一种垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺及系统，工艺包括以下步骤，a、飞灰加除盐水和硅砂，搅拌均匀，得A品，b、A品造粒，得B品，c、B品熔化，得C品，d、C品淬冷，得处理产物；所述步骤a中，按重量份计，每份飞灰中对应加入0.05

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺及系统


[0001]本专利技术属于垃圾电厂飞灰处理领域，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺及系统。

技术介绍

[0002]近年来,生活垃圾焚烧技术在我国得到了进一步推广应用。据国家统计局统计，2017年5月我国运行生活垃圾焚烧厂281座，处理量25万t/日,占垃圾无害化处理量的41％。
[0003]采用焚烧法处理城市生活垃圾的最终产物是烟气和固体残渣，其中固体残渣主要分为底灰和飞灰。底灰一般包括炉排渣和炉排间掉落灰，主要由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃和其它一些不可燃物及未燃有机物组成。由于底灰中所含的重金属污染物、有机污染物等含量较低，属于一般固体废弃物，可以用来进行路基铺设、制备水泥等的添加原料或直接填埋。飞灰指在烟气净化系统和热回收利用系统(如节热器、锅炉等)中收集而得的残余物，相较于底灰，飞灰颗粒较小，表面较粗糙，孔隙率较高，非常容易聚合形成不规则的聚团，很容易吸附烟气中的重金属污染物、有机污染物等，在《国家危险废物名录》中被列为危险废弃物HW18。
[0004]生活垃圾焚烧会产生的飞灰约占原生垃圾总量的3％～5％，按平均值4％计，2016年底我国飞灰产量约400万t，预计到2020年将达到800万吨。飞灰中含有大量的铜、铅、锌等重金属以及痕量二噁英等有机污染物,若处置不当,会对生态环境和人体健康造成潜在危害。目前对飞灰处理的工艺主要有三种，分别为稳定化工艺、飞灰水洗工艺和飞灰熔融工艺。
[0005]稳定化工艺，是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。用药剂稳定化技术处理垃圾焚烧飞灰，不仅能实现飞灰的无害化处理，而且有利于提高飞灰处理效率并利于规模化处理。一般采用的稳定化药剂有：石膏、磷酸盐、漂白粉、硫化物(硫代硫酸钠、硫化钠)、高分子有机稳定剂、铁酸盐、黏土矿物等。稳定化工艺处理飞灰具有无害化、少增容或不增容等优点，但所用化学药剂一般具有一定的选择性，很难找到一种普遍适用各类飞灰的化学药剂，特别是是垃圾电厂产生的飞灰，由于垃圾成分复杂且不稳定，难以选择出普遍使用的化学药剂进行处理；并且化学药剂对二英及溶解盐的稳定性较弱，所以稳定化工艺不适合于对垃圾电厂飞灰的处理。
[0006]飞灰水洗工艺是利用溶解性的差异使有害物质可以溶解在水中从而被分离，通过除去水层而去除部分有害物质。利用水洗法脱除飞灰中的氯化物，可作为稳定化工艺的预处理，既能减少重金属元素的含量，又可以提高固化体的品质，为后续飞灰的资源化处理以及大规模利用提供基础。但飞灰水洗工艺会将飞灰中的重金属浸出，所形成的废水直接排放会造成二次污染。飞灰经水洗后，一般通过水泥窑协同处置技术再利用，飞灰的主要成分是CaO、SiO2、Fe2O3、K2O、Na2O等，与水泥的生料成分类似，故可将水洗后的飞灰替代部分水泥生料，加入水泥窑后，比较容易与生料各成分搭配，在水泥窑中制备成水泥。但由于水洗后的飞灰中仍然具有高氯、硫、碱含量的特征，会对水泥窑形成高温腐蚀，更为严重的是，
氯、硫、碱是引起窑内结皮堵塞的诱因，很容易频繁导致停产事故，导致水泥厂家并不太愿意接受水洗后的飞灰。由于飞灰水洗工艺后的废水需要再处理，洗后飞灰也难以处理，导致飞灰水洗工艺也不太适合对垃圾电厂飞灰的处理。
[0007]飞灰熔融工艺是在飞灰在加入玻璃料(如硅砂)，熔融后冷萃成玻璃态，有害物被固化在玻璃态中，从而避免对环境的污染，可以作为铺路等建筑材料。飞灰熔融工艺不仅能够稳定重金属，而且有机污染物(二噁英、呋喃等)在熔融过程中被彻底分解和破坏。有研究表明，垃圾焚烧飞灰熔融过程中，在1100℃时二噁英分解率大于99.0％。飞灰熔融工艺具有减容、减量、操作简易、重金属稳定性高及二噁英分解彻底等优点，而且飞灰经熔融处理后，密度大为增加，飞灰减容率达2/3以上，得到的熔渣可以作为路基材料、混凝土骨料、沥青骨料等，达到资源化利用的目的，比较适合对垃圾电厂飞灰的处理。
[0008]目前主要是以天然气为燃料的熔融炉对飞灰进行熔化，现有熔融炉，如申请号202010539939.0的用于飞灰处理的设备，包括炉体，炉体内设有用于盛放飞灰的坩埚，坩埚的底部设有出料阀门，坩埚的上侧设有氧气管和天然气管，氧气和天然气混合点燃形成向坩埚喷射的火焰，使坩埚内的飞灰熔化成玻璃态。
