[0001] 本发明涉及固废处理技术领域，尤其涉及一种基于卫星式熔盐炉的固废综合热处理系统及方法。

[0002] 随着我国对绿色经济发展的逐渐重视，近些年来绿色循环发展已经成为重要的发展理念。随着工业园区的集中建设，大量固体废弃物也同时在工业园区内产生，实现工业园区所辐射区域内的固废综合就地处置是建设无废城市的重要一环。热处理技术可实现固废的资源化利用或无害化处理，然而许多固废中含有大量无机组分，这些无机组分以热处理残渣的形式成为新的废弃物，一般包括Na、K、Ca、Si、Al、Fe的氧化物或卤化物。此外，固废成分复杂，其中包含物质种类具有随季节、地域等因素存在较大的波动，因此各园区的固废会运往距离较远的固废处置中心集中处理，难以得到有效的就地处理处置。

[0003] 然而，对于成分复杂的多源固废而言，由于其热处理产物在不同热处理介质、气氛或温度下转化成为的组分存在较大的差距，因此难以通过单一的装置对多种成分不同的固废进行同时处理。

[0004] 基于此，目前亟待需要提供一种基于卫星式熔盐炉的固废综合热处理系统及方法来解决上述技术问题。

[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 如图1和图2所示，本发明一个实施例提供了一种基于卫星式熔盐炉的固废综合热处理系统，该系统包括一个灰渣熔融炉1和多个卫星熔盐炉2，其中：

[0028] 灰渣熔融炉1的内部用于储放灰渣，多个卫星熔盐炉2分别与灰渣熔融炉1通过熔渣通道3连通，卫星熔盐炉2的底部和熔渣通道3内充满灰渣，卫星熔盐炉2中位于灰渣上方的目标空间用于储放熔盐；

[0029] 在对多源固废进行热处理时，灰渣呈液态，熔盐用于对投入熔盐中的固废进行热处理，产生的灰渣落入液态灰渣中，并经熔渣通道3输送至灰渣熔融炉1中，以使由每个卫星熔盐炉2产生的灰渣和液态灰渣相互之间反应。

[0030] 在本实施例中，通过在一个灰渣熔融炉1的内部储放灰渣以及将多个卫星熔盐炉2分别与灰渣熔融炉1通过熔渣通道3连通，卫星熔盐炉2的底部和熔渣通道3内充满灰渣，卫星熔盐炉2中位于灰渣上方的目标空间用于储放熔盐，如此设置，在对多源固废进行热处理时，使灰渣处于液态，并利用熔盐对投入熔盐中的固废进行热处理，这样产生的灰渣落入液态灰渣中，经熔渣通道3输送至灰渣熔融炉1中，以使由每个卫星熔盐炉2产生的灰渣和液态灰渣相互之间反应。因此，上述技术方案能够同时处理多源有机固废。

[0031] 也就是说，通过在灰渣熔融炉1周边设置卫星熔盐炉2，将熔盐热处理后得到的无机沉淀物引入到灰渣熔融炉1进行熔融固化或资源化。同时，可在不同的卫星熔盐炉2中可选择不同的熔盐对不同的固废进行热处理，通过将所得到的灰渣进行统一的配伍与均质，实现固废热处理产物的全面处理与资源化利用，就地实现固废的绿色高效处置。

[0032] 可以理解的是，卫星熔盐炉2中的固废经过热处理后，其中密度较大的灰渣会沉淀至熔盐的底部。灰渣会与灰渣熔融炉1中已熔融的液态灰渣接触与反应，在该过程中，已熔融的液态灰渣不仅会吸收卫星熔盐炉2中产生的沉淀灰渣，同时熔融灰渣中的热量也会不断地向熔盐转移，以保证卫星熔盐炉2中熔盐所需的温度。

[0033] 在本发明一个实施例中，灰渣熔融炉1中设置有加热棒11，加热棒11用于将填充的灰渣加热成为液态灰渣或对液态灰渣进行加热。

[0034] 在本实施例中，灰渣熔融炉1中的热量由位于其内的加热棒11提供，该加热棒11可以是电阻式加热棒、直流电极、交流电极或感应加热。具体加热方式的选择与灰渣熔融炉1的尺寸有关，不同的加热方式对应了不同的加热效率。

[0035] 在一些实施方式中，液态灰渣可以是事先加入至卫星熔盐炉2的底部和熔渣通道3内的，也可以是先将固态灰渣加入卫星熔盐炉2的底部和熔渣通道3内，然后利用加热棒11加热固态灰渣，使其成为液态灰渣，在此对液态灰渣的形成方式不进行限定。

[0036] 在本发明一个实施例中，熔渣通道3的外部设置有保温装置(图中未示出)，保温装置用于保证液态灰渣不会在熔渣通道3内发生凝固。

[0037] 在本发明一个实施例中，熔渣通道3的外部还设置有加热装置(图中未示出)，加热装置用于对熔渣通道3进行加热。

[0038] 在本实施例中，熔渣通道3是连接卫星熔盐炉2与灰渣熔融炉1的关键通道，熔渣熔融炉1中以熔融液态形式存在的灰渣与卫星熔盐炉2底部沉淀的灰渣相连。当卫星熔盐炉2中的灰渣不断增加，其中的熔融灰渣同时会不断地向灰渣熔融炉1中转移。因此为了保证熔融灰渣在该部分不会凝固，该熔渣通道3的外部需要设置保温与加热设备，如电磁感应加热。

