飞灰的高温熔融无害化方法技术

本发明专利技术提供了一种飞灰的高温熔融无害化方法。该方法包括以下步骤：将飞灰和成分调节剂混合并在熔融装置中进行熔融处理，得到混合熔体；以及将混合熔体由熔融装置排出。本发明专利技术提供的上述方法中，通过高温熔融能够将Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Cu等重金属固结在玻璃中，从而达到重金属的无害化处理。同时，也能够将呋喃和二噁英彻底分解去除。特别说明的是，在高温熔融的过程中，掺入成分调节剂能够明显降低飞灰的熔融温度，有效降低能耗，使飞灰无害化处理更加绿色。总之，本发明专利技术提供的飞灰无害化方法，其成本较低，工艺简单，适于工业化大规模应用。

High temperature melting harmless method for flying ash

The present invention provides a high temperature melting harmless process for fly ash. The method comprises the steps of mixing fly ash with a component modifier and performing melting treatment in a smelting device to obtain a mixed melt; and mixing the melt from the melting device. In the method provided by the invention, heavy metals such as Pb, Zn, Cd, Cr, Ni and Cu can be solidified in glass by high temperature melting so as to achieve harmless treatment of heavy metals. At the same time, furan and dioxins can also be thoroughly decomposed and removed. Special explanation is that in the process of high temperature melting, the incorporation of component modifier can significantly reduce the melting temperature of fly ash, effectively reduce energy consumption, make fly ash harmless treatment more green. In a word, the fly ash harmless method has the advantages of low cost and simple process, and is suitable for industrial large-scale application.

