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一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺

阅读：708发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种新型的S-N-P 抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，包括如下步骤：步骤一：焚烧的过程中，在焚烧炉的烟道区域直接喷射S-N-P抑制剂；步骤二：烟气通过布袋除尘器，由布袋除尘器收集焚烧产生的飞灰；步骤三：将收集的飞灰进行多次水洗并烘干，废水输送至污水处理厂；步骤四：通过机械化学法处理水洗烘干后的飞灰；步骤五：收集并处理步骤四得到的混合材料；本发明通过对垃圾焚烧产生的飞灰进行抑制剂处理，进行有效的降毒性；然后进行二次水洗操作，除掉飞灰中的大量的氯元素；再者对飞灰进行球磨操作，对金属起到一定的固化作用，使得经过上述处理后的飞灰能够变废为宝，能够作为建筑材料，运用到建设中。，下面是一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：焚烧的过程中，在焚烧炉的烟道区域直接喷射S-N-P抑制剂；
步骤二：烟气通过布袋除尘器，由布袋除尘器收集焚烧产生的飞灰；
步骤三：将收集的飞灰进行多次水洗并烘干，废水输送至污水处理厂；
步骤四：通过机械化学法处理水洗烘干后的飞灰；
步骤五：收集并处理步骤四得到的混合材料。
2.根据权利要求1所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述步骤一中的S-N-P抑制剂为硫氨磷基的阻滞剂，其中硫元素的质量分数在20-25％之间，氮元素的质量分数在25-30％之间，磷元素的质量分数在10-15％之间；在S-N-P抑制剂中还包括碳、氢、氧元素。
3.根据权利要求1所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述步骤三中多次水洗操作具体为二次水洗操作；所述二次水洗操作通过垃圾飞灰水洗脱氯装置实现；所述垃圾飞灰水洗脱氯装置包括给料仓、第一搅拌釜、第一板框压滤机、第二搅拌釜、第二板框压滤机、干燥装置以及冷却装置；在第二板框压滤机的出液口与第一搅拌釜的进液口之间设置有滤液导槽。
4.根据权利要求3所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述干燥装置上设置有抽气机、加热管、搅拌器和湿度传感器。
5.根据权利要求4所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述二次水洗操作包括：
步骤3.1：给料仓中的含水率低于1％以及粒径为0.01-400μm的飞灰通过第一飞灰滤饼出料管道加入第一搅拌釜中，同时向第一搅拌釜中加入来自第二板框压滤机的滤液，当系统刚启动时，先由进液管道向第一搅拌釜中加入清水代替，且清水与飞灰的质量比为1：2-
30，然后启动第一搅拌釜，第一搅拌釜在室温下搅拌20-100min；
步骤3.2：步骤3.1中所述的第一搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第一板框压滤机中，第一板框压滤机对内部的混合物进行固液分离，第一板框压滤机的过滤压强设置为0.5-
5MPa，第一板框压滤机的压滤时间设置为10-120分钟，第一板框压滤机将分离后的滤液经过废水输送管道送至污水处理厂处置，第一板框压滤机将分离后的飞灰滤饼经过第二飞灰滤饼出料管道送至第二搅拌釜中；
步骤3.3：经过进液管道向步骤3.2中所述的第二搅拌釜中加入清水，且清水与飞灰的质量比同步骤3.1中的质量比，然后启动第二搅拌釜，第二搅拌釜在室温条件的搅拌时间设置为20-100min，第二反应釜将搅拌所得的混合物送入第二板框压滤机进行固液分离操作，第二板框压滤机的过滤压强设置为0.5-5MPa，第二板框压滤机的压滤时间设置为10-
120min，第二板框压滤机将分离后的滤液经过滤液导槽送至第一搅拌釜中，第二板框压滤机将分离后的飞灰滤饼经过第三飞灰滤饼出料管道送至干燥装置中；
步骤3.4：步骤3.3中所述的干燥装置利用加热管对内部的飞灰滤饼进行加热干燥，此时干燥装置上的抽风机将含有水分的空气进行抽取，直到干燥装置上的湿度传感器检测到干燥装置内部的湿度低于设定值，干燥装置将飞灰滤饼通入冷却装置中；
步骤3.5：步骤3.4中所述的冷却装置对内部的飞灰滤饼进行冷却处理，直到飞灰滤饼达到室温，然后冷却装置将飞灰滤饼排出。
6.根据权利要求1所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述步骤四中的机械化学法通过球磨装置实现。
7.根据权利要求6所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述球磨装置为行星式球磨机；所述行星式球磨机包括球磨罐、磨球、行星转盘以及驱动装置；所述行星转盘为圆形盘，行星转盘设置驱动装置使行星转盘能够围绕圆心实现转动；所述球磨罐均匀分布于圆形的行星转盘的一周，球磨罐能够在行星转盘上实现自转。
8.根据权利要求7所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述球磨罐中添加球磨添加剂，所述球磨添加剂为CaO。
9.根据权利要求8所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述行星式球磨机研磨过程中球磨罐自转和公转的转速比为2:1，其中球磨罐的自转转速范围为90-810r/min，行星转盘的转速范围为45-405r/min；球磨过程中球磨罐内的氛围为空气；磨球与待球磨材料的质量比为10:1，所述待球磨材料包括球磨添加剂以及飞灰，其中球磨添加剂占待球磨材料的质量比例为15％-45％，球磨时间为6h-
10h；在球磨添加剂中还能够添加适当比例的Al。
10.根据权利要求1所述的一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，其特征在于，所述步骤五中收集并处理步骤四中产生的混合材料包括将步骤四中得到的混合材料作为建筑材料与水泥混合运用。

