[發(fā)明專利]垃圾焚燒爐重金屬捕集劑、垃圾焚燒處理系統(tǒng)及處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010462487.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111735056B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃亞繼;戚二兵;袁琦;孫少龍;劉長(zhǎng)奇;李春泉;胡華軍;宮建瑞;樊聰慧;丁守一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);南京萬(wàn)德斯環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號(hào): F23G5/00
• 分類號(hào): F23G5/00;F23G5/44;F23G5/46;F23J15/06;B01D53/02;C02F9/00;C02F103/06;C02F1/44;C02F1/04;C02F3/28
• 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: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了一種垃圾焚燒爐內(nèi)重金屬捕集劑、垃圾焚燒處理系統(tǒng)及方法，該捕集劑為垃圾滲濾液改性高嶺土，由質(zhì)量比為1:1～1:4的高嶺土與垃圾滲濾液在80℃～100℃溫度下水熱反應(yīng)得到。基于該捕集劑的垃圾焚燒處理系統(tǒng)包括焚燒爐、滲濾液處理裝置以及水熱改性裝置，其中，滲濾液處理裝置包括滲濾液池、生化反應(yīng)器、膜處理設(shè)備、浸沒(méi)燃燒蒸發(fā)器和壓濾機(jī)；水熱改性裝置改性劑入口與滲濾液池、生化反應(yīng)器、膜處理設(shè)備中至少一個(gè)的出水口連接、制備垃圾滲濾液改性高嶺土，且其吸附劑出口與焚燒爐爐膛連接、用于吸附爐內(nèi)產(chǎn)生的重金屬。本系統(tǒng)利用滲濾液中豐富的Nasupgt;+/supgt;改性高嶺土，用改性后的高嶺土吸附爐內(nèi)Pb、Cd，降低煙氣排放過(guò)程中半揮發(fā)性重金屬排放量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒爐重金屬捕集劑、垃圾焚燒處理系統(tǒng)及處理方法，屬于垃圾滲濾液處理及焚燒爐內(nèi)重金屬控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，生活垃圾的產(chǎn)生量不斷增加；目前城市生活垃圾主要的處理方式有：衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電、堆肥等；垃圾在衛(wèi)生填埋和焚燒發(fā)電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液，滲濾液是呈黑色或者褐色的高濃縮有機(jī)廢水，其成分復(fù)雜，主要包括難降解有機(jī)物、金屬離子、氨氮和其他有毒有害物質(zhì)等。針對(duì)垃圾滲濾液的處理方法包括生物法、物化法和化學(xué)法等，工程中通常將兩種以上的方法聯(lián)合使用以達(dá)到較為理想的處理效果；目前垃圾滲濾液主要處理方法為生化處理，但經(jīng)生化處理后的垃圾滲濾液出水通常很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，為滿足《GB16889-2008》排放標(biāo)準(zhǔn)，生化處理后的滲濾液需使用納濾(Nano?Filtration,NF)、反滲透(Reverse?Osmosis,RO)處理，再此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生占原液體積20％-30％的膜濃縮液，膜濃縮液亦具有高鹽分、高金屬含量和高有機(jī)物濃度等特性。與此同時(shí)，在垃圾焚燒過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生眾多污染物，其中，半揮發(fā)性有毒重金屬的排放嚴(yán)重危害人類生命健康。

目前針對(duì)膜濃縮液的處理方法主要有：回灌法、高級(jí)氧化法、焚燒法等；回灌法處理膜膜濃縮液雖然具有成本低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但回灌過(guò)程中鹽分及難降解物不斷堆積，使得后續(xù)處理過(guò)程中高鹽滲濾液再次進(jìn)入處理系統(tǒng)，導(dǎo)致滲透壓上升，降低膜壽命；高級(jí)氧化化法技術(shù)選擇靈活，但處理成本較高，處理效果難以達(dá)到外排標(biāo)準(zhǔn)；作為高濃度有機(jī)廢水，膜濃縮液中鈣鎂含量大，焚燒法處理膜濃縮液爐膛容易結(jié)垢、腐蝕，焚燒不充分產(chǎn)生的有機(jī)氣體污染環(huán)境。針對(duì)膜濃縮液處理難題，科研工作者提出了蒸發(fā)減量處理膜濃縮液的技術(shù)方案，高溫氣體與液體直接換熱，提高了能源的利用效率的同時(shí)無(wú)間壁傳熱避免了受熱面結(jié)垢、腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，蒸發(fā)過(guò)程中小部分揮發(fā)性有機(jī)物及氨會(huì)進(jìn)入冷凝液而無(wú)機(jī)物、大分子有機(jī)物和重金屬鹽則殘留在蒸發(fā)液中；蒸發(fā)法可將膜濃縮液濃縮至十幾倍以上，減量處理后的膜濃縮液通過(guò)壓濾成型送至填埋場(chǎng)或入爐焚燒防止鹽分的循環(huán)。蒸發(fā)所需的能量可來(lái)自垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的填埋氣、厭氧沼氣，通過(guò)燃燒填埋氣產(chǎn)生高溫?zé)煔庹舭l(fā)膜濃縮液，實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”的目的。

針對(duì)垃圾焚燒過(guò)程中的產(chǎn)生的有害重金屬，研究者們也提供了多種處理方法：

(1)如公開(kāi)號(hào)為CN108715519A，名稱為“一種垃圾焚燒飛灰無(wú)害化資源化利用的方法”的發(fā)明專利，公開(kāi)了將固體氯化劑與焚燒產(chǎn)生的飛灰混合造粒置于回轉(zhuǎn)窯中煅燒，產(chǎn)生的重金屬氯化物蒸氣通過(guò)高嶺土捕捉；該工藝中吸附后的高嶺土可用于建材，回收利用率較高，但該處理技術(shù)較為復(fù)雜，無(wú)法在垃圾焚燒爐中直接控制重金屬排放，投資成本較高。

(2)又如授權(quán)公告號(hào)為CN100546932C，名稱為“一種城市垃圾焚燒爐飛灰穩(wěn)定及資源化利用的方法”的發(fā)明專利，公開(kāi)了采用爐外重金屬控制，將飛灰制成混凝土，固化其中的重金屬離子，工藝簡(jiǎn)單，但廠區(qū)附加設(shè)備較多，設(shè)有水化、碳酸化及硫化等工序，對(duì)設(shè)備的防腐蝕要求高；廠區(qū)用水量大，優(yōu)質(zhì)水資源被浪費(fèi)。

(3)再如公開(kāi)號(hào)為CN106903130B，名稱為“一種中溫?zé)崽幚矸€(wěn)固垃圾焚燒飛灰重金屬的方法”的發(fā)明專利，其通過(guò)將垃圾飛灰、硅基材料及水混合，送入移動(dòng)床或者流化床中進(jìn)行焚燒處理，該工藝占用了焚燒爐的處理量，嚴(yán)重影響鍋爐蒸發(fā)量，導(dǎo)致飛灰量增加，尾氣處理負(fù)荷提高。