[發明專利]一種降解垃圾焚燒飛灰中二噁英并回收鉀鈉元素的方法

有效

• 申請號: 202110794591.4
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113546944B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 劉曉明;薛陽;倪文;朱榮;張思奇;董凱;王俊英;朱國輝;王健;王志剛;姜永鋼
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;唐山鶴興廢料綜合利用科技有限公司;盧龍宏赫廢料綜合利用有限公司
• 主分類號: B09B3/40
• 分類號: B09B3/40;B09B3/70;B09B3/24;B09B3/21;B09B3/00;C01D3/04;F23G5/44;B09B101/30
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種降解垃圾焚燒飛灰中二噁英并回收鉀鈉元素的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S100：將垃圾焚燒飛灰、粘結劑與冶金塵泥的造粒工序，得到成分和尺寸均勻的原料顆粒；

S200：采用熔分爐，在1500℃以上的高溫中燃燒垃圾焚燒飛灰，使其中的二噁英徹底氧化分解，同時飛灰中的鈉鉀鹽氣化；

S300：回收熔分爐煙氣中的鈉鉀鹽，得到富鉀鈉爐塵；

S400：將所述富鉀鈉爐塵經逆向洗滌、沉淀除雜，得到高純度的鉀鈉鹽；

步驟S100中所述造粒工序具體為：（1）將垃圾焚燒飛灰與冶金塵泥按質量比1:(0.2-4)混合均勻；（2）再加入粘結劑，制成成分、粒徑均勻的原料顆粒，粘結劑占垃圾焚燒飛灰和冶金塵泥質量之和的3-10%；

步驟（2）中所述原料顆粒的粒徑不大于200μm，且粒徑在50-150μm區間內的顆粒占比大于80%；

步驟S200具體包括以下步驟：

（3）用富氧空氣將步驟（2）制得的所述原料顆粒噴入熔分爐下部的爐缸區；

（4）在熔分爐的頂部靶向投加輔助燃料；

（5）垃圾焚燒飛灰中的二噁英在高溫富氧條件下被氧化分解為H₂O、CO₂和HCl，HCl與相鄰的金屬或礦物反應生成氯鹽，防止酸腐蝕；

（6）垃圾焚燒飛灰中的大量的NaCl和KCl在高溫下氣化，隨熔分爐內的氣流上升進入煙氣中；

步驟（4）所述的輔助燃料包括金屬固廢的熱造塊、燒結礦和焦炭，所述熱造塊的制備方法如下：

（a）將高爐瓦斯灰與煉鋼塵泥按質量比1:(0.5-2)混合均勻；

（b）再加入所述粘結劑，制成成分、粒徑均勻的顆粒，冷固成型，粘結劑占高爐瓦斯灰和煉鋼塵泥質量之和的3-5%；

（c）將步驟（b）得到的顆粒加入預處理爐進行加熱，溫度為300-400℃，得到所述熱造塊。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔分爐的鼓風噴粉裝置包括第一噴射組件、第二噴射組件和噴槍，所述第一噴射組件包括彼此連接的第一儲罐和兩個第一噴射罐，用于噴射垃圾焚燒飛灰或所述原料顆粒；所述第二噴射組件包括彼此連接的第二儲罐和兩個第二噴射罐，用于噴射煤粉；

所述噴槍包括第一入口、第二入口、混合腔體和噴口，混合腔體的一端設有并聯的第一入口和第二入口，另一端設有噴口；

所述第一噴射罐的出口連接第一入口，第二噴射罐的出口連接第二入口，分別將垃圾焚燒飛灰或所述原料顆粒、煤粉噴入噴槍內充分混合，再由噴口噴出。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔分爐的頂部設有投料裝置，所述投料裝置的底部設有布料盤，布料盤的邊沿連接一個傾斜的布料斗，所述輔助燃料通過所述投料裝置向熔分爐內投加，輔助燃料散布在布料盤上，再通過所述布料斗投加到熔分爐內部；

所述的熔分爐包括煙氣主管和煙氣分管，所述煙氣主管的底端設在熔分爐內1/3-1/2高度處；煙氣分管設在熔分爐頂部的側面，并連通熔分爐的內部；

所述煙氣主管的頂部延伸到所述布料盤的下表面，且煙氣主管的頂部與所述煙氣分管連通。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S200還包括：（7）所述輔助燃料和原料顆粒燃燒產生的生鐵從熔分爐底部的出鐵口排出，產生的硅酸鹽從熔分爐底部的排渣口排出，產生的稀貴金屬合金從熔分爐底部的排料口排出，并運至稀貴金屬提純車間進行多種有價金屬分離提純；

所述步驟S300具體為：（8）利用熔分爐的尾氣凈化裝置，收集步驟（6）產生的含有NaCl和KCl的煙氣，回收其中的NaCl和KCl，得到富鉀鈉爐塵。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S400具體為：（9）浸出過濾：用水對步驟（8）得到的富鉀鈉爐塵中的鉀鈉鹽進行多段浸出，過濾后，待濾液中鈉鉀鹽溶解度接近飽和時進入除雜工序；（10）除雜：向鈉鉀鹽溶解度接近飽和的濾液中加入除雜添加劑并攪拌，然后對除雜后的鉀鈉鹽近飽和溶液進行結晶，得到高純度的鉀鈉鹽產品。