穿过水封箱顶部进入烟气喷淋洗涤单元；当

冷却烟气排出管路上设置有第一引风设备时，通过第一引风设备的引风作用使冷却烟气穿

过水封箱顶部进入烟气喷淋洗涤单元。

[0041] 进一步地，步骤S3中，在将冷却烟气顺次通过多级烟气喷淋洗涤单元的烟气喷淋洗涤腔中进行多级喷淋洗涤的过程中，利用喷淋烟气排出管路将前一级烟气喷淋洗涤腔形

成的喷淋烟气送入水封箱的顶部，然后进入后一级烟气喷淋洗涤腔中；当喷淋烟气排出管

路为文丘里管时，前一级烟气喷淋洗涤腔形成的喷淋烟气自抽力穿过水封箱顶部进入后一

级烟气喷淋洗涤腔中；当喷淋烟气排出管路上设置有第二引风设备时，通过第二引风设备

的引风作用使前一级烟气喷淋洗涤腔形成的喷淋烟气穿过水封箱顶部进入后一级烟气喷

淋洗涤腔中。

[0042] 进一步地，方法还包括：通过脱水设备将污泥进行脱水处理，形成液相和固相；将固相返回至步骤S1中进行配料；将液相返回至碱液池。

[0043] 应用本发明提供的装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，通过双室熔融炉技术能够在飞灰熔融处理过程中将其中的大部分盐通过主反应室的捞盐口分离出来，提盐后的飞

灰在熔融过程中延迟了对耐火材料的侵蚀，有利于延长电炉耐火材料的使用寿命并防止系

统的粘结，也保证了作业过程的稳定运行。飞灰中的重金属污染物则在熔融过程中被固化

在熔渣中形成无害化产品。与此同时，残留的少部分盐能够作为重要的导电介质在电极加

热过程中起到导电作用，改善电极加热效率。这部分少量的盐可以挥发进入后续的烟气净

化装置中随烟气先骤冷，后经多级喷淋洗涤分离去除。

[0044] 总之，通过本发明的装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，能够最大化地获取玻璃渣和熔盐两种产物，占固体产物的90%以上。通过熔融过程中熔盐的分离，本发明以极简

的飞灰熔融及烟气净化处理装置有效解决了氯盐导致的炉体易侵蚀、熔融过程运行不稳定

及氯盐易挥发污染环境的问题，也无需向全飞灰水洗那样造成水资源、设备资源等大量浪

费，降低了飞灰处理的系统投资，成本低，运行稳定，非常适合工业化大规模应用。

附图说明[0045] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0046] 图1示出了根据本发明一种实施例的适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置的结构示意图。

[0047] 其中，上述附图包括以下附图标记：[0048] 10、双室熔融炉；11、主反应室；12、副反应室；13、隔墙；14、加热电极；15、立式燃烧室；16、清灰单元；17、第一进料斗；18、第二进料斗；101、主加料口；102、第一烟气出口；103、

捞盐口；104、副加料口；105、第二烟气出口；106、电极口；107、补热口；108、底渣口；109、上

渣口；

[0049] 20、烟气净化装置；21、水封箱；22、碱液池；23、烟气冷却单元；24、烟气喷淋洗涤单元；25、脱水设备；201、溢流口；202、排泥口；203、烟气进口；204、冷却烟气出口；211、收泥单

元；231、烟气冷却腔；232、冷却烟气排出管路；241、烟气喷淋洗涤腔；242、喷淋烟气排出管

路；243、净化烟气排出管路。

具体实施方式[0050] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0051] 正如背景技术部分所描述的，现有技术的飞灰熔融处理过程中，因飞灰中氯盐含量高，容易导致炉体中的耐火材料易侵蚀、熔融过程炉体运行不稳定及氯盐易挥发污染环

境的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的装置，

如图1所示，该装置包括双室熔融炉10和烟气净化装置20；其中，

[0052] 双室熔融炉10内腔分为水平顺次连通的主反应室11和副反应室12，主反应室11和副反应室12之间设置有隔墙13，隔墙13底部具有用于连通主反应室11和副反应室12的连通

通道；主反应室11的顶部靠近隔墙13处设置有主加料口101，主反应室11的顶部还设置有第

一烟气出口102，侧部设置有捞盐口103；副反应室12的顶部靠近隔墙13处设置有副加料口

104，副反应室12的顶部还设置有第二烟气出口105和电极口106，双室熔融炉10还包括加热

电极14，加热电极14穿过电极口106延伸至副反应室12内部；

[0053] 烟气净化装置20，包括水封箱21、碱液池22、烟气冷却单元23和多级烟气喷淋洗涤单元24，烟气冷却单元23和烟气喷淋洗涤单元24均设置在水封箱21的顶部；水封箱21侧部

