具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例公开一种飞灰高温熔融处理系统，请参阅图1-6所示，该处理系统包括熔融系统、上料系统、废气处理系统三个子系统，该系统通过上料系统向熔融系统当中供给飞灰物料，而后通过熔融系统对飞灰物料进行高温焚烧，使物料燃烧形成熔融的玻璃体，而后进行回收加工；而熔融系统在焚烧过程中产生的废气通过废气处理系统进行处理实现废气处理。

该熔融系统包括熔融炉1，熔融炉1的下部设置水冷栅栏2，水冷栅栏2将熔融炉1的下端分隔成为上面的熔融段3和下面的燃烧段4，熔融炉1的底部形成炉渣槽5，炉渣槽5的一侧连接有熔融出液槽7，炉渣槽5、熔融出液槽7之间通过出液孔8联通，而熔融出液槽7的上侧则形成溢出槽9，熔融炉1将飞灰物料承托在熔融段3当中，而在熔融段3当中通过高温进行焚烧，使得熔融炉1从内部下侧开始升温，对补气管20上部的飞灰物料焚烧加热至一千六百摄氏度左右，使得飞灰熔融，玻璃体残渣从水冷栅栏2的间隙当中下落，落入至炉渣槽5当中，下层的杂质沉淀至下层，上层较清洁的玻璃体从出液孔8流动至熔融出液槽7当中，而后从熔融出液槽7上侧的溢出槽9输出，对玻璃体进行加工，可通过离心生产形成保温棉。

如图2所示，在燃烧段4的外侧设置四至六个天然气喷嘴6，各天然气喷嘴6成环形阵列分布，并且每个天然气喷嘴6均呈十五度的状态，天然气喷嘴6的位置呈偏心的状态，各天然气喷嘴6喷出的天然气火焰形成漩涡状结构，形成火焰的环形气流，能够迅速对水冷栅栏2上层的飞灰物料进行加热焚烧，并且环形的加热气流在熔融段3当中形成环形的加热，能够延长气流对飞灰物料的加热时间和加热均匀性。

为了实现熔融系统的高温焚烧的安全性，在熔融炉1的上端安装安全泄压结构，在熔融炉1当中的压力骤然升高时，能够进行泄压，从而提高熔融炉1的安全性；在熔融炉1的上端安装具有泄压口的安全孔45，在安全孔45的上部安装可升降活动式的安全阀46，安全阀46的上部固定连接有滑杆48，并通过支撑架47支撑，滑杆48伸入支撑架47当中形成可升降滑动的结构，并在支撑架47和安全阀46之间弹性抵压有弹簧49，弹簧49可通过弹性压力对安全阀46向下推动，能够堵塞封闭安全孔45上的泄压口；通过弹簧对抗熔融炉1内部燃烧产生的压力，当天然气在燃烧过程中或者点燃过程中产生爆燃的现象能够将安全阀46向上顶起，能够将压力排除，从而确保熔融炉1内压力的稳定性，保持熔融炉1的安全性。

由于高温焚烧过程中温度会剧烈升高，而为了确保水冷栅栏2的结构稳定性和强度，水冷栅栏2可采用若干中空的碳钢水管，相邻碳钢水管之间形成5cm左右的间隙，在水冷栅栏2的上部能够承载飞灰物料颗粒；而碳钢水管的两端与冷却液源联通，通过循环泵输送实现冷却液的循环，实现碳钢水管的冷却降温避免水冷栅栏2温度过高而产生融化损坏。

在熔融炉1当中高温焚烧熔融中一方面形成向下落的玻璃流体，另一方面形成燃烧后的烟气，因而在熔融炉1的上部一侧连接有烟气管16，供烟气排出，而后进入废气处理系统当中进行烟气的处理；而在熔融炉1上部的另一侧的开设进料口10，并在进料口10的外侧安装上料系统，通过上料系统将飞灰物料颗粒输送熔融炉1当中，而后对物料进行高温焚烧。

该上料系统能够对飞灰物料进行加工和输送，而后从进料平台11上方输入值熔融炉1当中；如图5所示，上料系统包括进料平台11、上料装置12和压料装置13，压料装置13能够对飞灰废料和其他原料混合，并挤压形成飞灰物料颗粒；上料装置12能够对飞灰物料颗粒向上倾斜输送，运送至进料平台11上；而在进料平台11的上侧安装有进料斗14，从上料装置12向上输送的物料将从进料斗14当中下落至进料平台11上，而后从进料口10当中落入熔融炉1内；

