[发明专利]一种新型飞灰热处理方法与装置

说明书

本发明涉及焚烧飞灰热处理技术领域，特别是涉及一种新型飞灰热处理方法与装置，包括以下步骤：步骤一、预热，将焚烧飞灰加入到飞灰预热单元，预热后的焚烧飞灰转化为预热飞灰并排出至分段流化热解单元；步骤二、热处理，分段流化热解单元将预热飞灰中的二噁英在惰性气氛和流化状态下进行热分解，热分解后的预热飞灰转化为分级流化热解飞灰并排出至飞灰换热排料单元；步骤三、出料，飞灰换热排料单元对分级流化热解飞灰降温，降温后的分级流化热解飞灰转化为合格飞灰并排出；惰性气体依次循环流过飞灰预热单元、飞灰换热排料单元和分段流化热解单元。本发明可以达到飞灰连续热处理、提高二噁英降解率，热处理过程余热高效集成利用的目的。

技术领域

本发明涉及焚烧飞灰热处理技术领域，特别是涉及一种新型飞灰热处理方法与装置。

背景技术

伴随着我国经济高速发展与城市化进程加快，城市生活垃圾产量急剧增加。据报道，我国垃圾总焚烧量截止到2020年底约达59万t/d。目前城市生活垃圾主要采用焚烧处理方式处理，此法能够最大限度实现生活垃圾减容化、减量化、资源化，预计年产生飞灰量约为1000万吨。由此可知，城市垃圾焚烧所产生飞灰产量巨大。

在城市垃圾焚烧过程中不仅所产生飞灰量巨大，而且飞灰中还含有大量的Hg、Pb和Cd等毒性重金属以及大量二噁英类。其中，二噁英在自然界的微生物和水解作用下难以自然分解消除，且毒性相当于砒霜的900倍；同时，二噁英有致癌毒性、生殖毒性以及遗传毒性。为此，《国家危险废物名录》中明确规定垃圾飞灰为危险废弃物。

现有焚烧飞灰处理方法主要包括水泥固化法、高温熔融法、水泥窑协同处置法、活性炭吸附法和光降解法等。

(1)水泥固化法

水泥固化是全世界应用最广泛的危险废物固化技术，也是我国主要的飞灰处置方式之一，但水泥中未经预处理的垃圾飞灰中的有毒有害物质依然存在潜在风险。国内外提出稳定化技术，其关键是稳定化药剂的加入。与水泥固化技术相比，这种技术具有易于操作，稳定化效果好，用量少，不增容，不增加飞灰质量等优点，但是几乎没有哪种稳定化药剂可以普遍适用，而且随着飞灰的大量增加，填埋场地压力剧增，起不到减量化的作用，加之填埋场使用寿命有限，固化体的安全填埋处置费用高，并且经过处理的飞灰直接填埋后环境是否安全还没有得到验证。

(2)高温熔融法

高温熔融法是在1100℃以上条件下加热飞灰，在高温下将二噁英等物质彻底分解，同时固化重金属，从而达到削减毒性的目的。高温熔融法对分解飞灰中的二噁英、固化飞灰中的重金属具有良好的处理效果，目前飞灰熔融技术已经基本成熟。飞灰熔融对二噁英降解彻底，但是熔融温度高，能耗大，设备材质要求高，成本高，在降解过程中可能产生二次污染。

(3)水泥窑协同处置法

水泥窑协同处置法是指利用水泥窖中1600℃高温以及封闭的环境，不仅将飞灰中的二噁英等有机物彻底分解，还可以防止易挥发的有害物质，将重金属固熔于水泥熟料中，不再渗出，实现飞灰无害化、减量化处置以及再生利用。该技术方法的优点是预处理后的垃圾飞灰可作为水泥原料，操作简单，易于控制，污染废物彻底被处理，实现资源化利用，缺点就是在作为水泥原料前，为避免重金属挥发，须减少飞灰中可溶性盐的含量，以确保水泥质量。

(4)活性炭吸附法

活性炭吸附法是把含二噁英的排放气通过活性炭的吸附塔吸附，吸附饱和后的活性炭再在焚烧炉内焚烧，吸附在活性炭上的二噁英被分解从而达到降解的目的。其优点在于：1)可同时去除二噁英和其他有害物质；2)活性炭可再生使用；缺点就是再生后吸附能力低。

(5)光降解法