说明书全文

一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰

的工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及垃圾焚烧飞灰的降解，特别是涉及一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺。

背景技术

[0002] 目前焚烧垃圾占据垃圾处理的一大部分，但是垃圾在焚烧的过程中会产生大量的有害物质，其中就包括二噁英、重金属等，这些有害物质伴随焚烧产生的飞灰四处飘散。如果没有及时处理飞灰，飞灰就会随着气流传播，由于二噁英及其化合物极难降解，会在生物体内产生堆积，通过食物链关系的传递，最终会危害到人类的身体健康。因此如何在飞灰产生的过程以及飞灰产生后实现经济、高效的脱毒成为了关键所在。目前，对于飞灰的处理主要采用布袋除尘器进行捕获，但是，其一，由于飞灰的粒径较小，布袋除尘器的除尘效率往往只能达到80％，难以进行彻底的除尘；其二，对于布袋除尘器收集的飞灰往往统一进行填埋处理，由于飞灰中含有大量易渗滤的重金属，还是会对环境和人造成危害。所以如何对飞灰进行合理、高效、低成本的处置已成为行业普遍和迫切的需求。

发明内容

[0003] 本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，结构简单，使用方便。

[0004] 一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，包括如下步骤：

[0005] 步骤一：焚烧的过程中，在焚烧炉的烟道区域直接喷射S-N-P抑制剂；

[0006] 步骤二：烟气通过布袋除尘器，由布袋除尘器收集焚烧产生的飞灰；

[0007] 步骤三：将收集的飞灰进行多次水洗并烘干，废水输送至污水处理厂；

[0008] 步骤四：通过机械化学法处理水洗烘干后的飞灰；

[0009] 步骤五：收集并处理步骤四得到的混合材料。

[0010] 进一步的，所述步骤一中的S-N-P抑制剂为硫氨磷基的阻滞剂，其中硫元素的质量分数在20-25％之间，氮元素的质量分数在25-30％之间，磷元素的质量分数在10-15％之间；在S-N-P抑制剂中还包括碳、氢、氧元素。

[0011] 进一步的，所述步骤三中多次水洗操作具体为二次水洗操作；所述二次水洗操作通过垃圾飞灰水洗脱氯装置实现；所述垃圾飞灰水洗脱氯装置包括给料仓、第一搅拌釜、第一板框压滤机、第二搅拌釜、第二板框压滤机、干燥装置以及冷却装置；在第二板框压滤机的出液口与第一搅拌釜的进液口之间设置有滤液导槽。

[0012] 进一步的，所述干燥装置上设置有抽气机、加热管、搅拌器和湿度传感器。

[0013] 进一步的，所述二次水洗操作包括：

[0014] 步骤3.1：给料仓中的含水率低于1％以及粒径为0.01-400μm的飞灰通过第一飞灰滤饼出料管道加入第一搅拌釜中，同时向第一搅拌釜中加入来自第二板框压滤机的滤液，当系统刚启动时，先由进液管道向第一搅拌釜中加入清水代替，且清水与飞灰的质量比为1：2-30，然后启动第一搅拌釜，第一搅拌釜在室温下搅拌20-100min；

[0015] 步骤3.2：步骤3.1中所述的第一搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第一板框压滤机中，第一板框压滤机对内部的混合物进行固液分离，第一板框压滤机的过滤压强设置为0.5-5MPa，第一板框压滤机的压滤时间设置为10-120分钟，第一板框压滤机将分离后的滤液经过废水输送管道送至污水处理厂处置，第一板框压滤机将分离后的飞灰滤饼经过第二飞灰滤饼出料管道送至第二搅拌釜中；

