一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统及方法

摘要

本发明公开一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统及方法，该系统可配合现有各种垃圾焚烧系统使用，首先将垃圾焚烧厂除尘器、脱酸塔、活性炭吸附塔收集的飞灰在CO

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理，具体为一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统及方法。

背景技术

随着垃圾焚烧和医疗废弃物焚烧的快速发展，垃圾焚烧飞灰的产量逐年增加。最新的2016版的《国家危险废物名录》将生活垃圾焚烧飞灰列入“HW18焚烧处置残渣”，即飞灰必须进行预处理稳定其中的重金属和二噁英等污染物才可进入生活垃圾填埋场。因此垃圾焚烧飞灰的无害化资源化处理迫在眉睫。

目前，国内外处理垃圾焚烧飞灰的方法主要有熔融烧结、分离萃取、固化及稳定化三种，其中熔融烧结是垃圾焚烧飞灰减量化最高，固化效果最好的方法，而等离子体熔融更具有熔融温度高，熔融产物重金属固化效果好的优点，受到越来越多的关注。但现有的垃圾焚烧飞灰等离子体熔融处理系统多独立于垃圾焚烧系统，存在如下严重的问题：

(1)垃圾焚烧飞灰在运输途中会产生二次污染，且运输成本高。

(2)等离子体熔融处理垃圾焚烧飞灰的过程中会产生二次飞灰，需要单独设置烟气处理系统。

(3)垃圾焚烧飞灰水洗过程重金属的浸出效果有待增强。

(4)等离子体熔融处理垃圾焚烧飞灰的过程中会有残余的二噁英需要二次处理，增加了前期的投入。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统及方法，将垃圾焚烧处理系统与垃圾焚烧飞灰无害化系统耦合，高效利用垃圾焚烧产生的余热实现飞灰处理，同时简化飞灰处理设备，降低运行成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，包括依次连接的飞灰聚集区，飞灰仓，飞灰水洗池，造粒机，熔融炉和冷却池；飞灰聚集区的飞灰通过管道引入飞灰仓，飞灰仓的飞灰输出管道通入飞灰水洗池的水中，飞灰水洗池产生的水洗后飞灰经输送管道连接造粒机的输入端，于造粒机内制成颗粒，再输送到熔融炉内进行熔融处理；所述熔融炉产生的熔融烟气通入垃圾焚烧系统焚烧炉进行二次处理；所述熔融炉产生的熔融飞灰进入冷却池进行冷却得到无害化熔渣；水洗后飞灰经输送管道外部接入的垃圾焚烧余热烟气加热干燥；输送管道加热干燥段与造粒机之间设置有添加剂仓，用于向水洗后干燥的飞灰内混合设定比例的添加剂。

优选的，飞灰聚集区包括垃圾焚烧系统的除尘器、脱酸塔和活性炭吸附塔。

优选的，飞灰水洗池底部连接有二氧化碳鼓泡机，在飞灰水洗过程中通入设定量的二氧化碳。

优选的，熔融炉采用等离子体熔融炉、回转窑或熔块炉。

优选的，冷却池的冷却方式采用风冷，水冷或液氮冷却。

一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理方法，包括如下步骤，

步骤1，飞灰收集；将垃圾焚烧系统中聚集的垃圾焚烧飞灰通过管道送入飞灰仓贮存；

步骤2，水洗预处理；将飞灰仓中的飞灰送入到飞灰进入水洗池中进行水洗，初步回收垃圾焚烧飞灰中易溶的重金属化合物；

步骤3，干燥造粒；水洗后的垃圾焚烧飞灰通过管道输送，管道外通有垃圾焚烧系统余热烟气间接烘干垃圾焚烧飞灰；烘干后的垃圾焚烧飞灰与添加剂混合后送入造粒机制成混合物颗粒；

步骤4，熔融固化；混合物颗粒送入熔融炉在1400℃～1600℃下进行熔融固化，实现重金属的固化和二噁英的分解；熔融炉产生的垃圾焚烧飞灰熔融烟气通入垃圾焚烧系统焚烧炉进一步处理，并随垃圾焚烧烟气一同进入后续的垃圾焚化系统烟气净化设备；熔融炉产生的垃圾焚烧飞灰熔融物进入冷却池，通过冷却得到玻璃体熔渣。

优选的，步骤2中，所述的水洗池中按照二氧化碳与垃圾焚烧飞灰比例为1L/min:(1～10Kg)通入二氧化碳，促进垃圾焚烧飞灰中重金属化合物的溶解。

优选的，飞灰水洗池中飞灰与水的比例为1Kg：(3～10L)，水洗时间为5～20min，搅拌频率为60～300r/min。

优选的，烘干后的垃圾焚烧飞灰与添加剂按照碱度为0.56～1.78的比例混合；所述添加剂仓中添加剂为高岭土，膨润土或其他使飞灰与添加剂的混合体中的碱度为0.56～1.78的垃圾焚烧飞灰。

