危废焚烧灰渣在线熔融系统、方法及路基材料

权利要求书： 1.一种危废焚烧灰渣在线熔融系统，其特征在于，包括：

回转窑，用以对危险废物进行焚烧形成灰渣和烟气；

灰渣处理系统，包括与所述回转窑的出渣口选择性连接的熔融炉；

烟气处理系统，所述回转窑和所述熔融炉通过烟气管道与所述烟气处理系统连接；

飞灰处理系统，包括与所述烟气处理系统的飞灰出口连接的气力输送系统、通过第一管道与所述气力输送系统连接的第一储罐和通过第二管道与所述气力输送系统连接的第二储罐，所述第一管道安装有第一阀门，所述第二管道安装有第二阀门，所述第一储罐的飞灰出口通过螺旋输送机与所述熔融炉连接。

2.根据权利要求1所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统，其特征在于，所述熔融炉配置在所述回转窑的尾部下方，所述回转窑逆时针运转时，所述回转窑内的炉渣落入所述熔融炉。

3.根据权利要求1所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统，其特征在于，所述灰渣处理系统还包括与所述回转窑连接的捞渣机，所述捞渣机邻近所述熔融炉配置在所述回转窑的尾部下方，所述回转窑顺时针运转时，所述回转窑内的炉渣落入所述捞渣机。

4.根据权利要求1所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统，其特征在于，所述熔融炉为全密闭电炉，其炉膛由耐高温砖砌筑而成。

5.根据权利要求1所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统，其特征在于，所述熔融炉的上端设置有溢流口。

6.根据权利要求1所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统，其特征在于，还包括二燃室，所述回转窑和所述熔融炉分别通过第一烟气管道与所述二燃室的烟气入口连接，所述二燃室的烟气出口通过第二烟气管道与所述烟气处理系统连接，所述第一烟气管道设有风机。

7.根据权利要求6所述的灰渣在线熔融系统，其特征在于，所述烟气处理系统包括依次连接的余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、布袋除尘器、湿法脱酸系统、烟气再热器以及烟囱，所述第二烟气管道的出口端与所述余热锅炉连接，所述余热锅炉、所述急冷塔和所述布袋除尘器的飞灰出口通过刮板出灰机与所述气力输送系统连接。

8.根据权利要求1所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统，其特征在于，所述气力输送系统为稀相正压输送系统、稀相负压输送系统、密相正压输送系统中的任一种。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统的危废焚烧灰渣在线熔融方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、初始状态时，将回转窑设置为逆时针运转，危废经过回转窑焚烧后，形成炉渣、飞灰和烟气，其中，炉渣直接落入熔融炉；

S20、打开安装于连接气力输送系统和第一储罐的第一管道上的第一阀门，同时关闭安装于连接气力输送系统与第二储罐的第二管道上的第二阀门，使第一储罐停止往熔融炉输送飞灰，并将烟气处理系统收集到的飞灰通过气力输送系统输送至第一储罐；

S30、待第一储罐飞灰装满后，关闭第一阀门，同时打开第二阀门，使第一储罐通过螺旋输送机往熔融炉输送飞灰，往熔融炉内加入辅料，第一储罐内的飞灰和炉渣一起在熔融炉内于1300 1400℃下熔融处理；