[0016] 步骤3.3：经过进液管道向步骤3.2中所述的第二搅拌釜中加入清水，且清水与飞灰的质量比同步骤3.1中的质量比，然后启动第二搅拌釜，第二搅拌釜在室温条件的搅拌时间设置为20-100min，第二搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第二板框压滤机进行固液分离操作，第二板框压滤机的过滤压强设置为0.5-5MPa，第二板框压滤机的压滤时间设置为10-120min，第二板框压滤机将分离后的滤液经过滤液导槽送至第一搅拌釜中，第二板框压滤机将分离后的飞灰滤饼经过第三飞灰滤饼出料管道送至干燥装置中；

[0017] 步骤3.4：步骤3.3中所述的干燥装置利用加热管对内部的飞灰滤饼进行加热干燥，此时干燥装置上的抽风机将含有水分的空气进行抽取，直到干燥装置上的湿度传感器检测到干燥装置内部的湿度低于设定值，干燥装置将飞灰滤饼通入冷却装置中；

[0018] 步骤3.5：步骤3.4中所述的冷却装置对内部的飞灰滤饼进行冷却处理，直到飞灰滤饼达到室温，然后冷却装置将飞灰滤饼排出。

[0019] 进一步的，所述步骤四中的机械化学法通过球磨装置实现。

[0020] 进一步的，所述球磨装置为行星式球磨机；所述行星式球磨机包括球磨罐、磨球、行星转盘以及驱动装置；所述行星转盘为圆形盘，行星转盘设置驱动装置使行星转盘能够围绕圆心实现转动；所述球磨罐均匀分布于圆形的行星转盘的一周，球磨罐能够在行星转盘上实现自转。

[0021] 进一步的，所述球磨罐中添加球磨添加剂，所述球磨添加剂为CaO。

[0022] 进一步的，所述行星式球磨机研磨过程中球磨罐自转和公转的转速比为2:1，其中球磨罐的自转转速范围为90-810r/min，行星转盘的转速范围为45-405r/min；球磨过程中球磨罐内的氛围为空气；磨球与待球磨材料的质量比为10:1，所述待球磨材料包括球磨添加剂以及飞灰，其中球磨添加剂占待球磨材料的质量比例为15％-45％，球磨时间为6h-10h；在球磨添加剂中还能够添加适当比例的Al。

[0023] 进一步的，所述步骤五中收集并处理步骤四中产生的混合材料包括将步骤四中得到的混合材料作为建筑材料与水泥混合运用。

[0024] 采用本发明的有益效果是：

[0025] 本发明通过对垃圾焚烧产生的飞灰进行抑制剂处理，进行有效的降毒性；然后进行二次水洗操作，除掉飞灰中的大量的氯元素；再者对飞灰进行球磨操作，对金属起到一定的固化作用。使得经过上述处理后的飞灰能够变废为宝，能够作为建筑材料，运用到建设中。

[0026] 本发明通过多次水洗操作，对飞灰中的氯元素起到较好的脱除作用。

[0027] 本发明通过在高效节水的垃圾飞灰水洗脱氯装置中的第二板框压滤机的出液口与第一搅拌釜的进液口之间设置滤液导槽，起到水的循环利用，节约用水。

[0028] 本发明通过对飞灰进行球磨操作，并在球磨过程中采用CaO作为球磨添加剂，在固化金属的同时，还起到一定的脱氯作用。附图说明

[0029] 图1为本发明的总流程图；

[0030] 图2为本发明法兰喷枪与炉壁部分的结构示意图；

[0031] 图3为本发明的高效节水的垃圾飞灰水洗脱氯装置的结构图；

[0032] 图4为本发明中行星式球磨机的原理图；

[0033] 图5为本发明焚烧产生飞灰中的金属元素占比图；

[0034] 图6为本发明有无阻滞剂的飞灰粒径对比图；

[0035] 图7为本发明有无阻滞剂的二噁英含量分布图；

[0036] 图8为本发明有无阻滞剂的二噁英百分比含量分布图；

[0037] 图9为本发明有无阻滞剂的二噁英毒性当量分布图；

[0038] 图10为本发明不同工艺的飞灰与水泥混合物的抗折强度对比图；

[0039] 图11为本发明不同工艺的飞灰与水泥混合物的抗压强度对比图。

具体实施方式

[0040] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0041] 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

[0042] 实施例一：

[0043] 如图1所示，一种新型的S-N-P抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺，包括如下步骤：

