本實用新型涉及垃圾焚燒飛灰處理的方法，尤其是一種回轉式垃圾焚燒飛灰微波燒結陶粒的裝置。

背景技術：

垃圾焚燒飛灰中富含二惡因和重金屬等危害物，燒結處理可以分解飛灰中二惡因、固化大部分重金屬，并制備成陶粒。但傳統飛灰燒結都采用燃煤、燃氣、燃油加熱的回轉窯燃燒裝置，產生高溫煙氣對出料進行加熱，受不完全燃燒等影響，燒結過程中，由于受熱不均勻，導致燒結回收率低，且燒結時間周期長、能耗高、產品質量不穩定，燒結不均勻。

微波加熱因其加熱速度快、選擇性強、加熱均勻等優點，近年來得到了非常廣泛的應用。“熱點效應”是微波加熱的重要特性，由該效應所產生的快速加熱效果是傳導和對流方式所達不到的。專利CN 103601526B公開了醫療焚燒飛灰微波燒制陶粒的方法。硫鐵礦燒渣是采用硫鐵礦或含硫尾砂做原料生產硫酸過程中所排出的一種廢渣，其主要成分是Fe₃O₄、Fe₂O₃、金屬的硫酸鹽、硅酸鹽和氧化物等。為解決其環境污染問題，硫鐵礦燒渣作為廢渣通常被用來制礦渣磚或作為燒制水泥的輔料。

技術實現要素：

本實用新型克服了現有技術中的缺點，提供了一種回轉式垃圾焚燒飛灰微波燒結陶粒的裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種回轉式垃圾焚燒飛灰微波燒結陶粒的裝置，包括第一料斗、第二料斗、攪拌裝置、成型機、第一進料口、第二進料口、回轉反應爐、微波加熱裝置、前支架、后支架、煙氣出口、冷卻裝置、振動網篩、水冷裝置、脫酸塔、活性炭噴射裝置、布袋除塵器和引風機；其中：

第一料斗和第二料斗分別連接攪拌裝置，通過兩個料斗向攪拌裝置添加醫療垃圾焚燒飛灰和硫鐵礦燒渣，并利用攪拌裝置混合均勻；

攪拌裝置連接成型機，利用進料裝置控制向燒結爐體中加入的顆粒數量和速度；

成型機連接回轉反應爐上的第一進料口，在回轉反應爐的第一進料口側方設置第二進料口，用于微波耦合劑的進料；

回轉反應爐的前端為布料室，與布料室相連的回轉反應爐的中部為燒結室，回轉反應爐的尾端與尾部罩殼相連并形成冷卻室，在燒結室的爐體表面上設置微波加熱裝置，在燒結室的外側同軸設置外罩殼；

在回轉反應爐的前端下方設置前支架，在回轉反應爐的后端下方設置后支架，在前支架和后支架下方設置底部斜面，使回轉反應爐與水平面呈一定傾角，使得爐內的顆粒可以沿爐體向右側滾動；或者在回轉反應爐的前端下方設置前支架，在回轉反應爐的后端下方設置后支架，在前支架的下端設置液壓裝置，液壓裝置可以調節前支架的高度，使得回轉反應爐與水平面呈一定傾角，使得爐內的顆粒可以沿爐體向右側滾動；

在反應爐的末端的尾部罩殼底端設置冷卻裝置，冷卻裝置連接振動網篩，尾部罩殼頂端通過管路與水冷裝置的頂端相連，水冷裝置通過管路與脫酸塔的頂端相連，脫酸塔通過管路連接布袋除塵器，在脫酸塔和布袋除塵器相連的管路上設置性炭噴射裝置，布袋除塵器連接引風機。

而且，在所述的第一進料口上設置第一鎖氣器，在第二進料口上設置第二鎖氣器，在尾部罩殼與冷卻裝置的連接處設置第三鎖氣器。

而且，在所述的布料室的前端設置前封頭罩，在前端頭罩和布料室的連接處設置密封圈。

而且，所述的布料室為鋼制，燒結室為氧化鋁陶瓷制，在二者的連接處設置密封圈。

而且，所述的尾部罩殼與回轉反應爐末端的連接處設置密封圈。

而且，上述所述的密封圈為紫銅密封圈。

而且，所述的外罩殼為不銹鋼，外罩殼內設置保溫層，外罩殼與燒結室的連接處設置石墨環進行密封。

而且，所述的微波加熱裝置為磁控管，其設置方式為，在回轉反應爐的爐體外側沿縱向設置6-15組磁控管，每組磁控管均為沿圓周環繞均勻設置，每組磁控管的數量為4-6個。

而且，所述的磁控管的散熱方式為水冷降溫。

而且，所述的底部斜面與平面的夾角角度為5-15度，所述的反應爐與平面的夾角角度為5-15度。

而且，所述的前支架旁設置驅動電機，與回轉反應爐相連，為回轉反應爐的轉動(即以自身中心軸為中心進行旋轉)提供動力。

在上述技術方案中，液壓裝置調節前支架的高度，使得回轉反應爐與水平面呈一定傾角后，對回轉反應爐的傾斜姿態予以鎖緊，再啟動驅動電機，帶動回轉反應爐以自身中心軸為中心進行旋轉，以使爐內物料在傾斜狀態下實現混合均勻和加熱。