~

S40、使熔融炉内的熔融液体保持满溢状态，当新的灰渣落入熔融炉后，已处于熔融状态的液体灰渣通过熔融炉上设置的溢流口流出，并通过水淬后形成无毒无害的致密玻璃化渣；

S50、熔融过程产生的飞灰经过烟气处理系统收集并通过气力输送系统输送至第二储罐，委拖外部单位进行处理；

当炉渣含有坚硬物或者危废焚烧灰渣在线熔融系统需要维修时，将回转窑设置为顺时针运转，炉渣落入捞渣机，捞渣机排出的炉渣委托外部单位进行处理。

10.一种路基材料，包含玻璃化渣，其特征在于，所述玻璃化渣为采用权利要求9所述的方法制得的致密玻璃化渣。

说明书： 危废焚烧灰渣在线熔融系统、方法及路基材料技术领域[0001] 本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种危废焚烧灰渣在线熔融系统、基于该危废焚烧灰渣在线熔融系统的危废焚烧灰渣在线熔融方法以及路基材料，该路基材料所包含的玻璃化渣采用该危废焚烧灰渣在线熔融方法制得。背景技术[0002] 焚烧法因其可以实现对废弃物的减量化、无害化、资源化处理，被认为是最有效的危险废物处理方法，其在发达国家的废物管理中占有重要地位。危废焚烧过程中产生的残渣和飞灰（一般统称为灰渣，约占处理量的20?25％左右），《国家危险废物名录》已定性其为危险废物（HW18焚烧处置残渣），其处置方式一直备受关注。焚烧灰渣填埋占用大量土地资源，多年后稳定性容易被破坏、对环境存在二次污染的隐患，始终只是“缓兵之计”，难以长远发展。随着土地资源稀缺、填埋价格上涨，环保要求进一步提高，焚烧灰渣亟待拓展资源化之路。[0003] 与此同时，GB/T41015?2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》国家标准正式发布，2022年7月1日起正式实施。本标准为《国家危险废物名录》中涉及的危险废物经过等离子体、高温熔融等处置后产生的玻璃态物质的判定提供了依据，对危险废物的规范化处理处置起到了积极的支撑作用。本标准的实施，将有力推动玻璃化处理技术的推广，提高我国固体废物的处理技术水平和环境风险防控水平。标准的颁布实施，将大大缓解经济发达地区危险废物焚烧和填埋设施不足的问题，为“无废城市”建设提供有力支撑。由此可见，高温熔融玻璃化技术将成为危废焚烧灰渣资源化重要手段之一。[0004] 高温熔融技术中，等离子技术能耗高、成本高，技术尚不成熟。现有高温熔融炉非在线熔融，需要耗费较大的能耗把焚烧灰渣从常温提升至1300℃以上，生产成本高，经济效益低。现有在线高温熔融容易把熔融过程所产生的二次浓灰返回至熔融炉内，造成玻璃化渣无法达到产品标准。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种危废焚烧灰渣在线熔融系统及方法，可以避免熔融过程所产生的二次浓灰返回至熔融炉内，使玻璃化渣达到产品标准。[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：提供一种危废焚烧灰渣在线熔融系统，包括：

回转窑，用以对危险废物进行焚烧形成灰渣和烟气；

灰渣处理系统，包括与所述回转窑的出渣口选择性连接的熔融炉；

烟气处理系统，所述回转窑和所述熔融炉通过烟气管道与所述烟气处理系统连

接；

飞灰处理系统，包括与所述烟气处理系统的飞灰出口连接的气力输送系统、通过

第一管道与所述气力输送系统连接的第一储罐和通过第二管道与所述气力输送系统连接的第二储罐，所述第一管道安装有第一阀门，所述第二管道安装有第二阀门，所述第一储罐的飞灰出口通过螺旋输送机与所述熔融炉连接。

[0007] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，所述熔融炉配置在所述回转窑的尾部下方，所述回转窑逆时针运转时，所述回转窑内的炉渣落入所述熔融炉。[0008] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，所述灰渣处理系统还包括与所述回转窑连接的捞渣机，所述捞渣机邻近所述熔融炉配置在所述回转窑的尾部下方，所述回转窑顺时针运转时，所述回转窑内的炉渣落入所述捞渣机。[0009] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，所述熔融炉为全密闭电炉，其炉膛由耐高温砖砌筑而成。[0010] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，所述熔融炉的上端设置有溢流口。[0011] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，所述熔融炉设置有辅料入口。[0012] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，还包括二燃室，所述回转窑和所述熔融炉分别通过第一烟气管道与所述二燃室的烟气入口连接，所述二燃室的烟气出口通过第二烟气管道与所述烟气处理系统连接，所述第一烟气管道设有风机。[0013] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，所述烟气处理系统包括依次连接的余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、布袋除尘器、湿法脱酸系统、烟气再热器以及烟囱，所述第二烟气管道的出口端与所述余热锅炉连接，所述余热锅炉、所述急冷塔和所述布袋除尘器的飞灰出口通过刮板出灰机与所述气力输送系统连接。[0014] 作为危废焚烧灰渣在线熔融系统的一种优选方案，所述气力输送系统为稀相正压输送系统、稀相负压输送系统、密相正压输送系统中的任一种。[0015] 其中，稀相正压输送系统包括稀相正压输送（旋转阀式）系统、稀相正压输送（料封泵式）系统中的任一种，密相正压输送系统为密相正压输送（单仓泵式）系统，稀相负压输送系统为稀相负压输送（吸嘴式）系统。[0016] 本发明还提供一种基于所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统的危废焚烧灰渣在线熔融方法，包括以下步骤：S10、初始状态时，将回转窑设置为逆时针运转，危废经过回转窑焚烧后，形成炉

