一种灰渣处置工艺及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种灰渣处置工艺及其系统，包括有喂料装置及与其依次连接的熔融装置、挥发气处置装置和碱液制备装置，所述熔融装置的另一端连接余热发电系统，灰渣在喂料装置经过物料混合后进入熔融装置，在熔融装置里加热至熔融状，其产生的气体进入到挥发气处置装置；固体氢氧化钠在碱液制备装置中调制成氢氧化钠溶液，喷入挥发气处置装置，液体中的氢氧化钠与挥发气处置装置中的酸性气体反应产生钠盐，剩余的挥发性有害物质参与水泥熟料的烧成；熔融装置产生的水蒸气进入余热发电系统推动有机工质循环发电，熔融状态的灰渣经冷却后作为建筑材料排出，从而实现灰渣的无害化处理，避免水泥协同过程所需的各种繁琐工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种灰渣处置工艺及其系统
本专利技术属于固废处置领域，尤其涉及一种灰渣处置系统及其处置工艺。
技术介绍
废弃物焚烧处理过程中所产生的飞灰与炉渣(以下简称灰渣)含有大量的二恶英、重金属等有害物质，如未经处理直接排放，将会污染土壤及地下水，以环境及人类造成危害。国内目前比较常见的灰渣处置方法有化学药剂稳定化技术、熔融热处理技术和水泥窑协同处置技术。化学药剂稳定化技术是指利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转化为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程，以处理重金属废物为主，但对二噁英和溶解盐无明显作用，并且高分子鳌合剂等药剂价格高，导致成本过高。灰渣中大量可溶性盐将会快速转移到渗滤液中，使渗滤液变成难以处理的高盐渗滤液，极难处理，严重危害地下水和土壤。并且，填埋处理需要占用大量的土地。灰渣在螯合固化过程中有接近2倍的体积增容，按照埋深10米计算，每年需要占用土地约6000亩。随着城市建设的迅速发展，城市功能的增加，城市建设用地越来越紧张，无法扩大填埋设施建设用地。根据住建部《生活垃圾焚烧飞灰固化稳定化处理技术标准》，灰渣螯合固化成本至少1400元以上(不包含土地和填埋场建设成本)，并且未来还需要二次处理填埋物。熔融热处理技术是指在熔融炉内利用燃料或电力将灰渣加热到1400℃以上高温，飞灰中二噁英等有机污染物发生热分解、燃烧及气化，无机物则熔融形成玻璃质熔渣，飞灰中重金属元素包裹在烧结熔融的玻璃态网络中，有效控制重金属浸出。然而该技术产生的二次烟气中含有大量的氯、硫及铅镉等易挥发重金属元素，处理难度大，成本极高。水泥窑协同处置技术是将灰渣以某种方式送入水泥窑，利用水泥窑1600℃高温气体焚烧，从而彻底消除二噁英等有机污染物，将重金属固熔于水泥熟料晶格中，实现无害化、减量化处理。水泥窑的分解炉吸收、五级预热器吸附、增湿塔、余热发电、布袋收尘等多级烟气处理措施确保烟气排放达标。目前常用的投加方式是直接喷加和水选后投加。直接喷加是指将灰渣从窑头、窑尾烟室、分解炉等部位直接喷入水泥熟料生产系统。但灰渣中的氯硫对水泥熟料的生产过程影响极大，容易造成生产系统的结皮堵塞，从而影响生产运行。水选投加是指利用水洗手段对灰渣中的钾钠氯盐进行分离出来，脱盐后的灰渣送入水泥窑，脱盐水经处理和蒸发后回收循环利用。但灰渣水洗后需耗费很多能源对其进行干燥，最终形成干粉料参与熟料煅烧；脱盐水里面含有大量的重金属，需对其另行处置。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种可减少有害物质排放、工艺过程简单、能量回收的灰渣处置系统。