生活垃圾焚烧飞灰的综合利用方法技术

本发明专利技术介绍的生活垃圾焚烧产生的飞灰的一种综合利用方法，包括分离可溶性盐、将可溶性盐中的钙转化成轻质碳酸钙或者石膏、其余生产氯化钾和氯化钠混合盐、残渣生产活性脱硫剂产品等过程。产品等过程。

【技术实现步骤摘要】
生活垃圾焚烧飞灰的综合利用方法


[0001]本专利技术涉及生活垃圾焚烧产生的飞灰的一种综合利用方法。

技术介绍

[0002]生活垃圾焚烧（包括发电）是生活垃圾处理的主要发展趋势。在生活垃圾焚烧处理的过程中必然产生大量飞灰。该飞灰含有二噁英和重金属，是一种危险固体废弃物，若排入环境，将对生态环境造成严重污染。目前处理飞灰的主要方法有安全填埋、水泥固化等方法。前者占用大量土地，仍然存在环境风险因素；后者由于存在大量可溶性盐，固化物不稳定，难以有效利用，其存放存在环境安全风险。现有处理方法基本属于无害化处理。飞灰含有大量有用物质，是宝贵资源，开发飞灰综合利用方法具有重大价值，是中国乃至全球目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]针对目前生活垃圾焚烧产生的飞灰处理方法存在的问题，本专利技术的目的是寻找高效、经济的飞灰综合利用方法，其特征在于将飞灰和水连续送入具有破碎、溶解、洗涤和固液分离功能的一体化装置中，在该装置中，固相和液相逆向运动，其中固相由螺旋机械推动，液相由重力推动，水的加入位置在残渣排出位置之前30cm～50cm处，一体化装置辅以超声波强化传质过程，一体化装置每立方米有效容积的超声波供电功率为1kW～3kW，整个过程在常温下进行，时间为8min～15min，水的加入质量为以干基计的飞灰质量的1.5倍～3.5倍；从一体化装置的飞灰入口端通过过滤筛分离出的液相产物通过精滤，精滤渣与飞灰一并加入前述一体化装置；精滤产生的液相送入沉淀反应器进行沉淀反应，加入硫酸钠或者碳酸钠进行沉淀反应，沉淀反应在常温下进行，时间为5min～15min，硫酸钠以固体（不限于固体）形态在搅拌条件下加入，加入量为理论加入量，碳酸钠以浓度为250g/L～500g/L的雾状溶液形态在搅拌条件下加入，碳酸钠溶液雾滴粒径小于50微米，碳酸钠加入量为理论量的100.00%～100.02%；沉淀反应结束后，进行固液分离，分离产生沉淀物进行三级逆流洗涤，洗涤用水质量为以干基计的沉淀物质量的1.5倍～2.0倍，洗涤水返回前述一体化装置，洗涤后的沉淀物采用现有技术烘干，得到石膏或者轻质碳酸钙产品；上一固液分离过程产生的溶液采用现有技术进行蒸发浓缩、结晶、晶体干燥，得到NaCl和KCl混合盐产物，该产物既可直接作为产品销售，也可进一步分离成NaCl和KCl产品；从一体化装置的飞灰残渣排口排出的残渣进行机械脱水，将残渣含水率降到40%以下，脱水过程产生的水返回一体化装置；机械脱水后的残渣与生石灰粉混合并造粒，造粒配比以干基计分别为残渣85%～95%，生石灰粉5%～15%,造出的颗粒物直径为3mm～20mm,该颗粒物利用后续焙烧过程及其烟气再燃烧过程产生的出炉烟气的余热进行干燥，将颗粒物含水率降到5%以下；干燥后的颗粒物送焙烧炉进行焙烧，焙烧温度为450℃～600℃，时间为8min～15min，焙烧过程在弱还原条件下进行，焙烧段末端以体积计的烟气含氧量为1%～3%，焙烧后的固体产物根据具体脱硫（包括炉内脱硫和烟气脱硫）工艺需要，加工成颗粒状或粉状活性脱硫剂；焙烧产生的烟气
通过补充燃料和空气，将其温度提高到800℃～1000℃，停留时间为2s～5s；从上一过程排出的烟气用于前述颗粒物干燥后，利用现有技术处理，最终达标排放，烟气处理收集的粉尘返回前述一体化装置。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的，飞灰和水进入前述一体化装置后，在螺旋机械推动下，附带产生破碎和搅拌作用，使飞灰中的可溶性盐发生溶解反应，利用超声波加速这一进程，从而使可溶性盐充分溶解，为后续残渣处理创造有利条件。在一体化装置中，固相和液相逆向运动，可保障整个系统水平衡、充分降低残渣中可溶性盐含量、提高产出溶液的盐浓度并降低后续溶液处理的能耗，几举兼得。一体化装置产出的液相采用精滤，其目的是保证后续产品的质量。
[0005]溶液加入硫酸钠或者碳酸钠，通过CaCl2+Na2SO4=CaSO4+2NaCl或者CaCl2+Na2CO
3 =CaCO3+2NaCl,将溶液中的Ca
2+
去除，保证后续NaCl和KCl混合盐的质量。
