一種垃圾飛灰無害化處理的系統的制作方法

專利名稱：一種垃圾飛灰無害化處理的系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及危險廢物處理處置的技術領域，尤其涉及一種可以將含有重金屬和二噁 英的垃圾焚燒的飛灰進行無害化處理的工藝系統。
背景技術：
焚燒垃圾是城市生活垃圾的重要處理手段。在通常采用的爐排爐焚燒工藝中，焚燒過程 將產生約為入爐垃圾質量2~5%的飛灰，流化床焚燒則產生更多的飛灰。垃圾焚燒的飛灰因為 含有較高濃度的重金屬和一定濃度的二噁英，應按危險廢物處理,未經特殊處理不可進入填埋 場。飛灰中所含的氯元素和堿金屬元素增加了回收利用的難度，而去掉所含的氯元素和堿金 屬元素，并穩定所含的重金屬，壓制成型后重新進爐焚燒去除二噁英，可使飛灰徹底無害化， -f更于下一步的最終處置和資源化利用 現有技術中垃圾焚燒的飛灰處理主要包括以下幾種方法水泥固化法、藥劑處理法、高 溫處理法和酸等溶劑提取重金屬法，以及燒制水泥、制陶粒等建材化的方法。這些方法和技 術均存在一定的缺陷或局限。如水泥固化法增容比(固化后和固化前的體積比)大，約為1.5~2， 而且固化后有害物的浸出率也比較高，固化物最后進入了填埋場，永久占用了場地。藥劑處 理法絕大多數是為了穩定重金屬，飛灰仍未達到回收利用的要求。現有的高溫處理包括熔融 固化法和燒結技術，能耗很高，需要對二次煙塵進行處理，由于氯的大量存在，二次煙塵中 也有可能再次生成二噁英的物質。而酸等溶劑提取重金屬法工序復雜，需要處理廢水。所有 公開的利用焚燒灰渣燒制生態水泥熟料的技術，生產水泥熟料時必須有有效措施防止水泥窯 內結皮，而且所生產的水泥因為氯離子含量高，應用途徑受限。公開號為CN1947872A的發 明專利申請公布了一種飛灰水洗預處理方法，可以去除飛灰中大部分氯離子，但是該工藝產 生的大量廢水，需要用碳化一絮凝再處理才能排放，洗滌后的飛灰不能保證重金屬的浸出達 標，也不能避免二噁英向環境的擴散。鑒于現有技術的不足，迫切需要開發相對簡單的垃圾 焚燒飛灰無害化處理技術，提高其無害化處理的簡易性和徹底性，以利于下一步資源化利用 的普適性和經濟性。發明內容本實用新型的目的在于解決上述技術問題，而提供一種垃圾飛灰無害化處理的系統，以 去除飛灰中的氯離子和堿金屬，并穩定所含的重金屬，將固化后的飛灰壓制成型后,重新進爐 焚燒去除二噁英，可^f吏飛灰徹底無害化，^使于下一步的最終處置和資源化利用。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種垃圾飛灰無害化處理的系統，其包括用于飛 灰固化的反應裝置、通過管道與該反應裝置連接的液固分離設備、與該液固分離設備連接的 沖洗裝置、通過帶輸送裝置與所述液固分離設備連接的壓制設備。還包括晾曬場和焚燒裝置， 所述的壓制設備、晾曬場和焚燒裝置通過運送設備連接起來。本實用新型優選方案，所述液固分離設備通過管道與蒸發設備連接，該液固分離設備還通過管道分別與所述的反應裝置及焚燒裝置連接。其中，所述的液固分離設備可以為壓濾設備，也可以為真空抽濾設備。 所述的運送設備可以為機動車，也可以為輸送帶。 所述的蒸發設備可以為噴霧熱風干燥塔，也可以為多效蒸發裝置。 所述的焚燒裝置可以是爐排爐、流化床、裂解氣化爐中的任一種裝置。 利用本實用新型將垃圾焚燒產生的飛灰與水和/或亞鐵鹽藥劑在反應裝置中充分混合后， 形成液固狀態的混合物，將該混合物送入液固分離設備，將其中固態的飛灰壓濾成灰餅、將 其中廢液送入蒸發設備蒸發回收鹽，再用水沖洗液固分離設備中的灰餅，然后將灰餅送入壓 制設備壓縮成棒狀或塊狀，晾干后送入焚燒裝置與生活垃圾一同焚燒。