渣、飞灰和烟气，其中，炉渣直接落入熔融炉；炉渣和飞灰混合后，简称灰渣；

S20、打开安装于连接气力输送系统和第一储罐的第一管道上的第一阀门，同时关

闭安装于连接气力输送系统与第二储罐的第二管道上的第二阀门，使第一储罐停止往熔融炉输送飞灰，并将烟气处理系统收集到的飞灰通过气力输送系统输送至第一储罐；

S30、待第一储罐飞灰装满后，关闭第一阀门，同时打开第二阀门，使第一储罐通过

螺旋输送机往熔融炉输送飞灰，往熔融炉内加入辅料，第一储罐内的飞灰和炉渣一起在熔融炉内于1300 1400℃下熔融处理；

~

S40、使熔融炉内的熔融液体保持满溢状态，当新的灰渣落入熔融炉后，已处于熔

融状态的液体灰渣通过熔融炉上设置的溢流口流出，并通过水淬后形成无毒无害的致密玻璃化渣；

S50、熔融过程产生的飞灰经过烟气处理系统收集并通过气力输送系统输送至第

二储罐，委拖外部单位进行处理；

当炉渣含有坚硬物或者危废焚烧灰渣在线熔融系统需要维修时，将回转窑设置为

顺时针运转，炉渣落入捞渣机，捞渣机排出的炉渣委托外部单位进行处理。

[0017] 本发明还提供一种路基材料，包含玻璃化渣，所述玻璃化渣为采用权利要求9所述的方法制得的致密玻璃化渣。[0018] 本发明的有益效果：1、通过设置两条飞灰输送线路，可以防止高温熔融过程飞灰重金属挥发的二次浓

灰返回高温熔融过程，确保玻璃化渣达到产品标准；

2、在回转窑尾部下方配置有熔融炉，炉渣经过回转窑直接落入熔融炉进行在线高

温熔融，相比经过落渣冷却并人工输送至焚烧系统外熔融炉，大大节约了炉渣升温熔融的能源消耗及人工成本；

3、形成无毒无害的致密玻璃化渣，为惰性物质，渗透性低，可进行资源化综合利

用，生产路基材料、玻璃陶瓷、玻璃保温棉等产品；

4、部分重金属固熔在熔渣中，减少螯合剂使用、稳定化固化填埋成本；部分重金属

富集在二次浓灰中，不影响熔融玻璃化渣产品质量；

5、熔融炉产生的烟气回转窑产生的烟气一同进入二燃室处理，二噁英不外溢，全

部分解；

6、实现了危废无害化、减量化、资源化目标，从根本上解决工业生产中的危废处理

问题，具有很好的社会效益、环境效益和经济效益。

附图说明[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0020] 图1是本发明一实施例所述的危废焚烧灰渣在线熔融系统的示意图。具体实施方式[0021] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。[0022] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。[0023] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。[0024] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0025] 实施例1如图1所示，本发明实施例提供一种危废焚烧灰渣在线熔融系统，包括：

前处理系统，包括用以对危险废物进行焚烧形成灰渣和烟气的回转窑；

灰渣处理系统，包括与回转窑的出渣口选择性连接的熔融炉；

烟气处理系统，回转窑和熔融炉通过烟气管道与烟气处理系统连接；

飞灰处理系统，包括与烟气处理系统的飞灰出口连接的气力输送系统、通过第一

管道与气力输送系统连接的第一储罐和通过第二管道与气力输送系统连接的第二储罐，第一管道安装有第一阀门，第二管道安装有第二阀门，第一储罐的飞灰出口通过螺旋输送机与熔融炉连接。

[0026] 本实施例中，回转窑为本领域常规技术，如：根据济宁市环境保护局2018年6月19日批复的《关于济宁明德环保科技有限公司济宁市工业废物处置中心环境影响报告书的批复》（济环审【2018】13号），项目建设一座60t/d回转窑焚烧炉；又如：根据国内期刊公开发表的论文《山东工业技术》，危废焚烧工艺流程中，危废通过回转窑焚烧；又如：维港环保科技控股集团有限公司主页视频简介称，回转窑是危废焚烧的主要处理装置，具体不再赘述。[0027] 本实施例中，选用稀相正压输送（旋转阀式）系统作为气力输送系统。该系统一般采用罗茨鼓风机作为气源，旋转供料器、喷射器作为供料装置，物料经供料装置进入输送管道，与高速气力混合后输送到末端收料仓，通过料气分离装置过滤后的气体排入大气，适合输送距离较短（300米以内）、多个收料仓的工程。[0028] 基于上述危废焚烧灰渣在线熔融系统，本实施例的危废焚烧灰渣在线熔融方法具体包括以下步骤：S10、回转窑设置为逆时针运转（从窑头看），危废经过回转窑焚烧后，形成炉渣、飞灰和烟气，炉渣直接落入熔融炉；

