一种水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法技术

一种水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，将垃圾焚烧飞灰进行改性处理，所得改性处理的垃圾焚烧飞灰作为干法水泥生产线熟料烧成的助烧组分从预热器锥部的卸料管道或预热器上行风管送入正常运行的干法水泥生产线系统中协同处理。本发明专利技术能耗极低，处理费用低，且无二次污染，易于推广应用；将垃圾焚烧飞灰改性处理作为干法水泥生产的助烧剂，改善熟料的易烧性，提高熟料的早期强度，利于节能减排。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法
本专利技术涉及一种处置垃圾焚烧飞灰的方法，具体涉及一种水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法。
技术介绍
当前，作为国内生活垃圾焚烧发电厂环保处理难题之一的“一固”垃圾焚烧飞灰，是其烟气净化系统中收集而得的残余物,含收尘器飞灰和吸收塔飞灰或洗涤塔污水污泥，飞灰中含有烟道灰、加入的化学药剂及化学反应产物。焚烧飞灰中重金属Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Hg等有害物质浓度较高，尤其是当前的含湿垃圾在炉内焚烧不太好的情况下，炉内因不完全燃烧导致的还原气氛使得一部分重金属被还原蒸发，蒸发点低于焚烧温度的重金属物质全部能蒸发出来,进入烟气，烟气中的重金属物质随烟气温度的降低凝结成细小颗粒并凝结于烟气中的烟尘上,最后一起被烟气除尘设备捕集下来形成焚烧飞灰。因此，实际的垃圾焚烧飞灰是由颗粒物、反应产物、未反应产物和冷凝产物聚集而成的不规则物体，其颗粒物粒径大小不等、表面粗糙呈多角质状的颗粒物，主要为微珠状玻璃相、棉絮状松软颗粒和小颗粒的聚合体，粒径主要分布在4～100μm，占比高达71～95%，孔隙率较高、比表面积较大，其中凝结富集有Pb、Zn、Cd、Hg、Cr等重金属和大量的二噁英类物质,一般呈浅灰色至灰黑色粉末状，含水率大多在10%～29%,热灼减率高达22%～51%。现在，垃圾焚烧飞灰已被界定为是一种具有重金属危害特性和环境持久有机毒性危害特性的双料危险废物,对人体健康和生态环境具有极大的危害性，属于危险固体废弃物。垃圾焚烧发电厂飞灰的元素来自于生活垃圾及烟气处理添加剂，随生活垃圾来源及工艺方法和工艺控制参数不同而有所差异。飞灰中的元素主要有Ca、Si、Cl、S、C、Al、K、Na、Fe、Mg、Pb和Zn，微量元素有Mn、Cu、Cd、Cr、Ni、Sb、Hg、Ag、Ti、As、Co、Ba和Bi。较为典型的垃圾飞灰的元素（国内37个垃圾焚烧发电厂飞灰样平均值）为Ca25.14%、Si9.73%、Cl11.86%、S3.64%、K3.37%、Al3.12%、Na2.69%、Fe2.36%、Mg1.19%、C4.13%、Zn3.267%、Pb1.493%、Mn617.8mg/kg、Cu394.7mg/kg、Cr326.7mg/kg、Ni114.5mg/kg、As167.1mg/kg、Sb189.5mg/kg、Ti121.7mg/kg、Cd34.2mg/kg、Ag29.4mg/kg、Hg24.3mg/kg、Co0.00mg/kg。焚烧飞灰的矿物组成较复杂,主要矿物为石英、硅酸盐、碳酸盐、氯盐和硫酸盐，包括石英SiO2、Ca3Si2O7、CaAl2Si2O8、MgSiO3、Ca2Al2SiO7、Ca2SiO4·0.35H2O、Ca9Si6O21·H2O、K2Al2Si2O8·3.8H2O、Zn2SiO4、AlCl3·4Al（OH）3·4H2O、CaCl2、NaCl、KCl、MgCl2、FeCl3、AlCl3、PbCl2、ZnCl2、ZnSO4、CaCO3、CaSO4、Cu2CrO4及少量的Fe2O3、Zn2P6S6、PbO、PbCl2O4、CaO·MgO·Al2O3·SiO2、（Fe，Mg，Al）Al2Si6O22（OH）2、Mg7Fe4O13·10H2O、Pb2Fe2O5、Mg2Al6Ti7O25、Cu4Al2（SO4）（OH）12·2H2O等物质。焚烧飞灰的主要化学成分波动范围一般为SiO29～26%、Al2O33.1～7.5%、Fe2O31.4～4.5%、CaO27～42%、MgO1.8～3.0%、SO33.0～12%、Cl-5～20%、R2O2.5～12%、TiO20.45～0.85%、Loss20～51%。虽说焚烧飞灰的化学成分分析属于SiO2-Al2O3-金属氧化物体系，飞灰中的Ca、K、Na和Mg也有利于烧结温度，但由于焚烧飞灰中的溶解盐含量高达15%～22%,且主要为氯盐，氯盐和Pb、Zn和Hg的存在，极不利于垃圾焚烧飞灰的水泥固化和填埋，加之焚烧飞灰中铝含量偏低，也不利于熔融玻璃化处理，且常规的烧结或熔融玻璃化处理将导致其部分氯盐以含氯酸性化合物随废气逸出污染环境，且其中的Pb、Zn和Hg重金属再次随废气逸出污染环境。