沖洗灰餅后的廢水一 部分送入反應裝置與飛灰混合，循環利用，另一部分用于其它方面的循環用水。 利用本實用新型可以產生如下有益效果1、 飛灰中的絕大部分C1、 Na、 K,在液、固分離過程和隨后的再沖洗過程中除去，而 加入亞鐵鹽藥劑中的鐵卻留在飛灰中，提高了飛灰的材料品質；2、 壓制成型的飛灰棒(或塊)，在隨后的焚燒處理過程中因亞鐵發生氧化反應和飛灰 自身的凝l^應，對重金屬起到穩定和固化作用，同時焚燒中的高溫環境可徹底降解二噁英， 避免了二次污染；3、 與現有技術相比，完全避免了廢氣向環境的釋放以及重金屬和二噁英對環境的潛在危害；4、 經過液固分離提高飛灰品質的同時，由于分離的廢液量很低，且含有高濃度、重金 屬含量極低的鹽，因此，廢液可以蒸干并回收鹽，無廢水排放。


以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作詳細的說明，其中 圖1是本實用新型的示意框圖；圖2是利用本實用新型進行垃圾飛灰無害化處理的工藝流程示意圖。
具體實施方式
圖1所示，為實用新型的較佳實施例，所述的垃圾飛灰無害化處理的系統，其包括用于 飛灰固化的反應裝置l、通過管道與該反應裝置連接的液固分離設備2、與該液固分離設備連 接的沖洗裝置7、通過帶輸送裝置與所述液固分離設備2連接的壓制設備3。該系統還包括晾 曬場4、焚燒裝置5。所述的壓制設備、晾曬場和焚燒裝置通過運送設備連接起來。所迷液固 分離設備2通過管道與蒸發設備6連接，該管道上還設有一用于輸送含有較多亞鐵鹽液體的 鹽液泵(圖中未示出)。液固分離設備2還通過管道分別與所述的反應裝置1及焚燒裝置5 連接，該管道上也可以設有一用于輸送廢水的水泵(圖中未示出)。所述的液固分離設備2 可以為壓濾設備或真空抽濾設備。所述的運送設備可以為機動車或輸送帶。所述的蒸發設備 6可以為噴霧熱風干燥塔或多效蒸發裝置。所述的焚燒裝置5可以是爐排爐、流化床、裂解 氣化爐中的任一種裝置。利用本實用新型可以將垃圾焚燒產生的飛灰與水和/或亞鐵鹽藥劑在反應裝置中充分混 合后，形成液固狀態的混合物；將該混合物送入液固分離設備，將其中固態的飛灰壓濾成灰 餅、將其中的廢液送入蒸發設備蒸發回收鹽，再用水沖洗液固分離設備中的灰餅，然后將灰 餅送入壓制設備壓縮成4奉狀或塊狀，晾干后送入焚燒裝置與生活垃圾一同焚燒。沖洗灰餅后的廢水一部分送入反應裝置與飛灰混合，其余魔水可用于輿它方面的循環用水。 下面通過舉例并結合圖1和圖2來說明本實用新型的應用。例一一種爐排式垃圾焚燒爐濾袋除塵器收集的飛灰，部分重金屬、氯和堿金屬的含量如表l: 表l某焚燒爐飛灰中部分重金屬、氯和堿金屬的含量元素種類Pb mg/kgCr Mg/kgCd mg/kgZn mg/kgCl g/kgCaONa20 g/kgK20含量1938149.359328313232344.433.7表l所示的飛灰，用4.5%的FeS04溶液按液固比=1.5 : l與飛灰在反應裝置l中充分混 合、攪勻(對應4^/灰質量比為l:40)后，形成液固狀態的混合物，然后用石危酸或者鈥白廢酸將 系統的pH值調節到ll士0.15;將混合物送至真空抽濾設備2中進行液固分離；經抽濾后，廢液 用鹽液泵送入噴霧熱風干燥塔6中噴霧蒸發(此時關閉真空抽濾設備2與反應裝置l及焚燒裝置 5連接的管道)，即可回收含有少量辟u酸鹽雜質的CaCl2，NaCl， KC1。