[0044] 步骤一：焚烧的过程中，在焚烧炉的烟道区域直接喷射S-N-P抑制剂；

[0045] 步骤二：烟气通过布袋除尘器，由布袋除尘器收集焚烧产生的飞灰；

[0046] 步骤三：将收集的飞灰进行多次水洗并烘干，废水输送至污水处理厂；

[0047] 步骤四：通过机械化学法处理水洗烘干后的飞灰；

[0048] 步骤五：收集并处理步骤四得到的混合材料。

[0049] 如图2所示，在步骤一中，所述S-N-P抑制剂为硫氨磷基的阻滞剂，其中硫，氮，磷三种元素，质量分数依次在20-25％，25-30％，10-15％之间，剩余为碳、氢、氧元素。焚烧炉焚烧过程中炉膛的温度范围为400～700℃。喷射过程中采用高精度阻滞剂给料设备。所述给料设备包括加料仓、给料设备、输送管道、风机以及控制台。所述加料仓整体呈桶状，加料仓设置于给料机的正上方。由于阻滞剂的粒径较小，所以采用圆盘式给料机作为给料设备。所述圆盘式给料机能够实现小颗粒粉矿稳定、均匀的给料。所述输送管道包括进料端以及出料端。所述出料端设置型号为DN80的法兰，所述法兰用于连接出料端与法兰喷枪，出料端的法兰与法兰喷枪的连接部位设置于炉壁内。所述法兰喷枪设置于焚烧炉的炉壁内侧，法兰喷枪的喷口端延伸出炉壁，法兰喷枪的喷口端距离焚烧炉的下方受热面至少大于1m。在本实施例中，法兰喷枪的方向为斜向下方向，与竖直的炉壁保持75°夹角，法兰喷枪的喷口端朝向烟气飘来的方向，同时法兰喷枪的长度为0.6～0.8m。法兰喷枪的连接部位与炉壁的内侧的最小距离为0.25～0.3m，目的是为了减小焚烧炉内的高温对法兰喷枪以及输送管道之间连接的影响。在输送管道和给料设备之间设置给料通道，所述给料通道设置于靠近输送管道进料端的一侧，给料通道实现阻滞剂从给料设备运输到输送管道。所述风机设置于输送管道的进料端，风机的出风端朝向输送管道的出料端，风机采用罗茨风机。本实施例中，在炉壁的内侧对称设置两个法兰喷枪。所述控制台设置于加料仓的侧面，控制台包括PLC控制系统，控制台能够控制圆盘式给料机的转速，进而实现控制阻滞剂加料的快慢，适应不同情况的加料需求。随着圆盘式给料机的旋转，阻滞剂会均匀的顺着给料通道掉落到输送管道，由风机将阻滞剂分散的吹入焚烧炉内部，阻滞剂与飞灰快速的结合，实现对飞灰的高效阻滞。为了进一步的防止法兰喷枪受热而损坏，在炉壁上为法兰喷枪的开孔附近设置压缩空气接口，接口内的压力不小于0.5Map。所述压缩空气接口朝向法兰喷枪，起冷却喷枪的作用，压缩空气接口设置独立开关，能够及时实现对喷枪的降温。S-N-P抑制剂主要能够降低飞灰中二噁英的毒性当量。

[0050] 在步骤二中，由于添加S-N-P抑制剂，阻滞剂与飞灰中的重金属反应，生成对应的络合物，进而吸附在飞灰上，增大飞灰的粒径，进而实现布袋除尘器更好的除尘效果。

[0051] 如图3所示，在步骤三中，为了减少飞灰中氯元素的含量，对飞灰进行多次水洗操作。所述飞灰的二次水洗通过高效节水的垃圾飞灰水洗脱氯装置实现，所述高效节水的垃圾飞灰水洗脱氯装置采用多级水洗，循环利用水的方法，在本实施例中采用二次水洗的方法，水洗除氯彻底，经济效益高。

[0052] 高效节水的垃圾飞灰水洗脱氯装置包括给料仓1、第一搅拌釜2、第一板框压滤机3、第二搅拌釜4、第二板框压滤机5、干燥装置6以及冷却装置7。所述给料仓1和第一搅拌釜2的进料口设置有第一飞灰滤饼出料管道8。所述第一搅拌釜2的出料口与第一板框压滤机3的进料口之间设置有第一固液混合管道9。所述第一板框压滤机3的出料口与第二搅拌釜4的进料口之间设置有第二飞灰滤饼出料管道10。所述第二搅拌釜4的出料口与第二板框压滤机5的进料口之间设置有第二固液混合管道11。所述第二板框压滤机5的出液口与第一搅拌釜2的进液口之间设置有滤液导槽12。在第二板框压滤机5的出料口与干燥装置6的进料口之间设置有第三飞灰滤饼出料管道13，所述干燥装置6的出料口连接冷却装置7，给料仓1中的飞灰依次通过第一搅拌釜2、第二搅拌釜4进行二次水洗，可反复溶解飞灰中氯的化合物，提高飞灰中氯元素的去除率。由于第一搅拌釜2可以对来自第二板框压滤机5的滤液进行重复利用，提高了水资源的利用率，节约用水；通过设置干燥装置6和冷却装置7，可以对第二板框压滤机5排出的飞灰滤饼进行干燥和冷却处理，极大的缩短了飞灰滤饼的干燥时间。