正由于生活垃圾焚烧飞灰的上述特征，致使垃圾焚烧飞灰一直成为垃圾焚烧发电厂极难妥善处理的危险固体废弃物，长期以来，国内外科技工作者进行了大量的研究和实践，技术方案主要集中在飞灰的稳定化处理上。国外欧美的生活垃圾因生活习惯原因其焚烧飞灰中的碱金属氯化物含量较低,技术方案集中在利用水泥窑掺入飞灰配料煅烧将飞灰转化为水泥熟料矿物、及用垃圾焚烧飞灰制取水泥混凝土集料或混合材；日韩等国因生活垃圾中塑料类物质含量较高,焚烧飞灰中碱金属氯化物含量较高,水泥固化法的稳定性极差，得到的固化体强度与浸水持久性较差,技术方案主要集中在高温熔融玻璃化处理资源化利用方面。我国对垃圾焚烧飞灰现有的处理方法可概括如下：（1）安全填埋法：被称之为当前垃圾焚烧飞灰处理最安全可靠的手段，也是当前国内垃圾焚烧发电厂普通采用的飞灰处理方法，即将垃圾焚烧飞灰用有机络合物或无机稳定剂混合预处理后，送入经沥青油毡类防渗处理的“安全填埋场”填埋。但该方法一则需不断的择地填埋，二则安全填埋场的建设和运行费用不低,再则仅仅是眼不见为净的有限期安全稳定，垃圾焚烧飞灰中的有毒有害有机物及重金属离子和汞等并未消除，最终仍然会迁移而出污染地下水和土壤。（2）固化填埋法：目前推行的固化填埋技术方法包括水泥固化填埋、沥青固化填埋、熔融固化后填埋、化学药剂固化后填埋，其中的熔融固化填埋法其热处理过程中虽可消解二噁英等有机物并能减量，但通常存在较严重的二次污染如含氯酸性烟气及汞的挥发扩散等，处理投资及成本极高，且能耗较高，同时，也是一种资源的浪费；其中的水泥固化填埋、沥青固化填埋、化学药剂固化后填埋处理方法其垃圾焚烧飞灰中的有毒有害有机物及重金属离子和汞等并未消除，尤其是对二噁英和溶解盐几乎没有稳定作用，仍然只是一种眼不见为净的有限期安全填埋处理方式，最终飞灰中的有毒有害有机物及重金属离子和汞等仍将会迁移而出污染地下水和土壤。（3）湿式化学处理法（资源化提取分离利用方法）：即采用酸、碱溶解分离或微生物及生物制剂将飞灰中的重金属提取分离后分别进行资源化利用。暂不论垃圾焚烧飞灰中的重金属富集程度远未到其他富含重金属废渣可提取的经济性程度，即先不论毫无经济性可言，该类重金属提取的技术方法存在严重的废水、废渣二次污染，客观上存在资源消耗及污染物增量和扩大或扩散的弊端。（4）磷酸洗涤法：即用磷酸浸溶、洗涤垃圾焚烧飞灰，以降低飞灰中的重金属浸出率，经磷酸洗涤后的飞灰安全填埋或用于制建材或路基材料，该方法虽有助于改善飞灰中重金属的化学稳定性和飞灰的热稳定性（生成磷酸盐沉淀物），但大量的有机物、无机盐仍分配在飞灰和磷酸中，也浪费了有限的磷资源。（5）制建材制品如砌块：当前，资源化利用垃圾焚烧飞灰制建材制品的方法是先对垃圾焚烧飞灰进行稳定化处理，即采用水洗、粉碎等飞灰前处理工艺进行稳定化处理，然后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：将垃圾焚烧飞灰进行改性处理，所得改性处理的垃圾焚烧飞灰作为干法水泥生产线熟料烧成的助烧组分，即所得改性处理的垃圾焚烧飞灰从预热器系统C5或C6送入正常运行的干法水泥生产线系统中协同处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：将垃圾焚烧飞灰进行改性处理，所得改性处理的垃圾焚烧飞灰作为干法水泥生产线熟料烧成的助烧组分，即所得改性处理的垃圾焚烧飞灰从预热器系统C5或C6送入正常运行的干法水泥生产线系统中协同处理。


2.根据权利要求1所述水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述垃圾焚烧飞灰的处理量相当于干法水泥生产线生料质量的0.1～5.0%。


3.根据权利要求1或2所述水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述改性处理是在对垃圾焚烧飞灰进行强氧化固化处理，即在搅拌混合、辗压混合或粉磨混合的过程中在垃圾焚烧飞灰中加入改性处理剂混合反应。


4.根据权利要求3所述水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述改性处理剂的加入量相当于垃圾焚烧飞灰质量的0.1～5.0%，优选0.3～3.0%。


5.根据权利要求3或4所述水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述改性处理剂为强氧化剂，或强氧化剂和硅微胶、铝微胶中至少一种的混合物。


6.根据权利要求5所述水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述强氧化剂和硅微胶、铝微胶的混合物中，强氧化剂与硅微胶、铝微胶的质量比为1∶1～10∶1～10。...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，宋剑飞，
申请(专利权)人：长沙紫宸科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43