设置有溢流口201，底部设置有排泥口202；烟气冷却单元23具有烟气冷却腔231，烟气冷却

腔231顶部设置有冷却喷淋单元，烟气冷却腔231还设置有烟气进口203和冷却烟气出口

204，烟气进口203与第一烟气出口102及第二烟气出口105连通，水封箱21的顶部设置有冷

却水进口，冷却水进口与烟气冷却腔231底部相连通；按照烟气流动方向，各级烟气喷淋洗

涤单元24顺次连通设置在冷却烟气出口204下游，烟气喷淋洗涤单元24具有烟气喷淋洗涤

腔241，烟气喷淋洗涤腔241顶部设置有洗涤喷淋单元，水封箱21的顶部还设置有洗涤水进

口，洗涤水进口与烟气喷淋洗涤腔241底部相连通；碱液池22与冷却喷淋单元和洗涤喷淋单

元均相连，用于供应碱液。

[0054] 在实际处理飞灰过程中，飞灰进入可预先通过主加料口101和/或副加料口104向双室熔融炉10内部投料，并开启加热电极14以使待处理飞灰熔化并形成熔池。此过程相当

于启动阶段，预先在双室熔融炉10内形成熔池，随后飞灰即可进入连续熔融处理过程。不同

于传统熔融电炉，本发明的双室熔融炉10内水平分为主反应室11和副反应室12，且顶部加

料口均靠近隔墙13，加热电极14则设置在副反应室12内。待熔池形成之后，可通过主加料口

101持续向主反应室11的熔池中投入待处理飞灰，以使其进行熔融处理；在熔融处理的过程

中，可通过加热电极14对副反应室12中的熔池进行加热。如此，由于加热电极14仅在副反应

室12中加热，主反应室11和副反应室12熔池上方的炉膛则被隔墙13分隔，使得主反应室11

内的熔池温度依靠副反应室12中熔池的热传导作用进行加热，从而形成了主反应室11熔池

温度低于副反应室12熔池，主反应室11熔池上方炉膛为冷顶状态。这样的温度分布具有以

下效果：副反应室12熔池温度较高，保证了飞灰充分熔融，重金属成分能够被充分固化在硅

酸盐中形成完整玻璃态，达到重金属无害化及资源化的目的，飞灰中的盐份也得以熔融；主

反应室11熔池温度稍低，保证了熔融飞灰中的盐份得以充分析出，由于熔盐密度较低（相较

于重金属固化后的硅酸盐，熔盐更轻，且二者不互溶），能够在熔池表层富集；更重要地，由

于主反应室11熔池上方炉膛为冷顶状态，气温更低，这就有效抑制了熔盐的挥发，使其能够

在主反应室11熔池表面形成半熔融状态的熔盐层。又由于主加料口101和副加料口104均靠

近隔墙设置，且实际加料过程中可将飞灰原料主要从主加料口101进料，使得飞灰主要在隔

墙下方附近的熔池完成熔融，一方面靠着隔墙进料不会破坏主反应室11熔池表面的熔盐

层，另一方面也使得飞灰中的熔盐可大部分从主反应室11熔融分层并富集在其熔池表面。

随着熔融反应的不断进行，可定期通过捞盐口103将熔盐捞出，即可实现飞灰中大部分氯盐

的分离。与此同时，也可通过副加料口104向副反应室12中补充少量飞灰原料，以保证其熔

池中含有少量的盐份，少量盐份有利于改善熔池导电性，对于加热电极14的加热有利，能够

改善加热电极14的加热效率。

[0055] 主反应室11和副反应室12产出的烟气能够作为待净化烟气通过烟气进口203送入烟气净化装置20中进行烟气净化处理，具体处理过程中，待净化烟气（主要成分为HCl、SO2、

CO2、漏风）能够先通入烟气冷却腔231中，并利用碱液池22向冷却喷淋单元供应碱液，以对

待净化烟气进行冷却处理（此处除了冷却作用，碱液也能够去除烟气中携带的一部分烟尘、

酸性物质），形成冷却烟气。冷却烟气随后又可顺次通过多级烟气喷淋洗涤单元24，在各级

烟气喷淋洗涤腔241中进行碱液的多级喷淋洗涤，形成净化烟气。经过上述骤冷过程和多级

喷淋洗涤过程，烟气中的烟尘、酸性物质、氯化物等得以充分去除（飞灰熔融过程中产生的

少部分挥发性盐份在该过程中得以充分去除）。此外，因上述烟气净化装置中烟气冷却单元

23和烟气喷淋洗涤单元24均位于水封箱21上方并与之相连，喷淋洗涤和冷却过程中形成的

喷淋液则带着收集的烟尘进入下方的水封箱21中进行分离，底部污泥可由排泥口202排出，

溢流液则可通过溢流口201排出。

[0056] 因此，应用本发明提供的装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，通过双室熔融炉技术能够在飞灰熔融处理过程中将其中的大部分盐通过主反应室的捞盐口分离出来，提盐