[0053] 所述第一板框压滤机3的出液口设置有废水输送管道14，废水输送管道14的另一端连接到污水处理厂，能够将溶解有氯元素化合物的有害液体及时处理。第一搅拌釜2和第二搅拌釜4的进液口上均设置有进液管道15，所述进液管道15的一端连接水泵的出水端。所述干燥装置6上设置有抽气机、加热管、搅拌器和湿度传感器，能够更好的对飞灰滤饼实现干燥的操作。第一搅拌釜2和第二搅拌釜4的规格相同，且第一板框压滤机3和第二板框压滤机5规格相同。给料仓1中的飞灰依次通过第一搅拌釜2和第二搅拌釜4进行多级水洗，可反复溶解飞灰中氯盐，提高飞灰中氯盐去除率，由于第一搅拌釜2可以对来自第二板框压滤机5的滤液进行重复利用，提高了水资源的利用率，节约用水，通过干燥装置6和冷却装置7，可以对第二板框压滤机5排出的飞灰滤饼进行干燥和冷却处理，极大的缩短了飞灰滤饼的干燥时间，本发明采用多级水洗对飞灰中的氯盐进行反复溶解，提高飞灰中的氯盐去除率，且第二板框压滤机5排出的飞灰滤饼增加了干燥和冷却处理，极大的缩短了飞灰滤饼的干燥时间，另外还可以对水资源进行多级利用。

[0054] 所述飞灰的二次水洗操作包括如下步骤：

[0055] 步骤3.1：给料仓1中的含水率低于1％以及粒径为0.01-400μm的飞灰通过第一飞灰滤饼出料管道8加入第一搅拌釜2中，同时向第一搅拌釜2中加入来自第二板框压滤机5的滤液，当系统刚启动时，先由进液管道15向第一搅拌釜2中加入清水代替，且清水与飞灰的质量比为1：2-30,然后启动第一搅拌釜2，第一搅拌釜2在室温下搅拌20-100min；在本实施例中清水与飞灰的质量比为1:2；

[0056] 步骤3.2：步骤3.1中所述的第一搅拌釜23将搅拌所得的混合物送入第一板框压滤机3中，第一板框压滤机3对内部的混合物进行固液分离，第一板框压滤机3的过滤压强设置为0.5-5MPa，第一板框压滤机35的压滤时间设置为10-120分钟，第一板框压滤机3将分离后的滤液经过废水输送管道送至污水处理厂处置，第一板框压滤机3将分离后的飞灰滤饼经过第二飞灰滤饼出料管道10送至第二搅拌釜4中；

[0057] 步骤3.3：经过进液管道15向步骤3.2中所述的第二搅拌釜4中加入清水，且清水与飞灰的质量比同步骤3.1中的质量比，在本实施例中为1：2，然后启动第二搅拌釜，第二搅拌釜在室温条件的搅拌时间设置为20-100min，第二搅拌釜将搅拌所得的混合物送入第二板框压滤机5进行固液分离操作，第二板框压滤机5的过滤压强设置为0.5-5MPa，第二板框压滤机5的压滤时间设置为10-120min，第二板框压滤机5将分离后的滤液经过滤液导槽12送至第一搅拌釜2中，第二板框压滤机5将分离后的飞灰滤饼经过第三飞灰滤饼出料管道13送至干燥装置6中；

[0058] 步骤3.4：步骤3.3中所述的干燥装置6利用加热管对内部的飞灰滤饼进行加热干燥，此时干燥装置6上的抽风机将含有水分的空气进行抽取，直到干燥装置6上的湿度传感器检测到干燥装置6内部的湿度低于设定值，干燥装置6将飞灰滤饼通入冷却装置7中；

[0059] 步骤3.5：步骤3.4中所述的冷却装置7对内部的飞灰滤饼进行冷却处理，直到飞灰滤饼达到室温，然后冷却装置7将飞灰滤饼排出。

[0060] 如图4所示，在步骤四中，目前流行的对飞灰的处理包括热处置法以及非热处置法，其中热处置法包括熔融玻璃化法以及烧结法；非热处置法包括水泥固化法、化学稳定法、生物/化学浸提法以及机械化学法。综合考虑本实施例采用机械化学法处置飞灰。所述机械化学法为通过研磨罐、样品以及研磨体三者发生碰撞而引起反应。本实施例中为了检测球磨后的飞灰的毒性等性质的变化，故采用小型的行星式球磨机实现对飞灰的球磨操作，在实际的生产过程中能够使用更大的球磨装置实现球磨操作。所述行星式球磨机包括球磨罐、磨球、行星转盘以及驱动装置。所述新型转盘为圆形盘，行星转盘设置驱动装置使行星转盘能够围绕圆心实现转动。所述球磨罐可以为四个，四个球磨罐均匀且对称分布于圆形的行星转盘的一周，球磨罐能够在行星转盘上实现自转。本实施例中采用不锈钢材质的磨球以及球磨罐进行研磨，同时在球磨罐中添加球磨添加剂—CaO，作为机械化学降解脱氯剂，采用CaO除了能够发生化学反应外还能够进行辅助研磨，对重金属进行进一步的固化。所述磨球设置于球磨罐内，能够在球磨罐的内部空间自由动作。需要注意的是在进行球磨的过程中要求四个球磨罐中每个球磨罐的磨球以及待球磨材料的总质量一致，保证行星式球磨机的稳定运行。

