一種低溫熔融燒結處置飛灰的方法技術

本發明專利技術公開了一種低溫熔融燒結處置飛灰的方法，屬于危險固體廢棄物處理技術領域；所述工藝通過以下步驟完成：將飛灰與經破碎處理的助熔劑混合，向所得的混合組分中加水并預制成塊狀料，再將塊狀料投入固廢焚燒爐，在焚燒固體廢物的同時，利用爐內的燃燒熱對含飛灰的塊狀料進行低溫熔融燒結；本發明專利技術的低溫熔融燒結處置飛灰的方法，能有效降低飛灰熔融溫度和改變飛灰物理形態，能夠充分利用現有的固廢焚燒設備對飛灰進行熔融燒結處理，節約了設備投入成本；在焚燒固體廢物同時利用爐內的燃燒熱進行處置飛灰，能夠降低能源的消耗；飛灰熔融燒結后固化效果好，能有效的防止飛灰中的重金屬離子浸出。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于危險固體廢棄物處理

技術介紹
飛灰是指固體廢物(生活垃圾、工業廢物、醫療廢物)在焚燒系統中理煙道、熱回收系統和凈化系統收集下來的塵灰。飛灰是列入國家危廢名錄的危險廢物，目前國內外對焚燒飛灰處置的主要方法有固化、化學穩定化、熔融/玻璃化、酸或其他溶劑洗提4類。飛灰的熔融/玻璃化處理就是利用燃料的燃燒熱或電熱方式，在高溫的狀態下使飛灰中的有機物發生熱分解、燃燒或氣化，而無機物則熔融成玻璃質爐渣，飛灰中的重金屬鹽類，部分發生氣化現象，大部分則轉移到熔渣中。玻璃化處理飛灰相對于水泥固化處理飛灰、化學穩定化處理飛灰、酸或其他溶劑洗提處理飛灰有明顯的優越性:飛灰經過加熱熔融，使二噁英等有機物污染物分解，熔渣快速冷卻形成致密而穩定的玻璃態構成物，有效地控制重金屬的浸出；同時熔融使熔渣變得致密，減容明顯，飛灰熔融后，僅密度增加就可以減容70%左右，并且熔渣有資源化利用的可能。現有的熔融燒結處置飛灰工藝中，存在的問題:(I)較高的溫度使得飛灰的熔融變的容易，但高溫也容易造成飛灰中重金屬組分的揮發；為了降低熔融溫度和促進穩定玻璃態物質的形成，除飛灰自身成分外，通常可以采用加入一些助熔劑來降低玻璃化溫度和玻璃化效果。(2)飛灰熔融/玻璃化過程需要特殊的熔融爐，按熱源劃分熔融爐有氣體或液體燃料爐、電爐和等離子體爐等，這些爐體使用時，有些需要配備氬氣保護，還需要配備二次焚燒裝置焚燒分離出來的廢氣，配備重金屬吸收裝置等。(3)熔融過程中還需要耗費大量燃料和電力。以上問題都抑制了熔融燒結處置飛灰方法的推廣使用。現有的固廢焚燒爐設計成熟可靠，其焚燒具有較高的溫度，有符合國家規范的廢氣處理設備，使得利用焚燒爐處理其焚燒飛灰具有可行性。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的在于:針對上述存在的問題，提供，該工藝能夠有效的降低飛灰熔融溫度，使得能夠利用現有的固廢焚燒爐，在焚燒固廢的同時利用爐內的燃燒熱實現飛灰低溫熔融燒結，以降低飛灰熔融/玻璃化處理成本。本專利技術采用的技術方案如下: ，通過以下步驟完成:將飛灰與經破碎處理的助熔劑混合，向所得的混合組分中加水并預制成塊狀料，再將塊狀料投入固廢焚燒爐，在焚燒固體廢物的同時，利用爐內的燃燒熱對含飛灰的塊狀料進行低溫熔融燒結。所述塊狀料低溫 熔融燒結溫度為850 1000°C，燒結時間大于5min。本專利技術的低溫熔融燒結處置飛灰的方法，所述助熔劑為硼砂，或硼砂和氟化鈣的混合。所述助熔劑為玻璃、硼砂和氟化鈣的混合。所述混合組分中，飛灰、玻璃、硼砂和氟化鈣的質量比為100:2 50:10 25:3 30。進一步的，所述混合組分中，飛灰、玻璃、硼砂和氟化鈣的質量比為100:20 25:15 20:3 6。所述助熔劑破碎處理至50 150目。所述塊狀料預制過程中，飛灰和水的質量比為100:25 40。本專利技術的低溫熔融燒結處置飛灰的方法，所述玻璃為玻璃爐渣，所述固廢焚燒爐為醫療廢物焚燒爐、生活垃圾焚燒爐或工業廢物焚燒爐。本專利技術還公開了一種固廢焚燒爐用于飛灰低溫熔融燒結的應用。本專利技術的低溫熔融燒結處置飛灰的方法，利用現有的固廢焚燒爐進行燒結處理，而不需增加單獨的燒結設備，有效的降低了設備前期的投入，同時充分的利用了固廢焚燒爐內的燃燒熱進行處理而不需單獨提供能源進行處理。