后的飞灰在熔融过程中延迟了对耐火材料的侵蚀，有利于延长电炉耐火材料的使用寿命并

防止系统的粘结，也保证了作业过程的稳定运行。飞灰中的重金属污染物则在熔融过程中

被固化在熔渣中形成无害化产品。与此同时，残留的少部分盐能够作为重要的导电介质在

电极加热过程中起到导电作用，改善电极加热效率。这部分少量的盐可以挥发进入后续的

集急冷、脱酸碱、高效除尘、洗氯于一体的烟气净化装置中随烟气先骤冷，后经多级喷淋洗

涤分离去除，最终溶解到碱液中形成高盐废水溢流排出，可送往盐分提取装置。且该烟气净

化装置系统功能全、流程短、投资少、有利于烟气低成本达标排放，彻底实现无故障运行。

[0057] 总之，通过本发明的装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，能够最大化地获取玻璃渣和熔盐两种产物，占固体产物的90%以上，经检测，这两种产物的毒性浸出特性均低于

国标限值，可作为非危废处置，溢流液作为高盐废水收集到的盐和污泥（不溶物）低于10%。

通过熔融过程中熔盐的分离，减少了飞灰熔融过程中熔池的含盐量，延长了耐火材料和炉

体寿命，减少了系统堵塞和频繁的清理，也保证了加热电极的安全性。本发明以极简的飞灰

熔融及烟气净化处理装置有效解决了氯盐导致的炉体易侵蚀、熔融过程运行不稳定及氯盐

易挥发污染环境的问题，也无需向全飞灰水洗那样造成水资源、设备资源等大量浪费，降低

了飞灰处理的系统投资，成本低，运行稳定，非常适合工业化大规模应用。

[0058] 此处需要说明的是，本发明的装置除了适用于氯盐含量高的飞灰熔融及烟气净化处理，对于普通的飞灰同样适用，

[0059] 在实际运行过程中，由于主反应室11的熔池温度要低于副反应室12熔池温度，为了更好地维持主反应室11的熔池温度，在一种优选的实施方式中，如图1所示，主反应室11

侧壁的低于捞盐口103的位置上还设置有补热口107，装置还包括补热单元，补热单元通过

补热口107对主反应室11进行补热。补热操作主要在主反应室11的熔池温度不足时进行，以

保证熔池温度稳定，促使飞灰更充分熔融。

[0060] 具体的补热单元可采用冶金领域的常用类型，包括但不限于补热电极或燃料喷枪。补热电极和加热电极14优选为石墨电极或自焙电极，电极压放可采用压缩空气、液压、

千斤顶等方式。具体的加料口数量可以进行调整，优选地，主加料口101可以为2 6个，副加

~

料口104可以为1 3个。

~

[0061] 优选地，加热电极14为一个或多个，更优选地，电极口106为3 6个，加热电极14一~

一对应设置在电极口106中并延伸至副反应室12内部。

[0062] 为了在飞灰熔融处理过程中形成更稳定的温度分布状态，保持副反应室12熔池温度较高、主反应室11熔池温度相对较低、主反应室11熔池上方冷顶环境，从而更高地兼顾飞

灰中重金属熔融形成玻璃态、盐份充分析出并在主反应室11熔池表面形成半熔融状态的熔

盐层，从而实现熔盐和重金属更充分的分离，在一种优选的实施方式中，双室熔融炉10中，

主反应室11和副反应室12的容积之比为1 1.5:1。

~

[0063] 在一种优选的实施方式中，捞盐口103位于主反应室11侧壁的高于隔墙13底部的位置；隔墙与双室熔融炉10内部底壁之间具有间隔，以形成连通通道；且将隔墙的底部与双

室熔融炉10内部底壁之间的距离记为h1，隔墙的总高度记为h2，则1/3＜h1/h2＜1。如此设

置，在连续处理飞灰过程中，熔池高度更适宜，一方面有利于提高生产效率，一方面更能够

进一步改善各区域温度的稳定性，发挥各区域功能，实现熔盐与重金属更好的分离。优选

地，在实际生产过程中，隔墙13底部与熔池最高液面平齐，以利于炉膛两区的决然分开。

[0064] 优选地，隔墙13为水冷隔墙或风冷隔墙。利用水冷隔墙或风冷隔墙能够更好地隔绝双室熔池上方炉膛中的温度传递，使得主反应室11炉膛气温更稳定，进一步减少熔盐挥

发，使其以半熔融状态熔盐层的形式富集与熔池表面从而被捞出分离。

[0065] 在实际生产过程中，考虑到加热电极14的热效率，在一种优选的实施方式中，加热电极14的下端所处位置低于隔墙13的底部。如此设置，既能够使加热电极14保持较高的加