【技术实现步骤摘要】
飞灰的高温熔融无害化方法
本专利技术涉及飞灰的无害化处置领域，具体而言，涉及一种飞灰的高温熔融无害化方法。
技术介绍
生活垃圾、医疗垃圾以及其它危险废物在焚烧过程中会产生大量飞灰。飞灰是一种含有重金属、呋喃及二噁英类物质的危险固体废弃物。飞灰中含有大量碱金属氧化物、氢氧化物、氯化物及硫化物，飞灰颗粒极小极轻，极易逃逸并漂浮于大气环境中，造成严重的环境污染。目前，处理飞灰的方法有螯合剂固化、烧结固化和熔融固化。其中，飞灰熔融固化方法被认为是最有效、最彻底的无害化方法。中国专利CN101797572A公开了一种等离子体处理垃圾焚烧的方法。该方法利用等离子体炉熔融处理垃圾焚烧飞灰，最终得到熔融玻璃渣产品。但是该方法的缺点是显而易见的：工业化的等离子体炉价格昂贵且维护复杂，直接限制了其进一步的推广应用。中国专利CN1632376A公开了一种利用旋风炉高温熔融垃圾焚烧飞灰的方法，但是该方法处理的飞灰仅占比15％～25％，飞灰处理量太低，不适合推广应用。中国专利CN102531389A公开了一种利用电弧炉熔融垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃的方法。该方法处理的垃圾焚烧飞灰需要水洗预处理，且熔池温度为1500～1700℃，属于高能耗工艺，同样不适合工程化应用。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种飞灰的高温熔融无害化方法，以解决现有技术中处理飞灰时存在的工艺复杂、能耗过高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种飞灰的高温熔融无害化方法，其包括以下步骤：将飞灰和成分调节剂混合并在熔融装置中进行熔融处理，得到混合熔体；以及将混合熔体由熔融装置排出。进一步地，飞灰为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业危废焚烧飞灰中的一种或多种。进一步地，成分调节剂为分析纯二氧化硅、石英砂、工业废渣与尾矿、废玻璃及污泥中的一种或多种。进一步地，熔融处理的步骤中，熔融温度为1250～1500℃，保温时间为0.5～12h。进一步地，按重量百分比计，飞灰包括：10～70％CaO，0.1～10％SiO2，0.1～10％Al2O3，0.1～10％MgO，0.1～30％Cl，0.1～20％SO3，0.1～10％K2O，0.1～10％Na2O，0.1～10％Fe2O3，0.1～10％TiO2，0.1～10％P2O5，0～1％ZnO，0～1％PbO，0～1％SrO，0～1％BaO，0～1％Cr2O3，0～1％CuO，0～1％MnO，0～1％NiO以及0～1％Hg。进一步地，混合熔体中，CaO和SiO2的重量比为0.6～1.4；或者，将CaO和MgO的重量之和记为M，将SiO2和Al2O3的重量之和记为N，M:N＝0.6～1.4。进一步地，将飞灰和成分调节剂混合并在熔融装置中进行熔融处理的步骤之后，通过电磁场或物理搅拌，得到混合熔体。进一步地，将混合熔体由所述熔融装置排出后，得到的熔渣中二噁英去除率达99％或以上，且熔渣中各重金属的浓度如下：镉≤1mg/L，铬≤5mg/L，铜≤100mg/L，镍≤5mg/L，铅≤5mg/L，锌≤100mg/L，砷≤5mg/L，汞≤0.1mg/L。本专利技术提供的上述方法中，通过高温熔融能够将Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Cu等重金属固结在玻璃中，从而达到重金属的无害化处理。同时，也能够将呋喃和二噁英彻底分解去除。特别说明的是，在高温熔融的过程中，掺入成分调节剂能够明显降低飞灰的熔融温度，有效降低能耗，使飞灰无害化处理更加绿色。总之，本专利技术提供的飞灰无害化方法，其成本较低，工艺简单，适于工业化大规模应用。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
部分所描述的，目前对飞灰进行处理时，存在工艺复杂、能耗过高的问题。为了解决这一问题，本专利技术提供了一种飞灰的无害化方法，其包括以下步骤：将飞灰和成分调节剂混合并在熔融装置中进行熔融处理，得到混合熔体；以及将混合熔体由熔融装置排出。本专利技术提供的上述方法中，通过高温熔融能够将Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Cu等重金属固结在玻璃中，从而达到重金属的无害化处理。同时，也能够将呋喃和二噁英彻底分解去除。特别说明的是，在高温熔融的过程中，将成分调节剂掺入飞灰中进行共同处理，能够明显降低飞灰的熔融温度，从而能够有效降低能耗，使飞灰得无害化处理更加绿色。总之，本专利技术提供的飞灰无害化方法，其成本较低，工艺简单，适于工业化大规模应用。优选地，将飞灰和成分调节剂混合并进行熔融处理可以包括以下步骤：将飞灰和成分调节剂混合，得到混合原料；混合原料通过压球造粒，输送至高温熔融装置。本专利技术上述的处理方法适用于各种飞灰的处理。在一种优选的实施方式中，上述飞灰为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业危废焚烧飞灰中的一种或多种。这些飞灰重金属、二噁英等有毒成分含量较高，利用本专利技术中的处理方法能够将其无害化。上述成分调节剂优选采用分析纯二氧化硅、石英砂、工业废渣(比如：矿渣、钢渣、赤泥)与尾矿、废玻璃及污泥中的一种或多种。这些成分调节剂均具有较好地降低飞灰熔点的作用，能够使处理过程更为绿色。尤其是工业废渣、尾矿、废玻璃以及污泥等固体废物，均可以作为飞灰熔融的硅质原料，调节飞灰中较高的碱度，得到低熔点的熔渣。且它们均采用全固废原料，不仅可以进一步降低原料成本，而且能够进一步实现固体废物的减量化和无害化。在一种优选的实施方式中，熔融处理的步骤中，熔融温度为1250～1500℃，保温时间为0.5～12h。该温度较传统的飞灰熔融温度低，且该条件下，呋喃和二噁英彻底能够更加彻底地分解去除，其他有害重金属能够更有效地被固结在冷却后形成的玻璃中。采用本专利技术上述的处理方法能够处理任意的飞灰。在一种优选的实施方式中，按重量百分比计，飞灰包括：10～70％CaO，0.1～10％SiO2，0.1～10％Al2O3，0.1～10％MgO，0.1～30％Cl，0.1～20％SO3，0.1～10％K2O，0.1～10％Na2O，0.1～10％Fe2O3，0.1～10％TiO2，0.1～10％P2O5，0～1％ZnO，0～1％PbO，0～1％SrO，0～1％BaO，0～1％Cr2O3，0～1％CuO，0～1％MnO，0～1％NiO以及0～1％Hg。具有上述成分的飞灰，以本专利技术提供的方法进行无害化方法，处理效果更佳。在一种优选的实施方式中，将飞灰和成分调节剂混合并进行熔融处理的步骤中，混合熔体中，CaO和SiO2的重量比为0.6～1.4；或者，将CaO和MgO的重量之和记为M，将SiO2和Al2O3的重量之和记为N，M:N＝0.6～1.4。这样，能够进一步固结飞灰中的重金属，同时，能够在尽量减少成分调节剂用量的基础上更有效降低熔融温度，减少能耗，使无害化处理过程更为绿色，更适合工业推广。本领域技术人员可以根据上述混合熔体中的元素比例调整成分调节剂的具体用量，在此不再赘述。需要特别说明的是，飞灰高温熔融过程会产生大量挥发性氯盐和酸性气体，导致熔渣与投入原料的CaO和SiO2的重量比值(或M/N)不一致，本专利技术专利采用熔渣的CaO和SiO2的重量比值(或M/N)来判断熔融效果及玻璃渣固化重金属的效果更科学。在一种优选的实施方式中，将飞灰和成分调节剂混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞灰的高温熔融无害化方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述飞灰和成分调节剂混合并在熔融装置中进行熔融处理，得到混合熔体；以及将所述混合熔体由所述熔融装置排出。

【技术特征摘要】
1.一种飞灰的高温熔融无害化方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述飞灰和成分调节剂混合并在熔融装置中进行熔融处理，得到混合熔体；以及将所述混合熔体由所述熔融装置排出。2.根据权利要求1所述的无害化方法，其特征在于，所述飞灰为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业危废焚烧飞灰中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的无害化方法，其特征在于，所述成分调节剂为分析纯二氧化硅、石英砂、工业废渣与尾矿、废玻璃及污泥中的一种或多种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的无害化方法，其特征在于，所述熔融处理的步骤中，熔融温度为1250～1500℃，保温时间为0.5～12h。5.根据权利要求4所述的无害化方法，其特征在于，按重量百分比计，所述飞灰包括：10～70％CaO，0.1～10％SiO2，0.1～10％Al2O3，0.1～10％MgO，0.1～30％Cl，0.1～20％SO3，0.1～10％K2O，0.1～10％Na2O，0.1～10％Fe2O3，0.1～10％Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德喜，高术杰，刘海威，马明生，姚建明，胡立琼，彭孝容，梁梅，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11