一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺 |
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| 申请号 | CN202410083829.6 | 申请日 | 2024-01-19 | 公开(公告)号 | CN117862192A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 广西中玻新材料科技集团有限公司; | 发明人 | 张巧波; 陈黎东; 张锦彬; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，属于环保技术领域，本发明将生活垃圾进行干燥处理，得到干燥生活垃圾；然后将其进行 热解 ，得到热解气和残炭；将热解气进行燃烧处理，得到高温烟气；使用生活垃圾干燥处理产生的 水 蒸汽 对飞灰进行水洗处理，然后将水洗飞灰、残炭和粘结剂混合得到球料；对球料和高温烟气进行高温熔融处理，得到 熔渣 和烟气，熔渣经成纤系统被离心及喷吹 拉丝 成 纤维 。本发明技术方案中，使用干燥处理产生的水蒸汽对垃圾飞灰进行水洗脱氯，不仅提高了可溶性氯盐的回收率，还明显降低了水洗用水量；利用高温烟气作为热解用热源和飞灰高温熔融用热源，同时热解产生的残炭作为高温熔融过程的 燃料 ，从而显著降低了处理成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，其特征在于：包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺技术领域[0001] 本发明属于环保技术领域，具体地，涉及一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺。 背景技术[0002] 随着城市规模的不断扩大，城市生活垃圾日益增加，而垃圾的无害化处理也越来越得到人们的重视。目前垃圾的处理方法大致可分为三种，即填埋、焚烧、堆肥，其中垃圾焚烧处理能产生大量热能用于发电，实现了垃圾能源化的转化，但垃圾在焚烧过程中会产生垃圾飞灰，垃圾飞灰中含有易浸出的重金属污染物和有毒物质二噁英，如果不对其进行有效处理，会对环境造成二次污染，对人类健康造成不利影响。 [0003] 现有的垃圾飞灰处理方式主要包括填埋、高温熔融以及水泥固化等方法；其中，填埋法会占用大量土地；水泥固化法存在水溶性氯盐和重金属浸出的问题；经高温熔融法处理的垃圾飞灰，二噁英因高温被分解，同时重金属被固化稳定在熔渣中，飞灰熔渣也可作为建筑材料，达到资源的综合利用，但高温熔融过程需要消耗大量能量，飞灰水洗脱氯过程也耗费了大量水资源，处理成本较高。因此，亟需提供一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，将生活垃圾干燥过程产生的水蒸汽对垃圾飞灰进行水洗处理，使得垃圾飞灰和水蒸汽充分接触，加速垃圾飞灰中的可溶性氯盐的溶出，不仅提高了可溶性氯盐的回收率，还明显降低了水洗用水量，水蒸汽也得到了充分利用。本发明还以生活垃圾热解产生得残炭作为垃圾飞灰高温熔融过程的燃料，热解气燃烧产生的高温烟气作为垃圾飞灰高温熔融过程的热源，显著降低了处理成本。 [0005] 本发明要解决的技术问题：经高温熔融法处理的垃圾飞灰，二噁英因高温被分解，同时重金属被固化稳定在熔渣中，飞灰熔渣也可作为建筑材料，达到资源的综合利用，但高温熔融过程需要消耗大量能量，飞灰水洗脱氯过程也耗费了大量水资源，处理成本较高。 [0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： [0007] 一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，包括以下步骤： [0008] A1、将预处理后的生活垃圾进行干燥处理，得到干燥生活垃圾；然后将干燥产生的水蒸汽输送至垃圾飞灰水洗装置中，利用水蒸汽对垃圾飞灰进行水洗处理； [0009] 生活垃圾中含有大量水分，在热解处理前需要先进行干燥处理。目前生活垃圾干燥处理后产生的水蒸汽会直接进入水蒸汽冷凝系统进行回收利用，而本发明将干燥处理产生的水蒸汽导入垃圾飞灰水洗装置中，有效利用了水蒸汽的热量和较强渗透性，使垃圾飞灰和水蒸汽充分接触，加速垃圾飞灰中的可溶性氯盐的溶出，不仅提高了可溶性氯盐的回收率，还明显降低了水洗用水量，水蒸汽也得到了充分利用，从而降低了处理成本。 [0010] 进一步地，步骤A1中，预处理包括生活垃圾分拣和粉碎。 [0011] 进一步地，步骤A1中，干燥生活垃圾的含水率低于20％。 [0012] A2、将干燥生活垃圾输送至热解气化炉中进行热解，得到热解气和残炭；将热解气输送至燃烧炉中进行燃烧处理，得到高温烟气；高温烟气的一部分返回热解气化炉中作为热解用热源，高温烟气的另一部分输送至高温熔融炉作为高温熔融用热源； [0013] 进一步地，步骤A2中，热解温度为750‑900℃。 [0014] 进一步地，步骤A2中，燃烧炉的温度为1000‑1200℃。 [0015] A3、将垃圾飞灰输送至垃圾飞灰水洗装置中，再输入步骤A1产生的水蒸汽进行水洗处理；再向垃圾飞灰水洗装置中输入水，继续水洗；最后进行固液分离，得水洗飞灰和水洗液； [0017] 进一步地，步骤A3中，水蒸汽和垃圾飞灰的质量比为0.2‑0.35：1。 [0018] 进一步地，步骤A3中，水和垃圾飞灰的质量比为0.7‑1：1。 [0019] A4、将水洗飞灰、步骤A2产生的残炭和粘结剂混合，挤压成团，干燥，得到球料； [0020] 进一步地，步骤A4中，水洗飞灰、残炭和粘结剂的质量比为100：(15‑40)：(10‑25)。 [0022] 进一步地，步骤A4中，球料的粒径为4‑10mm。 [0024] 上述操作过程中，以高温烟气作为高温熔融过程的热源，以生活垃圾热解过程产生的残炭作为燃料，无需外部热源，节约了成本。飞灰在高温熔融过程中，二噁英被高温分解，同时重金属被固化稳定在纤维中，得到的纤维可以作为建筑材料，实现了飞灰的资源化利用。 [0025] 进一步地，步骤A5中，高温熔融处理的温度为1200‑1600℃，高温熔融处理的时间为20‑40min。 [0026] 本发明的有益效果： [0027] (1)本发明技术方案中，将干燥处理产生的水蒸汽导入垃圾飞灰水洗装置中，有效利用了水蒸汽的热量和较强渗透性，使垃圾飞灰和水蒸汽充分接触，加速垃圾飞灰中的可溶性氯盐的溶出，不仅提高了可溶性氯盐的回收率，还明显降低了水洗用水量，水蒸汽也得到了充分利用，从而降低了处理成本。 [0028] (2)本发明技术方案中，以生活垃圾热解产生得残炭作为垃圾飞灰高温熔融过程的燃料，热解气燃烧产生的高温烟气作为垃圾飞灰高温熔融过程的热源，显著降低了处理成本。飞灰在高温熔融过程中，二噁英被高温分解，同时重金属被固化稳定在纤维中，得到的纤维可以作为建筑材料，实现了飞灰的资源化利用。 具体实施方式[0029] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0030] 实施例1 [0031] 一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，包括以下步骤： [0032] A1、将生活垃圾分拣，剔除不可燃垃圾并回收金属，然后对剩下的生活垃圾进行粉碎，得到预处理后的生活垃圾；对预处理后的生活垃圾进行干燥处理，得到含水率低于20％的干燥生活垃圾；然后将干燥产生的水蒸汽输送至垃圾飞灰水洗装置中，利用水蒸汽对垃圾飞灰进行水洗处理； [0033] A2、将干燥生活垃圾输送至热解气化炉中在750℃下进行热解，得到热解气和残炭；将热解气输送至燃烧炉中在1000℃下进行燃烧处理，得到高温烟气；高温烟气的一部分返回热解气化炉中作为热解用热源，高温烟气的另一部分输送至高温熔融炉作为高温熔融用热源； [0034] A3、将垃圾飞灰输送至垃圾飞灰水洗装置中，再输入步骤A1产生的水蒸汽水洗处理15min，水蒸汽和垃圾飞灰的质量比为0.2：1；再向垃圾飞灰水洗装置中输入水，继续水洗20min，水和垃圾飞灰的质量比为0.7：1；最后进行固液分离，得水洗飞灰和水洗液； [0035] A4、将1kg水洗飞灰、150g步骤A2产生的残炭和100g膨润土混合，挤压成团，干燥，得到平均粒径为4mm的球料； [0036] A5、将球料和步骤A2得到的高温烟气输送至高温熔融炉中，在1200℃下高温熔融处理20min，得到熔渣和烟气；将熔渣经成纤系统被离心及喷吹拉丝成纤维；将烟气输送进烟气净化处理系统进行处理，达标后排放。 [0037] 实施例2 [0038] 一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，包括以下步骤： [0039] A1、将生活垃圾分拣，剔除不可燃垃圾并回收金属，然后对剩下的生活垃圾进行粉碎，得到预处理后的生活垃圾；对预处理后的生活垃圾进行干燥处理，得到含水率低于20％的干燥生活垃圾；然后将干燥产生的水蒸汽输送至垃圾飞灰水洗装置中，利用水蒸汽对垃圾飞灰进行水洗处理； [0040] A2、将干燥生活垃圾输送至热解气化炉中在800℃下进行热解，得到热解气和残炭；将热解气输送至燃烧炉中在1050℃下进行燃烧处理，得到高温烟气；高温烟气的一部分返回热解气化炉中作为热解用热源，高温烟气的另一部分