一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统及处理方法，该处理系统包括飞灰计量单元、水泥计量单元、螯合剂计量单元、检测添加控制单元、稳定化单元，所述飞灰计量单元、水泥计量单元、螯合剂计量单元均与稳定化单元连通；所述检测添加控制单元包括在线检测模块和控制模块。本发明专利技术采用了在线检测模块，能够实时检测每批次飞灰中各元素含量，较准确的掌握每批次飞灰的理化特性，有利于指导飞灰的稳定化固化处理；另外，针对每批次飞灰的理化特性进行水泥、螯合剂添加量的精准调整控制，能够大幅提高飞灰稳定化固化的处理效果，有利于确保飞灰处理后满足环保标准要求。

A Stabilized Solidification Treatment System and Treatment Method for Fly Ash from Waste Incineration

The present invention relates to a stabilization and solidification treatment system for fly ash from refuse incineration and its treatment method. The treatment system includes fly ash measurement unit, cement measurement unit, chelating agent measurement unit, detection and addition control unit and stabilization unit. The fly ash measurement unit, cement measurement unit and chelating agent measurement unit are all connected with stabilization unit, and the detection and addition control unit is also connected with stabilization unit. It includes on-line detection module and control module. The invention adopts an on-line detection module, which can real-time detect the content of each element in each batch of fly ash, accurately grasp the physical and chemical characteristics of each batch of fly ash, and is conducive to guiding the stabilization and solidification of fly ash. In addition, precise adjustment and control of the amount of cement and chelating agent added to each batch of fly ash can greatly improve the treatment effect of stabilization and solidification of fly ash. It is helpful to ensure that the fly ash treatment meets the requirements of environmental protection standards.

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统及处理方法
本专利技术属于环境工程
，涉及一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统。
技术介绍
