[发明专利]一种回收城市固废焚烧炉飞灰中有价值元素的装置及方法

说明书

本发明公开了一种回收城市固废焚烧炉飞灰中有价值元素的装置及方法，方法如下：将城市固废焚烧炉飞灰压制成多孔的块体；将所述多孔的块体置于还原气氛中加热至低于目标飞灰变形温度100‑150℃对其中的金属进行气化，得到金属蒸气；飞灰在加热时，加热速率不高于25℃/min；将所述金属蒸气在真空状态下进行分级冷凝得到的冷凝物进行回收，所述分级冷凝的冷凝温度根据金属蒸气的冷凝温度而定；飞灰在气化炉中加热，金属相变气化，金属蒸汽进入冷凝器冷凝；本发明利用还原气氛气化处理过的飞灰，并分级冷凝金属蒸气，可以有效回收飞灰中的部分重金属，同时利用高温分解二噁英等有毒物质，实现飞灰资源化利用的同时，保护了环境。

技术领域

本发明属于节能减排领域，特别设计一种回收城市固废焚烧炉飞灰中有价值元素的装置及方法。

背景技术

随着经济的发展和居民生活水平的提高，居民的生活习惯有了较大的改变，城市固体废弃物污染情况非常严重；给人的身体健康带来了极大的危害，并影响到工农业的发展，城市固体废弃物的处理问题已成为当前环境领域亟待解决的重大问题。

目前用于处理城市固废技术有填埋法、好氧堆肥法、厌氧消化法以及焚烧法，其中焚烧法因具有减容量大、无害化程度彻底、可实现固废的资源化利用等优点，已成为城市固废处理的主要方式。垃圾焚烧法尽管具有上述诸多优点，但在焚烧过程会产生大量飞灰，飞灰中因含有高浸出浓度的Pb、Cd、Cu、Zn等重金属已列为危险废物，这些重金属大多沉积在飞灰颗粒表面，随时会被溶解，若处置不当，飞灰中重金属会浸出污染地下水和土壤。目前常用的处理飞灰的方法主要有安全填埋法、水泥固化等固化稳定化技术以及高温烧结、熔融等技术。这些处理方法可以有效减少重金属的浸出，但从环境的长期安全性考虑，固化在飞灰中的重金属不能被资源化利用，既是一种资源浪费，也对环境构成潜在的威胁。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够有效回收城市固废焚烧飞灰中有价值金属元素的装置及方法，采用气化冷凝的方法回收飞灰中的重金属，能够有效破坏飞灰中二噁英和其他有毒有机化合物，也能有效回收部分有价值金属，保护环境的同时也提高了经济效益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种回收城市固废焚烧炉飞灰中有价值元素的方法，具体如下：

将城市固废焚烧炉飞灰压制成多孔的块体；

将所述多孔的块体置于还原气氛中加热至低于目标飞灰变形温度100-150℃对其中的金属进行气化，得到金属蒸气；飞灰在加热时，加热速率不高于25℃/min；

将所述金属蒸气在真空状态下进行分级冷凝得到的冷凝物进行回收，所述分级冷凝的冷凝温度根据金属蒸气的冷凝温度而定。

将30～100μm的城市固废焚烧炉筛分出来压制成多孔的块体，其中所述孔为变径孔，孔径为8mm-15mm，所述孔在块体上随机或具有规则地排布，所述孔的体积占块体体积的35％±5％。

所述金属包括Zn、Pb、Cu和Cd。

还原气氛采用氢气和氮气共同营造，氢气和氮气的流量配比为1:9。

回收冷凝物的同时回收未冷凝的气体。

真空状态下的真空度为帕。

一种回收城市固废焚烧炉飞灰中有价值元素的装置，包括气化炉和冷凝器，气化炉开设进气口，所述进气口通过管道分别连通氢气和氮气气源，气化炉中保持还原气氛，气化炉的气体出口连通冷凝器的气体入口，气化炉下部设置第一电加热器，冷凝器下部设置第二电加热器，冷凝器中设置若干级冷凝管，冷凝管根据金属蒸气的冷凝温度分级，冷凝器设置用于抽真空的抽气口和排出未冷凝气体的出口；第一电加热器和第二电加热器采用自整定PID控制的电加热器，气化炉中设置热电偶，气化炉上开设进料口，气化炉的顶部设置排气阀；每一级冷凝管处布置有热电偶，冷凝管连通循环冷却水系统。