[0006]一体化装置产出的残渣进行机械脱水，将残渣含水率降到40%以下，一是保证造粒过程能顺利进行，同时降低烘干过程和焙烧过程能耗，进而保证焙烧过程容易得到必须的温度。
[0007]造粒过程既大大降低后续焙烧过程粉尘产生量，又使细颗粒物中有机物，特别是二噁英裂解的产物成分释放，有利于在后续燃烧过程中彻底去除。造粒过程加入生石灰，其作用为通过CaO+H2O=Ca(OH)2,降低颗粒物含水率，同时通过Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O反应利用焙烧过程产生的CO2生成CaCO3，增加焙烧产物的固化性，降低该过程的粉尘产生量；利用Ca(OH)2+Me
2+
=MeO+Ca
2+
+H2O反应固化重金属（Me）。MeO在后续焙烧过程中进一步钝化，到达降低其可溶性，保障后续过程产出的活性脱硫剂能安全使用。
[0008]焙烧在弱还原条件下进行，可保证颗粒物中的有机物，特别是二噁英成分蒸发和裂解，并在后续高温气相燃烧过程中去除二噁英及其前驱体，消除其危害。
[0009] 相对于现有方法，本专利技术的突出优点是将生活垃圾焚烧产生的飞灰这种危险固体废弃物变废为宝，充分资源化利用，生产优质轻质碳酸钙、石膏、钾钠混合盐和活性脱硫剂产品，消除飞灰对生态环境的危害，具有明显的经济效益和环境效益。
[0010]具体实施方法实施例1：处理100kg飞灰（主要成分：Ca37.08%、Cl14.51%、Na4.17%、K2.60%、O35.53%），经一体化装置处理（15min、常温、水的加入质量为以干基计飞灰质量的2.5倍、超声波输入功率为每立方米浆料3kW）；一体化装置产出液经过精滤、硫酸钠沉淀（理论加入量，常温、5min）、沉淀物洗涤和烘干过程，得到石膏（CaSO4.2H2O）13.1kg；除钙后的溶液经蒸发浓缩、结晶、晶体干燥，得到NaCl和KCl混合盐14.7kg；一体化装置产出的残渣经压滤脱水（脱水后残渣含水率39.6%），该残渣经过配料（以干基计残渣85%，生石灰15%，）、造粒（5mm～20mm）、烘干、焙烧 （450℃～600℃、8min、焙烧段末端以体积计的烟气含氧量为1%～3%）过程，得到活性脱硫剂原料75.2kg。
[0011]实施例2：处理100kg飞灰（主要成分： Ca39.64%、Cl11.85%、Na4.56%、K2.32%、O38.94%），经一体化装置处理（8min、常温、水的加入质量为以干基计飞灰质量的1.5倍、超声波输入功率为每立方米浆料1kW）；一体化装置产出液经过精滤、碳酸钠沉淀（理论加入量，常温、15min、碳酸钠溶液浓度250g/L）、沉淀物洗涤和烘干过程，轻质碳酸钙3.59kg；除钙后的溶液经蒸发浓缩、结晶、晶体干燥，得到NaCl和KCl混合盐15.2kg；一体化装置产出的
残渣经离心脱水（脱水后残渣含水率35.6%），该残渣经过配料（以干基计残渣本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生活垃圾焚烧产生的飞灰的一种综合利用方法，其特征在于将飞灰和水连续送入具有破碎、溶解、洗涤和固液分离功能的一体化装置中，在该装置中，固相和液相逆向运动，其中固相由螺旋机械推动，液相由重力推动，水的加入位置在残渣排出位置之前30cm～50cm处，一体化装置辅以超声波强化传质过程，一体化装置每立方米有效容积的超声波供电功率为1kW～3kW，整个过程在常温下进行，时间为8min～15min，水的加入质量为以干基计的飞灰质量的1.5倍～3.5倍；从一体化装置的飞灰入口端通过过滤筛分离出的液相产物通过精滤，精滤渣与飞灰一并加入前述一体化装置；精滤产生的液相送入沉淀反应器进行沉淀反应，加入硫酸钠或者碳酸钠进行沉淀反应，沉淀反应在常温下进行，时间为5min～15min，硫酸钠以固体（不限于固体）形态在搅拌条件下加入，加入量为理论加入量，碳酸钠以浓度为250g/L～500g/L的雾状溶液形态在搅拌条件下加入，碳酸钠溶液雾滴粒径小于50微米，碳酸钠加入量为理论量的100.00%～100.02%；沉淀反应结束后，进行固液分离，分离产生沉淀物进行三级逆流洗涤，洗涤用水质量为以干基计的沉淀物质量的1.5倍～2.0倍，洗涤水返回前述一体化装置，洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雨艳，杨茂华，杨利方，龙炳清，杨秀勇，何建华，
申请(专利权)人：四川伟晟环境保护有限公司，
类型：发明
国别省市：