根据2018年7月统计，全国已经投运的垃圾焚烧发电厂达到359座，年垃圾处理量超过1.05亿吨，垃圾焚烧飞灰的产量达到了320万吨，且依据国家政策、标准规范，垃圾焚烧飞灰属于危险废物，需进行稳定化固化处理达到相关标准后可进入生活垃圾填埋场分区填埋。但由于填埋设施消纳能力不足、规范处置成本高昂、企业运行不重视、监管严重脱节等原因，使得垃圾焚烧飞灰不规范处置、任意违规排放等不法现象较多，成为垃圾焚烧设施运行的薄弱环节。但是，垃圾焚烧飞灰的理化特性受所在地区、不同季节等影响，差异大、波动性强，若按照目前通常采用的螯合剂添加比例固定的方式进行处理，一是在飞灰重金属含量较低时会导致飞灰处理螯合剂的浪费，增加处理费用，二是在飞灰重金属含量较高时将导致飞灰处理达不到相关的标准，给环境造成不良影响。现有的飞灰重金属检测方法主要包括原子吸收光谱法(AAS)、原子发射光谱法(AES)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、紫外-可见分光光度法(UV-Vis)等。这类方法在实验室中检测重金属含量发挥了重要作用，具有较高的测量精确度，但需要复杂的样品预处理过程，取样-制样-检测全过程周期较长，无法实现运行现场的快速原位测量。而X荧光光谱仪(XRF)、激光诱导等离子体光谱仪(LIBS)已在电厂原煤、飞灰及环保等相关领域用于元素的实时在线检测。专利CN201810067499.6公开了一种采用XRF仪器定量测定飞灰中多种重金属含量的方法；专利CN108246770A公开了一种基于XRF检测的飞灰稳定化螯合剂投加系统的使用方法，采用XRF对每批次飞灰Pb总量进行实时检测，依据飞灰Pb总量划分为A1-A5五个档次，确定M1-M5五档不同的螯合剂添加比例，通过逻辑对比实现飞灰稳定化固化处理螯合剂的精细化投加，但没有考虑飞灰中Cd、Ca、Zn等其他元素对飞灰稳定化处理效果的影响、没有建立相关的函数模型，对于指导螯合剂添加比例存在较大的局限性；申请号CN106862235A的专利技术专利公开了一种在线检测重金属固体废弃物无害化处理方法，但该专利不能直接监测固体中的重金属含量，需要进行浸提后监测水相溶液中的重金属离子含量，需要进行复杂的水浸或酸浸前处理工艺，且未实现自动控制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统，其目的之一在于满足不同地区、不同季节、理化特性差异显著的垃圾焚烧飞灰的精准处理。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统，包括飞灰计量单元、水泥计量单元、螯合剂计量单元、检测添加控制单元、稳定化单元，所述飞灰计量单元、水泥计量单元、螯合剂计量单元均与稳定化单元连通；所述检测添加控制单元包括在线检测模块，用于检测飞灰计量单元内垃圾焚烧飞灰中各重金属元素含量；和控制模块，用于接收并处理在线检测模块和飞灰计量单元传来的数据信号，再根据数据处理结果控制水泥计量单元、螯合剂计量单元分别向稳定化单元按目标添加量定量给药。在线检测模块可以实时在线检测飞灰中钙(Ca)、镉(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铬(Cr)、钡(Ba)、砷(As)、汞(Hg)等元素的含量；一般地，各元素的检测范围，钙(Ca)为1×104～40×104mg/kg、镉(Cd)为50～1000mg/kg、铅(Pb)为50～5000mg/kg，镍(Ni)为50～5000mg/kg、铜(Cu)为50～5000mg/kg、锌(Zn)为50～10000mg/kg、铬(Cr)为50～5000mg/kg、钡(Ba)为50～5000mg/kg、砷(As)为50～1000mg/kg、汞(Hg)为50～1000mg/kg；进一步地，各元素的检测误差不大于20％，每次检测的周期为30～60秒。控制模块接收并处理在线检测模块和飞灰计量单元传来的数据信号(包括飞灰中各重金属元素含量数据和待处理飞灰的质量数据)，再根据数据处理结果控制水泥计量单元向稳定化单元按目标添加量定量投加水泥，并控制螯合剂计量单元向稳定化单元按目标添加量定量投加螯合剂，对飞灰实现精准处理，有利于降低处理成本，并保证处理效果。进一步地，当所处理的垃圾焚烧飞灰中Ca含量CCa>12wt％时，i元素的浸出浓度Li＝a×CCa+b×Ci+c，螯合剂的目标添加量P＝m×(∑Li)n，水泥的目标添加量为0，其中a、b、c、m、n的取值范围分别为0.5～0.7、0～0.01、-6～-0.1、0.013～0.024、0.20～0.38；当所处理的垃圾焚烧飞灰中Ca含量CCa<12wt％时，i元素的浸出浓度为Li＝e×CCa+f×Ci+g，螯合剂的目标添加量P＝s×(∑Li)t，水泥的目标添加量Pc＝2×(12-CCa)％，i选自Cd、Pb、Ni、Cu、Zn、Cr、Ba、As、Hg，其中e、f、g、s、t的取值范围分别为-0.3～-0.5、0.003～0.01、-6～20、0.01～0.025、0.20～0.40；Ci为所处理的垃圾焚烧飞灰中i元素的含量，∑Li＝LPb+LCd+LNi+LCu+LZn+LCr+LBa+LAs+LHg。可选地，所述螯合剂为二甲胺类有机硫螯合剂；可选地，所述水泥为普通硅酸盐类水泥，满足GB175-2007。可将上述函数模型嵌入控制模块，结合待处理飞灰质量数据计算出相应批次飞灰稳定化固化所需添加的螯合剂、水泥、工艺水质量。