抽濾后飛灰形成灰餅， 立即通過沖洗裝置7送入3.5倍于原飛灰質量的河水沖洗(河水事先過濾)，并再次抽濾， 一部 分廢水送至前端的反應裝置l中，用作為FeS04的溶解液再與飛灰混合，循環利用、 一部分作 為其它方面的循環用水。飛灰去除Cl，Na,K的效率分別在85。/。， 80%, 83%以上，將灰餅通過 輸送裝置由真空抽濾設備2中送入壓制設備3，壓制成棒狀或塊狀后，通過機動車或輸送帶送 至晾曬場4，自然涼干后，其本身具有一定的強度，重金屬也被穩定，Pb，Cr,Cd，Zn的浸出濃 度分別為390ppb, 53ppb,5ppb和453ppb,均遠在控制指標lppm以下。涼干后的棒狀或塊狀的飛 灰，通過機動車或輸送帶送入焚燒裝置5中與原生垃圾混燒，其中的二噁英在焚燒過程中被分 解，殘余物與垃圾灰渣混合可制成高品質的建材。FeSO4溶液藥劑耗量不足40元/p屯飛灰。例二表l所示的飛灰，將中水按液固比=3.5: l與飛灰在反應裝置l中充分混合，同時每噸飛 灰加入300kg七水合硫酸亞鐵(對應4A/灰質量比為1:16.7),然后攪拌至系統pH值自然回升至IO 以后，將灰-水混合物送至壓濾設備2進行液固分離，分離的廢液送入多效蒸發裝置6進行蒸發 回收鹽分(此時關閉壓濾設備2與反應裝置1及焚燒裝置5連接的管道)。壓濾基本結束之后， 再通過沖洗裝置7送入1.5倍于原飛灰質量的中水，在壓濾設備2中沖洗灰餅,分離的廢水送至前 端的反應裝置l中，用作與飛灰混合的處理用水(此時關閉壓濾設備2與多效蒸發裝置6連接的 管道)。將灰餅通過輸送裝置由壓濾設備2中送入壓制設備3，壓制成棒狀或塊狀后，通過機 動車或輸送帶送至晾曬場4，自然涼干后具有較石膏更高的強度，Pb,Cr,Cd,Zn的浸出濃度分 別為70.9ppb, 13ppb,9ppb和98ppb,均遠在控制指標lppm以下；Cl，Na, K的去效率分別在870/0, 82%， 85%以上。涼干后的棒狀或塊狀的飛灰通過機動車或輸送帶送入焚燒裝置5中與原生垃 圾混燒，經過800。C以上的熱處理后將徹底降解二噁英，殘余物與垃;及灰渣混合可制成高品質 的建材。本過程石克酸亞鐵藥劑費用低于100元/叱飛灰。例三一種爐排式垃圾焚燒爐濾袋除塵器收集的飛灰，部分重金屬、氯和堿金屬的含量如^2: 表2某焚燒爐飛灰中部分重金屬、氯和堿金屬的含量元素種類Pb mg/kgCr Mg/kg'C3 mg/kgZn mg/kgCl g/kgCaO g/kgNa20K20含量1395134.991317512922134.338.7將未經提純的硝酸亞鐵溶液按H飛灰質量比=1 :90與飛灰在反應裝置1中混合、攪拌， 液固比為1.8 : 1;并用少量六水合硝酸亞鐵固體將系統的pH值調節為10.5士0.15,隨后將飛灰 -水溶液送入真空抽濾設備2中進行液、固分離，分離出的液體送入置于噴霧熱風干燥塔6中的 噴霧蒸發(此時關閉真空抽濾設備2與反應裝置1及焚燒裝置5連接的管道)，回收鹽分。通過 沖洗裝置7送入相當于飛灰舉量3.5倍左右的河水或中水沖洗真空抽濾設備2中灰餅，再抽濾， 一部分廢水送至前端的反應裝置l中，用作與飛灰混合的處理用水、其余廢水可用于其它方面 的循環用水。處理后的飛灰Cl,Na,K的除去效率分別在90。/。， 84%, 86%以上。將灰餅通過輸 送裝置由真空抽濾設備2中送入壓制設備3，壓制成棒狀或塊狀后，通過機動車或輸送帶送至 晾曬場4，自然涼干后的棒狀或塊狀的飛灰通過機動車或輸送帶送入焚燒裝置5中與原生垃圾 混燒，二噁英在焚燒過程中被分解，殘余物與垃圾灰渣混合可制成高品質的建材。上述實施例僅作為本實用新型應用的例證，本實用新型的應用并不局限于此。