一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统和方法，通过将飞灰三级水洗后利用板框式压滤机进行压滤分离，得到经过三级水洗后的飞灰，在搅拌反应釜中通过添加添加剂组合进行低温热处理。本发明专利技术通过三级水洗可以有效去除飞灰中的氯盐，避免了在低温热解处理中飞灰中的前驱物氯化形成二噁英，从而提高了飞灰中二噁英的热降效率，再者飞灰中氯含量的降低还能避免添加剂失活，提高重金属的固化效果；通过本系统的处理飞灰中可溶性氯、重金属及二噁英均达到《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》的要求。术规范》的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统和方法


[0001]本专利技术属于环保
，具体涉及一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统和方法。

技术介绍

[0002]垃圾焚烧飞灰中含有易浸出重金属和痕量持久性有机污染物二噁英，我国将飞灰列入《国家危险废物名录》。为防治环境污染，改善生态环境质量，规范和指导生活垃圾焚烧飞灰的环境管理，国家生态环境部发布《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》(HJ1134
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2020)，针对目前垃圾焚烧飞灰处置方式制定了更为详细的规范与标准。其中，低温热分解、高温烧结和高温熔融等飞灰处理工艺应满足以下要求：应控制飞灰处理产物中二噁英残留的总量应不超过50ng
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TEQ/kg(以飞灰干重计)；重金属浸出浓度不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度值；可溶性氯含量不超过2％，以不超过1％为宜。
[0003]飞灰的无害化处置技术分为热处置技术和非热处置技术，其中，热处置技术主要包括烧结、熔融玻璃化、低温热处置、水热法处置和超临界水氧化；非热处置方法包括水泥固化、药剂稳定化、生物/化学浸提和机械化学法处置。飞灰的非热处置技术通过添加药剂等对重金属进行固化，然而所添加的药剂对二噁英无降解效果。飞灰的低温热处置技术被认为是降解飞灰中二噁英最好的办法之一，在惰性气氛中，飞灰在300℃的条件下处置2小时就可使二噁英的降解率达到90％，但低温热处置技术缺乏对重金属的控制，低温热处置后的飞灰需要添加药剂，结合机械化学法处置、水泥固化等技术才可达到危险废物填埋标准。
[0004]相近的专利文本CN105126606A公开了一种低温热解
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催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法，将飞灰输送至低温热解装置在非氧化气氛中100～350℃热解10～60分钟，产生热解混合物。将混合物输送至催化降解装置，催化剂主要采用含钛、钨或钒，在氧化气氛中100～400℃降解300秒。该方法缺乏对重金属的固化，处理后的飞灰仍然进行填满处置，不能满足飞灰资源化利用的条件，经济性较差。专利CN2729545Y公开了一种对含二噁英和重金属飞灰的无害化稳定化处理的装置，使胺类物质与飞灰混合发生氧化反应，再与凝硬活性物质发生络合反应以固化重金属。但是该方法需要添加大量药剂，成本较高，且在氧化条件下二噁英易再生，不能保证二噁英降解效果。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种飞灰中重金属及二噁英无害化处理的低温处理系统和方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术手段：
[0007]本专利技术的第一方面在于提供一种用于处置固化飞灰中重金属和二噁英的添加剂组合，包括高温段热解添加剂和低温段热解添加剂；所述高温段热解添加剂为钙基添加剂用于温度在300
‑
350℃的反应；所述低温段热解添加剂由磷酸盐和三价铁盐按质量比3
‑
5:1
混合而成，用于温度在250℃及以下的反应；
[0008]优选地，所述钙基添加剂由CaO和CaSO4按质量比1:1
‑
3混合而成；
[0009]优选地，所述所述磷酸盐为Ca3(PO4)2、Ca(H2PO4)2或NaH2PO4；所述三价铁盐为Fe2(SO4)3或Fe(NO3)3。
[0010]本专利技术的第二方面在于提供一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统，包括：
[0011]水洗罐，用于接收飞灰和水，并对飞灰进行清洗；
[0012]板框式压滤机，与所述水洗罐相连，用于对水洗后的飞灰进行固液分离；并用隔膜泵将飞灰泥浆输送到所述水洗罐中，重复进行三水洗；
[0013]缓冲罐，与所述板框式压滤机和所述水洗罐相连，用于储存压滤后的飞灰水洗液，并用泵输送飞灰水洗液到水洗罐中进行二次利用；
[0014]单筒式烘干机，与所述板框式压滤机相连，用于烘干经三级水洗并压滤后的飞灰泥浆；
[0015]搅拌反应釜，与所述单筒式烘干机相连，用于飞灰在300
‑
350℃的热处理和200
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250℃的低温热处理；并且搅拌反应釜中的烟气为所述单筒式烘干机提供热源；
[0016]计量给料机，与所述搅拌反应釜相连，分别用于向搅拌反应釜中输送权利要求1所述的温度在300
