[發明專利]一種加速焚燒殘余物穩定化方法

在審

• 申請號: 201711047000.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107900068A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王亞楠;范新秀;湯世玉;王華偉;李衛華;孫英杰;武桂芝
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙)37104
• 代理人: 高澤玉

技術領域：

本發明屬于生活垃圾處理處置與資源化領域，涉及一種利用酸性廢氣加速穩定化生活垃圾焚燒殘余物的方法，特別涉及一種加速焚燒殘余物穩定化的方法。

技術背景：

隨著人民生活水平的提高，我國生活垃圾產生量逐年增加。生活垃圾焚燒殘余物是指生活垃圾焚燒過程中產生的殘余物，主要包括焚燒爐渣和焚燒飛灰。焚燒爐渣是生活垃圾焚燒后從爐床直接排出的殘渣，以及過熱器和省煤器排出的灰渣，其產生量約占垃圾焚燒量的5-25％；焚燒飛灰是煙氣凈化系統捕集物和煙道及煙囪底部沉降的底灰，其產生量約占垃圾焚燒量的3-5％。焚燒爐渣中易浸出重金屬如汞、鉛、鎘、鋅等含量較少，可作為原材料進行再利用，與焚燒爐渣相比，焚燒飛灰中富集了更多易浸出的重金屬，若將焚燒殘余物直接進行填埋或處理不當，在酸雨等因素的作用下，重金屬將逐漸浸出，重新進入環境，污染水體和土壤。在我國，由于焚燒殘余物中含有大量重金屬及二噁英等有毒物質，被認定為危險廢物，往往需要經過穩定化處理方可填埋或資源化利用。目前，焚燒殘余物的處理處置技術主要有水泥固化、藥劑穩定化、水熱處理、熔融處理以及自然風化等，水泥固化是飛灰無害化、穩定化處理常用的一種方法，但存在固化殘余物增容增重、水泥消耗大、部分重金屬浸出濃度不達標等問題，磷酸和有機螯合劑等藥劑穩定化是近年來較常用的穩定化方法，通過添加化學藥劑把飛灰中有毒害物質以難溶礦物或螯合物的形式穩定下來，具有修復效果好，修復周期短等優點，但部分有機螯合劑成本較高，且復雜環境下的重金屬的長期浸出行為仍未清楚。加速碳酸化是一種適用于小規模、環境友好型、經濟的焚燒飛灰處理方式，主要是通過飛灰中堿性物質吸收二氧化碳氣體加速形成碳酸鹽礦物，但受礦物組成、反應溫度、二氧化碳濃度、壓力等因素影響。在生活垃圾處理與處置如填埋、堆肥、焚燒過程中，會產生二氧化碳、硫化氫等大量酸性廢氣，此外，二氧化碳也作為溫室氣體受到世界范圍內的管控；硫化氫也是一種惡臭氣體，需要適當的處理處置，生活垃圾填埋過程中二氧化碳的體積百分比在30-45％，在堆肥高溫期二氧化碳的產生量高達80％，在生活垃圾處理處置過程中這些酸性氣體往往未被資源化利用而直接排放到大氣中，一定程度上造成了資源的浪費。因此，尋求設計一種加速焚燒殘余物穩定化的方法，特別是利用酸性廢氣將焚燒殘余物穩定的方法具有良好的社會效益和經濟效益。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，提出設計一種加速焚燒殘余物穩定化的方法，在加速焚燒殘余物穩定化同時實現酸性廢氣再利用。

為了實現上述目的，本發明涉及的加速焚燒殘余物穩定化是在焚燒殘余物穩定化裝置中完成的，具體步驟為：

(1)、在垃圾填埋場收集垃圾填埋堆肥時期的酸性廢氣，儲存在廢氣儲罐中；

(2)、將粒徑小于0.1mm的焚燒殘余物通過進料口投入反應器中，向反應器中加入水至液固比5-30L/Kg，開啟攪拌器在20-80轉/分的轉速下將焚燒殘余物與水混合成懸濁液；

(3)、打開廢氣儲罐通過閥門調節氣體流量以1.3-10L/分的速度將酸性廢氣通入反應器中，控制溫度在20-55℃下，控制壓力值在0.1-0.6Mpa下，攪拌通氣反應60-300分鐘后，將反應穩定后的物料排出，即完成焚燒殘余物的穩定化。

本發明涉及的酸性廢氣的主要成分體積比為：二氧化碳70-80％、甲烷 6-12％、硫化氫1-5％和氨氣1-3％。

本發明涉及的焚燒殘余物穩定化裝置的主體結構包括廢氣儲罐、閥門、轉子流量計、曝氣頭、溫控裝置、溫度探頭、攪拌器、攪拌槳、進料口、出料口、排氣口、壓力表、反應器；反應器為耐酸堿的PVC制成，反應器為長×寬×高為80cm×80cm×100cm圓柱形結構；反應器的上部設置有進料口，以便投入焚燒殘余物；反應器上部設置有壓力表，以便檢測反應器內部的反應氣壓，反應器的上部一側設置有排氣口，以便調節反應器內部的氣壓；反應器的上部設置有攪拌器，攪拌器伸入反應器中在末端設置有攪拌槳，以便攪拌混合反應器中的反應物；反應器上部設置有溫控裝置，溫控裝置通過電線與反應器內部設置的溫度探頭連接，以便檢測和調控反應器內部的溫度；廢氣儲罐設置在反應器的外部，通過導管與設置在反應器內部的曝氣頭連通，以便輸送酸性廢氣，導管上設置有閥門和轉子流量計，以便檢測和控制輸送的酸性廢氣的流量；反應器的下部一側設置有出料口，以便將穩定后的焚燒殘余物排出。

本發明涉及的反應器外設有保溫層，材料為聚氨酯泡沫，，在保溫層外設置有保護層，材料為聚乙烯或玻璃鋼。