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种灰渣处置工艺，包括以下步骤：1)待处理的灰渣在喂料装置中与添加料混合，进入熔融装置；2)熔融装置将灰渣加热至熔融状，其中产生的气体进入挥发气处置装置；3)碱液制备装置中存有制备好的碱性溶液，液泵将碱性溶液输送至挥发气处置装置中；4)挥发性气体与碱性溶液发生化学反应产生盐溶液，并将气体除雾后达标排放；5)盐溶液被液泵输送至碱液制备装置中析晶沉淀。优选地，所述步骤2)中熔融状态的灰渣经冷却后被收集起来用作建筑材料，在冷却的过程中产生大量的水蒸汽进入余热发电系统，为余热发电系统提供热量。优选地，所述步骤4)中急冷后的挥发性气体除去了大部分盐分，少量含有挥发性重金属有害物质的挥发性气体被引风机抽出，进入水泥窑，参与水泥熟料的烧成。优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，其浓度为5-50％。优选地，步骤2)中，熔融时间为1-6小时，温度1000-1500度，压力为常压。本专利技术还提供了一种灰渣处置系统，包括有喂料装置及与其依次连接的熔融装置、挥发气处置装置和碱液制备装置，所述喂料装置用于将待处理的灰渣和添加料相混合；所述熔融装置一端与喂料装置相连通，将灰渣和添加料混合物加热至熔融状态，另一端与余热发电系统连通以供热发电；所述挥发气处置装置分别和熔融装置及碱液制备装置相连通，将熔融装置中产生的挥发性气体与碱液制备装置中预制的碱性溶液导入挥发气处置装置中相互混合反应除雾后达标排放。优选地，所述挥发气处置装置包括有喷淋塔及与其依次连接的引风机、若干阀门、洗涤塔和水泥窑，以及设于洗涤塔内部的布风器和设于洗涤塔上方的除雾塔，熔融装置产生的挥发性气体进入所述喷淋塔和洗涤塔与碱溶液进行化学反应，所述引风机抽出含挥发性有害物质的气体进入水泥窑参与水泥熟料的烧成，所述阀门控制挥发性气体的流向水泥窑或洗涤塔，所述布风器将挥发性气体鼓入洗涤塔，所述除雾塔将洗涤后的气体除雾和排放。优选地，所述碱液制备装置包括有储罐、定量喂料机、搅拌器、析晶池和制备池，所述储罐连接定量喂料机，所述搅拌器设于制备池内，盐溶液在析晶池内析晶沉淀并将多余的盐溶液流入制备池，所述定量喂料机将储罐内按已定重量的固体碱输送至制备池中，固体碱被搅拌器搅拌溶解形成碱溶液。优选地，所述喂料装置包括有运载装置、若干储仓、定量喂料机和若干输送机，所述储仓与输送机连接，所述运载装置载送灰渣和添加料至储仓，所述储仓储存有灰渣和添加料，所述定量喂料机将灰渣和添加料定量计量后送至输送机中，所述输送机将灰渣和添加料混合并输送至熔融装置。所述运载装置包括有电动葫芦和罐车，所述添加料包括有碎玻璃、二氧化硅、氧化钙、氧化铝等，具体物料需根据灰渣的具体成分确定，所述储仓包括有灰渣储仓和添加料储仓，所述输送机为螺旋输送机。优选地，所述熔融装置包括有入口、出口、排气口、高温熔融炉、加热电极和急冷排渣装置，所述入口设于高温熔融炉的上端，所述加热电极设于高温熔融炉的两侧，急冷排渣装置设于出口的后端，所述排气口设于高温熔融炉的右上方，灰渣进入高温熔融炉里，加热电极加热灰渣，所述出口输出熔融状态的灰渣，急冷排渣装置冷却灰渣，所述排气口将熔融时产生的挥发气体排出至喷淋塔中。优选地，所述挥发气处置装置和碱液制备装置设有4个液泵，所述喷淋塔、洗涤塔和制备池后面分别设有1至2个液泵，并用于将液体从喷淋塔和洗涤塔输送至析晶池内和/或从制备池输送至喷淋塔和洗涤塔内。优选地，所述余热发电系统包括有冷凝器及与其连接的发电装置，所述冷凝器内设有有机工质，所述有机工质吸热变成气态进入发电装置做功发电，所述冷凝器将水蒸汽凝结成液态。