[发明专利]一种飞灰中二噁英自富集系统及方法

说明书

本发明属于废弃物处置及资源化领域，尤其是涉及一种飞灰中二噁英自富集系统及方法。该系统包括飞灰二噁英去除单元和尾气处理单元；飞灰和热空气持续通入飞灰二噁英去除单元内并且二者直接接触，经过处理的飞灰被排出，携带有二噁英的尾气逸出至尾气吸收塔内；尾气吸收塔装有未处理过的飞灰，尾气内携带的二噁英通过该部分飞灰进行吸附，富含二噁英的飞灰待达不到吸收二噁英的效果后排出；气体进入旋风筒进行除尘处理，最后经过风机排放至大气。该发明充分利用飞灰自身特性，以废治废，用一小部分飞灰去除绝大部分飞灰中的二噁英的方法。

技术领域

本发明属于废弃物处置及资源化领域，尤其是涉及一种飞灰中二噁英自富集系统及方法。

背景技术

生活垃圾焚烧飞灰是市政生活垃圾焚烧过程中产生的，在垃圾的焚烧的过程中，垃圾中有机物主要以气态物质的形式排放；而无机物质则主要形成固体颗粒物，其中颗粒较大固体沉积在焚烧炉底部及炉排上，被称为底灰，而那些细小的颗粒物则漂浮在烟气中，随烟气一同进入烟气净化系统，这些颗粒物构成了焚烧飞灰50%的比例，剩余的焚烧飞灰则源自于烟气净化过程中投加的石灰石或活性炭，它们共同在除尘器（静电除尘器、布袋除尘器等）中被捕集，同时也有一部分细小的颗粒物在烟道及烟囱的底部沉降下来，这些被捕获和沉降下来的细小颗粒物则被称作焚烧飞灰。

飞灰中因含有剧毒物质如二噁英和Cr、Hg等痕量重金属，被列入《国家危险废物名录》（编码为HW18）。近年来，生活垃圾增量大，垃圾焚烧发电行业逐年增多，导致飞灰量急剧增长。飞灰是二噁英污染的主要载体之一，研究表明，根据焚烧废物种类、焚烧炉类型、焚烧容量及除尘设备等因素不同，飞灰中PCDD/Fs浓度和毒性当量相差较大，焚烧源生成二噁英总量一半左右来自于飞灰。

飞灰中二噁英的处置技术主要包括固化填埋、低温热解、高温处置、生物降解、和化学脱除等。“稳定化固化+填埋”并没有对飞灰中的二噁英实现降解，只是将其封存了起来，而且填埋场对于附近的水环境也是一个潜在的二噁英排放源。通过高温熔融、水泥窑协同处置飞灰技术能实现二噁英的降解，但由于熔融方式能耗成本过高，经济价值不大。国内主要采用的处置技术是固化填埋法和水泥窑协同处置技术。其他技术如生物降解法、化学脱除法和低温热解技术等目前大多处于实验室或中试阶段。生物降解法具有环境友好和低成本等优点，但是二噁英降解效率相对较低；化学脱除法可彻底处理废物，研究较多的处置技术包括氧化还原脱氯法、光降解法、催化氧化法、机械球磨法、微波消解法、超临界水氧化法等。

目前，业内水泥窑协同处置飞灰技术常用的现有技术是这样的：预先通过水洗除去对水泥生产有严重限制的氯离子，然后将水洗之后的飞灰投入水泥窑高温区焚烧处置，达到降解飞灰中的二噁英和固化重金属的目的。该技术由于引入了飞灰外加物，可能会造成水泥生料投加量减少，同时为了避免结皮影响水泥熟料正常生产，会采取旁路放风技术，这样约6%~10%高达1000多度的烟气通过旁路放风引出，造成能耗的增加。

低温热处理降解最早由Hagenmaier提出，为了确保二噁英有效降解，他认为必须满足以下条件：（1）缺氧条件；（2）反应温度在250-400℃之间；（3）停留时间为1h；（4）排放温度低于60℃。缺陷在于缺氧环境制约了其连续处置，一般是在密闭的反应釜中间歇式处置。

综上所述，现有技术存在的问题是：

（1）水泥窑协同处置飞灰要求水洗预处理除去氯离子后才能规模化处置飞灰，受限于水泥窑，特别是没有水泥厂的城市，而生活垃圾处置则是每个城市都面临的问题。

（2）水泥窑内通风量存在最优运行范围，超过后会引起高温风机功率加大、水泥减产或协同处置废弃物量减少等问题；

（3）飞灰低温降解二噁英的原理要求低温热处理降解二噁英技术需要缺氧、急冷以及间歇的条件，低温热处理降解尾气不急冷可能再次合成二噁英，需要掺加大量的冷风或者消耗大量的冷水，不利于节约水资源。

发明内容