[0061] 在实施过程中，球磨罐在行星转盘上随着行星转盘转动的同时还进行自转，由于离心力的作用，磨球会在球磨罐内不断滚动，进而研磨同处在球磨罐内的飞灰滤饼。行星式球磨机研磨时要求球磨罐自转和公转的转速比为2:1，其中球磨罐的自转转速范围为90-810r/min，行星转盘的转速范围为45-405r/min。在本实施例中选取球磨罐的自转转速为
600r/min，则行星转盘的转速为300r/min，球磨过程中球磨罐内的氛围为空气，磨球与待球磨材料的质量比为10:1，所述待球磨材料包括球磨添加剂以及飞灰，其中球磨添加剂占待球磨材料的质量比例为15％-45％，球磨时间为6h-10h。为了进一步提升重金属的固化，在球磨添加剂中还能够添加适当比例的Al。需要注意的是待球磨材料加上磨球的体积不能够超过球磨罐容积的2/3。

[0062] 在步骤五中，处理混合材料的方法包括将步骤四得到的混合材料作为建筑材料与水泥混合运用。在步骤四中对研磨添加剂以及飞灰的混合物进行充分的研磨后得到的混合物中含有大量的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO等水泥类物质，成分组成与水泥生产的原料相近。由于未经步骤一到步骤四处理的飞灰，也就是简单的通过布袋除尘器收集的飞灰中含有大量的化学性质活跃的氯元素化合物，会腐蚀建筑中个钢筋等金属材料，同时未固化的重金属会发生渗滤以及PCDD/Fs也会造成二次污染，对长期处于该环境内工作的人员产生健康上的危害，所以需要经过步骤一到四的处理。

[0063] 实验数据记录及分析：

[0064] 为了验证本发明的可行性，进行了一系列实验和测试，并将测试结果以图表的形式进行展示。

[0065] 如图5-6所示，在使用阻滞阻滞剂前，飞灰中粒径主要集中在10-100μm，而使用硫氨磷基阻滞剂后粒径明显变大，说明使用该阻滞剂后飞灰表面发生了一系列物理和化学变化。由于硫氨基阻滞剂会分解产生SO2和NH3，其中SO2能同飞灰表面的重金属反应生成硫酸盐，而NH3易与HCl生成NH4Cl后再与重金属生成对应的络合物，然后随烟气冷却时粘附在飞灰上，从而使粒径变大。飞灰的粒径变大，能够增加飞灰被布袋除尘器捕获的概率。

[0066] 此外，飞灰粒径与PCDD/Fs生成和阻滞存在关联。在PCDD/Fs生成方面，一定区间内，PCDD/Fs生成随飞灰粒径的减少而增加。当飞灰的粒径小于37μm时，PCDD/Fs的生成能力最强，而当飞灰的粒径大于177μm时，PCDD/Fs的生成能力最弱。在阻滞PCDD/Fs方面，粒径较大的飞灰阻滞效果比粒径较小的飞灰好。由于PCDD/Fs偏向于集中在小粒径颗粒上，所以阻滞效果受粒径的影响很大。

[0067] 如表1所示，表1是使用硫氨磷基阻滞前后飞灰中PCDD/Fs毒性当量变化情况。飞灰中PCDD/Fs毒性当量从2.31ng I-TEQ/g降至0.23ng I-TEQ/g，阻滞率为90.0％，说明硫氨磷基阻滞剂能高效的降解飞灰中的PCDD/Fs。

