[發(fā)明專利]一種回收城市固廢焚燒爐飛灰中有價值元素的裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113088706B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王毅斌;安琪偉;譚厚章
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B1/00;C22B9/02;C22B13/02;C22B15/00;C22B17/02;C22B19/04;C22B19/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開了一種回收城市固廢焚燒爐飛灰中有價值元素的裝置及方法，方法如下：將城市固廢焚燒爐飛灰壓制成多孔的塊體；將所述多孔的塊體置于還原氣氛中加熱至低于目標飛灰變形溫度100?150℃對其中的金屬進行氣化，得到金屬蒸氣；飛灰在加熱時，加熱速率不高于25℃/min；將所述金屬蒸氣在真空狀態(tài)下進行分級冷凝得到的冷凝物進行回收，所述分級冷凝的冷凝溫度根據(jù)金屬蒸氣的冷凝溫度而定；飛灰在氣化爐中加熱，金屬相變氣化，金屬蒸汽進入冷凝器冷凝；本發(fā)明利用還原氣氛氣化處理過的飛灰，并分級冷凝金屬蒸氣，可以有效回收飛灰中的部分重金屬，同時利用高溫分解二噁英等有毒物質(zhì)，實現(xiàn)飛灰資源化利用的同時，保護了環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于節(jié)能減排領(lǐng)域，特別設(shè)計一種回收城市固廢焚燒爐飛灰中有價值元素的裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和居民生活水平的提高，居民的生活習(xí)慣有了較大的改變，城市固體廢棄物污染情況非常嚴重；給人的身體健康帶來了極大的危害，并影響到工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，城市固體廢棄物的處理問題已成為當前環(huán)境領(lǐng)域亟待解決的重大問題。

目前用于處理城市固廢技術(shù)有填埋法、好氧堆肥法、厭氧消化法以及焚燒法，其中焚燒法因具有減容量大、無害化程度徹底、可實現(xiàn)固廢的資源化利用等優(yōu)點，已成為城市固廢處理的主要方式。垃圾焚燒法盡管具有上述諸多優(yōu)點，但在焚燒過程會產(chǎn)生大量飛灰，飛灰中因含有高浸出濃度的Pb、Cd、Cu、Zn等重金屬已列為危險廢物，這些重金屬大多沉積在飛灰顆粒表面，隨時會被溶解，若處置不當，飛灰中重金屬會浸出污染地下水和土壤。目前常用的處理飛灰的方法主要有安全填埋法、水泥固化等固化穩(wěn)定化技術(shù)以及高溫?zé)Y(jié)、熔融等技術(shù)。這些處理方法可以有效減少重金屬的浸出，但從環(huán)境的長期安全性考慮，固化在飛灰中的重金屬不能被資源化利用，既是一種資源浪費，也對環(huán)境構(gòu)成潛在的威脅。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種能夠有效回收城市固廢焚燒飛灰中有價值金屬元素的裝置及方法，采用氣化冷凝的方法回收飛灰中的重金屬，能夠有效破壞飛灰中二噁英和其他有毒有機化合物，也能有效回收部分有價值金屬，保護環(huán)境的同時也提高了經(jīng)濟效益。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種回收城市固廢焚燒爐飛灰中有價值元素的方法，具體如下：

將城市固廢焚燒爐飛灰壓制成多孔的塊體；

將所述多孔的塊體置于還原氣氛中加熱至低于目標飛灰變形溫度100-150℃對其中的金屬進行氣化，得到金屬蒸氣；飛灰在加熱時，加熱速率不高于25℃/min；

將所述金屬蒸氣在真空狀態(tài)下進行分級冷凝得到的冷凝物進行回收，所述分級冷凝的冷凝溫度根據(jù)金屬蒸氣的冷凝溫度而定。

將30～100μm的城市固廢焚燒爐篩分出來壓制成多孔的塊體，其中所述孔為變徑孔，孔徑為8mm-15mm，所述孔在塊體上隨機或具有規(guī)則地排布，所述孔的體積占塊體體積的35％±5％。

所述金屬包括Zn、Pb、Cu和Cd。

還原氣氛采用氫氣和氮氣共同營造，氫氣和氮氣的流量配比為1:9。

回收冷凝物的同時回收未冷凝的氣體。

真空狀態(tài)下的真空度為帕。

一種回收城市固廢焚燒爐飛灰中有價值元素的裝置，包括氣化爐和冷凝器，氣化爐開設(shè)進氣口，所述進氣口通過管道分別連通氫氣和氮氣氣源，氣化爐中保持還原氣氛，氣化爐的氣體出口連通冷凝器的氣體入口，氣化爐下部設(shè)置第一電加熱器，冷凝器下部設(shè)置第二電加熱器，冷凝器中設(shè)置若干級冷凝管，冷凝管根據(jù)金屬蒸氣的冷凝溫度分級，冷凝器設(shè)置用于抽真空的抽氣口和排出未冷凝氣體的出口；第一電加熱器和第二電加熱器采用自整定PID控制的電加熱器，氣化爐中設(shè)置熱電偶，氣化爐上開設(shè)進料口，氣化爐的頂部設(shè)置排氣閥；每一級冷凝管處布置有熱電偶，冷凝管連通循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。