[0039] 此外，熔渣通道3的截面积决定了单位时间所流经的熔融灰渣的量。因此针对上述不同的灰渣，熔渣通道3所需的直径需要进行调整，以保证灰渣流动交换的顺利。

[0040] 在一些实施方式中，卫星熔盐炉2的数量可依据所需处理的固废种类进行配置。对多种固废经过热处理的灰渣组成、质量占比等参数进行测定之后，可将选择的数种固废同步进行热处理。例如，卫星熔盐炉2的数量可以是1～6个，这是由于卫星熔盐炉2之间需要留有空间作为检修和支撑结构的设置点，此外由于熔渣通道3外部需要设置保温或辅热设备(即保温装置和加热装置)对其进行保温，因此卫星熔盐炉2与位于中心的灰渣熔融炉1的距离不宜设置的过远。因此，卫星熔盐炉2的数量不宜设置超过6个。

[0041] 在本发明一个实施例中，灰渣熔融炉1的底部设置有排渣通道12，排渣通道12呈锥形结构。如此设置，便于液态灰渣在反应后的排出，从而形成不断进料和不断排渣的连续工作的模式。

[0042] 在本发明一个实施例中，每个卫星熔盐炉2中的熔盐体积是通过如下公式进行确定的：

[0043]

[0044] 式中，V为当前卫星熔盐炉2中的熔盐体积，R为当前卫星熔盐炉2中的熔盐与固废反应所需比例，m为当前卫星熔盐炉2中的固废总质量，c为当前卫星熔盐炉2中的可熔融灰渣质量占固废总质量的比例，ρ为当前卫星熔盐炉2中的熔盐密度。

[0045] 在本实施例中，卫星熔盐炉2的体积可根据配伍计算所需的固废处理量进行调整，具体是通过计算出每个卫星熔盐炉2中的熔盐体积，并基于每个卫星熔盐炉2中的熔盐液面的压强相同的原理，可以计算得到卫星熔盐炉2的体积。

[0046] 在本发明一个实施例中，在计算每个卫星熔盐炉2中的熔盐体积时，当前卫星熔盐炉2所处理的固废中灰渣的质量与所有卫星熔盐炉2中固废灰渣的总质量的比值为固定值，该固定值是通过如下公式确定的：

[0047]

[0048] 式中，m为当前卫星熔盐炉2中的固废总质量，c为当前卫星熔盐炉2中的可熔融灰渣质量占当前卫星熔盐炉2中固废总质量的比例，mn为第n个卫星熔盐炉2中的固废总质量，cn为第n个卫星熔盐炉2中的可熔融灰渣质量占当前卫星熔盐炉2中固废总质量的比例，K为当前卫星熔盐炉2中的固废灰渣质量占所有卫星熔盐炉2中固废灰渣总质量的比值，n为卫星熔盐炉2的数量。

[0049] 在本实施例中，当前卫星熔盐炉2中的固废灰渣质量占所有卫星熔盐炉2中固废灰渣总质量的比值K是通过实验得出的固定值，该固定值是各个卫星熔盐炉2中固废灰渣进行配伍熔融所需的最佳比例。

[0050] 在本发明一个实施例中，每个卫星熔盐炉2内均设置有挡板21，挡板21将目标空间隔开为第一部分和第二部分，挡板21的底部和呈液态的灰渣之间具有间隙，第一部分和第二部分通过间隙连通，第一部分用于投加固废，第二部分的上方设置有出盐口22，出盐口22用于在熔盐的液面上升后将多余的熔盐排出卫星熔盐炉2。

[0051] 在本实施例中，通过在每个卫星熔盐炉2内均设置挡板21，这样在第一部分投加固废，在第二部分排出熔盐，从而可以避免将待处理的固废在投入卫星熔盐炉2时悬浮于熔盐液面，与熔盐一同溢流至炉外。

[0052] 此外，本发明实施例还提供了一种基于卫星式熔盐炉的固废综合热处理方法，应用于上述实施例提及的系统，包括：

[0053] 将灰渣填充至灰渣熔融炉1、卫星熔盐炉2和熔渣通道3中；

[0054] 使填充的灰渣成为液态灰渣，并使液态灰渣充满熔渣通道3；

[0055] 将多源固废投加至每个卫星熔盐炉2中的熔盐中，以利用熔盐对投入熔盐中的固废进行热处理，产生的灰渣落入液态灰渣中，并经熔渣通道3输送至灰渣熔融炉1中，从而使由每个卫星熔盐炉2产生的灰渣和液态灰渣相互之间反应。

[0056] 在本发明一个实施例中，步骤“使填充的灰渣成为液态灰渣”具体可以包括：

[0057] 将加热棒11插入灰渣熔融炉1中，以利用加热棒11将填充的灰渣加热成为液态灰渣；

[0058] 步骤“将多源固废投加至每个卫星熔盐炉2中的熔盐中”具体可以包括：

[0059] 将多源固废投加至每个卫星熔盐炉2中第一部分的熔盐中，以利用位于第二部分的出盐口22在熔盐的液面上升后将多余的熔盐排出卫星熔盐炉2的熔盐中。

[0060] 可以理解的是，本发明提供的方法实施例和系统实施例是基于相同的发明构思，二者具有相同的有益效果，在此对方法实施例的有益效果不进行赘述。

[0061] 需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0062] 最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。