[0068] 表1阻滞前后飞灰中二噁英毒性当量

[0069]采样点无阻滞剂有阻滞剂
飞灰毒性当量(ng I-TEQ/g) 2.31 0.20

[0070] 如图7-8所示，为进一步了解硫氨磷基阻滞剂对飞灰中PCDD/Fs的阻滞效果，对阻滞前后飞灰中17种有毒PCDD/Fs含量及毒性当量分布情况进行研究。结合附图不难看出，使用硫氨磷基阻滞剂后，对于PCDD/Fs的阻滞效果明显，17种有毒PCDD/Fs含量都降低至原先的1/10左右。阻滞剂对1234678-HpCDF阻滞效果最好，达到96.1％。对1234678-HpCDD阻滞效果最差，阻滞效率为84.5％。同时，值得注意的是，虽然阻滞剂对17种有毒PCDD/Fs含量都有较好效果，但还是存在一定的差异。阻滞剂对PCDDs阻滞相对不明显，OCDD所占百分比从29.6％增至39.7％，1234678-HpCDD所占百分比从21.3％增至28.9％。而阻滞剂对飞灰中的PCDFs阻滞明显，特别是1234678-HpCD所占百分比从12.6％降至4.29％。说明阻滞剂能有效阻滞PCDFs的再合成，并且促使PCDFs的脱氯降解，但同时也会促使低氯代PCDD向高氯代PCDD转化。

[0071] 如图9所示，从图9中可以得出，硫氨磷基阻滞剂对17种有毒PCDD/Fs毒性当量阻滞效果明显且效果相当。

[0072] 如表2所示，表2是使用硫氨磷基阻滞前后飞灰中PCDD/Fs重金属的浸出浓度。

[0073] 表2阻滞前后飞灰中重金属的浸出浓度

[0074] 醋酸缓冲法HJ/T300-2007 Cd Cr Ni Cu Pb Zn pH填埋标准(mg/L) 0.15 1.5 0.5 40 0.25 100 2～12.5
原始飞灰(mg/L) 0.63 0.72 0.43 11.94 1.02 55.20 6.0
阻滞飞灰(mg/L) 0.41 0.66 0.40 9.45 0.68 35.73 7.2
固化率(％) 34.92 8.33 6.98 20.85 49.02 35.27 /

[0075] 从表2中可以看出硫氨磷基阻滞剂对飞灰中部分重金属也起到一定的固化作用，其中Pb固化效果最好，达到49.02％。另外，阻滞剂对Cd、Cu、Zn也有一定的固化作用，但Cd和Pb仍大幅超过填埋标准，还需要对阻滞后的飞灰进一步处理。

[0076] 如表3所示，表3为飞灰水洗后氯元素的脱除率。

[0077] 表3飞灰一次水洗后与二次水洗后氯元素的脱除率

[0078]水洗次数液固比原始灰氯含量水洗质量损失干灰氯含量氯去除率
一次水洗 2 21.04％ 21.3％ 12.65％ 52.69％
二次水洗 2 21.65％ 36.0％ 5.56％ 83.56％

[0079] 从表3中能够得出，将飞灰经过水洗，能够有效脱除飞灰中的氯元素，采用本发明所述工艺在液固比分别为2:1的条件下，飞灰中氯去除率分别为83.56％，而不采用本发明工艺在相同液固比条件下，飞灰中氯去除率仅为52.69％；因此，本发明提供的二次水洗对生活垃圾焚烧飞灰中的氯具有更为高效的去除效果，而且可以大大减少用水量，降低处置成本。经过后续研究发现随着固液比的增大，飞灰中的氯的去除率也会随之增加，在固液比为6:1的时候甚至能够达到97.01％的氯的去除率。

[0080] 如表4所示，本实施例中采用CaO作为球磨添加剂。其中，工况0为经过水洗烘干，但是未进行机械化学法处置前的飞灰，工况1为对照组不添加CaO，而在工况2-4中，分别添加15％，30％，45％CaO，以此来研究机械化学法对阻滞后飞灰的脱毒效果以及CaO作为添加剂对重金属的固化作用。

[0081] 表4球磨实验工况

[0082]

[0083]

[0084] 在球磨实验中，磨球和磨罐材质均为不锈钢，磨罐自转转速为600rpm，公转转速为300rpm，球磨气氛为空气，球料质量比为10:1，自转公转转速比为2:1。球磨反应时长为10h，其中6h的时候取样一次，分别测定6h和10h的PCDD/Fs浓度。

[0085] 如表5所示，表5为IFA0在不同工况下PCDD/Fs毒性当量的变化情况。

[0086] 表5不同工况下二噁英毒性当量

[0087] 工况 IMFA1 IMFA2 IMFA IMFA0h 229.53 - - -
6h 224.53 178.30 123.00 82.44
10h 204.59 133.78 103.37 55.82

[0088] 单位：pg I-TEQ/g

[0089] 从表5中能够看出在未添加球磨添加剂—CaO时，球磨6h后二噁英降解率很低。即使增加球磨时间至10h，降解率也才10.9％。当添加质量分数为15％的CaO进行球磨6h后，PCDD/Fs降解效果有所提升，升至22.3％。当球磨10h后，降解率达到35.4％。当CaO添加比例为45％，球磨时间为10h后，降解效率最高，飞灰中毒性当量从229.53pg I-TEQ/g降低至55.82pg I-TEQ/g，降解率为75.6％。说明一定量的CaO可以较好的促进机械化学法降解飞灰中PCDD/Fs且降解率随着球磨添加剂添加比例增高和球磨时间增长而提高。