在本專利技術中助熔劑同飛灰混合，能夠有效的降低飛灰的熔融溫度，使得在能夠在較低的溫度下實現飛灰的熔融，并有效減少在高溫狀態下飛灰中重金屬組分的揮發，所述助熔劑作為常規選擇，一般采用玻璃、硼砂、螢石、CaF2、CaCl2, CaO、B2O3的一種或者多種的混合，通過調節飛灰和助熔劑比例，使得在混合組分的熔融溫度能夠降低到固廢焚燒爐中焚燒的溫度，同時焚燒爐的焚燒溫度不宜過高，過高則容易導致灰分 中重金屬組分揮發，過低使得熔融變的困難，而且消耗過多的助熔劑和處理時間使得過程變的不經濟，作為優選的采用焚燒溫度在850 1000°C之間的固廢焚燒爐，并控制塊狀料在爐內燒結停留時間大于5分鐘，所述固廢焚燒爐，從焚燒物分類可以采用常規的生活垃圾焚燒爐、普通工業垃圾焚燒爐、醫療垃圾焚燒爐、危險廢物焚燒爐等，從爐體上分可以采用為活動爐排焚燒爐或旋轉窯式焚燒爐。所述助熔劑作為優選的可以采用硼砂，或硼砂和氟化鈣的混合，或者玻璃、硼砂和氟化鈣的混合，助熔劑的添加量標準以焚燒爐內的溫度和熔融燒結停留確定，作為優選的應當使得飛灰和助熔劑混合而成的組合物的熔融溫度能落于固廢焚燒爐焚燒溫度內；在采用固焚燒爐進行飛灰熔融燒結工藝中，如以硼砂作為助熔劑時，飛灰和硼砂的質量比按100:10 25進行配比作為優選，如以硼砂和氟化鈣作為助熔劑，飛灰、硼砂和氟化鈣的質量比按100:10 25:3 30進行配比作為優選。由于飛灰成分主要以SiOJP CaO為主，還含有其他的氧化物，可以在高溫條件下熔融為硅酸鹽玻璃，本專利技術的低溫熔融燒結處置飛灰的方法，作為優選的還包括所述助熔劑由玻璃、硼砂和氟化鈣組成，玻璃、硼砂和氟化鈣三組分能有效的降低飛灰的熔融溫度，同時利用玻璃態構成物具有類質同象的作用:以硅酸鹽玻璃為例，在結晶的硅酸鹽中起關鍵作用的Si4+離子，能被很多金屬離子如Fe3+、As4+等所同象置換(同象置換是指性質類似的原子、離子、離子團、配離子等在晶體構造中相互置換而成的一種礦物或物相的現象)，并且同象置換往往是大幅度的，在骨架型結構中Si4+甚至有一半被置換，所以重金屬離子可以通過置換替代Si4+插入晶格中去，牢牢的嵌在S1-O網格構造中，而宏觀的無定型態增加了玻璃態物質的流動性從而促進了同象置換發生的可能性。同時玻璃態物質具有良好的熱穩定性，并且對各種侵蝕性介質都有很高的化學穩定性，所以包含于玻璃中的金屬元素非常穩定，能夠保證熔融處理后飛灰中的重金屬成分的化學穩定性；助熔劑中的玻璃組分可以來自于廢玻璃，或者來自于玻璃爐渣。在本專利技術的低溫熔融燒結處置飛灰的方法，將助熔劑做破碎處理使得與飛灰的混合更均勻，助熔劑與飛灰的接觸面積加大，使得降低熔融溫度效果明顯，另一方面也能夠保證各混合組分能夠順利的預制成具有一定機械強度的塊狀料，方便在投加于固廢焚燒爐而不被焚燒爐中的氣流帶走，塊狀料可以采用混煉機壓制成型，其尺寸可以根據爐底出料口尺寸、焚燒時間和焚燒溫度靈活的選擇，在熔融過程中通過一定的溫度和停留時間就能夠很好的進行飛灰的熔融；在混合料加水過程中，飛灰和水的比例控制在100:25 40為最優，水分過多不僅塊狀料的機械強度難以保證，而且水分揮發帶走過多的熱量而影響爐內溫度，同時水分揮發時間過長導致影響熔融燒結的時間，水分過少則導致成塊困難；熔融燒結后的塊狀配合料在焚燒爐冷卻部位冷卻后，形成玻璃態燒結熔渣；玻璃態燒結熔渣和焚燒殘渣一起排出固體廢物焚燒爐，經檢驗合格后送到生活填埋場填埋。飛灰塊熔融燒結程中產生的廢氣，和固體廢物焚燒廢氣一起通過爐體的配套設施，采用常規的手段經過廢氣處理設施凈化排放，凈化過程收集的飛灰重新進行熔融燒結處理。本專利技術的低溫熔融燒結處置飛灰的方法，特別適合利用醫療廢物焚燒爐或危險廢物焚燒爐進行，上述兩種焚燒爐不僅爐內的溫度能夠很好的滿足工藝需求，同時收集的飛灰具有重金屬含量高的特點飛灰熔融處理工藝應用于這兩種爐體上能夠便于一體化處理，降低飛灰危本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低溫熔融燒結處置飛灰的方法，其特征在于：通過以下步驟完成：將飛灰與經破碎處理的助熔劑混合，向所得的混合組分中加水并預制成塊狀料，再將塊狀料投入固廢焚燒爐，在焚燒固體廢物的同時，利用爐內的燃燒熱對含飛灰的塊狀料進行低溫熔融燒結。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：江遠清，陳鏘，陳岳祥，楊枝安，
申請(專利權)人：廣東生活環境無害化處理中心，江遠清，
類型：發明
國別省市：