經去除C1 離子和堿金屬、并穩定所含重金屬的飛灰，除了可壓制成型重新進爐焚燒的熱處理外，還可 采用其它方式的熱處理，如作為生料原料之一燒制普通水泥熟料、燒磚、燒陶粒；或者進行 水熱處理及直接煅燒后，作為活性材料添加到任意有需求的場合。本實用新型的熱處理與現有熱處理或者熱利用過程相比，其優點是無氯離子釋放、不受 堿金屬含量限制、無廢氣和重金屬及二噁英的二次污染；所述熱處理過程前的晾曬放置階段 的特征是經初步過濾的飛灰成泥餅狀或者成顆粒狀，在晾曬放置過程中，重金屬與氧氣接 觸而被穩定化，同時泥餅狀或者成型為棒狀或塊狀的飛灰也逐漸硬化并具有一定的強度，適 合運輸、回爐再燒、煅燒成陶粒等，遇水時重金屬不再浸出而超標。所述的亞鐵鹽溶液還可 以采用鋼材的酸洗廢液，被污染的乳酸亞鐵等，取材非常廣泛。與現有垃圾焚燒飛灰處理方法相比，本實用新型具有以下優點1、 采用較低的液固比和在合適的堿性環境下加入亞鐵鹽，使反應后分離的廢液量少、含 鹽量高，可以蒸法回收鹽分，徹底避免了廢水的處理；2、 沖洗灰餅進一步降低了飛灰中氯和堿金屬的含量，提高了飛灰的建材品質，同時沖洗 廢水中重金屬含量極少可以循環使用，多余的可以用作沖洗廢水；3、 整個過程無廢氣排放，飛灰在晾曬放置和直接進入建材制品利用的過程中均不會有重 金屬浸出的危險；4、 整個過程沒有二噁英的二次污染，成型的飛灰進爐經過焚燒過程的高溫處理徹底降解 二噁英，不會對環境造成二次污染；5、 處理過程易實施，處理后的飛灰殘余物資源化利用途徑靈活，不受單一建材行業的限 制，每噸飛灰費用低于現行安全填埋場的處理費用。
權利要求1、一種垃圾飛灰無害化處理的系統，其特征在于，包括用于飛灰固化的反應裝置、通過管道與該反應裝置連接的液固分離設備、與該液固分離設備連接的沖洗裝置、通過帶輸送裝置與所述液固分離設備連接的壓制設備；還包括晾曬場、焚燒裝置，所述的壓制設備、晾曬場和焚燒裝置通過運送設備連接起來。
2、 如權利要求1所述的垃圾飛灰無害化處理的系統，其特征在于，所述液固分離設 備通過管道與蒸發設備連接，該液固分離設備還通過管道分別與所述的反應裝置連接。
3、 如權利要求2所述的垃圾飛灰無害化處理的系統，其特征在于，所述的液固分離 設備為壓濾設備或真空抽濾設備。
4、 如權利要求3所述的垃圾飛灰無害化處理的系統，其特征在于，所述的運送設備 為機動車或輸送帶。
5、 如權利要求4所述的垃圾飛灰無害化處理的系統，其特征在于，所述的蒸發設備 為噴霧熱風干燥塔或多效蒸發裝置。
6、 如權利要求5所述的垃圾飛灰無害化處理的系統，其特征在于，所述的焚燒裝置 是爐排爐、流化床、裂解氣化爐中的任一種裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種垃圾飛灰無害化處理的系統，其包括用于飛灰固化的反應裝置、通過管道與該反應裝置連接的液固分離設備、與該液固分離設備連接的沖洗裝置、通過帶輸送裝置與所述液固分離設備連接的壓制設備；還包括晾曬場、焚燒裝置，所述的壓制設備、晾曬場和焚燒裝置通過運送設備連接起來。本實用新型可用于去除飛灰中的氯離子和堿金屬，并穩定所含的重金屬，將固化后的飛灰壓制成型后重新進爐焚燒，去除二噁英，可使飛灰徹底無害化，便于下一步的最終處置和資源化利用。
文檔編號A62D3/00GK201082325SQ200820091458
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月9日 優先權日2008年1月9日
發明者清 張, 張云月, 羅智宇, 陳德珍, 莉 馬 申請人:光大環保工程技術(深圳)有限公司