一种低温熔融烧结处置飞灰的方法技术

本发明专利技术公开了一种低温熔融烧结处置飞灰的方法，属于危险固体废弃物处理技术领域；所述工艺通过以下步骤完成：将飞灰与经破碎处理的助熔剂混合，向所得的混合组分中加水并预制成块状料，再将块状料投入固废焚烧炉，在焚烧固体废物的同时，利用炉内的燃烧热对含飞灰的块状料进行低温熔融烧结；本发明专利技术的低温熔融烧结处置飞灰的方法，能有效降低飞灰熔融温度和改变飞灰物理形态，能够充分利用现有的固废焚烧设备对飞灰进行熔融烧结处理，节约了设备投入成本；在焚烧固体废物同时利用炉内的燃烧热进行处置飞灰，能够降低能源的消耗；飞灰熔融烧结后固化效果好，能有效的防止飞灰中的重金属离子浸出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于危险固体废弃物处理

技术介绍
飞灰是指固体废物(生活垃圾、工业废物、医疗废物)在焚烧系统中理烟道、热回收系统和净化系统收集下来的尘灰。飞灰是列入国家危废名录的危险废物，目前国内外对焚烧飞灰处置的主要方法有固化、化学稳定化、熔融/玻璃化、酸或其他溶剂洗提4类。飞灰的熔融/玻璃化处理就是利用燃料的燃烧热或电热方式，在高温的状态下使飞灰中的有机物发生热分解、燃烧或气化，而无机物则熔融成玻璃质炉渣，飞灰中的重金属盐类，部分发生气化现象，大部分则转移到熔渣中。玻璃化处理飞灰相对于水泥固化处理飞灰、化学稳定化处理飞灰、酸或其他溶剂洗提处理飞灰有明显的优越性:飞灰经过加热熔融，使二噁英等有机物污染物分解，熔渣快速冷却形成致密而稳定的玻璃态构成物，有效地控制重金属的浸出；同时熔融使熔渣变得致密，减容明显，飞灰熔融后，仅密度增加就可以减容70%左右，并且熔渣有资源化利用的可能。现有的熔融烧结处置飞灰工艺中，存在的问题:(I)较高的温度使得飞灰的熔融变的容易，但高温也容易造成飞灰中重金属组分的挥发；为了降低熔融温度和促进稳定玻璃态物质的形成，除飞灰自身成分外，通常可以采用加入一些助熔剂来降低玻璃化温度和玻璃化效果。(2)飞灰熔融/玻璃化过程需要特殊的熔融炉，按热源划分熔融炉有气体或液体燃料炉、电炉和等离子体炉等，这些炉体使用时，有些需要配备氩气保护，还需要配备二次焚烧装置焚烧分离出来的废气，配备重金属吸收装置等。(3)熔融过程中还需要耗费大量燃料和电力。以上问题都抑制了熔融烧结处置飞灰方法的推广使用。现有的固废焚烧炉设计成熟可靠，其焚烧具有较高的温度，有符合国家规范的废气处理设备，使得利用焚烧炉处理其焚烧飞灰具有可行性。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:针对上述存在的问题，提供，该工艺能够有效的降低飞灰熔融温度，使得能够利用现有的固废焚烧炉，在焚烧固废的同时利用炉内的燃烧热实现飞灰低温熔融烧结，以降低飞灰熔融/玻璃化处理成本。本专利技术采用的技术方案如下: ，通过以下步骤完成:将飞灰与经破碎处理的助熔剂混合，向所得的混合组分中加水并预制成块状料，再将块状料投入固废焚烧炉，在焚烧固体废物的同时，利用炉内的燃烧热对含飞灰的块状料进行低温熔融烧结。所述块状料低温 熔融烧结温度为850 1000°C，烧结时间大于5min。本专利技术的低温熔融烧结处置飞灰的方法，所述助熔剂为硼砂，或硼砂和氟化钙的混合。所述助熔剂为玻璃、硼砂和氟化钙的混合。所述混合组分中，飞灰、玻璃、硼砂和氟化钙的质量比为100:2 50:10 25:3 30。进一步的，所述混合组分中，飞灰、玻璃、硼砂和氟化钙的质量比为100:20 25:15 20:3 6。所述助熔剂破碎处理至50 150目。所述块状料预制过程中，飞灰和水的质量比为100:25 40。本专利技术的低温熔融烧结处置飞灰的方法，所述玻璃为玻璃炉渣，所述固废焚烧炉为医疗废物焚烧炉、生活垃圾焚烧炉或工业废物焚烧炉。本专利技术还公开了一种固废焚烧炉用于飞灰低温熔融烧结的应用。本专利技术的低温熔融烧结处置飞灰的方法，利用现有的固废焚烧炉进行烧结处理，而不需增加单独的烧结设备，有效的降低了设备前期的投入，同时充分的利用了固废焚烧炉内的燃烧热进行处理而不需单独提供能源进行处理。