优选的，混合物颗粒直径为10～30mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明将垃圾焚烧飞灰系统与垃圾焚烧系统耦合，就地完成垃圾焚烧飞灰的无害化处理，实现了垃圾焚烧飞灰的运输零成本，避免了垃圾焚烧飞灰运输过程中造成的二次污染。利用垃圾焚烧的烟气余热实现水洗后垃圾焚烧飞灰的烘干，提高了能源利用效率，降低了运行成本。将垃圾焚烧飞灰熔融处理烟气通入垃圾焚烧炉，为垃圾焚烧提供高温烟气，降低运行成本，并利用垃圾焚烧系统的烟气净化设备实现二次烟气的净化，避免了单独的垃圾焚烧飞灰熔融烟气处理系统，大大降低了建设成本，进一步降低了二噁英含量，减少了污染排放。最后垃圾焚烧飞灰进行熔融得到无害化熔渣，可以用作建筑材料，且无环境危害性，无需填埋，实现了垃圾焚烧费灰的资源化利用。

进一步的，通过二氧化碳鼓泡机可以促进重金属的溶解，提高重金属回收率。

附图说明

图1是本发明实例中所述的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统示意图。

其中，1飞灰聚集区，2飞灰仓，3飞灰水洗池，4二氧化碳鼓泡机，5垃圾焚烧余热烟气，6添加剂仓，7造粒机，8熔融炉，9垃圾焚烧系统焚烧炉，10冷却池。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统，如图1所示，其包括依次连接的飞灰聚集区1，飞灰仓2，飞灰水洗池3，造粒机7，熔融炉8和冷却池10；飞灰聚集区1包括垃圾焚烧系统的除尘器、脱酸塔和活性炭吸附塔；飞灰仓2中飞灰来源于飞灰聚集区1，通过管道引入飞灰仓2；所述飞灰水洗池3连接有二氧化碳鼓泡机4，在飞灰水洗过程中通入适量二氧化碳；所述飞灰水洗池3产生的水洗后飞灰经管道外的垃圾焚烧余热烟气5干燥，并与添加剂仓6中的添加剂进行一定比例混合，于造粒机7内制成一定直径的颗粒，再输送到熔融炉8内进行熔融处理；所述熔融炉8产生的熔融烟气通入垃圾焚烧系统焚烧炉9进行二次处理；所述熔融炉8产生的熔融飞灰进入冷却池10进行冷却得到无害化熔渣。

其中，飞灰水洗池3中飞灰与水的比例为1Kg：(3～10L)，水洗时间为5～20min，搅拌频率为60～300r/min。二氧化碳鼓泡机4通入二氧化碳的量与飞灰比例为1L/min:(1～10Kg)。

飞灰水洗池3产生的水洗后飞灰通过间接烘干的方式利用垃圾焚烧余热烟气5干燥。

添加剂仓6中添加剂可为高岭土，膨润土，其他垃圾焚烧飞灰，以使飞灰与添加剂的混合体中的碱度为0.56～1.78。

造粒机7生产的颗粒直径为10～30mm。

熔融炉8内的工作温度为1400℃～1600℃。

熔融炉8可为等离子体熔融炉、回转窑、熔块炉等高温设备。

冷却池10的冷却方式为风冷，水冷，液氮冷却等。

等离子体熔融炉8产生的熔融烟气通垃圾焚烧系统焚烧炉9，为垃圾焚烧提供高温烟气并同垃圾焚烧烟气一起经过后续的除尘脱酸等净化设备，完成垃圾熔融烟气的飞灰的回收和净化。

本发明一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理方法，具体如下：

垃圾焚烧系统除尘器、脱酸塔、活性炭吸附塔等飞灰聚集区1聚集的垃圾焚烧飞灰通过管道进入飞灰仓2贮存。然后飞灰进入水洗池3按照飞灰与水的比例为1Kg：(3～10L)进行水洗预处理，水洗时间为5～20min，水洗池中搅拌棒的搅拌频率为60r/min，初步回收垃圾焚烧飞灰中易溶的重金属化合物等。所述的水洗池3中按照二氧化碳与垃圾焚烧飞灰比例为1L/min:1Kg通入二氧化碳发生机产生的二氧化碳，促进垃圾焚烧飞灰中重金属化合物的溶解。水洗后的垃圾焚烧飞灰通过管道输送，管道外通有垃圾焚烧系统余热烟气间接烘干垃圾焚烧飞灰。烘干后的垃圾焚烧飞灰与添加剂膨润土按照碱度为0.56～1.78的比例混合，并送入造粒机7制成直径为10～30mm的混合物颗粒。混合物颗粒送入熔融炉8进行等离子体高温熔融固化，熔融温度为1400℃～1600℃，实现重金属的固化和二噁英的分解。熔融炉8产生的垃圾焚烧飞灰熔融烟气通入垃圾焚烧系统焚烧炉9进一步处理，并随垃圾焚烧烟气一同进入后续的垃圾焚化系统烟气净化设备。熔融炉8产生的垃圾焚烧飞灰熔融物进入冷却池9，通过水冷得到坚硬的玻璃体熔渣，可用作建筑材料。