热效率，同时有利于避免熔池温度过高造成熔盐大量挥发。

[0066] 双室中排出的烟气中携带了一些未反应充分的硫、一氧化碳等，还有一些其余可燃物，为使这部分物质更充分燃烧，在一种优选的实施方式中，如图1所示，上述装置还包括

立式燃烧室15，立式燃烧室15分别与第一烟气出口102、第二烟气出口105及烟气进口203连

通，立式燃烧室15用于将第一烟气出口102和第二烟气出口105排出的烟气进行燃烧处理。

具体地，可以在立式燃烧室15中配制天然气喷枪或燃烧喷嘴。

[0067] 更优选地，立式燃烧室15设置在第二烟气出口105上方并与第二烟气出口105垂直相连；且立式燃烧室15顶部还设置有清灰单元16，清灰单元16用于对立式燃烧室15的内壁

进行清灰处理。利用清灰单元16能够定期对立式燃烧室15内壁进行清理，减少堵塞。同时，

由于立式燃烧室15与第二烟气出口105垂直相连，清灰过程中清理下来的灰尘能够直接落

入副反应室12熔池中再次处理。具体的清灰单元16可以为自动清扫机进行旋转伸缩式清

扫。

[0068] 飞灰原料只需采用飞灰处理领域的常用类型即可，为了方便进料，在一种优选的实施方式中，上述装置还包括配料单元，配料单元用于对飞灰和熔剂进行配料，且配料单元

通过第一进料斗17与主加料口101相连，配料单元通过第二进料斗18与副加料口104相连。

具体操作过程中，可通过伸缩式注入进料或螺旋挤压进料的方式向第一进料斗17和第二进

料斗18中进行飞灰原料的送料。

[0069] 在一种优选的实施方式中，该装置还包括捞盐装置，捞盐装置通过捞盐口103进行捞盐。具体的捞盐装置可以是自动耙盐装置，以定期从捞盐口103处将熔池表面的熔盐耙

出。

[0070] 如前文所述，待净化烟气先进入烟气冷却单元23在喷淋碱液的作用下进行降温，冷却烟气则顺次进入多级烟气喷淋洗涤单元24中进行多级喷淋碱液洗涤，从而能够得到充

分净化。该过程中，为使烟气更稳定地通过，在一种优选的实施方式中，烟气冷却单元23还

包括冷却烟气排出管路232，冷却烟气排出管路232的一端与冷却烟气出口204相连，另一端

与水封箱21的顶部相连；其中，冷却烟气排出管路232为文丘里管；或者，冷却烟气排出管路

232上设置有第一引风设备。同理，优选地，顺次连通设置的多级烟气喷淋洗涤单元24中，除

最末级以外的烟气喷淋洗涤单元24还包括喷淋烟气排出管路242，喷淋烟气排出管路242的

一端与烟气喷淋洗涤腔241相连，另一端与水封箱21的顶部相连；其中，喷淋烟气排出管路

242为文丘里管；或者，喷淋烟气排出管路242上设置有第二引风设备。

[0071] 在连续处理过程中，水封箱21中溢流口201下方均为收集得到的喷淋液，溢流口201和水封箱21内部顶壁之间则具有孔隙。当冷却烟气排出管路232为文丘里管、喷淋烟气

排出管路242为文丘里管时，在其文丘里效应的作用下，能够在无需外部动力设备的基础上

形成自抽力，待净化烟气则在自抽力的作用下按照烟气冷却腔231—冷却烟气排出管路

232—水封箱21上部—第一级烟气喷淋洗涤腔241—第一级喷淋烟气排出管路242—水封箱

21上部—下一级级烟气喷淋洗涤腔241—下一级喷淋烟气排出管路242这样的路线移动，由

此完成冷却和多级喷淋洗涤。当然，当设置第一引风设备和第二引风设备的作用下，烟气亦

可在引风作用下按照上述路线完成冷却和多级喷淋洗涤。考虑到节约能耗和设备成本的目

的，更优选采用文丘里管的形式。

[0072] 更优选地，冷却烟气排出管路232为并联设置的多根。各烟气喷淋洗涤单元24中的喷淋烟气排出管路242为并联设置的多根。如此设置，有利于进一步提高烟气处理效率和处

理量，设备处理能力和处理效率更高。此处的多根为至少两根，比如三根、四根等。

[0073] 更优选地，如图1所示，最末级烟气喷淋洗涤单元24还包括净化烟气排出管路243，净化烟气排出管路243与最末级烟气喷淋洗涤单元24的烟气喷淋洗涤腔241相连。如此，净

化烟气得以稳定排出。实际运行过程中，也可以在此设置一引风设备，有助于烟气更稳定高

效地排出。上述各管路上可选择性地设置闸门等，控制烟气的处理进度和排放。

[0074] 为了尽量增加水封箱21的喷淋液沉降处理能力，在一种优选的实施方式中，溢流口201设置在水封箱21侧部的靠近内部顶壁的位置。更优选地，将溢流口201和水封箱21内