在本专利技术中助熔剂同飞灰混合，能够有效的降低飞灰的熔融温度，使得在能够在较低的温度下实现飞灰的熔融，并有效减少在高温状态下飞灰中重金属组分的挥发，所述助熔剂作为常规选择，一般采用玻璃、硼砂、萤石、CaF2、CaCl2, CaO、B2O3的一种或者多种的混合，通过调节飞灰和助熔剂比例，使得在混合组分的熔融温度能够降低到固废焚烧炉中焚烧的温度，同时焚烧炉的焚烧温度不宜过高，过高则容易导致灰分 中重金属组分挥发，过低使得熔融变的困难，而且消耗过多的助熔剂和处理时间使得过程变的不经济，作为优选的采用焚烧温度在850 1000°C之间的固废焚烧炉，并控制块状料在炉内烧结停留时间大于5分钟，所述固废焚烧炉，从焚烧物分类可以采用常规的生活垃圾焚烧炉、普通工业垃圾焚烧炉、医疗垃圾焚烧炉、危险废物焚烧炉等，从炉体上分可以采用为活动炉排焚烧炉或旋转窑式焚烧炉。所述助熔剂作为优选的可以采用硼砂，或硼砂和氟化钙的混合，或者玻璃、硼砂和氟化钙的混合，助熔剂的添加量标准以焚烧炉内的温度和熔融烧结停留确定，作为优选的应当使得飞灰和助熔剂混合而成的组合物的熔融温度能落于固废焚烧炉焚烧温度内；在采用固焚烧炉进行飞灰熔融烧结工艺中，如以硼砂作为助熔剂时，飞灰和硼砂的质量比按100:10 25进行配比作为优选，如以硼砂和氟化钙作为助熔剂，飞灰、硼砂和氟化钙的质量比按100:10 25:3 30进行配比作为优选。由于飞灰成分主要以SiOJP CaO为主，还含有其他的氧化物，可以在高温条件下熔融为硅酸盐玻璃，本专利技术的低温熔融烧结处置飞灰的方法，作为优选的还包括所述助熔剂由玻璃、硼砂和氟化钙组成，玻璃、硼砂和氟化钙三组分能有效的降低飞灰的熔融温度，同时利用玻璃态构成物具有类质同象的作用:以硅酸盐玻璃为例，在结晶的硅酸盐中起关键作用的Si4+离子，能被很多金属离子如Fe3+、As4+等所同象置换(同象置换是指性质类似的原子、离子、离子团、配离子等在晶体构造中相互置换而成的一种矿物或物相的现象)，并且同象置换往往是大幅度的，在骨架型结构中Si4+甚至有一半被置换，所以重金属离子可以通过置换替代Si4+插入晶格中去，牢牢的嵌在S1-O网格构造中，而宏观的无定型态增加了玻璃态物质的流动性从而促进了同象置换发生的可能性。同时玻璃态物质具有良好的热稳定性，并且对各种侵蚀性介质都有很高的化学稳定性，所以包含于玻璃中的金属元素非常稳定，能够保证熔融处理后飞灰中的重金属成分的化学稳定性；助熔剂中的玻璃组分可以来自于废玻璃，或者来自于玻璃炉渣。在本专利技术的低温熔融烧结处置飞灰的方法，将助熔剂做破碎处理使得与飞灰的混合更均匀，助熔剂与飞灰的接触面积加大，使得降低熔融温度效果明显，另一方面也能够保证各混合组分能够顺利的预制成具有一定机械强度的块状料，方便在投加于固废焚烧炉而不被焚烧炉中的气流带走，块状料可以采用混炼机压制成型，其尺寸可以根据炉底出料口尺寸、焚烧时间和焚烧温度灵活的选择，在熔融过程中通过一定的温度和停留时间就能够很好的进行飞灰的熔融；在混合料加水过程中，飞灰和水的比例控制在100:25 40为最优，水分过多不仅块状料的机械强度难以保证，而且水分挥发带走过多的热量而影响炉内温度，同时水分挥发时间过长导致影响熔融烧结的时间，水分过少则导致成块困难；熔融烧结后的块状配合料在焚烧炉冷却部位冷却后，形成玻璃态烧结熔渣；玻璃态烧结熔渣和焚烧残渣一起排出固体废物焚烧炉，经检验合格后送到生活填埋场填埋。飞灰块熔融烧结程中产生的废气，和固体废物焚烧废气一起通过炉体的配套设施，采用常规的手段经过废气处理设施净化排放，净化过程收集的飞灰重新进行熔融烧结处理。本专利技术的低温熔融烧结处置飞灰的方法，特别适合利用医疗废物焚烧炉或危险废物焚烧炉进行，上述两种焚烧炉不仅炉内的温度能够很好的满足工艺需求，同时收集的飞灰具有重金属含量高的特点飞灰熔融处理工艺应用于这两种炉体上能够便于一体化处理，降低飞灰危本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温熔融烧结处置飞灰的方法，其特征在于：通过以下步骤完成：将飞灰与经破碎处理的助熔剂混合，向所得的混合组分中加水并预制成块状料，再将块状料投入固废焚烧炉，在焚烧固体废物的同时，利用炉内的燃烧热对含飞灰的块状料进行低温熔融烧结。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江远清，陈锵，陈岳祥，杨枝安，
申请(专利权)人：广东生活环境无害化处理中心，江远清，
类型：发明
国别省市：