[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

本發明涉及一種降解垃圾焚燒飛灰中二噁英并回收鉀鈉元素的方法，包括：(1)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；(2)回收熔分爐煙氣中的鈉鉀鹽，得到富鉀鈉爐塵；(3)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。所述步驟(1)之前還可以包括將垃圾焚燒飛灰、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。所述造粒工序向垃圾焚燒飛灰中引入冶金塵泥，冶金塵泥中的氧化物與氯苯、氯酚等前驅體反應，為氯離子提供金屬陽離子，抑制有機氯再次轉化為二噁英，同時得到比較穩定的金屬氯化物，有利于冶金塵泥中金屬資源的有效回收。

技術領域

本發明屬于危廢無害化處置及資源綜合利用技術領域，具體涉及一種降解垃圾焚燒飛灰中二噁英并回收鉀鈉元素的方法。

背景技術

隨著我國城市化進程的不斷加速，城市生活垃圾的排放量逐年遞增，焚燒法在我國生活垃圾處理中所占比例已達50％以上，據統計，我國每年產生垃圾焚燒飛灰600-700萬噸，因為垃圾焚燒飛灰中含有多種重金屬(如鉛、鎘、鋅、汞等)和持久性有機污染物(如多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃等)，已被包括我國在內的眾多國家列為危險廢物，垃圾焚燒飛灰的無害化處置已引起人們廣泛關注。

近年來，垃圾焚燒飛灰的主要處理方法包括填埋法、化學處理法和熱處理法。垃圾焚燒飛灰的國家填埋標準正在逐年提高，目前，水泥基固化/穩定化法處置垃圾焚燒飛灰后再進行填埋成為主要的填埋方法，但是，此法對二噁英的處理效果不明顯，也無法回收飛灰中的金屬元素。化學處理法可提取飛灰中的部分重金屬，但會產生高濃度無機鹽廢水，化學試劑價格成本較高，重金屬處理不徹底。熱處理法是利用高溫使飛灰中的二噁英等有機污染物分解，將重金屬固化在無機物熔融后形成的玻璃體中，但無法將其中的鉀鈉鹽分離回收，且能耗較高。

目前，熱處理燃燒法由于操作簡單，研究較多。本領域技術人員研究利用燒結機協同處置垃圾焚燒飛灰，但由于燒結工序中高溫區域小、燃燒不充分、煙氣溫度低等問題，使得垃圾焚燒飛灰中二噁英分解不充分，產生一定量的氯苯、氯酚等二噁英的前驅體，而這些前驅體會在燃燒后端隨煙氣溫度的降低再次生成二噁英，導致二噁英的處理效果不佳。此外，由于燒結煙氣的溫度較低，垃圾焚燒飛灰中大量的鉀鈉鹽揮發后又再次沉積，造成結圈，影響工業生產。

熔分爐已廣泛應用于冶金固廢的處置，具有容積小、操作靈活、檢修便捷的優點。但目前還沒有利用熔分爐協同處置垃圾焚燒飛灰的相關文獻報道。此外，針對垃圾焚燒飛灰中含有的大量鉀、鈉等有價元素也還沒有成熟的回收利用途徑。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種降解垃圾焚燒飛灰中二噁英并回收鉀鈉元素的方法，所述方法包括以下步驟：

S100：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；

S200：回收熔分爐煙氣中的鈉鉀鹽，得到富鉀鈉爐塵；

S300：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。

本發明提供的所述方法針對垃圾焚燒飛灰中二噁英的氧化分解和鉀鈉鹽的回收利用問題，提出利用熔分爐協同處置垃圾焚燒飛灰，充分發揮熔分爐的高溫富氧的條件，將垃圾焚燒飛灰直接噴入爐體，使其中的二噁英在高溫中氧化分解，鈉鉀鹽在此處氣化并富集入爐塵中，配合濕法浸出和提純工序可制得高純度的鉀鈉鹽產品，在保障環保效益的同時，還增加了經濟效益。本發明人選擇熔分爐，充分利用熔分爐較大的爐缸環境，且基本沒有上部的間接還原段，熔分爐整體的高溫富氧環境保障了二噁英的徹底分解同時也保障了鉀鈉鹽蒸汽的充分分離，避免了結瘤現象。

優選的，所述步驟S100之前還可以包括將垃圾焚燒飛灰、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。