部顶壁之间的距离控制在水封箱21总高度的1/20 1/10，这样一方面不影响收集到的喷淋

~

液的沉降分离，一方面为各冷却烟气排出管路232和喷淋烟气排出管路242排出的烟气提供

了流通通道，使其能够更稳定地按照前文所述路线进行移动，完成冷却和多级喷淋洗涤。

[0075] 在一种优选的实施方式中，水封箱21内的底部设置有收泥单元211，收泥单元211用于收集水封箱21内沉积的污泥并将其通过排泥口202排出。收集到的喷淋液中携带的烟

尘等可以沉降在水封箱21底部，通过收泥单元211能够方便地将这些污泥输送出来。更优选

地，收泥单元211为倾斜刮板，且倾斜刮板由远离排泥口202向靠近排泥口202的方向倾斜向

下；或者，收泥单元211为螺杆输送机。

[0076] 为了更充分地利用资源，在一种优选的实施方式中，上述装置还包括脱水设备25，脱水设备25与排泥口202相连通。利用脱水设备25对污泥进行脱水后，可形成液相和固相。

脱水设备25优选采用压滤机，固相为底泥，优选将其返回并与飞灰进行配料。更优选地，脱

水设备25具有液相出口和固相出口，液相出口与碱液池22相连通。液相返回碱液池22能够

循环利用，配制碱液重新喷淋。待碱液喷淋洗涤循环应用多次后，可根据其成分变化开路送

至高盐水处理。

[0077] 在一种优选的实施方式中，副反应室12的远离主反应室11的一侧还设置有排渣口；排渣口包括位于副反应室12的侧壁下部的底渣口108，以及位于底渣口108上方的上渣

口109。实际运行过程中，底渣口108通常是较长时间排放一次，或者出现特殊/紧急情况，需

要停炉，将炉内的熔渣排空；上渣口109通常1天1 2次的排放频率，将副反应室12熔池上部

~

收集得到的玻璃态重金属进行排放，实现危险废物的玻璃化处置。

[0078] 除此之外，本发明的双室熔融炉10炉体可以为圆形炉体、长方形炉体或椭圆形炉体等卧式炉体，其炉体材料优选为钢板，内衬为耐火材料，具体的耐火材料使用冶金领域常

用耐火材料即可，优选采用铝铬锆高强度耐磨耐腐蚀特种耐火材料，并根据需要镶嵌水套，

即在耐火材料外面包覆水套。具体地，可以在渣线附近（熔池的液面上下浮动最频繁的地

方）包覆水套，此处耐材侵蚀最严重，在渣线耐材的外部包覆水套能够降低耐材的侵蚀，提

高炉寿。优选地，双室熔融炉10炉顶结构采用耐热高强度捣打料炉顶，比如含铬的耐火材

料。

[0079] 双室熔融炉10优选还配置有其他辅助测试系统（包括测温、测压等），以实时监控各功能区的温度和压力状况。

[0080] 根据本发明的另一方面，还提供了一种适用于飞灰熔融及烟气净化处理的方法，其采用上述装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，方法包括以下步骤：步骤S1，将飞灰和可

选的熔剂进行配料后形成待处理飞灰；先通过主加料口101和/或副加料口104向双室熔融

炉10内部投料，并开启加热电极14以使待处理飞灰熔化并形成熔池；步骤S2，待熔池形成之

后，通过主加料口101持续向主反应室11的熔池中投入待处理飞灰，以使其进行熔融处理；

在熔融处理的过程中，通过加热电极14对副反应室12中的熔池进行加热，并控制副反应室

12中的熔池温度为1200 1400℃，副反应室12熔池上方的炉膛气温为700 1200℃；通过副反

~ ~

应室12中的熔池对主反应室11中的熔池进行热传导加热，并控制主反应室11的熔池温度为

900 1200℃，主反应室11熔池上方的炉膛气温为200 500℃；随着熔融处理的进行，在主反

~ ~

应室11的熔池表面形成熔盐层，在双室熔融炉10的底部形成熔渣，将主反应室11中生成的

烟气从第一烟气出口102排出，将副反应室12中生成的烟气从第二烟气出口105排出；通过

捞盐口103将熔盐层中的熔盐捞出；步骤S3，将第一烟气出口102和第二烟气出口105排出

的烟气作为待净化烟气通过烟气进口203送入烟气净化装置20中进行烟气净化处理；其中，

先将待净化烟气通入烟气冷却腔231中，并利用碱液池22向冷却喷淋单元供应碱液，以对待

净化烟气进行冷却处理，形成冷却烟气和第一喷淋液；将冷却烟气顺次通过多级烟气喷淋

洗涤单元24的烟气喷淋洗涤腔241中，并利用碱液池22向各洗涤喷淋单元供应碱液，以对冷

却烟气顺次进行多级喷淋洗涤，形成净化烟气和第二喷淋液；使第一喷淋液和第二喷淋液

进入水封箱21中进行污泥沉淀，得到溢流液和污泥；通过溢流口201排出溢流液，通过排泥

口202排出污泥。

[0081] 如前文所述，由于采用了以上装置，使得飞灰熔融处理过程中能够使主反应室11内的熔池温度依靠副反应室12中熔池的热传导作用进行加热，从而形成了主反应室11熔池

