[發明專利]處理垃圾焚燒飛灰并利用其制備固廢基凝膠材料的方法

有效

• 申請號: 202110795906.7
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113526896B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 劉曉明;薛陽;倪文;朱榮;張思奇;董凱;郝先勝;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: C04B20/04
• 分類號: C04B20/04;C04B18/10;C04B28/14;F27D3/16;F27D3/18;F27D17/00
• 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

本發明涉及處理垃圾焚燒飛灰并利用其制備固廢基凝膠材料的方法，包括：S100：采用熔分爐，在熔分爐的頂部投加輔助燃料，將垃圾焚燒飛灰靶向噴入熔分爐爐缸區，使其中二噁英在1500℃以上的高溫、富氧條件下徹底氧化分解；S200：回收熔分爐排出的爐渣，依次經過水淬和研磨后，得到熔分爐爐渣微粉；S300：將所述爐渣微粉與固體廢棄物和水混合，得到所述固廢基凝膠材料。步驟S100之前還包括將垃圾焚燒飛灰、粘結劑與冶金塵泥的造粒工序，得到原料顆粒。所述造粒工序向垃圾焚燒飛灰中引入冶金塵泥，冶金塵泥的氧化物與氯苯、氯酚前驅體反應，為氯離子提供金屬陽離子，抑制有機氯轉化為二噁英，同時得到比較穩定的金屬氯化物。

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，具體涉及處理垃圾焚燒飛灰并利用其制備固廢基凝膠材料的方法。

背景技術

隨著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)，其無害化處置已引起人們廣泛關注。

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。填埋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，但會產水高濃度無機鹽廢水，且成本較高，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。而且，垃圾焚燒飛灰熱處理之后依然產生較多的固體廢物，對這些固體廢物仍然沒有較好的利用方法。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了處理垃圾焚燒飛灰并利用其制備固廢基凝膠材料的方法，所述方法包括以下步驟：

S100：采用熔分爐，在熔分爐的頂部靶向投加輔助燃料，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；

S200：回收熔分爐排出的爐渣，依次經過水淬和研磨后，得到爐渣微粉；

S300：將所述爐渣微粉與固體廢棄物和水混合，得到所述固廢基凝膠材料。

本發明提供的所述處理垃圾焚燒飛灰并利用其制備固廢基凝膠材料的方法，針對垃圾焚燒飛灰中二噁英的氧化分解和剩余爐渣的回收利用問題，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，配合輔助燃料的燃燒，使垃圾焚燒飛灰中的二噁英在高溫中氧化分解，產生的爐渣處理后用于制備所述固廢基凝膠材料，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。

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。

在燃燒法處理垃圾焚燒飛灰的工藝中，一直存在一個問題：二噁英燃燒會產生一定量的氯苯、氯酚等前驅體，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。目前，本領域內解決該問題普遍采用迅速降溫的方法，盡量縮短前驅體處于低溫轉變溫度的時間，以盡量減少再次生成的二噁英，但該法不但操作的人為因素增加，導致效果不佳，而且不能徹底消除二噁英。本發明所述的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。