[实用新型]焚烧飞灰摩擦电选处理设备

说明书

本实用新型公开了一种焚烧飞灰摩擦电选处理设备，通过流化床焚烧炉、半干法吸收塔、活性炭喷射器、布袋除尘器等设备对生活垃圾进行焚烧处理及烟气净化，通过振动摩擦器、鼓筒电选机对焚烧飞灰进行摩擦电选分离，电选分离后得到精灰和尾灰两种产物，尾灰再进行电渗析处理，移除并回收重金属，电渗析后残灰直接送入填埋场填埋处置，精灰产物作为助燃物送入焚烧炉助燃，在将活性炭燃料化利用的同时分解二恶英，本设备可快速简单、节能高效、环境友好地实现飞灰无害化处理及高附加值利用，同时降低焚烧厂运行成本。

技术领域

本实用新型属垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及焚烧飞灰摩擦电选处理设备。

背景技术

焚烧法处理生活垃圾因其处理时间短、占地面积小同时具备减容化、无害化和热量可回收等优点，已经成为了我国生活垃圾处理的主流方式。国内生活垃圾焚烧电厂2018年底约有400座，垃圾焚烧总量超38万吨/天。垃圾焚烧产生的二噁英大部分(70％～90％)被转移到焚烧飞灰中，焚烧飞灰因富集剧毒二噁英和毒性重金属已被我国列入《国家危险废物名录》。按垃圾焚烧量3％～5％的飞灰产生量计算，全国每天将产生约1.6万吨飞灰，这些飞灰成为城市环境安全的巨大隐患。为严控焚烧过程中毒害物的排放，2014年我国将垃圾焚烧烟气中二噁英排放标准从1.0ng I-TEQ/m³提高到0.1ng I-TEQ/m³，为达到烟气排放标准，焚烧厂需在烟道中喷入大量活性炭来吸附烟气中的二噁英，活性炭喷射量为150～200mg/Nm³烟气，吸附二噁英的活性炭大多被转移到布袋飞灰中，故飞灰含有相当量的碳组分(活性炭和未燃碳)。此外，从焚烧炉带出的少量未燃残碳也进入布袋飞灰中，以上两方面导致焚烧飞灰中碳组分(活性炭和未燃残碳)含量较高，是二噁英等有机污染物的富集源。飞灰中Cd、Zn、Pb等重金属的形态以可交换态(F1)和碳酸盐 (F2)态为主，可移动性较强。目前国内垃圾焚烧飞灰主要是水泥固化处理后送生活垃圾填埋场填埋处置，该方法是以固化重金属为目标，无法消除二噁英的潜在危险，且因高碳组分导致水泥消耗量大，故亟需针对高碳特性开发适宜的处理方法。

由于焚烧飞灰中的碳组分主要以单体颗粒形式存在，这使得飞灰中的高碳成分可以使用物理分离法被去除。可行的物理分离方法包括以浮选为代表的湿法和以电选为代表的干法。前者基于飞灰中碳元与灰元的表面特性(润湿性)之差异，即碳元较灰元具有更好的疏水性，在油类捕收剂的作用下很容易粘附于浮选机中的气泡并随之上浮。专利201410034832.5和201510705257.1公开了医疗垃圾焚烧飞灰脱碳浮选联合硫化沉淀或离子浮选回收重金属的处理方法，解决了飞灰脱碳和重金属回收问题。另外，飞灰直接返回焚烧炉再燃已证实是一种高温分解二噁英的方法，二噁英分解率可达99％以上。浮选方法的除碳效果较好，但浮选是一个湿法过程，浮选后富碳精灰在送入焚烧炉助燃前，需要进行昂贵的脱水、干燥步骤，其投资、运行成本都非常高，一定程度限制了浮选技术的推广应用。

在焚烧飞灰中，碳组分相对于非导体无机质导电性能良好，这种电性差异给焚烧飞灰的电选提供了前提条件。可通过摩擦荷电增强碳组分和无机质电学性质上的差异，然后在静电场内实现飞灰中碳组分和二噁英的同时分离。与浮选法相比，电选方法干法操作、工艺简单、不需要庞大的废水处理及产品脱水系统，摩擦电选技术作为干法分选，不仅省去了高额的脱水、及产品干燥系统的费用，还有效避免了分选过程中所造成的环境污染和水资源浪费。