温度低于副反应室12熔池，主反应室11熔池上方炉膛为冷顶状态。这样的温度分布具有以

下效果：副反应室12熔池温度较高，保证了飞灰充分熔融，重金属成分能够形成完整玻璃

态，盐也得以熔融；主反应室11熔池温度稍低，保证了熔融飞灰中的盐份得以充分析出，由

于熔盐密度较低，能够在熔池表层富集；更重要地，由于主反应室11熔池上方炉膛为冷顶状

态，气温更低，这就有效抑制了熔盐的挥发，使其能够在主反应室11熔池表面形成半熔融状

态的熔盐层。又由于主加料口101和副加料口104均靠近隔墙设置，且实际加料过程中可将

飞灰原料主要从主加料口101进料，使得飞灰主要在隔墙下方附近的熔池完成熔融，一方面

靠着隔墙进料不会破坏主反应室11熔池表面的熔盐层，另一方面也使得飞灰中的熔盐可大

部分从主反应室11熔融分层并富集在其熔池表面。特别是本发明方法中控制副反应室12中

的熔池温度为1200 1400℃，副反应室12熔池上方的炉膛气温为700 1200℃，主反应室11的

~ ~

熔池温度为900 1200℃，主反应室11熔池上方的炉膛气温为200 500℃，更有利于发挥各区

~ ~

域的上述功效，使熔盐和玻璃态重金属的分离更充分。随着熔融反应的不断进行，可定期通

过捞盐口103将熔盐捞出，即可实现飞灰中大部分氯盐的分离。与此同时，也可通过副加料

口104向副反应室12中补充少量飞灰原料，以保证其熔池中含有少量的盐份，少量盐份有利

于改善熔池导电性，对于加热电极14的加热有利，能够改善加热电极14的加热效率。

[0082] 主反应室11和副反应室12产出的烟气能够作为待净化烟气通过烟气进口203送入烟气净化装置20中进行烟气净化处理，具体处理过程中，待净化烟气能够先通入烟气冷却

腔231中，并利用碱液池22向冷却喷淋单元供应碱液，以对待净化烟气进行冷却处理（此处

除了冷却作用，碱液也能够去除烟气中携带的一部分烟尘、酸性物质），形成冷却烟气，温度

通常会在200℃以下。冷却烟气随后又可顺次通过多级烟气喷淋洗涤单元24，在各级烟气喷

淋洗涤腔241中进行碱液的多级喷淋洗涤，形成净化烟气。经过上述骤冷过程和多级喷淋洗

涤过程，烟气中的烟尘、酸性物质、氯化物等得以充分去除（飞灰熔融过程中产生的少部分

挥发性盐份在该过程中得以充分去除）。此外，因上述烟气净化装置中烟气冷却单元23和烟

气喷淋洗涤单元24均位于水封箱21上方并与之相连，喷淋洗涤和冷却过程中形成的喷淋液

则带着收集的烟尘进入下方的水封箱21中进行分离，底部污泥可由排泥口202排出，溢流液

则可通过溢流口201排出。

[0083] 因此，应用本发明提供的装置对飞灰进行熔融及烟气净化处理，通过双室熔融炉技术能够在飞灰熔融处理过程中将其中的大部分盐通过主反应室的捞盐口分离出来，提盐

后的飞灰在熔融过程中延迟了对耐火材料的侵蚀，有利于延长电炉耐火材料的使用寿命并

防止系统的粘结，也保证了作业过程的稳定运行。飞灰中的重金属污染物则在熔融过程中

被固化在熔渣中形成无害化产品。与此同时，残留的少部分盐能够作为重要的导电介质在

电极加热过程中起到导电作用，改善电极加热效率。这部分少量的盐可以挥发进入后续的

烟气净化装置中随烟气先骤冷，后经多级喷淋洗涤分离去除。

[0084] 总之，通过本发明的方法对飞灰进行熔融及烟气净化处理，能够最大化地获取玻璃渣和熔盐两种产物，占固体产物的90%以上，经检测，这两种产物的毒性浸出特性均低于

