一种城市垃圾焚烧炉渣资源化利用方法技术

本发明专利技术属于环保方法领域；具体地说，属于城市垃圾焚烧炉渣处理方法领域。一种城市垃圾焚烧炉渣资源化综合利用方法，其特征是：将垃圾焚烧炉渣原料经过去除金属和筛分预处理后，送入钢球磨中进行粉碎，然后再用微粉风选机根据颗粒大小分选，分选得来的粗颗粒被送回钢球磨中继续粉碎，而细炉渣粉则随风选机的排风一起进入布袋式除尘器中，细炉渣粉被收集起来作为成品。本发明专利技术改变了炉渣仅作为路基材料或制砖材料的应用现状，作为炉渣的资源化利用的一种新途径，提高了炉渣的经济附加值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保方法领域；具体地说，属于城市垃圾焚烧炉渣处理方法领域。
技术介绍
垃圾焚烧是城市生活垃圾无害化处理的有效方法之一，但是我国城市生活垃圾中有机物质所占比例少，无机物质所占比例偏大，其中砂土类就占到垃圾总量20％～30％。因此，焚烧后出渣量大，占垃圾焚烧量的15％～30％。大量的炉渣如果堆放或填埋将占用大量土地，还将产生粉尘等二次污染，达不到完全资源化、无害化和减量化的垃圾处置目标。国外近年来对垃圾焚烧炉渣的资源化综合利用研究主要集中在路基材料以及建筑砌块骨料方面。国内也开展了炉渣用作免烧道路砖原材料的研究，并开始获得实际应用。固体矿渣微细化技术是是近年来发展的一种新型矿渣精细加工技术。其主要优点是通过物理作用提高矿渣的细度或比表面积，从而激发或增加矿渣颗粒的活性就可达到提高矿渣利用率和利用水平的目标。在目前的实际应用中，矿渣微细化技术仅在钢铁行业的粒化高炉矿渣加工领域获得应用。由于城市垃圾焚烧炉渣在物理化学成分、工程性能等方面与粒化高炉矿渣存在较大差异(有关两者差异情况的实验数据见表1-表3)。已有的矿渣微细化技术无法适应垃圾焚烧炉渣的微细化加工要求。另外，现有的矿渣微细化技术普遍存在着设备投资高、产品质量不稳定且经济附加值较低，以及加工能耗偏高等问题。表1 城市垃圾焚烧炉渣池与粒化高炉矿渣的物理成分对比表 表2 城市垃圾焚烧炉渣池与粒化高炉矿渣的化学成分对比表 表3 城市垃圾焚烧炉渣池与粒化高炉矿渣的工程性能对比表
技术实现思路
本专利技术旨在从垃圾焚烧炉渣自身特性着手，增加简单的预处理工序和细粉精选工序，达到提高炉渣的细度，激发其火山灰活性，尽可能降低炉渣微细化加工的能耗水平，最大程度提高炉渣的综合利用率的目的。同时采用合理的设备配置，在完成上述处理的情况下，降低设备成本。本专利技术的目的是这样实现的一种城市垃圾焚烧炉渣资源化综合利用方法，其特征是将垃圾焚烧炉渣原料经过去除金属和筛分预处理后，送入钢球磨中进行粉碎，然后再用微粉风选机根据颗粒大小分选，分选得来的粗颗粒被送回钢球磨中继续粉碎，而细炉渣粉则随风选机的排风一起进入布袋式除尘器中，细炉渣粉被收集起来作为成品。所述的城市垃圾焚烧炉渣资源化综合利用方法，在预处理输送过程中，采用带式除铁器、滚筒式除铁器进行双重磁力除铁，然后再用振动筛进行筛分，最后利用涡电流金属分选机，将炉渣中的有色金属分选出来。所述的城市垃圾焚烧炉渣资源化综合利用方法，采用钢球磨将颗粒状的炉渣原料粉磨至比表面积在200m2/kg～300m2/kg的粉状炉渣。通过粒度分布实验及成分分析实验得出结论，垃圾焚烧炉渣是由熔渣、砖块、玻璃、陶瓷、石头、金属和有机质等组成，各组分在不同粒级中含量是不同的。由于炉渣主要物理组分质地坚硬，因而炉渣作为建筑材料使用时能够满足强度要求。炉渣中还含有少量的黑色金属，主要是铁皮、铁钉和铁盖。有色金属如铝等含量极低。炉渣粒度分布较均匀，粒度小于20mm的占85％以上。炉渣的易磨性指数为18.3kwh/t，属于易磨性较差的物料，因此必须采取特殊的粉磨工艺和设备才可保证微细化加工的要求。炉渣中铝含量虽然极低，但炉渣在建筑材料应用过程中由于铝和碱反应产生氢气而存在破坏建材的可能性。铁等大颗粒金属可能会破毁施工设备，对施工的危害较大，也应该尽可能地除去。基于粒度分布实验及炉渣的易磨性实验结论，首先将炉渣中的金属分离去除后，将炉渣喂入粉磨设备进行粉碎，最后再由分选设备将满足细度要求的炉渣粉分选出来作为成品。该成品即为炉渣微细粉，可直接替代部分水泥生产混凝土或作为水泥混合材使用，也可作为建筑砌块的固化剂使用。