飞灰高温熔融处理方法、系统、控制装置及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种飞灰高温熔融处理方法、系统、控制装置及存储介质，其中，飞灰高温熔融处理方法，包括以下步骤：S1：飞灰水洗脱氯处理；S2：基于飞灰及各配伍原料中的物质成分以及目标产物的标准成分，对飞灰与配伍原料进行配伍，以形成第一中间产物；S3：将第一中间产物压制成规则或不规则的立体块状的第二中间产物；S4：将第二中间产物在0℃‑40℃的环境下静置不小于24h，形成成化后的第三产物；S5：基于第二中间产物的成化时间，按顺序将第三产物送入熔融炉，成化时间长的第三产物优先被送入熔融炉，在1250‑1350℃，空气条件下，进行高温熔融30‑60min，生成玻璃熔融体；本申请能够实现在降低熔融温度的同时实现飞灰完全高温熔融固化，提高效率，降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
飞灰高温熔融处理方法、系统、控制装置及存储介质
本申请涉及固体废弃物资源化利用
，尤其是涉及一种飞灰高温熔融处理方法、系统、控制装置及存储介质。
技术介绍
飞灰是指燃料(比如是煤、生活垃圾、危险废物等可燃烧的物质)在燃烧过程中排出的微小灰粒，其粒径一般为1～100μm，又称粉煤灰或烟灰，其约占垃圾焚烧灰渣总量的20％左右，是垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质。飞灰因其中含有大量可溶性重金属和二噁英而不能直接填埋处理，属于危废。飞灰中的二噁英、重金属和大量的可溶性盐极易渗入土壤、地下水，进而进入食物链，给环境和人类健康造成巨大威胁。目前高温稳定化处置飞灰成为研究、应用的热点，主要是因为高温稳定化处置技术能够在高温下固化飞灰中的重金属、去除二噁英等有害物质，且熔渣可用作土木、水泥、建筑等材料。现有的高温熔融方法处置工业固废，处理温度高，需要1500℃左右，至少保温90min以上，才能实现飞灰完全高温熔融固化，高温熔融过程不仅效率低，且高温熔融温度要求高、维持时间长，导致能耗高。
技术实现思路
为了改善上述高温熔融过程效率低、熔融温度要求高、维持时间长，导致能耗高的问题，本申请提供了飞灰高温熔融处理方法、系统、控制装置及存储介质。第一方面，本申请公开的飞灰高温熔融处理方法，包括以下步骤：S1：飞灰水洗脱氯处理；S2：获取水洗脱氯处理后的飞灰，并基于飞灰及各配伍原料中的物质成分以及目标产物的标准成分，对飞灰与配伍原料进行配伍，以形成第一中间产物；S3：将第一中间产物压制成规则或不规则的立体块状的第二中间产物；S4：将第二中间产物在0℃-40℃的环境下静置不小于24h，形成成化后的第三产物；S5：基于第二中间产物的成化时间，按顺序将第三产物送入熔融炉，成化时间长的第三产物优先被送入熔融炉，在1250-1350℃，空气条件下，进行高温熔融30-60min，生成玻璃熔融体；S6：将玻璃熔融体水淬形成玻璃态物质。通过采用上述技术方案，通过分析飞灰及配伍原料中各个成分的含量，与目标产物的标准成分量进行比对，从而使配伍后的混合物料的成分与制备的玻璃成分基本保持一致，从而实现精准配伍，再与特定的成型成化条件，减少烟气中的灰尘量，以及降低了其中的含水量，在熔融过程中减少了水汽蒸发造成的能耗，继而能够保证在降低熔融温度的同时实现飞灰完全高温熔融固化，提高效率，降低能耗。在一些实施方式中，S1包括：S11：分析飞灰中的含氯量；S12：基于S11中的分析结果，确定水灰比，且水灰比控制在2-4:1；S13：通过多级逆流水洗工艺对飞灰进行水洗，后一级水洗的灰水通过脱水压滤进行固液分离，滤液作为上一级的水洗水，固体进入下一级水洗；在最后一级水洗中补充新鲜水；S14：固液分离，使飞灰中含水量≤30％，Cl-含量≤10mg/g。通过采用上述技术方案，出去飞灰中的有害氯，同时将飞灰中含水量控制在≤30％，有利于成型及成化后提高抗压强度及在熔融过程中减少了水汽蒸发造成的能耗。在一些实施方式中，S2包括：S21：获取飞灰及配伍原料，并获取飞灰及各配伍原料中的物质成分；S22：基于飞灰及各配伍原料中的物质成分以及目标产物的标准成分生成配伍方案；S23：基于所述配伍方案控制所述飞灰及各配伍原料的用量；S24：混合飞灰及各配伍原料，形成第一中间产物。