国标限值，可作为非危废处置，溢流液作为高盐废水收集到的盐和污泥（不溶物）低于10%。

通过熔融过程中熔盐的分离，减少了飞灰熔融过程中熔池的含盐量，延长了耐火材料和炉

体寿命，减少了系统堵塞和频繁的清理，也保证了加热电极的安全性。本发明有效解决了氯

盐导致的炉体易侵蚀、熔融过程运行不稳定及氯盐易挥发污染环境的问题，也无需向全飞

灰水洗那样造成水资源、设备资源等大量浪费，成本低，非常适合工业化大规模应用。

[0085] 熔剂的具体类型采用飞灰处理领域的常用类型即可，比如可以采用铁尾矿、有色冶金渣、危废焚烧底渣、石英砂等硅质物料，具体的添加量可以根据渣型进行选择，这都是

本领域的常规技术，在此不再赘述。

[0086] 在实际运行过程中，由于主反应室11的熔池温度要低于副反应室12熔池温度，为了更好地维持主反应室11的熔池温度，在一种优选的实施方式中，在步骤S2的熔融处理过

程中，当主反应室11中的熔池温度降低时，通过补热单元从补热口107对其进行补热，和/

或，通过副加料口104向副反应室12熔池中补加待处理飞灰。通过副加料口104向副反应室

12熔池中补加待处理飞灰，保证了熔池中含有少量盐份，使其具有一定的导电性，从而提高

加热电极14的加热效率。当然，本领域技术人员也可以通过检测熔池中氯盐含量对补加的

待处理飞灰进行监控，只是监控温度变化更方便，温度不足时也可通过上述两种方式直接

或间接升温。

[0087] 具体的补热单元可采用冶金领域的常用类型，包括但不限于通过补热电极对主反应室11熔池进行补热，或者，向主反应室11熔池中喷入燃料进行补热；优选地，燃料为天然

气和/或燃料油。具体的燃料油包括但不限于汽油、柴油或生物质油。

[0088] 为了进一步减少熔盐挥发，在一种优选的实施方式中，在步骤S2的熔融处理过程中，同时控制主反应室11熔池上方的炉膛气压为?100Pa 0Pa，及控制副反应室12熔池上方

~

的炉膛气压为?100Pa 0Pa。微负压状态下有利于减少电炉产生的有害气体向环境外逸。

~

[0089] 双室中排出的烟气中携带了一些未反应充分的硫、一氧化碳等，还有一些其余可燃物，为使这部分物质更充分燃烧，在一种优选的实施方式中，在将待净化烟气送入烟气净

化装置20中进行烟气净化处理的步骤之前，步骤S3还包括：将待净化烟气通过立式燃烧室

15进行燃烧处理。

[0090] 更优选地，立式燃烧室15设置在第二烟气出口105上方并与第二烟气出口105垂直相连；方法还包括：通过立式燃烧室15顶部的清灰单元16对立式燃烧室15的内壁进行清灰

处理。利用清灰单元16能够定期对立式燃烧室15内壁进行清理，减少堵塞。同时，由于立式

燃烧室15与第二烟气出口105垂直相连，清灰过程中清理下来的灰尘能够直接落入副反应

室12熔池中再次处理。

[0091] 在一种优选的实施方式中，步骤S3中，在将待净化烟气通入烟气冷却腔231中进行冷却处理的之后，利用冷却烟气排出管路232将冷却烟气送入水封箱21的顶部，然后进入烟

气喷淋洗涤单元24；当冷却烟气排出管路232为文丘里管时，冷却烟气自抽力穿过水封箱21

顶部进入烟气喷淋洗涤单元24；当冷却烟气排出管路232上设置有第一引风设备时，通过第

一引风设备的引风作用使冷却烟气穿过水封箱21顶部进入烟气喷淋洗涤单元24。

[0092] 在一种优选的实施方式中，步骤S3中，在将冷却烟气顺次通过多级烟气喷淋洗涤单元24的烟气喷淋洗涤腔241中进行多级喷淋洗涤的过程中，利用喷淋烟气排出管路242将

前一级烟气喷淋洗涤腔241形成的喷淋烟气送入水封箱21的顶部，然后进入后一级烟气喷

淋洗涤腔241中；当喷淋烟气排出管路242为文丘里管时，前一级烟气喷淋洗涤腔241形成的

喷淋烟气自抽力穿过水封箱21顶部进入后一级烟气喷淋洗涤腔241中；当喷淋烟气排出管

路242上设置有第二引风设备时，通过第二引风设备的引风作用使前一级烟气喷淋洗涤腔

241形成的喷淋烟气穿过水封箱21顶部进入后一级烟气喷淋洗涤腔241中。

[0093] 更优选地，上述方法还包括：通过脱水设备25将污泥进行脱水处理，形成液相和固相；将固相返回至步骤S1中进行配料；将液相返回至碱液池22。

[0094] 以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

[0095] 实施例1[0096] 飞灰主要化学成分如下（出以下成分外，还有少量其它成分如As2O3、HgO）：[0097][0098] 采用图1所示的装置进行飞灰熔融和烟气净化处理，其中主加料口为3个，副加料口为2个。电极口为3个，加热电极一一对应设置在电极口中并延伸至副反应室内部。主反应