优选地，所述阀门包括有第一阀门和第二阀门，当进行水泥窑工作时，第二阀门关闭，第一阀门打开，挥发气体从第一阀门进入水泥窑；当水泥窑发生故障时，第一阀门关闭，第二阀门打开，挥发性气体经布风器鼓入洗涤塔里的氢氧化钠溶液中彻底洗涤，挥发性气体中残余的氯、硫、重金属等有害物质全部与氢氧化钠反应，形成沉淀物进入溶液中，并随氢氧化钠溶液由液泵泵回碱液制备装置的析晶池，在析晶池内析晶沉淀。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、使用熔融技术处置灰渣，直接实现灰渣的无害化处理，避免水泥协同过程所需的各种繁琐工艺。2、使用电力作为高温熔融的能源，避免因燃料燃烧时产生的大量二次烟气，降低烟气处置量。3、利用碱液去除高温熔融装置二次烟气中的氯和硫，避免氯硫组分进入水泥熟料生产系统，影响生产运行。4、利用水泥协同技术处置二次烟气，避免原高温熔融装置处置二次烟气时产生的高额成本。5、引入ORC(有机工质)发电技术，冷凝水淬时产生的水蒸汽，避免水汽外逸，同时回收水蒸汽中的能量，转化为电能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灰渣处置工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)待处理的灰渣在喂料装置中与添加料混合，进入熔融装置；2)熔融装置将灰渣加热至熔融状，其中产生的气体进入挥发气处置装置；3)碱液制备装置中存有制备好的碱性溶液，液泵将碱性溶液输送至挥发气处置装置中；4)挥发性气体与碱性溶液发生化学反应产生盐溶液，并将气体除雾后达标排放；5)盐溶液被液泵输送至碱液制备装置中析晶沉淀。

【技术特征摘要】
1.一种灰渣处置工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)待处理的灰渣在喂料装置中与添加料混合，进入熔融装置；2)熔融装置将灰渣加热至熔融状，其中产生的气体进入挥发气处置装置；3)碱液制备装置中存有制备好的碱性溶液，液泵将碱性溶液输送至挥发气处置装置中；4)挥发性气体与碱性溶液发生化学反应产生盐溶液，并将气体除雾后达标排放；5)盐溶液被液泵输送至碱液制备装置中析晶沉淀。2.根据权利要求1所述的灰渣处置工艺，其特征在于，所述步骤2)中熔融状态的灰渣经冷却后被收集起来用作建筑材料，在冷却的过程中产生大量的水蒸汽进入余热发电系统，为余热发电系统提供热量。3.根据权利要求1所述的灰渣处置工艺，其特征在于，所述步骤4)中急冷后的挥发性气体除去了大部分盐分，少量含有挥发性重金属有害物质的挥发性气体被引风机抽出，进入水泥窑，参与水泥熟料的烧成。4.根据权利要求1所述的灰渣处置工艺，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，其浓度为5-50％。5.根据权利要求1所述的灰渣处置工艺，其特征在于，步骤2)中，熔融时间为1-6小时，温度1000-1500度，压力为常压。6.一种灰渣处置系统，包括有喂料装置及与其依次连接的熔融装置、挥发气处置装置和碱液制备装置，其特征在于，所述喂料装置用于将待处理的灰渣和添加料相混合；所述熔融装置一端与喂料装置相连通，将灰渣和添加料混合物加热至熔融状态，另一端与余热发电系统连通以供热发电；所述挥发气处置装置分别和熔融装置及碱液制备装置相连通，将熔融装置中产生的挥发性气体与碱液制备装置中预制的碱性溶液导入挥发气处置装置中相互混合反应除雾后达标排放。7.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邝焯荣，
申请(专利权)人：广州绿泰环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44