进料平台11的高度与进料口10基本一致，并朝进料平台11一侧向下倾斜，其倾斜向下的一侧与进料口10连通；在进料平台11上部的物料通过推料机构推动，推料机构包括推料杆40和推料板41，推料板41固定安装在推料杆40的输出端，推料杆40竖立于进料平台11的上部，并且下端与进料平台11的上表面相靠近，通过推料杆40的伸缩能够带动推料板41的前后移动，并且将进料平台11上的飞灰物料颗粒从进料口10推入熔融炉1当中；而由于进料平台11成十五度左右的倾斜角度，从而进料平台11向进料口10滑入的飞灰物料颗粒成一定的倾斜角度抛入，并具有一定的初速度，从而能够落入熔融炉1的中心位置，大部分的物料能够抛落至水冷栅栏2上的居中位置，并且使得天然气喷嘴6能够在燃烧段4的中间位置对飞灰物料颗粒进行均匀充分地加热，从而确保高温焚烧的均匀性和有效性。

由于在熔融炉1当中焚烧过程中，熔融炉1内形成负压的状态，为了避免从进料口10出产生封堵，通过挡料板42能顾对进料口10进行封堵，保持进料口10出的安全性；上料装置12的上侧与进料口10的侧边转动连接，而在进料口10的上部外侧固定有固定板43，在固定板43和挡料板42之间连接有拉簧44；在每次推料杆40生产带动推料板41推动进料平台11上的物料进入进料口10的过程中，推料板41能够顶开挡料板42，挡料板42向进料口10的内侧旋转摆动，将进料口10打开，使得飞灰物料颗粒能够从进料口10当中落入熔融炉1当中；而后推料杆40带动推料板41回缩，拉簧44弹性回复，将挡料板42的位置复原，重新对进料口10进行封堵，从而保持进料口10处的安全稳定性。

该废气处理系统包括旋风除尘装置15和二燃系统，旋风除尘装置15上侧的进气口与烟气管16连接，旋风除尘装置15的下端通过回流管18与熔融炉1联通，旋风除尘装置15的上侧的排出口通过排出管17连接二燃系统；从烟气管16排出的烟气在旋风除尘装置15的内部产生旋转运动，烟气沿旋风除尘装置15的内壁由上而下做旋转运动；烟气当中未完全熔融的粉尘颗粒收离心力的作用，从气流中分离处理，再受重力作用沿壁落入灰斗，再从旋风除尘装置15的下端的排灰口排出，从回流管18重新回流至熔融炉1的熔融段3内，通过熔融段3内的高温重新高温焚烧，使得焚烧熔融更加充分；而经过颗粒分离的气体会沿排出管旋转向上从排出口排出，而后再从排出管17排入二燃系统当中，重新对烟气进行高温处理，消除烟气当中的二恶因等有害物质。

废气处理系统当中，二燃系统主要包括自下而上连接的沉降仓22、加热仓23和二燃仓24三个部分，从旋风除尘装置15上侧排出口接触的排出管17与沉降仓22的外侧联通，将旋风除尘装置15上侧排出的气体输入到沉降仓22内，而后烟气从沉降仓22内部自上而下上升，上升过程中通过高温继续高温加热处理，消除气体中的有害物质；

其中，沉降仓22的内部设置混合网一27，二燃仓24的内部设置混合网二30，混合网一27、混合网二30均具有较大的表面积，能够在气体经过时，对气体进行充分加热，从而提高气体的高温处理效率；在沉降仓22的内部背向排出管17的连接处一侧设置倾斜的倾斜面28，烟气从排出管17进入沉降仓22内，与倾斜面28产生喷桩，而后直接向上输入加热仓23和二燃仓24内，能够提高烟气在沉降仓22内的流转路径；

加热仓23的直径小于沉降仓22和二燃仓24，在加热仓23的外设设置若干加热枪29，通过加热枪29能够对加热仓23内的烟气进行进一步加热，从而对烟气当中二恶因进行高温处理，进一步消除烟气当中的有害物质；加热仓23上部连接的二燃仓24的直径大于沉降仓22，在二燃仓24的顶部连接直接将烟气向后续的处理系统排放的废气管25，并在二燃仓24的内部安装有热量回收罩31，热量回收罩31呈漏洞状的结构，并且上端开放，而混合网二30罩设在热量回收罩31的外侧，烟气能够从二燃仓24的内部进入；在热量回收罩31的下端连接有热量回收管32，热量回收管32的下端依次穿过加热仓23、沉降仓22，从沉降仓22的下端伸出并连接有回气管21，回气管21的另一端与熔融段3连通；在回气管21上安装有风机65，通过风机65能够带动回气管21内气流向熔融段3当中输送，由热量回收罩31将二燃仓24内的高温空气重新抽入熔融段3当中，重新补充到熔融段3内进行高温加热，从而提高二噁英的处理效率和充分程度。