S20、打开第一阀门，同时关闭第二阀门，使第一储罐停止往熔融炉输送飞灰，并将

烟气处理系统收集到的飞灰通过稀相正压输送（旋转阀式）系统输送至第一储罐；

S30、待第一储罐飞灰装满后，关闭第一阀门，同时打开第二阀门，使第一储罐开始

通过螺旋输送机往熔融炉输送飞灰，往熔融炉内加入辅料，第一储罐内的飞灰和炉渣以及辅料一起在熔融炉内于1350℃下经高温熔融处理；

S40、使熔融炉始终保持高温液体满溢状态，当新的灰渣落入熔融炉后，已处于熔

融状态的液体灰渣通过熔融炉上设置的溢流口流出，通过水淬后形成无毒无害的致密玻璃化渣；

S50、熔融过程产生的飞灰经过烟气处理系统收集并通过稀相正压输送（旋转阀

式）系统输送至第二储罐，委拖外部单位进行处理（简称委外处理）。

[0029] 本实施例通过设置两条飞灰输送路径，可以防止高温熔融过程中飞灰重金属挥发的二次浓灰返回至熔融炉中，确保玻璃化渣达到产品标准；通过飞灰在线输送，实现危废焚烧炉渣与飞灰在线协同高温熔融处置，提高效率，降低成本，实现灰渣无害化、减量化、资源化。[0030] 本实施例中，第一储罐配置计量装置，经称量后按配伍方案，从第一储罐下部的螺旋输送机通过螺旋输送方式将飞灰输送入熔融炉内。[0031] 本实施例中，熔融炉配置在回转窑的尾部下方，回转窑逆时针运转时，回转窑内的炉渣直接落入熔融炉进行在线高温熔融，相比经过落渣冷却并人工输送至焚烧系统外熔融炉，大大节约了炉渣升温熔融的能源消耗。[0032] 其中，灰渣处理系统还包括与回转窑连接的捞渣机，捞渣机邻近熔融炉设置，当回转窑顺时针运转时，回转窑内的炉渣落入捞渣机。具体地，捞渣机连接一通道，该通道的入口延伸至回转窑的尾部下方并邻近熔融炉。当回转窑内炉渣适宜熔融时，回转窑设置为逆时针运转（从窑头看），炉渣直接落入熔融炉；当回转窑内炉渣含金属、石头等坚硬物或整个危废焚烧灰渣在线熔融系统中的任意一个设备需要检修维护时，将回转窑设置为顺时针运转（从窑头看），炉渣落入捞渣机，捞渣机排出的炉渣委托外部单位进行处理（简称委外处理）。[0033] 本实施例中，熔融炉为全密闭电炉，其炉膛由耐高温砖砌筑而成，耐火温度达2000℃。其中，耐高温砖主要为铬锆刚玉砖，即在耐火砖中加入氧化锆及氧化铬绿，可以增加耐火砖的体积密度，同时提高砖的抗渣浸能力、降低气孔率。[0034] 进一步地，熔融炉的上端设置有溢流口，灰渣熔融后的高温液体通过该溢流口流出，通过水淬后形成无毒无害的致密玻璃化渣，该玻璃化渣为惰性物质，渗透性低，可进行资源化综合利用，生产路基材料、玻璃陶瓷、玻璃保温棉等产品。[0035] 进一步地，熔融炉设置有辅料入口，用于添加辅料对熔融体进行配伍调质。其中，可以选用氧化钙、氧化镁、二氧化硅等助熔剂作为辅料，该辅料的选择为本领域常规技术，具体不再赘述。[0036] 本实施例中，危废焚烧灰渣在线熔融系统还包括二燃室，回转窑和熔融炉分别通过第一烟气管道与二燃室的烟气入口连接，二燃室的烟气出口通过第二烟气管道与烟气处理系统连接，第一烟气管道设有风机。通过风机可以将回转窑产生的烟气以及熔融炉产生的烟气一起送入二燃室中进行二次燃烧处理，防止二噁英外溢，并全部分解。[0037] 本实施例中，在回转窑的前方也设置有风机。[0038] 其中，烟气处理系统包括依次连接的余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、布袋除尘器、湿法脱酸系统、烟气再热器以及烟囱，第二烟气管道的出口端与余热锅炉连接，余热锅炉、急冷塔和布袋除尘器的飞灰出口通过刮板出灰机集中出灰并与气力输送系统连接。从布袋除尘器出来的烟气依次进入湿法脱酸系统、烟气再热器，最后经烟囱排出。具体地，在烟囱的烟气入口处安装有引风机。[0039] 本实施例中，烟气处理系统运用全球普遍的成熟技术，如：根据漳州市环境保护局2017年8月15日批复的《漳州市环境保护局关于福建省储鑫环保科技有限公司漳州市工业废弃物处置利用中心及配套危废无害化填埋场项目环境影响报告书的批复》（漳环审