[0090] 如表6所示，表6为五种不同工况下(IFA0、IMFA1、IMFA2、IMFA3、IMFA4)重金属的浸出浓度。

[0091] 表6阻滞技术耦合机械化学法处置后飞灰中重金属的浸出浓度

[0092]

[0093]

[0094] 注：1)ND表示未检出

[0095] 从表6中可以看出，耦合机械化学处置后，飞灰中重金属的浸出浓度都有不同程度的减少，说明耦合机械化学能够有效固化经过阻滞剂阻滞后飞灰中的重金属。在不添加球磨添加剂—CaO时，也就是在IMFA1中，经过机械化学耦合处置后，Ni含量不但未减少反而有所增加，这可能是由磨球或者罐壁的磨损而导致Ni的含量增加。此外，Cd仍然超出填埋标准。当添加15％的CaO，飞灰中各重金属的浸出浓度都低于填埋标准，说明CaO对固化飞灰中的重金属有非常好的固化作用。

[0096] 如表7所示，表示五种不同工况的飞灰(IFA0、IMFA1、IMFA2、IMFA3、IMFA4),在经过均匀及干燥后，按照表7所示的混合比例添加进行混合添加。其中OPC表示水泥在飞灰与水泥的混合物中所占的质量分数。

[0097] 表7水泥与飞灰混合百分比

[0098]

[0099] 将上述比例混合的飞灰与水泥的混合物，按照GB/T17671-1999要求制作水泥胶砂试块(水泥：标准砂：水＝2:6:1)，其中所用到的水都是二级超纯水。在混合过程中发现，飞灰吸水量比水泥大，需根据飞灰比例变化对水的量做一定的调整。待混合完全后倒入2cm x 2cm x 2cm的磨具中成型，模具随后置于20±1℃的水浴中储存3d和28d进行养护，之后测定其3d和28d的抗折强度以及抗压强度。测完28d强度后的样品磨碎之后用于重金属渗滤检测。

[0100] 如图10-11所示，对于所有的水泥胶砂试块，28d的抗折和抗压强度均大于3d的抗折和抗压强度，而且他们的机械强度性能随着飞灰添加量的增加而变差。相比不添加飞灰的水泥胶砂试块，IFA0添加量为35％时，极大地降低了水泥胶砂试块的抗折和抗压强度，28d的抗折和抗压强度分别从9.3MPa和64.8MPa下降到5.6MPa和22.3MPa，分别下降39.8％和65.6％，可见原始飞灰对水泥胶砂试块的强度影响很大。添加相同比例但经过水洗球磨处置后的IMFA1时，水泥胶砂试块强度得到了一定提升，其28d的抗折及抗压强度分别为
6.2MPa和32.4MPa。当添加相同比例但经过水洗和CaO球磨10h后的IMFA2时，水泥胶砂试块强度提升明显，其28d的抗折及抗压强度分别为7.9MPa和45.7MPa。当添加35％的IMFA3时，效果最好，其28d的抗折及抗压强度分别为8.2MPa和51.6MPa，抗折强度达到纯水泥胶砂试块的88.2％，抗压强度达到纯水泥胶砂试块的79.6％，即使飞灰的添加比例上升至65％时，其28d的抗折及抗压强度也能达到7.4MPa和43.5MPa，说明经过耦合处置后，IMFA3性能得到了很大的提升。但当添加35％的IMFA4时，强度却低于IMFA2和IMFA3的水泥胶砂试块，其28d的抗折及抗压强度只有6.1MPa和32.7MPa。

[0101] 综上所述，阻滞技术耦合机械化学法处置后的飞灰强度得到了明显的提升，合理的预处理比如对飞灰进行水洗操作以及适量的球磨添加剂进行球磨操作可以大大改善飞灰特性，使其性能接近水泥。

[0102] 如表8所示，表8表示不同工况水泥胶砂试块重金属浸出浓度。

[0103] 表8不同工况水泥胶砂试块重金属浸出浓度

[0104]

[0105]

[0106] 注：1)单位，mg/L；2)ND表示未检出

[0107] 从表8中能够看出，所有工况重金属的渗滤很少，也就是说水泥对重金属本身就具有很好的固化效果。同时，在SN3-SN5中大部分金属浓度已经接近纯水泥胶砂试块浸出浓度，而SN6-SN11中部分浸出浓度甚至比纯水泥胶砂试块还低，也就是说阻滞技术耦合机械化学法处置后的飞灰完全可用于建材中，如水泥原料、混凝土等。

[0108] 以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

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