输送至高温熔融炉作为高温熔融用热源； [0041] A3、将垃圾飞灰输送至垃圾飞灰水洗装置中，再输入步骤A1产生的水蒸汽水洗处理15min，水蒸汽和垃圾飞灰的质量比为0.25：1；再向垃圾飞灰水洗装置中输入水，继续水洗20min，水和垃圾飞灰的质量比为0.8：1；最后进行固液分离，得水洗飞灰和水洗液； [0042] A4、将1kg水洗飞灰、200g步骤A2产生的残炭和150g高岭土混合，挤压成团，干燥，得到平均粒径为5.6mm的球料； [0043] A5、将球料和步骤A2得到的高温烟气输送至高温熔融炉中，在1300℃下高温熔融处理25min，得到熔渣和烟气；将熔渣经成纤系统被离心及喷吹拉丝成纤维；将烟气输送进烟气净化处理系统进行处理，达标后排放。 [0044] 实施例3 [0045] 一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，包括以下步骤： [0046] A1、将生活垃圾分拣，剔除不可燃垃圾并回收金属，然后对剩下的生活垃圾进行粉碎，得到预处理后的生活垃圾；对预处理后的生活垃圾进行干燥处理，得到含水率低于20％的干燥生活垃圾；然后将干燥产生的水蒸汽输送至垃圾飞灰水洗装置中，利用水蒸汽对垃圾飞灰进行水洗处理； [0047] A2、将干燥生活垃圾输送至热解气化炉中在850℃下进行热解，得到热解气和残炭；将热解气输送至燃烧炉中在1100℃下进行燃烧处理，得到高温烟气；高温烟气的一部分返回热解气化炉中作为热解用热源，高温烟气的另一部分输送至高温熔融炉作为高温熔融用热源； [0048] A3、将垃圾飞灰输送至垃圾飞灰水洗装置中，再输入步骤A1产生的水蒸汽水洗处理15min，水蒸汽和垃圾飞灰的质量比为0.3：1；再向垃圾飞灰水洗装置中输入水，继续水洗20min，水和垃圾飞灰的质量比为0.9：1；最后进行固液分离，得水洗飞灰和水洗液； [0049] A4、将1kg水洗飞灰、290g步骤A2产生的残炭和200g高岭土混合，挤压成团，干燥，得到平均粒径为7.5mm的球料； [0050] A5、将球料和步骤A2得到的高温烟气输送至高温熔融炉中，在1400℃下高温熔融处理30min，得到熔渣和烟气；将熔渣经成纤系统被离心及喷吹拉丝成纤维；将烟气输送进烟气净化处理系统进行处理，达标后排放。 [0051] 实施例4 [0052] 一种低成本垃圾飞灰熔融处理工艺，包括以下步骤： [0053] A1、将生活垃圾分拣，剔除不可燃垃圾并回收金属，然后对剩下的生活垃圾进行粉碎，得到预处理后的生活垃圾；对预处理后的生活垃圾进行干燥处理，得到含水率低于20％的干燥生活垃圾；然后将干燥产生的水蒸汽输送至垃圾飞灰水洗装置中，利用水蒸汽对垃圾飞灰进行水洗处理； [0054] A2、将干燥生活垃圾输送至热解气化炉中在900℃下进行热解，得到热解气和残炭；将热解气输送至燃烧炉中在1200℃下进行燃烧处理，得到高温烟气；高温烟气的一部分返回热解气化炉中作为热解用热源，高温烟气的另一部分输送至高温熔融炉作为高温熔融用热源； [0055] A3、将垃圾飞灰输送至垃圾飞灰水洗装置中，再输入步骤A1产生的水蒸汽水洗处理15min，水蒸汽和垃圾飞灰的质量比为0.35：1；再向垃圾飞灰水洗装置中输入水，继续水洗20min，水和垃圾飞灰的质量比为1：1；最后进行固液分离，得水洗飞灰和水洗液； [0056] A4、将1kg水洗飞灰、400g步骤A2产生的残炭和250g木质纤维素混合，挤压成团，干燥，得到平均粒径为9.8mm的球料； [0057] A5、将球料和步骤A2得到的高温烟气输送至高温熔融炉中，在1600℃下高温熔融处理30min，得到熔渣和烟气；将熔渣经成纤系统被离心及喷吹拉丝成纤维；将烟气输送进烟气净化处理系统进行处理，达标后排放。 [0058] 性能检测： [0060] (2)根据实施例1‑4的脱氯方法对垃圾飞灰进行水洗脱氯，计算氯离子去除率，结果如表3所示。 [0061] 表2 [0062] [0063] [0064] 表3 [0065] 项目 氯离子去除率实施例1 95.2％ 实施例2 97.6％ 实施例3 98.9％ 实施例4 98.4％ [0066] 从表2、3的数据可以看出，本发明实现了垃圾飞灰中重金属元素的固化，同时使用本发明提供的水洗脱氯方法，除去了大部分可溶性氯盐，实现了氯盐的分离。 [0067] 在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0068] 以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。 |
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