[发明专利]一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法

说明书

本发明公开了一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法，该复合球是由飞灰小球的中心核和完全包覆在该飞灰小球的中心核外面的外壳构成的包裹飞灰的复合球；外壳为石墨碳外壳和/或碳化硅的单层结构或多层结构。该熔融处理装置，包括：电感熔融炉和若干包裹飞灰的复合球；其中，各包裹飞灰的复合球均采用上述的复合球；若干包裹飞灰的复合球填充设在电感熔融炉内，能利用该电感熔融炉高频电场对各包裹飞灰的复合球的外壳和作为中心核的飞灰小球中的活性炭进行感应加热熔融处置组成飞灰小球的焚烧飞灰。本发明的复合球、处理装置及方法，解决了焚烧飞灰高温处理过程中设备的氯腐蚀问题，同时二噁英分解彻底，重金属固化效果好。

技术领域

本发明涉及焚烧飞灰处理领域，尤其涉及一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法。

背景技术

生活垃圾或医疗废弃物的焚烧飞灰中富集了大量重金属、二噁英等有毒有害物质，属于危险废物。

目前用于垃圾焚烧飞灰无害化处理的方式主要有以下几种：

第一种是固化填埋，将飞灰与水泥/螯合剂以一定比例混合，固化处理后送入垃圾填埋厂填埋处理。由于我国生活垃圾中塑料类物质含量较高,焚烧飞灰中氯化物,尤其是碱金属氯化物含量较高,采用水泥或石灰固化时其固化体的强度与浸水持久性较差,其对重金属的阻截仅是由于其强碱性作用的缘故。同时对重金属的长期固定效果差,二恶英很难被消除或稳定化，存在“二次污染”隐患。

第二种是水泥窑协同处置，但是由于处理过程易受飞灰性质影响，且存在将飞灰中通多重复杂过程富集浓缩的重金属等污染物重新分散在水泥熟料产品中，形成“逆向污染”风险。

第三种为熔融处理法，即采用高温处理将飞灰中的二噁英等有毒有害有机物彻底破坏，同时其他物质熔融成为玻璃渣，该方法在日本被广泛使用，高温处理法虽然处理费用较高,但因其稳定化程度高,品质均匀,可达到无害化、稳定化和资源化的目标，被视为飞灰处理的先进技术。

国际上和国内目前主要推崇等离子飞灰熔融法，但由于面临等离子炬技术不成熟，价格高，寿命短，无法连续运行；飞灰中氯元素含量较高，在高温处理过程中产生HCl、Cl₂等酸性气体，同时存在碱金属挥发，对设备造成严重腐蚀，即使采用耐腐蚀的耐火材料，也面临更换频繁问题；等离子处理电耗高；易挥发重金属和盐类无法固化等问题，始终难以实现推广应用。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种处置焚烧飞灰的复合球和熔融处理装置及方法，能高效、经济、环保、便捷的熔融处理焚烧飞灰，解决现有等离子处理焚烧飞灰存在系统复杂、设备投资、维护和运行费用高、无法长时间连续运行、电耗高以及易挥发重金属和盐类固化比例低等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种处置焚烧飞灰的复合球，该复合球是由飞灰小球的中心核和完全包覆在该飞灰小球的中心核外面的外壳构成的包裹飞灰的复合球；

所述外壳为单层致密石墨碳外壳或单层致密碳化硅外壳；或者，所述外壳为石墨碳和碳化硅按规律排列形成的多层结构外壳；或者，所述外壳为石墨碳按规律排列形成的多层结构外壳。

本发明实施方式提供一种处置焚烧飞灰的熔融处理装置，包括：

电感熔融炉和若干包裹飞灰的复合球；其中，各包裹飞灰的复合球均采用权利要求1至3任一项所述的处置焚烧飞灰的复合球；

若干所述包裹飞灰的复合球填充设置在所述电感熔融炉内，能利用该电感熔融炉高频电场对各包裹飞灰的复合球的外壳和作为中心核的飞灰小球中的活性炭进行感应加热熔融处置组成飞灰小球的焚烧飞灰。

本发明实施方式还提供一种处置焚烧飞灰的熔融处置方法，采用本发明所述的熔融处理装置，包括以下步骤：