【2017】13号），焚烧炉烟气采用SNCR脱硝+余热锅炉+急冷装置+消石灰、活性炭喷射（干法脱酸）+布袋除尘+湿法脱酸+湿式静电除雾+烟气再热+SCR（预留）处理达标后经1根50米高的烟囱排放（烟气处理系统）；又如：根据济宁市环境保护局2018年6月19日批复的《关于济宁明德环保科技有限公司济宁市工业废物处置中心环境影响报告书的批复》（济环审【2018】

13号），焚烧烟气经“高温脱氮+旋风除尘+急冷塔+干式脱酸+活性炭喷射+袋式除尘+洗涤除雾塔（湿法脱酸）+烟气加热器”处理，尾气通过1根60m高排气筒排放（烟气处理系统）。本实施例中的烟气处理系统与以上两种现有的烟气处理系统大同小异，具体不再赘述。

[0040] 实施例2本实施例中的危废焚烧灰渣在线熔融系统与上述实施例1基本相同，区别在于采

用稀相正压输送（料封泵式）系统作为气力输送系统。该系统一般采用罗茨鼓风机作为气源，料封泵作为供料装置，物料经料封泵进入输送管道与高速气流混合后输送到末端吸料仓，通过料气分离装置过滤后的气体排入大气，本系统适合于料仓下料且达到一定料位的下料工况，具体不再赘述。

[0041] 本实施例中的危废焚烧灰渣在线熔融方法与上述实施例1基本相同，区别在于采用稀相正压输送（料封泵式）系统作为气力输送系统，且灰渣在熔融炉内的熔融温度为1400℃，具体不再赘述。[0042] 实施例3本实施例中的危废焚烧灰渣在线熔融系统与上述实施例1基本相同，区别在于采

用密相正压输送（单仓泵式）系统作为气力输送系统。该系统一般采用空气压缩机作为气源，仓泵、高压旋转阀、螺旋泵等作为供料装置，物料由料仓落入供料装置内，向输送系统管道内输入高压气体，让气体和物料充分混合，使物料流态化，然后在通过高压气流输送到末端收料仓，气体经分离装置过滤后排入大气；适合长距离、大输送量的输送工况，具体不再赘述。

[0043] 本实施例中的危废焚烧灰渣在线熔融方法与上述实施例1基本相同，区别在于采用密相正压输送（单仓泵式）系统作为气力输送系统，且灰渣在熔融炉内的熔融温度为1300℃，具体不再赘述。[0044] 在其他的实施例中，也可以采用稀相负压输送（吸嘴式）系统作为气力输送系统，该系统一般采用罗茨真空泵作为气源，吸嘴作为供料装置，物料同大气一起从入口处进入输送管道，通过负压气流输送到末端收料仓，通过料气分离装置过滤后的气体进入罗茨真空泵排入大气，该系统适合机械方式取料有困难的工况，具体不再赘述。[0045] 上述实施例中的气力输送系统均为本领域常规技术手段，除上述实施例所公开的四种气力输送系统外，凡是现有技术所公开的与飞灰有关的气力输送系统均适用于本申请，具体不再赘述。[0046] 对本发明实施例1 3高温熔融后的玻璃化渣进行检测，均满足《固体废物玻璃化处~理产物技术要求》（GB/T41015?2021）标准的相关技术要求。

[0047] 采用上述方法制得的致密玻璃化渣可以作为路基材料的原料之一，路基材料的制备方法为本领域常规技术手段，具体不再赘述。[0048] 需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。