通过采用上述技术方案，通过分析飞灰及配伍原料中各个成分的含量，与目标产物的标准成分量进行比对，从而使配伍后的混合物料的成分与制备的玻璃成分基本保持一致，从而实现精准配伍。在一些实施方式中，所述配伍原料包括碳化渣、助剂以及炉渣、电镀污泥及其他一种或多种危废固体，其中，所述助剂包括CaO、SiO2、Al2O3，以及CaF2、B2O3、TiO2、MgO、WO3、磷酸钙、废玻璃、Fe2O3中一种或多种。通过采用上述技术方案，碳化渣中含有一定比例的碳元素，与飞灰混合后在高温熔融过程中，可以作为助燃剂，提供一定的热值，从而降低高温熔融成本；由于固废成分的不稳定性，导致配伍时难以达到目标产物的标准成分量，Ca、Si、Al是形成玻璃体结构的主要元素，通过CaO、SiO2、Al2O3的直接加入，达到配伍后配方组成稳定的目的，也保证了后续处理工艺的稳定性；B2O3可以降低熔融玻璃体的粘度，从而降低飞灰的流动温度和熔融温；MgO进入硅酸盐玻璃熔体中起网络形成体作用，适量的MgO有益于玻璃体的形成或增加玻璃体的强度，增加玻璃的流动性；TiO2显著改变富集相的界面能，改变玻璃结构，降低熔体的粘度，提高迁移离子的扩散速度，降低飞灰的熔融温度和流动温度；另外，TiO2是有效的晶核剂，可以促进玻璃体的形成；WO3是一种表面活性剂，可以助熔；CaF2降低飞灰的熔点，促进玻璃体的形成和增长，增强金属固化效果；磷酸钙对金属的固化效果好；废玻璃降低飞灰的熔融温度，增加熔融渣的机械强度和硬度，增强固化效果。在一些实施方式中，S22中生成配伍方案满足公式：T＝a-0.25b-0.1c-d-e(1)式中：a为所述飞灰在配伍原料中的质量百分比；b为炉渣在配伍原料中的质量百分比；c为炭化渣在配伍原料中的质量百分比；d为电镀污泥在配伍原料中的质量百分比；e为其他危废固体在配伍原料中的质量百分比；T取值范围为-0.8—0.5；同时，S22中生成配伍方案需满足碱性氧化物与酸性氧化物质量比为0.8-1.5：1。通过采用上述技术方案，使熔融温度在1250-1350℃，保温时间在30-60min，既能够达到熔融标准，从而提高效率，降低能耗。在一些实施方式中，S3中，将第一中间产物压制成第二中间产物时压力控制在500～1500T，压制时间为3～200s，所述第二中间产物含水率为10Wt.％-30Wt.％，密度1.6～1.8g/cm3，且所述第二中间产物的质量为200g～10000g。通过采用上述技术方案，一方面，成型成化后的飞灰第三产物具有较佳的抗压强度，避免转运、进炉过程中破碎，减少了烟气中的灰尘量，能够达到高温熔融处理过程，且降低了其中的含水量，在熔融过程中减少了水汽蒸发造成的能耗；另一方面，保持单块第二中间产物在一个合适的范围内，平衡生产效率及熔融效果。在一些实施方式中，S5中，将所述第三产物与碳精按比例2～7：1～2分层入熔融炉。通过采用上述技术方案，有利于保障燃烧的稳定性，且有利于保障高温熔融炉内的熔池温度稳定性，从而保障玻璃物质形成的稳定性。第二方面，本申请公开了飞灰高温熔融处理系统。飞灰高温熔融处理系统，包括：飞灰水洗单元，用于飞灰水洗脱氯处理；配伍单元，用于实现飞灰及各配伍原料的配伍，以形成第一中间产物；飞灰成型单元，用于将第一中间产物压制成第二中间产物；自动进料出料立体库，用于将第二中间产物输送至指定位置进行成化，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：飞灰水洗脱氯处理；/nS2：获取水洗脱氯处理后的飞灰，并基于飞灰及各配伍原料中的物质成分以及目标产物的标准成分，对飞灰与配伍原料进行配伍，以形成第一中间产物；/nS3：将第一中间产物压制成规则或不规则的立体块状的第二中间产物；/nS4：将第二中间产物在0℃-40℃的环境下静置不小于24h，形成成化后的第三产物；/nS5：基于第二中间产物的成化时间，按顺序将第三产物送入熔融炉，成化时间长的第三产物优先被送入熔融炉，在1250-1350℃，空气条件下，进行高温熔融30-60min，生成玻璃熔融体；/nS6：将玻璃熔融体水淬形成玻璃态物质。/n