回气管21、回流管18通过混合器19联通，而后再与熔融炉1的外壁联通，实现烟气的循环回流；其中，混合器19的整体呈前后贯通的管状结构，混合器19的前后两端接入回气管21当中，回气管21的另一端连接至熔融炉1的外周壁，形成向熔融炉1内循环的主管路；混合器19的内部设置两端大中间小的喉管33，喉管33的注入端34和输出端35分别与混合器19的内壁连接，而且喉管33与混合器19的周壁之间形成环状的混合腔36，在喉管33的中间段的外周开设若干混合孔37，再在混合腔36的外侧连接有补气管20，补气管20用于与外界的气源连接；当回气管21内的循环烟气输入至混合器19当中，在混合器19内的喉管33内流通，喉管33呈减缩状，中间的管径缩小，喉管33的小径位置的气体的流速将增大，压力随之减少，在喉管33外周的混合腔36内的产生向内的负压，从而通过混合腔36连接的补气管20将空气吸入到喉管33内，增加烟气当中的含氧量，并且在喉管33内通过循环的烟气对空气进行提前预热，而后从回气管21的末端输入到熔融炉1的熔融段3处对飞灰焚烧补充空气；

在喉管33的注入端34一侧中间还固定有缩口管39，缩口管39的前后两端敞开，且与混合器19的走向一致；缩口管39的内径呈中间小两端大的结构，并在缩口管39的中间段小径处开设回流孔38，回流孔38的外侧连接回流管18，回流管18的另一端穿过混合器19的外壁与旋风除尘装置15下端的排出口连接；通过混合器19内高速流通的循环烟气，能够在混合器19内产生气流，气体流经混合器19的中间段时，由于管径缩小，而后混合器19内的压力减小，将回流管18管道的飞灰残渣加速吸入到混合网二30内，随着循环烟气的流通混合打散，并且顺着循环烟气的流通依次经过混合器19，再通过回气管21输入到熔融炉1内，对烟气颗粒进行在此的循环焚烧处理，使得飞灰能够充分焚烧熔融；并且在飞灰残渣和烟气向喉管33内流通过程中，从补气管20吸入空气，形成径向的流动，将空气、循环烟气以及飞灰残渣颗粒进一步均匀混合，使得三者温度充分交换，形成温度均匀的循环流体，而后循环注入到熔融炉1内进行在此焚烧；

回气管21的末端可直接接入至熔融段3位置，而为了提高从回气管21输入的循环烟气能够在熔融炉1内充分循环焚烧，也可将回气管21的末端接入到熔融炉1的外侧并通入到燃烧段4当中，燃烧段4内的温度更高，也能够进一步提高飞灰的高温焚烧过程中经过的路径，从而提高飞灰的焚烧充分性。

实施例二

本实施例公开一种飞灰高温熔融处理系统，在实施例一的基础上，再参阅图7和图8所示，对熔融炉1内的烟气循环回流焚烧处理作进一步优化；

在熔融炉1的熔融段3的内部固定有预热装置50，预热装置50呈筒状结构，具体地，预热装置50包括外径稍小于熔融段3的预热罩51，预热罩51通过支撑架固定于熔融段3的内壁，在预热罩51的上端形成直径逐渐缩小的缩口段52，在缩口段52的上端连接直径稍微扩大的扩口段53；并在预热罩51的内部套设导气管54，通过支撑架将导气管54固定于预热罩51的内壁；在导气管54与预热罩51之间形成预热间隙55，回流管18伸入熔融段3并与预热间隙55连通，能够将回气管21内的循环烟气输入到预热间隙55当中，在预热间隙55内进行充分高温加热；并在预热间隙55的内部设置有自上而下分布的若干预热圈56，预热圈56能够对预热间隙55内形成充分的空气热交换，并在上升过程中受到缩口段52的阻挡，继续从预热间隙55的下端下落，落至水冷栅栏2上进行焚烧，从而提高飞灰的焚烧熔融效果；

