[发明专利]一种垃圾焚烧飞灰的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于环保及危险废弃物处理技术领域，具体的说，是关于一种垃圾焚烧飞灰的处理方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，城市人口的迅速增加以及人民生活水平的不断提高，城市垃圾问题已日益成为影响我国环境质量的突出问题。目前，我国城市人均垃圾年产量在450～500kg左右，垃圾每年还在以8～10％的速度递增。全国660座城市已有200多座处于垃圾的包围之中，垃圾问题已成为困扰我国城乡经济可持续发展的难题之一。

焚烧法因其高效快捷、减容显著、能源利用率高等优点已成为城市生活垃圾的主要处理方式之一。近年来我国的垃圾焚烧企业迅速增加，已有或正在建设的大型垃圾发电厂近80家，小型医疗垃圾焚烧企业已有100多家。虽然不少国际知名厂家在研究更先进、污染更小的处理技术，并且已达到相当规模，如热解法、气化熔融法等，但到目前为止，焚烧处理垃圾仍然是发达国家垃圾处理的主流发展技术。如日本全国90％以上的垃圾采用焚烧处理，意大利罗马市垃圾焚烧率超过70％，新加坡的生活垃圾焚烧率已达100％。

随着垃圾焚烧处理技术的广泛使用，焚烧飞灰的产量也呈明显的增加趋势。按照2002年的垃圾焚烧量计算，预计到2010年，我国仅城市生活垃圾焚烧产生的飞灰就将达到52万吨。而焚烧飞灰含有大量重金属和有机污染物(如二噁英等)，是国家标准(GB18485-2001)规定的危险废弃物，在最终处置前必须进行稳定化处理。目前垃圾焚烧厂对于飞灰大部分采取堆放、弃置的方式，或者加水调湿后直接送往填埋场填埋，只有少数焚烧厂将飞灰经水泥固化后送往填埋场处置。焚烧飞灰的资源化利用率低且占用了大量的土地，造成了环境污染，因此需寻找切实可行的垃圾飞灰资源化处理的方法。

目前，垃圾焚烧飞灰的处理主要包括以下几种方法：

一、水泥固化法：该方法工艺成熟，操作简单，原料廉价，但处理后增容比很大，给后续的运输与处理带来困难；而且，汞、铅以及六价铬等很难实现稳定化处理。此外，当前对水泥固化体在不同化学环境中的长期行为的认识还很不够，处理后飞灰存在长期稳定性的问题。

二、药剂处理法：该方法在实现无害化的同时，达到废物少增容或不增容，同时其设备费用及处理成本低廉，提高了危险废弃物处置系统的总体效率和经济性。但仍存在诸多不足，包括：稳定固化重金属的同时，对二噁英等有机物的效用甚微；产生的固化体只能放置在中性或弱碱性的环境中，否则重金属将会重新溶出污染环境；由于垃圾飞灰的多样性及差异性，还未找到一种适合各种垃圾飞灰的药剂，因此大规模应用化学药剂受到限制；飞灰处理后的脱水滤液中含溶解性盐类及悬浮状重金属类，极有可能造成二次污染。

三、熔融固化法：该方法是飞灰中的二噁英类分解及重金属处理的有效手段之一，客观上来说处理效果最好，相对于水泥固化和化学处理而言，熔融固化无害化彻底、减容减量程度高、产品性能稳定并可资源化再利用。但它仍存在诸多问题，如设备和技术多为国外引进，这使技术投资和设备再建费用极高。

目前，国际上单从技术发展趋势来看，气化熔融技术将成为21世纪废弃物处理技术的主流，它将气化与熔融技术融为一体，可从根本上解决传统垃圾焚烧飞灰中二噁英和重金属等二次污染的问题。但我国目前使用的垃圾气化熔融炉多为国外引进，故成本高，使用范围有限；国外(如日本)熔融炉主要是针对本国高发热值且有效分类的垃圾，不适合我国高水份、低热值和未有效分类的垃圾特点；现引进的设备自身也存在缺点：日处理量小，能耗大且熔融过程所产生的有机废气，富含重金属的烟灰需经烟气净化系统严格处理，否则易造成二次污染等。

高温液态排渣气化炉属于化工领域，现在普遍用于制氢、合成氨和生产甲醇等碳一化工产品以及IGCC联合循环发电。其工艺过程为：原料干煤粉(或石油焦粉、干煤粉与石油焦粉组成的混合物、煤浆、石油焦浆、煤与石油焦组成的混合浆)被输送至气化炉的烧嘴，然后在气化炉高温高压条件下和O₂、蒸汽或CO₂发生各种转化反应。通过控制加料量，调节氧量、蒸汽量或CO₂量，使气化炉在1200～2000℃范围内运行，气化炉操作压力0.1～9.5MPa。反应生成的合成气(以CO+H₂为主)净化后可用于制氢、合成氨和生产甲醇等化工产品以及IGCC联合循环发电。经激冷形成的玻璃体或熔渣为一种惰性物质由气化炉底排出。

发明内容