金属的去除方法在炉渣的输送过程中，采用带式电磁除铁器和滚筒永磁除铁器对胶带输送机上的炉渣进行磁力除铁，可将绝大部分大块废铁和部分铁屑去除。利用涡电分选机，将炉渣中的非铁金属分选出来。经过金属分离处理的炉渣，再经过筛分处理后，喂入钢球磨机中进行粉碎处理，出磨炉渣粉的85％(质量百分比)粒径小于或等于45μm，比表面积为300m2/kg。出磨炉渣粉被送入微粉风选机进行分选，微粉风选机分选出的粗炉渣粉12％(质量百分比)粒径小于或等于45μm，比表面积为200m2/kg。微粉风选机分选出的细炉渣粉96％(质量百分比)粒径小于或等于45μm，比表面积可达480m2/kg以上。粗炉渣粉返回钢球磨机中重新进行粉碎和研磨。细炉渣粉随风选机的排风一起进入布袋式除尘器中，细炉渣粉在此被收集起来作为成品。现有微粉风选机型号为TEDA-900。通过调整微粉风选机的转子转速，可以实现对分选产品粒度的控制。微粉风选机对物料的分选机理当微粉风选机内的鼠笼型分级转子旋转时，粗颗粒在离心力的作用下向转子外缘运动，而细颗粒在空气作用下作逆向运动，从而实现对物料的分选作用。按此原理，当转速提高时，离心作用增强则分选出的细颗粒的平均粒度下降，降低转速则相反，转子转速与分选出的细颗粒细度间存在线性关系，具体实验数据见表4和表5。粗颗粒物料在微粉风选机下部排出，可直接收集；细颗粒物料从微粉风选机上部随气流一起排出，需设高效袋式除尘设备，将细颗粒捕集下来。表4 转子转速与分选出的细颗粒细度的对应关系实验 注微粉风选机型号为TEDA-800，细颗粒细度用比表面积表示。表5 转子转速与分选出的细颗粒细度的对应关系实验 注微粉风选机型号为TEDA-900，细颗粒细度用比表面积表示。预先通过易磨性实验和成分分析实验，确定一批原料炉渣的易磨性情况和活性成分含量，确定出需要分选出的细颗粒粒径(一般以≤45μm为标准)，将经过钢球磨机粉碎和微粉风选机分选后的炉渣微细粉，送交混凝土搅拌站作为水泥替代品或送交水泥生产厂作为水泥混合材使用。微粉风选机的原理为离心逆流式分级原理，即风选机设备内部的笼型转子旋转时，粗颗粒在离心力的作用下向转子外缘运动，而细颗粒在空气作用下作逆向运动，从而实现粗细颗粒的分离作用。通过调整转子转速，来改变离心力作用与空气作用之间的平衡关系，可以实现对分选产品粒度的控制，即提高转速则分选出的细颗粒的平均粒度下降，降低转速则相反。细粉和粗粉分别微粉风选机上部和下部排出，分别收集即可。效果的检验标准就是炉渣微粉的比表面积，具体测定方法见GB8074-87《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》。正常情况下，炉渣微粉的活性与其比表面积存在相关性，比表面积越高则活性越强，比表面积低则相反。因此生产实践中，主要通过检测炉渣微粉的比表面积来控制生产运行情况。由于钢球磨仅具有粉碎物料的功能，对出磨物料细度的控制不灵敏也不精确。尤其当产品细度要求达到一定细度时，钢球磨内将有大量细粉聚集，在研磨介质和大颗粒物料之间形成缓冲层，严重影响大颗粒物料的进一步粉碎，使磨机的粉磨效率大幅度降低。采用微粉风选机则可将满足要求的细粉及时分选出来，可以避免上述问题的发生，同时还可以实现对物料细度的灵敏和精确控制，不但保证了产品质量，而且提高了粉磨效率，降低了炉渣的加工能耗和处理成本，具有良好的经济和社会效益。本专利技术与现有技术相比的有益效果是将炉渣加工成微粉后，其火山灰活性得到激发，因此可部分替代水泥生产混凝土或作为混合材生产水泥，改变了炉渣仅作为路基材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市垃圾焚烧炉渣资源化综合利用方法，其特征是：将垃圾焚烧炉渣原料经过去除金属和筛分预处理后，送入钢球磨中进行粉碎，然后再用微粉风选机根据颗粒大小分选，分选得来的粗颗粒被送回钢球磨中继续粉碎，而细炉渣粉则随风选机的排风一起进入布袋式除尘器中，细炉渣粉被收集起来作为成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高亮，张景辉，高建东，郭冏，杨忆楠，郭谦，赵恩健，纪涛，张国立，
申请(专利权)人：天津泰达环保有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]