从熔融炉1上侧的进料口10处加热的飞灰物料颗粒将从扩口段53上部中央掉落，再从导气管54内经过；可在预热罩51的下端固定连接有固定筛板57，对飞灰物料颗粒承托，再在固定筛板57的上部转动连接有活动筛板58，活动筛板58通过旋转装置60驱动旋转；而在固定筛板57、活动筛板58相对应的位置上开设若干筛料孔59，筛料孔59能够供飞灰物料颗粒透过；在固定筛板57的边缘也开设筛料孔59，而活动筛板58的中间呈隆起状结构，在旋转装置60驱动活动筛板58转动过程中，活动筛板58上侧的飞灰物料颗粒能够向活动筛板58的边缘向外侧移动，从而使得飞灰物料颗粒能够从各个筛料孔59当中均匀地向下散布，而后均匀地落至水冷栅栏2上层，而在活动筛板58的上部与导气管54的下端之间形成间隙，进一步向外侧移动过程，部分能够从该间隙下落，而后再从固定筛板57外侧的筛料孔59下落，能够在水冷栅栏2的上层进行均匀高温焚烧，从而提高熔融段3处的高温焚烧的均匀性。

活动筛板58通过旋转装置60驱动旋转，旋转装置60包括中空的旋转腔63，在旋转腔63内转动连接有旋转桨叶64，旋转桨叶64的上端固定连接有旋转轴61，旋转轴61的上端伸出旋转腔63并与活动筛板58固定连接，而在旋转轴61伸出的位置通过耐高温的密封件进行密封，从而能够保持旋转桨叶64和活动筛板58同步转动；在旋转腔63的一侧连接有偏心设置的水管62，在水管62内能够循环输入冷却水，并通过冷却水推动旋转桨叶64旋转，从而带动活动筛板58旋转，使得活动筛板58上侧的飞灰物料颗粒能够均匀散布；而冷却液在驱动的过程中还能够对旋转装置60整体进行冷却，在旋转装置60的驱动过程中能够提高飞灰物料颗粒的散布均匀性。

实施例三

本实施例公开一种飞灰高温熔融回收再利用处理工艺，采用上述实施例中的飞灰高温熔融处理系统进行加工，能够将飞灰废料高温焚烧，形成熔融的玻璃体，而后通过离心加工将溶体加工成纤维，固化加工成保温棉，形成飞灰废料的废物再利用；

(1)飞灰制粒：将飞灰原料和硅酸盐水泥半湿式均匀搅拌混合，压制成飞灰物料颗粒，粒径为80-100mm，自然阴干3-5天，备用；

(2)高温熔融：通过上料系统将阴干后飞灰物料颗粒送至熔融炉本体，加入前后通过进料口的封闭结构，保持进料口的安全封闭，防止回火；而后通过天然气对熔融炉本体中飞灰进行焚烧熔融；控制熔融炉本体中的熔融温度为1600℃-1700℃，使得飞灰熔融形成熔体，飞灰物料颗粒中的杂质燃烧形成粉尘尾气；焚烧过程中控制熔融炉本体的熔融段的料量的充满系数小于70％；

(3)再加工处理：将高温熔融过程中形成的熔体排出，通过离心机，将熔体离心成为纤维，在通过集棉摆锤、固化处理、切割制成保温棉，实现飞灰的重复利用；

(4)尾气处理：从熔融炉上端排出的粉尘尾气，通过旋风除尘装置对粉尘尾气进行分离，形成固态的飞灰残渣粉末和燃烧尾气，飞灰残渣粉末重新排入熔融炉中进行循环焚烧；燃烧尾气进入到二燃系统当中，通过继续加热对燃烧尾气当中的二噁英等有机质污染物进行进一步焚烧去除，而后通过干法脱硝工艺处理、布袋除尘处理以及洗涤塔脱酸处理，对尾气当中的其他污染物进行处理。

在燃烧高温熔融过程中，以下1t/h进行热平衡计算，控制参数如下：

(1)高温熔融炉工作环境条件:

a：平均大气压力：Po＝101.6kpa；

b：年平均空气温度：16.2℃，外界环境温度：25℃；

c：高温熔融炉本体炉温：1600℃-1700℃，二燃系统当中的温度：1100℃-1200℃，烟气在二燃系统当中停留时间大约为3-10s，采用此设计的目的是保证危废中二噁英去除率大于99.99％。

(2)高温熔融的飞灰情况：

a：处置量：m＝835Kg/h；

b：高温熔融物的化学成份设计值：CaO：49.69％；SiO₂：5.59％；Al₂O₃：1.31％；Cl：26.23％；Fe₂O₃：1.10％；MgO：0.86％；其他：15.22％。

(3)热平衡及系统主要技术参数：

不同温度、相同过剩空气系数(残氧6％)时的空气量、烟气量、过氧量和烟气阻力：

高温熔融炉本体热力计算结果

在二燃系统之后对于排放的尾气进行尾气处理，通过干法脱硝工艺处理、布袋除尘处理以及洗涤塔脱酸处理，对尾气当中的各种污染物进行处理。

干法处理器热力计算结果

布袋除尘器(通气面积400m²)热力计算结果

洗涤塔热力计算结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。