[0009]现有熔融炉存在缺陷是，飞灰的顶面受热，热量向飞灰底部传递的速度较慢，导致熔化全部飞灰的时间需要较长，降低了飞灰的处理效率。并且，基于热升冷降的原理，炉体顶部温度高、底部温度低，飞灰顶部受火焰直接喷射而加热速度快，但飞灰底部处于较低温度区间内，加热至玻璃态更加困难，进一步的降低飞灰的处理效率。此外，为尽快的熔化飞灰，火焰温度应当越高越好，这能更快的使与火焰接触的飞灰熔化，火焰的温度基于氧气和天然气的混合比例，在实践中发现，当火焰温度达到最高时，氧气和天然气的混合比例最好，但此时火焰的长度反而最短，喷射到飞灰并蔓延出来的、与飞灰的接触面积小，不能使更多的飞灰同时被火焰喷射到，也不能达到很好的熔化速度。目前的做法是通过调节氧气和天然气的混合比例，牺牲一定的火焰温度，增加火焰长度，达到一定的平衡，来提高飞灰的熔化速度，但效果并不是很明显。
[0010]因此，现有飞灰熔融工艺存在飞灰处理速度慢的缺陷。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于，提供一种垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺及系统。本专利技术具有飞灰处理速度快、能耗较小和能保持车间环境良好的优点。
[0012]本专利技术的技术方案：一种垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺，包括以下步骤，
[0013]a、飞灰加除盐水和硅砂，搅拌均匀，得A品，
[0014]b、A品造粒，得B品，
[0015]c、B品熔化，得C品，
[0016]d、C品淬冷，得处理产物。
[0017]前述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺中，所述步骤a中，按重量份计，每份飞灰中对应加入0.05
‑
0.15份除盐水、0.3
‑
0.4份硅砂。
[0018]前述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺中，每份飞灰中对应加入0.1份除盐水、0.346份硅砂。
[0019]前述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺中，所述步骤c中，以燃气使B品熔化，燃气中包
括天然气、布朗气和压缩空气。
[0020]前述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺中，按体积份比，燃气中含有1份天然气、0.3
‑
0.35份布朗气和2.5
‑
3份的压缩空气，压缩空气的压力0.4
‑
0.8MPa。
[0021]实现前述垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺的系统，包括输送装置，输送装置通过搅拌机连接连续式的颗粒成型机，颗粒成型机通过熔融炉连接淬冷装置；还包括第一冷却塔和第二冷却塔，第一冷却塔连接布朗发生器，第二冷却塔连接淬冷装置。
[0022]前述的系统中，所述熔融炉包括立式的炉体，炉体的顶部设有烟冲，炉体内设有坩埚，坩埚的上侧形成进料区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺，其特征在于：包括以下步骤，a、飞灰加除盐水和硅砂，搅拌均匀，得A品，b、A品造粒，得B品，c、B品熔化，得C品，d、C品淬冷，得处理产物。2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺，其特征在于：所述步骤a中，按重量份计，每份飞灰中对应加入0.05
‑
0.15份除盐水、0.3
‑
0.4份硅砂。3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺，其特征在于：每份飞灰中对应加入0.1份除盐水、0.346份硅砂。4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺，其特征在于：所述步骤c中，以燃气使B品熔化，燃气中包括天然气、布朗气和压缩空气。5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺，其特征在于：按体积份比，燃气中含有1份天然气、0.3
‑
0.35份布朗气和2.5
‑
3份的压缩空气，压缩空气的压力0.4
‑
0.8MPa。6.实现权利要求1至4中任意一项所述垃圾焚烧飞灰熔融处理工艺的系统，其特征在于：包括输送装置(1)，输送装置(1)通过搅拌机(3)连接连续式的颗粒成型机(2)，颗粒成型机(2)通过熔融炉(4)连接淬冷装置(5)；还包括第一冷却塔(6)和第二冷却塔(7)，第一冷却塔(6)连接布朗发生器(8)，第二冷却塔(7)连接淬冷装置(5)。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述熔融炉(4)包括立式的炉体(400)，炉体(400)的顶部设有烟冲(401)，炉体(400)内设有坩埚(402)，坩埚(402)的上侧形成进料区(403)，进料区(403)设有进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨珏，孙毅，冯继成，
申请(专利权)人：湖州南太湖环保能源有限公司，
类型：发明
国别省市：