‑
350℃反应的钙基添加剂和温度在200
‑
250℃反应的低温段热解添加剂；
[0017]氮气发生器，与所述搅拌反应釜相连，用于向搅拌反应釜中提供氮气；
[0018]优选地，所述低温处理系统还包括天然气燃烧器，与所述搅拌反应釜相连，通过燃烧天然气，为搅拌反应釜的加热层提供热源；
[0019]优选地，所述缓冲罐包括一级缓冲罐、二级缓冲罐和三级缓冲罐；所述一级缓冲罐，与所述板框式压滤机相连，用于储存第一次压滤后的一级飞灰水洗液；所述二级缓冲罐与所述板框式压滤机和所述水洗罐相连，用于储存第二次压滤后的二级飞灰水洗液，并用泵将二级飞灰水洗液输送到水洗罐中进行循环利用；所述三级缓冲罐，与所述板框式压滤机和所述水洗罐相连，用于储存第三次压滤后的三级飞灰水洗液，并用泵将三级飞灰水洗液输送到水洗罐中进行循环利用；
[0020]优选地，在所述水洗罐中，飞灰与水按液固比3mL/g的比例进行混合；
[0021]本专利技术的第三方面在于提供利用本专利技术的第二方面所述的一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理的方法，包括以下步骤：
[0022]S1，利用水洗罐接收飞灰和水，进行水洗；
[0023]S2，利用板框式压滤机将经步骤S1水洗后的飞灰进行压滤，得到飞灰泥浆和一级水洗液；并将飞灰泥浆用隔膜泵输送到水洗罐中再次水洗，重复水洗两次，即可得到经过三级水洗的飞灰；
[0024]S3，利用单筒式烘干机将经过经三级水洗的飞灰泥浆烘干；
[0025]S4，利用搅拌反应釜将经步骤S3烘干后的飞灰破碎；
[0026]S5，利用氮气发生器产生的氮气排空搅拌反应釜内的空气；当搅拌反应釜内氧气含量低于1％时，利用天然气燃烧器为搅拌反应釜提供热源；
[0027]S6，当搅拌反应釜温度在300
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350℃时，利用计量给料机向搅拌反应釜中添加本专利技术第一方面所述的钙基添加剂；
[0028]S7，当搅拌反应釜温度冷却到200
‑
250℃时，利用计量给料机向经步骤S6的搅拌反
应釜中添加本专利技术第一方面所述的低温段热解添加剂，进行低温热解处理；
[0029]优选地，在步骤S1中，所述飞灰与水按液固比3mL/g的比例进行混合；
[0030]优选地，在步骤S3中，单筒式烘干机的烘干温度在160
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180℃；
[0031]优选地，在步骤S6中，所述钙基添加剂用量为飞灰质量的5％
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10％；所述钙基添加剂由CaO和CaSO4按质量比1:1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处置飞灰中重金属和二噁英的添加剂组合，其特征在于，包括高温段热解添加剂和低温段热解添加剂；所述高温段热解添加剂为钙基添加剂，用于温度在300
‑
350℃的反应；所述低温段热解添加剂由磷酸盐和三价铁盐按质量比3
‑
5:1混合而成，用于温度在250℃及以下的反应。2.根据权利要求1所述的添加剂组合，其特征在于，所述钙基添加剂由CaO和CaSO4按质量比1:1
‑
3混合而成；所述磷酸盐为Ca3(PO4)2、Ca(H2PO4)2或NaH2PO4；所述三价铁盐为Fe2(SO4)3或Fe(NO3)3。3.一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统，其特征在于，包括：水洗罐，用于接收飞灰和水，并对飞灰进行清洗；板框式压滤机，与所述水洗罐相连，用于对水洗后的飞灰进行固液分离；并用隔膜泵将飞灰泥浆输送到所述水洗罐中，重复进行三次水洗；缓冲罐，与所述板框式压滤机和所述水洗罐相连，用于储存压滤后的飞灰水洗液，并用泵输送飞灰水洗液到水洗罐中进行二次利用；单筒式烘干机，与所述板框式压滤机相连，用于烘干经三级水洗并压滤后的飞灰泥浆；搅拌反应釜，与所述单筒式烘干机相连，用于飞灰在300
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350℃的热处理和200
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250℃的低温热处理；计量给料机，与所述搅拌反应釜相连，分别用于向搅拌反应釜中输送权利要求1所述的温度在300
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350℃反应的钙基添加剂和温度在200
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250℃反应的低温段热解添加剂；氮气发生器，与所述搅拌反应釜相连，用于向搅拌反应釜中提供氮气。4.根据权利要求3所述的一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统，其特征在于，所述低温处理系统还包括天然气燃烧器，与所述搅拌反应釜相连，通过燃烧天然气，为搅拌反应釜的加热层提供热源。5.根据权利要求3所述的一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统，其特征在于，所述缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亚旗，陆胜勇，张成博，王帅，金立正，丁佳敏，李晓东，严建华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：