[发明专利]焚烧飞灰中重金属及二噁英的脱除方法

说明书

技术领域

本发明涉及焚烧处理技术领域，具体而言，涉及一种焚烧飞灰中重金属及二噁英的脱除方法。

背景技术

危险废物、生活垃圾普遍采用焚烧技术处理，然而焚烧产生的飞灰中重金属、有挥发性有机物(含二噁英)等物质的含量会超过国家标准。因而上述焚烧飞灰被列入危险名录上规定的一种危险废弃物，其带有较强的毒性，带来了二次污染，必须经过无害化才能排放。

现有技术中，对焚烧飞灰的处理通常采用水泥固化、化学药剂稳定化、酸溶剂提取和熔融固化四种方法。

水泥固化需要在飞灰中添加10％～20％的水泥，固化后增容较大，固化后的重金属容易再次浸出，并且水泥固化无法消除飞灰中的二噁英。

化学药剂稳定化因飞灰组分差异性较大、重金属超标情况不同，很难找到一种普遍适用的化学药剂，固化后的重金属存在再次浸出风险，无法消除二噁英类持久性污染物。

酸溶剂提取同样面临着不同飞灰组分不同的差异，产生需要二次处理的含溶解性盐废水和含重金属的泥浆。

熔融固化是飞灰无害化和资源化的一项处理技术，因超过1000℃的高温条件使得飞灰中二噁英类有机物能够彻底分解，同时重金属能够被包封固化在稳定的Si-O网格中，达到二噁英消除、重金属稳定化的目的。同时，飞灰经过熔融后，密度大大增加，飞灰减容2/3以上，可作为建筑材料，进行综合利用。

熔融固化所需温度高，对生产条件和能耗均提出较高要求，国内研究较多熔融方法主要有电熔融、等离子熔融和燃料熔融，电熔融所耗电为二次能源，耗电量大，处理费用较高，不易实现设备大型化。等离子熔融易获取高温，但为保护电极需要用惰性气体作为工作气体，价格昂贵，系统复杂，设备初始投资巨大，运行过程中维修保养成本高。燃料熔融使用燃气、油、煤作为能源，炉膛结构和系统都相对简单，投资费用和飞灰处理费用较低，但面临着产生二次烟尘处理问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种焚烧飞灰同时脱除重金属和二噁英的脱除方法，以解决现有技术中焚烧飞灰的处理过程存在处理成本高，产生二次污染物且不环保的问题。

为了实现上述目的，本发明一个方面提供了一种焚烧飞灰中重金属及二噁英的脱除方法，方法包括：将焚烧飞灰在熔池熔炼装置中进行熔炼过程，得到烟气和金属相；将对烟气进行净化，得到粉尘和净化尾气；以及将粉尘返回至熔池熔炼装置中进行熔炼过程。

进一步地，熔炼过程的温度为1000～1500℃。

进一步地，将烟气进行净化的步骤之后，脱除方法还包括将净化得到的粉尘、调节剂及可选的水混合，得到回炼物料；以及将回炼物料返回至熔池熔炼装置中进行上述熔炼过程；其中，调节剂选自石英砂、铝矾土和生石灰组成的组中的一种或多种。

进一步地，粉尘和调节剂的重量比为1:9～4:6。

进一步地，回炼物料还包括添加物，添加物为包含一种或多种重金属的废物，优选添加物选自电镀污泥、尾矿和冶炼渣组成的组中的一种或多种。

进一步地，脱除方法还包括将回炼物料制成混合粒料，然后将混合粒料进行熔炼过程；优选地，混合粒料的粒度为3～20mm。

进一步地，混合粒料的含水量为0～20wt％。

进一步地，采用压缩空气或富氧空气为介质，将焚烧飞灰喷入熔池熔炼装置中进行熔炼过程。

进一步地，熔炼过程使用的助燃剂为氧含量的体积分数为20～85％的富氧空气，优选为体积分数25～85％的富氧空气。

进一步地，熔炼过程使用的燃料选自煤粉、重油、汽油、煤气和天然气组成的组中的一种或多种。

应用本发明的技术方案，采用熔池熔炼装置对焚烧飞灰进行熔炼，有利于提高熔池熔炼过程的传热效率和热解效率。这一方面能够使焚烧飞灰中二噁英被分解，同时重金属杂质被转移至熔渣中，另一方面还能够降低焚烧飞灰的处理成本和运行能耗。同时该脱除方法具有自动化程度高，便于操作控制等优点。将熔炼过程产生的烟气进行净化后，将烟气中的粉尘分离出来，同时得到净化尾气，上述净化尾气中不包含二噁英、重金属等有害物质。然后将上述粉尘作为返尘输送至熔池熔炼装置中进行上述熔炼过程，从而能够减少焚烧飞灰处理过程中产生的烟尘，并将烟尘转化为熔渣。上述脱除方法便于进行大型化和工业化，并能够从本质上实现飞灰中二噁英的脱除、飞灰中重金属的稳定化，飞灰实现无害化、资源化利用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：