一種回轉式垃圾焚燒飛灰微波燒結陶粒的運行方法，

按照下述步驟進行：

步驟1：啟動微波加熱裝置對回轉反應爐內進行加熱至設定溫度，啟動驅動電機，使回轉反應爐進行轉動；

步驟2：在第一料斗內添加垃圾焚燒飛灰，在第二料斗內添加硫鐵礦燒渣，二者在攪拌裝置內混合攪拌均勻后，經成型機壓制成飛灰顆粒，飛灰顆粒經過第一鎖氣器和第一進料口，進入回轉反應爐的布料室內，同時微波耦合劑經過第二鎖氣器和第二進料口，進入回轉反應爐的布料室內；

步驟3：在回轉反應爐的轉動中，飛灰顆粒與微波耦合劑在布料室內進行混合，而后進入回轉反應爐的燒結室內，由微波加熱裝置加熱燒結成陶粒熟料，陶粒熟料進入尾部罩殼，陶粒熟料經第三鎖氣器排出，經冷卻器冷卻、振動篩篩分后，得到陶粒成品和可重復使用的微波耦合劑，這部分微波耦合劑可送至第二進料口再次使用；

步驟4：在陶粒的燒結過程中產生了大量廢氣，廢氣由煙氣出口依次進入水冷裝置、脫酸塔、活性炭噴射裝置和布袋除塵器，完成廢氣的處理后排放至大氣中。

而且，所述的垃圾焚燒飛灰和硫鐵礦燒渣的質量比為10：1～2：1。

而且，所述的微波耦合劑為粉末狀，包括碳化硅、活性炭、四氧化三鐵等。

而且，所述的廢氣包括二惡英、揮發性重金屬及酸性氣體等。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：在進料中先采用富集微波耦合劑-Fe₃O₄的硫鐵礦燒渣作為輔料，并結合飛灰中自身物質在微波場中的吸波特性，保證了顆粒內部的吸波特性，同時硫鐵礦燒渣中硅酸鹽和氧化物提高了飛灰中成陶成分，實現以廢治廢；與顆粒一起進入的微波耦合劑將顆粒周圍包裹，微波耦合劑在微波場下迅速產生高溫，這樣可在極短時間內將二惡英徹底分解，同時提高了陶粒燒結效率；通過傾斜設置回轉反應爐，使陶粒在滾動混合的同時受到微波加熱，燒結后陶粒熟料與微波耦合劑分離，分離后的微波耦合劑作為原料返回再利用，這一創新提高了微波耦合劑的利用率，同時本實用新型的制備過程簡單，能源利用充分，解決了傳統燒結技術中產生大量需要凈化的有害煙氣問題，促進焚燒飛灰微波燒結的產業化進程，特別適合以焚燒飛灰燒結陶粒為目的的飛灰無害化處理；回轉爐體內在燒結過程中不斷翻轉加熱，物料無滯留，筒體內分布均勻，熱輻射面積大，升溫速度快，即可以防止結焦有實現較短的反應時間；在微波加熱系統中，不需通入大量空氣，產生煙氣量少，極少量揮發性重金屬如Cd、Pb隨煙氣蒸發，可通過后面的煙氣凈化系統捕捉收集，無需復雜的尾氣凈化設施。本實用新型有效利用飛灰成分及添加物料對微波的吸收性能，促進焚燒飛灰微波燒結的產業化進程，特別適合以焚燒飛灰燒結陶粒為目的的飛灰無害化處理。

附圖說明

圖1是本實用新型一種回轉式垃圾焚燒飛灰微波燒結陶粒的裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型一種回轉式垃圾焚燒飛灰微波燒結陶粒的裝置的結構示意圖；

圖3是回轉反應爐的截面結構示意圖。

其中，1-1為第一料斗，1-2為第二料斗，2為攪拌裝置，3為成型機，4-1為第一鎖氣器，4-2為第二鎖氣器，4-3為第三鎖氣器，5-1為第一進料口，5-2為第二進料口，6為布料室，7為回轉反應爐，8為前支架，9為驅動電機，10為燒結室，11為微波加熱裝置，12為外罩殼，13為后支架，14為尾部罩殼，15為冷卻裝置，16為振動網篩，17為水冷裝置，18為脫酸塔，19為活性炭噴射裝置，20為布袋除塵器，21為引風機，22為底部斜面，23為前封頭罩，24為煙氣出口，25為液壓裝置。

具體實施方式

下面結合附圖與具體的實施方式對本實用新型作進一步詳細描述：

一種回轉式垃圾焚燒飛灰微波燒結陶粒的裝置，包括第一料斗、第二料斗、攪拌裝置、成型機、第一進料口、第二進料口、回轉反應爐、微波加熱裝置、前支架、后支架、煙氣出口、冷卻裝置、振動網篩、水冷裝置、脫酸塔、活性炭噴射裝置、布袋除塵器和引風機；其中：

