[發(fā)明專(zhuān)利]適用于水泥工業(yè)協(xié)同固廢熱解的污泥灰基固氯劑及其制備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310057603.4
• 申請(qǐng)日: 2023-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116083109A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧春晗;蘇明雪;李寧;朱兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C10B57/06
• 分類(lèi)號(hào): C10B57/06;C04B7/36;C04B7/42;C04B18/02;C10B53/00;C10B57/10
• 代理公司: 合肥中博知信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于水泥工業(yè)協(xié)同固廢熱解的污泥灰基固氯劑及其制備，涉及固氯劑與固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明通過(guò)采用污泥灰為固氯劑的制備原料實(shí)現(xiàn)了以廢治廢，并通過(guò)污泥灰中的主要組分氧化硅對(duì)天然石灰石進(jìn)行改性，使其適用于固廢熱解中的高溫原位固氯，提高了固氯劑的抗燒結(jié)性能；且采用天然石灰石以及高嶺土為主要原料，有利于熱解后的固氯劑作為水泥混合材加入水泥砂漿中，實(shí)現(xiàn)后續(xù)無(wú)害化再利用，節(jié)約成本。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及固氯劑與固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于水泥工業(yè)協(xié)同固廢熱解的污泥灰基固氯劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的推進(jìn)以及人民生活質(zhì)量的不斷提高，城市產(chǎn)生的固體廢棄物正在日趨增加，其中大量的污水污泥和生活垃圾得不到及時(shí)有效的處理，對(duì)城市環(huán)境造成了消極影響。熱解是一種將物料在惰性氣氛下進(jìn)行加熱，分解為固體焦炭、液體焦油和熱解氣的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)。相比起目前主流的填埋處理對(duì)土地的侵占與破壞，熱解技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要在于：(1)對(duì)固廢的減重減容率高；(2)污染物的排放少；(3)產(chǎn)物資源化利用率高。固體廢棄物熱解產(chǎn)生的固、液、氣三態(tài)產(chǎn)物都可以實(shí)現(xiàn)二次利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，利用城市配套的水泥工業(yè)設(shè)施協(xié)同處置有機(jī)固廢的工藝路線正在逐步得到人們的關(guān)注，水泥工業(yè)具備余熱充足、處理規(guī)模大、沒(méi)有廢渣排出等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。固廢熱解得到的三態(tài)產(chǎn)物也可以與水泥工業(yè)進(jìn)一步結(jié)合，其中固體半焦可以直接作為水泥熟料的摻混料，提升熟料的抗壓和重金屬固化能力，液體焦油與熱解氣可以作為高熱值的燃料進(jìn)入水泥窯燃燒。

然而城市固體廢棄物中的生活垃圾中含有以聚氯乙烯(PVC)為代表的各類(lèi)塑料，一經(jīng)加熱分解會(huì)產(chǎn)生大量的HCl和Cl₂，不僅會(huì)對(duì)大氣環(huán)境和人類(lèi)健康產(chǎn)生影響，在通入水泥窯時(shí)也會(huì)對(duì)窯爐爐壁和管道產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，并在設(shè)備中產(chǎn)生結(jié)皮和堵塞現(xiàn)象，縮短設(shè)備壽命。同時(shí)窯爐中氯含量增大，則需要添加干抑制劑來(lái)控制酸性氣體。干抑制劑如生石灰的量一旦超過(guò)所有酸性氧化物需求，必然以游離氧化鈣形態(tài)存在，影響水泥熟料成分，進(jìn)而影響水泥品質(zhì)。因此，在固體廢棄物熱解過(guò)程中原位抑制氯化氫排放、將氯元素盡可能固化在熱解半焦中對(duì)于提高水泥窯協(xié)同處置含氯有機(jī)固廢的能力，同時(shí)確保水泥窯系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和水泥品質(zhì)不受影響具有重要意義。

氧化鈣作為常用的固氯劑，在高溫下存在結(jié)焦現(xiàn)象，其氯化氫捕集能力會(huì)大大降低，不利于高溫環(huán)境下的原位捕集，成本較高的同時(shí)固氯效率較低，所以迫切需要對(duì)現(xiàn)有固氯劑進(jìn)行摻雜改性，提高固氯能力，降低生產(chǎn)成本。而污泥中的有機(jī)質(zhì)在熱解、焚燒等步驟中利用完全后，剩余的污泥灰含有大量惰性材料，可以用于增強(qiáng)固氯劑的抗燒結(jié)性能，同時(shí)污泥灰中的多種金屬氧化物可以對(duì)氧化鈣進(jìn)行改性提升固氯性能，而固氯劑在使用后也能夠與固廢殘?jiān)餐鳛榛炷翐交炝咸砑樱瑢?shí)現(xiàn)水泥工業(yè)協(xié)同固廢熱解全流程產(chǎn)物的綠色高值化利用。但由于各污水處理廠的處理方式不同，污泥灰同樣存在各成分組成不穩(wěn)定的問(wèn)題，不同的成分會(huì)導(dǎo)致氯元素在熱解過(guò)程中向固相或液相轉(zhuǎn)移路徑的不可控。

因此，在現(xiàn)階段的固廢熱解工作中，開(kāi)發(fā)一種氯遷移路徑可控，固氯效果優(yōu)良、制備工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境友好的固氯劑是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的課題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于水泥工業(yè)協(xié)同固廢熱解的污泥灰基固氯劑及其制備方法，該固氯劑可以抑制固廢熱解氯化氫的排放，減少固體中水溶性氯的占比，同時(shí)增加水泥熟料的抗壓強(qiáng)度。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種污泥灰基固氯劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)向污泥灰中加入調(diào)節(jié)劑，攪拌，抽濾，烘干，得到調(diào)節(jié)污泥灰；

(2)將天然石灰石濕磨后放入管式爐中煅燒，得到煅燒石灰石；

(3)將調(diào)節(jié)污泥灰、煅燒石灰石和高嶺土混合，得到混合物；