[發(fā)明專利]流化床焚燒爐飛灰處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210375508.0
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102901106A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉平;馬吉亮;楊敘軍;楊漢文;趙長遂;劉道銀;梁財;姜中孝;毛軍華;林敏
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);無錫國聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F23G5/30
• 分類號: F23G5/30;F23G5/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污泥及垃圾流化床焚燒爐飛灰的處理裝置，屬于固廢焚燒技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快以及人民生活水平的不斷提高，我國城市垃圾和污泥的產(chǎn)生量分別以每年8%~10%、甚至是10%以上的速度遞增。如何合理、有效地處理城市污泥和垃圾已成為一個亟待解決的環(huán)保問題。目前，城市污泥主要采用填埋、堆肥和焚燒三種方式進(jìn)行處理，而城市垃圾的處理方法則主要有填埋和焚燒兩種。其中，焚燒法可使污泥和垃圾減容90%，減量75%，與其它處理方法相比，能更好地達(dá)到污泥和垃圾處理的減容化、資源化和無害化的治理目標(biāo)，因此正逐漸成為城市污泥垃圾處理的主流方法。目前，焚燒污泥和垃圾采用的主要爐型有回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、爐排爐、流化床焚燒爐等。由于流化床焚燒爐的焚燒效率高，處理能力大，運行過程中故障較少，且易于實現(xiàn)對有害氣體的控制，因而，通常認(rèn)為流化床焚燒爐比較適合污泥和垃圾的焚燒。然而，其缺點是在運行時會產(chǎn)生約占焚燒總量15%~20%的飛灰。焚燒飛灰是國家標(biāo)準(zhǔn)（GB18485-2001）規(guī)定的危險廢棄物，其中富含重金屬、二噁英、溶解鹽等污染物，對生態(tài)環(huán)境和人體健康具有潛在的危害性。同時，飛灰還會使流化床焚燒爐的尾部受熱面發(fā)生積灰、磨損和腐蝕，影響焚燒爐的正常運行。因此，如何安全有效地處置焚燒飛灰就成為了急需解決的環(huán)境和社會問題。

飛灰中的重金屬和二噁英等污染物主要是在焚燒爐的尾部煙道中形成的。當(dāng)煙氣從溫度較高的爐膛進(jìn)入溫度較低的尾部煙道（400℃~?500℃）時,?急劇的冷卻使重金屬從煙氣中冷凝出來，并通過均勻核化作用和異相沉積作用富集在飛灰上。與之類似，二噁英也是在尾部煙道中通過二次合成和氣相前驅(qū)物低溫催化反應(yīng)沉積到飛灰上的。由此可以推斷，溫度是決定飛灰上污染物富集濃度大小的關(guān)鍵因素。

目前針對焚燒爐飛灰的處置方法主要分為飛灰減排和飛灰穩(wěn)定化處理兩種技術(shù)。

飛灰減排技術(shù)主要是在尾部煙道中安裝飛灰捕獲裝置，將飛灰分離下來后，回送至焚燒爐繼續(xù)燃燒。典型的方法如中國專利“一種飛灰回收裝置”（專利號：200910312183.X）提出的飛灰收集裝置。該裝置通過布置在過濾罐、中和罐和除塵罐底部的收集管收集飛灰，并將其回送至焚燒爐內(nèi)，從而有效減少飛灰的排放量，同時使飛灰中的可燃物完全燃燒。但是該方法并不適用于流化床焚燒爐，因為回送至流化床內(nèi)的飛灰會在流化風(fēng)的作用下重新被吹入煙道，無法達(dá)到飛灰減量化的目的。

飛灰穩(wěn)定化處理技術(shù)是通過物理化學(xué)手段，使飛灰中的重金屬及其他污染組分呈化學(xué)惰性或被包覆起來,?以便運輸和處置,?以降低飛灰毒性,?減小污染物到生態(tài)圈的遷移率，主要包括水泥固化法、熔融固化法和藥劑固化法三種。

水泥固化法是指將水泥與飛灰混合，經(jīng)水合反應(yīng)后形成穩(wěn)固的水泥固化體，并將重金屬等污染物包裹其中。該方法的主要優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作方便、成本低廉，但處理后固化體增容比較大，水泥耗費量大，易產(chǎn)生CO₂等二次污染物，固化體強度易受飛灰中氯化物的影響，而且飛灰中的二噁英依然存在，給后續(xù)處理帶來困難；

熔融固化法是將飛灰在高溫（通常1300-1500℃）下熔融，其中的重金屬被固定于玻璃體的致密結(jié)構(gòu)中，二噁英等有機污染物裂解為CO、H2等小分子物質(zhì)，處理后的熔渣可以作為建筑材料使用。該技術(shù)具有減容率高、二噁英分解效率高、重金屬浸出量低等優(yōu)點。缺點是耗能高，同時高溫會使一些重金屬揮發(fā)，增加了后續(xù)煙氣處理的難度和成本，因此只能在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家使用；

藥劑固化法具體是指利用化學(xué)藥劑使飛灰中的重金屬發(fā)生沉淀、螯合和絮凝，從而降低飛灰中重金屬浸出毒性和遷移的可能性。這種方法的優(yōu)點是無害化、增容少、處理成本比高溫處理技術(shù)低廉。缺點是由于焚燒飛灰組成的多樣性，很難找到一種普遍適用的化學(xué)穩(wěn)定劑，而且該方法對二噁英的處理效果有限。

近年來得到快速發(fā)展的飛灰處理方法是將上述技術(shù)有機結(jié)合，使各種技術(shù)的缺點得到彌補。例如中國專利“一種資源化利用城市垃圾飛灰的方法”（專利號：200510026152.X），提出了將水泥固化法與高溫?zé)Y(jié)法結(jié)合，達(dá)到飛灰資源化利用的目的。但此方法成本較高，制成的水泥熟料的強度可能會受到飛灰中氯化物的影響。迄今為止，未見到既能夠減少飛灰排放量，同時又能降低污染物的富集濃度，從而達(dá)到飛灰資源化利用的技術(shù)的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種減少污泥和垃圾流化床焚燒爐高污染低溫飛灰的排放量，降低污染物在高溫分離飛灰上的富集濃度，同時有效利用高溫分離飛灰熱量的流化床焚燒爐飛灰處理裝置。