室和副反应室的容积比为1.2:1。捞盐口位于主反应室侧壁的高于隔墙底部的位置；隔墙与

双室熔融炉内部底壁之间具有间隔，以形成连通通道；且将隔墙的底部与双室熔融炉内部

底壁之间的距离记为h1，隔墙的总高度记为h2，则h1/h2=1/2。主反应室侧壁的低于捞盐口

的位置上还设置有补热口，配备有补热电极。补热电极和加热电极均采用石墨电极。立式燃

烧室设置在第二烟气出口上方，配备有旋转伸缩式自动清扫机，且设置有燃烧喷嘴。烟气喷

淋单元包括一组烟气冷却单元和两级烟气喷淋洗涤单元，均配备有文丘里管进行自吸式烟

气喷淋洗涤。每组烟气喷淋洗涤单元配备有三根文丘里管。水封箱的溢流口和水封箱内部

顶壁之间的距离控制在水封箱总高度的1/10。碱液池向烟气冷却单元和烟气喷淋洗涤单元

供应氢氧化钠水溶液。

[0099] 具体工艺步骤如下：[0100] 飞灰干法造粒后和石英砂（或其他硅质固废）配料形成待处理飞灰，后通过螺旋送入第一进料斗和第二进料斗，其中飞灰质量分数为60 80%、石英砂质量分数为20 40%。

~ ~

[0101] 开启加热电极，将第一批原料送入双室熔融炉内部先熔化形成熔池，并通过加热电极和补热电极将副反应室中的熔池温度控制在1200 1400℃，炉膛温度控制在700 1200

~ ~

℃，将主反应室的容易温度控制在900 1200℃，炉膛温度控制在200 500℃；待温度控制在

~ ~

上述范围之后，持续向主反应室的熔池中投入待处理飞灰，并通过调整加热电极和补热电

极，维持各区温度在上述范围。同时，如果监测到主反应室温度持续降低时，通过副加料口

向副反应室中补加一部分待处理飞灰，利用其中的氯离子等提高熔池导电性，以便用加热

电极即使提高温度。通过上述处理过程，主反应室熔池表面形成了熔盐层，间隔性地将这部

分熔盐用耙盐装置从捞盐口耙出，产生的熔盐以CaCl2、NaCl和KCl为主，质量分数≥90%。为

防止烟气外逸，将主反应室和副反应室的气压控制在?50Pa的微负压状态。随着熔融处理的

进行，每天1 2次通过上渣口将主反应室熔池表面富集的玻璃态重金属排出，进行玻璃化处

~

理，最终得到的玻璃渣低于《固体废物玻璃化处理产物技术要求》中规定的玻璃化处理产物

用作建筑材料和喷砂原料时可浸出有害物质含量限值（Cu的水浸出限值1.0mg/L，酸浸出限

值1.0mg/L；Zn的水浸出限值1.0mg/L，酸浸出限值1.0mg/L；Cd水浸出限值0.005mg/L，酸浸

出限值0.03mg/L；Pb的水浸出限值0.01mg/L，酸浸出限值0.3mg/L；Hg的水浸出限值

0.001mg/L；Ni的水浸出限值0.02mg/L，酸浸出限值0.2mg/L；Mn的水浸出限值0.1mg/L，酸浸

出限值1.0mg/L）。上述熔盐和玻璃渣的产出量占固体产物总量的90%以上。

[0102] 以上主反应室和副反应室不断排出熔融产生的烟气，其主要成分为SO2、HCl、H2O、3

CO2、CO和粉尘，烟气量约为20~100Nm/h·t灰。上述烟气几种通往立式燃烧室中进行二次燃

烧，后进入烟气冷却腔中在氢氧化钠水溶液的喷淋作用下冷却，形成冷却烟气后顺次通过

两级烟气喷淋洗涤腔中进一步进行连续两级氢氧化钠水溶液喷淋洗涤。洗涤过程中烟气在

各级文丘里管的作用下自吸式流动，无需引风设备。最后一级喷淋洗涤后的烟气经由烟囱

排放，其排放指标低于《危险废物焚烧污染控制标准》中规定的危险废物焚烧设施排放烟气

3 3

中污染物限值（烟尘排放限值为30mg/Nm ，SO2排放限值为200mg/Nm ，HF排放限值为2.0mg/

3 3 3

Nm ，HCl排放限值为50mg/Nm ，氮氧化物排放限值为400mg/Nm ，二噁英类排放限值为

3

0.1ngTEQ/Nm）。烟气冷却腔和喷淋洗涤腔中落下的携带烟尘的吸收液落入水封箱中，在倾

斜刮板的作用下进行污泥沉淀，溢流液从溢流口排出，污泥从排泥口排出。污泥经脱水处理

后固相返回飞灰配料，液相返回碱液池配制碱液循环利用。

[0103] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修

改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。