第一料斗和第二料斗分別連接攪拌裝置，通過兩個料斗向攪拌裝置添加醫療垃圾焚燒飛灰和硫鐵礦燒渣，并利用攪拌裝置混合均勻；

攪拌裝置連接成型機，利用進料裝置控制向燒結爐體中加入的顆粒數量和速度；

成型機連接回轉反應爐上的第一進料口，在回轉反應爐的第一進料口側方設置第二進料口，用于微波耦合劑的進料；

回轉反應爐的前端為布料室，與布料室相連的回轉反應爐的中部為燒結室，回轉反應爐的尾端與尾部罩殼相連并形成冷卻室，在燒結室的爐體表面上設置微波加熱裝置，在燒結室的外側設置外罩殼；

在回轉反應爐的前端下方設置前支架，在回轉反應爐的后端下方設置后支架，在前支架和后支架下方設置底部斜面(如圖1所示)，使回轉反應爐與水平面呈一定傾角，使得爐內的顆粒可以沿爐體向右側滾動；或者在回轉反應爐的前端下方設置前支架，在回轉反應爐的后端下方設置后支架，在前支架的下端設置液壓裝置，液壓裝置可以調節前支架的高度(如圖2所示)，使得回轉反應爐與水平面呈一定傾角，使得爐內的顆粒可以沿爐體向右側滾動；

在反應爐的末端的尾部罩殼底端設置冷卻裝置，冷卻裝置連接振動網篩，尾部罩殼頂端通過管路與水冷裝置的頂端相連，水冷裝置通過管路與脫酸塔的頂端相連，脫酸塔通過管路連接布袋除塵器，在脫酸塔和布袋除塵器相連的管路上設置性炭噴射裝置，布袋除塵器連接引風機。

而且，在所述的第一進料口上設置第一鎖氣器，在第二進料口上設置第二鎖氣器，在尾部罩殼與冷卻裝置的連接處設置第三鎖氣器。

而且，在所述的布料室的前端設置前封頭罩，在前端頭罩和布料室的連接處設置密封圈。

而且，所述的布料室為鋼制，燒結室為氧化鋁陶瓷制，在二者的連接處設置密封圈。

而且，所述的尾部罩殼與回轉反應爐末端的連接處設置密封圈。

而且，上述所述的密封圈為紫銅密封圈。

而且，所述的外罩殼為不銹鋼，外罩殼內設置保溫層，外罩殼與燒結室的連接處設置石墨環進行密封。

而且，所述的微波加熱裝置為磁控管，其設置方式為，在回轉反應爐的爐體外側沿縱向設置6-15組磁控管，每組磁控管均為沿圓周環繞均勻設置，每組磁控管的數量為4-6個。

而且，所述的磁控管的散熱方式為水冷降溫。

而且，所述的底部斜面與平面的夾角角度為10度，所述的反應爐與平面的夾角角度為10度。

而且，所述的前支架旁設置驅動電機，與回轉反應爐相連，為回轉反應爐的轉動提供動力。

以下通過具體實施例說明利用本裝置燒結陶粒的運行方法

在本實施例中，使用的某醫療垃圾焚燒飛灰的主要化學成分、熱灼減率及二惡英含量(％)見下表

在本實施例中，使用的硫鐵礦燒渣是采用硫鐵礦或含硫尾砂做原料生產硫酸過程中所排出的一種廢渣，其主要成分是Fe₃O₄、Fe₂O₃、金屬的硫酸鹽、硅酸鹽和氧化物等，本實施例所實用的硫鐵礦購自山東鑫海礦裝股份有限公司。

具體運行方法按照下述步驟進行：

步驟1：啟動微波加熱裝置對回轉反應爐內進行加熱至設定溫度，啟動驅動電機，使回轉反應爐進行轉動；

步驟2：在第一料斗內添加垃圾焚燒飛灰，在第二料斗內添加硫鐵礦燒渣，二者在攪拌裝置內混合攪拌均勻后，經成型機壓制成飛灰顆粒，飛灰顆粒經過第一鎖氣器和第一進料口，進入回轉反應爐的布料室內，同時微波耦合劑經過第二鎖氣器和第二進料口，進入回轉反應爐的布料室內；

步驟3：在回轉反應爐的轉動中，飛灰顆粒與微波耦合劑在布料室內進行混合，而后進入回轉反應爐的燒結室內，由微波加熱裝置加熱燒結成陶粒熟料，陶粒熟料進入尾部罩殼，陶粒熟料經第三鎖氣器排出，經冷卻器冷卻、振動篩篩分后，得到陶粒成品和可重復使用的微波耦合劑，這部分微波耦合劑可送至第二進料口再次使用；

步驟4：在陶粒的燒結過程中產生了大量廢氣，廢氣由煙氣出口依次進入水冷裝置、脫酸塔、活性炭噴射裝置和布袋除塵器，完成廢氣的處理后排放至大氣中。

而且，所述的垃圾焚燒飛灰和硫鐵礦燒渣的質量比為10：1。

而且，所述的微波耦合劑為粉末狀，包括碳化硅、活性炭、四氧化三鐵等。

而且，所述的廢氣包括二惡英、揮發性重金屬及酸性氣體等。

以上對本實用新型進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內。