【技术特征摘要】
1.飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：飞灰水洗脱氯处理；
S2：获取水洗脱氯处理后的飞灰，并基于飞灰及各配伍原料中的物质成分以及目标产物的标准成分，对飞灰与配伍原料进行配伍，以形成第一中间产物；
S3：将第一中间产物压制成规则或不规则的立体块状的第二中间产物；
S4：将第二中间产物在0℃-40℃的环境下静置不小于24h，形成成化后的第三产物；
S5：基于第二中间产物的成化时间，按顺序将第三产物送入熔融炉，成化时间长的第三产物优先被送入熔融炉，在1250-1350℃，空气条件下，进行高温熔融30-60min，生成玻璃熔融体；
S6：将玻璃熔融体水淬形成玻璃态物质。


2.根据权利要求1所述的飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，S1包括：
S11：分析飞灰中的含氯量；
S12：基于S11中的分析结果，确定水灰比，且水灰比控制在2-4:1；
S13：通过多级逆流水洗工艺对飞灰进行水洗，后一级水洗的灰水通过脱水压滤进行固液分离，滤液作为上一级的水洗水，固体进入下一级水洗；在最后一级水洗中补充新鲜水；
S14：固液分离，使飞灰中含水量≤30%，Cl-含量≤10mg/g。


3.根据权利要求1所述的飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，S2包括：
S21：获取飞灰及配伍原料，并获取飞灰及各配伍原料中的物质成分；
S22：基于飞灰及各配伍原料中的物质成分以及目标产物的标准成分生成配伍方案；
S23：基于所述配伍方案控制所述飞灰及各配伍原料的用量；
S24：混合飞灰及各配伍原料，形成第一中间产物。


4.根据权利要求3所述的飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，所述配伍原料包括碳化渣、助剂以及炉渣、电镀污泥及其他一种或多种危废固体，其中，所述助剂包括CaO、SiO2、Al2O3，以及CaF2、B2O3、TiO2、MgO、WO3、磷酸钙、废玻璃、Fe2O3中一种或多种。


5.根据权利要求3所述的飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，S22中生成配伍方案满足公式：
T=a-0.25b-0.1c-d-e（1）
式中：
a为所述飞灰在配伍原料中的质量百分比；
b为炉渣在配伍原料中的质量百分比；
c为炭化渣在配伍原料中的质量百分比；
d为电镀污泥在配伍原料中的质量百分比；
e为其他危废固体在配伍原料中的质量百分比；
T取值范围为-0.8—0.5；
同时，S22中生成配伍方案需满足碱性氧化物与酸性氧化物质量比为0.8-1.5：1。


6.根据权利要求1所述的飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，S3中，将第一中间产物压制成第二中间产物时压力控制在500~1500T，压制时间为3~200s，所述第二中间产物含水率为10Wt.%-30Wt.%，密度1.6~1.8g/cm3，且所述第二中间产物的质量为200g~10000g。


7.根据权利要求1所述的飞灰高温熔融处理方法，其特征在于，S5中，将所述第三产物与碳精按比例2~7：1~...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿海榕，
申请(专利权)人：浙江和惠生态环境科技有限公司，浙江惠禾源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33