进一步地，所述飞灰计量单元包括依次连通的飞灰储仓、螺旋给料机和飞灰质量计量仓，飞灰质量计量仓的出料口与稳定化单元连通，所述在线检测模块设置于螺旋给料机和飞灰质量计量仓之间，所述飞灰质量计量仓将投加入稳定化单元内的飞灰质量数据传输给控制模块，可选地，所述飞灰质量计量仓的控制部分与控制模块通信连接或电连接。通过飞灰质量计量仓可实现垃圾焚烧飞灰的分批次处理，优选地，每批次待处理垃圾焚烧飞灰的质量为800-1000ka。另外，飞灰质量计量仓可直接将投入稳定化单元中的垃圾焚烧飞灰的质量数据传输给控制模块，控制模块结合此数据，可得出具体所需的水泥量、螯合剂量的数据。进一步地，所述在线检测模块包括检测仪器，所述检测仪器为X荧光光谱仪(XRF)或激光诱导等离子体光谱仪(LIBS)。进一步地，所述水泥计量单元包括依次连通的水泥储仓和水泥质量计量仓，所述水泥质量计量仓的出料口与稳定化单元连通，所述水泥质量计量仓接收控制模块发出的水泥投加指令并按该指令向稳定化单元投加水泥，可选地，所述水泥质量计量仓的控制部分与控制模块通信连接或电连接。水泥质量计量仓可接收控制模块输出的水泥目标添加量数据信号，按此定量添加水泥。进一步地，所述螯合剂计量单元包括依次连通的螯合剂储罐、计量器和溶液计量罐，所述溶液计量罐的出液口与稳定化单元连通，计量器接收控制模块发出的螯合剂投加指令并按该指令向溶液计量罐投加螯合剂，可选地，计量器的控制部分与控制模块通信连接或电连接；还包括与溶液计量罐连通的工艺水供给器，工艺水控制器接收控制模块发出的工艺水投加指令并按该指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统，其特征在于，包括飞灰计量单元(100)、水泥计量单元(200)、螯合剂计量单元(300)、检测添加控制单元(400)、稳定化单元(500)，所述飞灰计量单元(100)、水泥计量单元(200)、螯合剂计量单元(300)均与稳定化单元(500)连通；所述检测添加控制单元(400)包括在线检测模块(401)，用于检测飞灰计量单元内垃圾焚烧飞灰中各重金属元素含量；和控制模块(402)，用于接收并处理在线检测模块和飞灰计量单元传来的数据信号，再根据数据处理结果控制水泥计量单元、螯合剂计量单元分别向稳定化单元按目标添加量定量给药。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理系统，其特征在于，包括飞灰计量单元(100)、水泥计量单元(200)、螯合剂计量单元(300)、检测添加控制单元(400)、稳定化单元(500)，所述飞灰计量单元(100)、水泥计量单元(200)、螯合剂计量单元(300)均与稳定化单元(500)连通；所述检测添加控制单元(400)包括在线检测模块(401)，用于检测飞灰计量单元内垃圾焚烧飞灰中各重金属元素含量；和控制模块(402)，用于接收并处理在线检测模块和飞灰计量单元传来的数据信号，再根据数据处理结果控制水泥计量单元、螯合剂计量单元分别向稳定化单元按目标添加量定量给药。2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，当所处理的垃圾焚烧飞灰中Ca含量CCa>12wt％时，i元素的浸出浓度Li＝a×CCa+b×Ci+c，螯合剂的目标添加量P＝m×(∑Li)n，水泥的目标添加量为0，其中a、b、c、m、n的取值范围分别为0.5～0.7、0～0.01、-6～-0.1、0.013～0.024、0.20～0.38；当所处理的垃圾焚烧飞灰中Ca含量CCa<12wt％时，i元素的浸出浓度为Li＝e×CCa+f×Ci+g，螯合剂的目标添加量P＝s×(∑Li)t，水泥的目标添加量Pc＝2×(12-CCa)％，i选自Cd、Pb、Ni、Cu、Zn、Cr、Ba、As、Hg，其中e、f、g、s、t的取值范围分别为-0.3～-0.5、0.003～0.01、-6～20、0.01～0.025、0.20～0.40；Ci为所处理的垃圾焚烧飞灰中i元素的含量，∑Li＝LPb+LCd+LNi+LCu+LZn+LCr+LBa+LAs+LHg。3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述飞灰计量单元(100)包括依次连通的飞灰储仓(101)、螺旋给料机(102)和飞灰质量计量仓(103)，飞灰质量计量仓(103)的出料口与稳定化单元(500)连通，所述在线检测模块(401)包括检测仪器，所述检测仪器设置于螺旋给料机和飞灰质量计量仓之间，所述飞灰质量计量仓将投加入稳定化单元内的飞灰质量数据传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：易新建，李静，周斌，邵煜锟，魏来，石燕，何宇宁，杨流，
申请(专利权)人：永清环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43