一种垃圾焚烧残渣资源化系统、飞灰底渣制砖及其方法

摘要

本发明涉及一种垃圾焚烧残渣资源化系统、飞灰底渣制砖及其方法，属于环保技术领域，其中飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、协同制砖单元依次连接；破碎单元与协同制砖单元连接；破碎单元与协同制砖单元连接；飞灰洗涤单元和所述机械力化学处理单元用于有机有毒物质进一步去除。采用水洗脱氯‑机械力化学处置工艺，降低了飞灰中氯含量，减少了对资源化产品腐蚀；氯清洗同时去除了重金属；机械力化学处置使得飞灰中二噁英有毒物质得到有效去除，将飞灰由危废转化为一般固废，达到了飞灰的资源化前提条件；飞灰和底渣协同制砖，实现了垃圾焚烧残渣的最大化利用，缩短了处理周期，降低了免烧砖制造中骨料的成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧残渣资源化系统、飞灰底渣制砖及其方法，属于环保技术领域。

背景技术

根据垃圾焚烧灰收集位置的不同，主要可分为焚烧底渣和焚烧飞灰。底灰是指由炉床尾端排出的残余物，约占灰渣总重的80％左右，主要由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃和其它一些不可燃物质及未燃有机物组成。飞灰是指在烟气净化系统(APC)和热回收利用系统(如节热器、锅炉等)中收集而得的残余物，约占灰渣总量的20％左右，其中的APC飞灰包括烟灰、加入的化学药剂及化学反应产物。

飞灰和底渣利用处置分为填埋和资源化两种方式；填埋是飞灰处置的传统方法，费时费力，占地空间大，不可持续，容易污染环境；而资源化可以发挥飞灰价值，具有更好的应用前景和价值。

本发明发明人发现：飞灰资源化处理的现有技术中飞灰和底渣是分别处理的，且飞灰中存在大量的污染物质，自然降解需要较长时间，且容易释放产生二次危害，现有技术方案存在成本高、处理周期复杂和安全性差的问题。

发明内容

在飞灰填埋或资源化利用处置前，均需对飞灰进行适当的预处理；目前飞灰的预处理技术主要包括水洗、固化/稳定化、高温烧结、高温熔融、低温热解等。飞灰经过洗涤预处理后常规技术采用掩埋处理，因其中含有有毒物质难以在保证安全情况下实现资源化利用；同时掩埋处理不慎依然存在污染环境风险。针对现有技术中飞灰和底渣分别处理的缺点，本发明采用飞灰和底渣协同处理，利用底渣作为固化成砖原料将飞灰中紧密包覆其中，大大缩短了处理周期，同时提高了安全性。

本发明的目的是解决上述提出的问题，提供一种垃圾焚烧残渣资源化系统，包括：飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、协同制砖单元与破碎单元；所述飞灰洗涤单元、所述机械力化学处理单元、所述协同制砖单元依次连接；所述破碎单元与所述协同制砖单元连接；所述飞灰洗涤单元用于飞灰中有毒物质去除；所述机械力化学处理单元用于有机有毒物质进一步去除；所述破碎单元用于底渣破碎并和去除有毒物质飞灰在所述协同制砖单元完成飞灰与底渣无害化处理。

优选的，所述飞灰洗涤单元出口与所述机械力化学处理单元入口连接；所述机械力化学处理单元出口与所述协同制砖单元入口连接；所述破碎单元出口与所述协同制砖单元入口连接。

优选的，所述飞灰洗涤单元包括依次连接的灰粉贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备；

优选的，所述反应设备包括洗脱反应罐；和/或，所述过滤设备为压滤机或带式过滤机；和/或，所述干燥设备为平板式烘干机或回转窑干燥机。

优选的，所述所述机械力化学处理单元包括依次连接的机械力化学反应器和集尘装置。

优选的，所述机械力化学反应器为立式搅拌磨、卧式搅拌磨或行星球磨机；和/或，所述集尘装置包括负压集尘器。

优选的，所述破碎单元包括颚式破碎机、圆锥破碎机；所述破碎单元破碎粒度<10mm。

优选的，所述协同制砖单元包括依次连接的混砂机、免烧砖成型设备和免烧砖养护设备。

一种垃圾焚烧的飞灰与底渣协同制砖方法，包括以下步骤：

(1)将飞灰在飞灰洗涤单元中洗涤脱氯、过滤和烘干后得原料一；所述飞灰洗涤单元运行方式为连续式进出料；所述贮存设备中的灰粉经所述计量进料设备一后进入所述反应设备，所述灰粉在所述反应设备中实现氯溶解后进入所述过滤设备实现固液分离，固液分离后的湿渣进入所述干燥设备烘干除水得所述原料一；

(2)将所述原料一进入机械力化学处理单元处理得原料二；所述机械力化学反应器运行方式为间歇式进出料，物料在机械力化学反应器中停留10min-60min后通过负压输送收集；

(3)将底渣在破碎单元破碎处理为粒度<10mm颗粒制得原料三；所述破碎单元运行方式为连续式进出料；

(4)将所述原料二与所述原料三经混砂机混合后依次经过免烧砖成型设备和免烧砖养护设备制备砖成品。

一种飞灰-底渣协同制砖，包括：0-50wt％底渣、5-20wt％处理后的飞灰、0-50wt％骨料、5-50wt％水泥熟料、0-1wt％减水剂。

有益效果：

本发明提供一种垃圾焚烧残渣资源化系统、飞灰底渣制砖及其方法，采用水洗脱氯-机械力化学处置工艺，降低了飞灰中氯含量，减少了对资源化产品腐蚀；氯清洗同时去除了重金属；机械力化学处置使得飞灰中二噁英有毒物质得到有效去除，将飞灰由危废转化为一般固废，达到了飞灰的资源化前提条件；飞灰和底渣协同制砖，实现了垃圾焚烧残渣的最大化利用，缩短了处理周期，降低了免烧砖制造中骨料的成本。

附图说明

附图1为总工艺流程图；

附图2为飞灰脱氯工艺流程图；

附图3为机械力化学处理工艺流程图；

附图4为飞灰-底渣协同制砖工艺流程图。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本文保护范围。

本文公开一种垃圾焚烧残渣资源化系统，包括：飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、协同制砖单元与破碎单元；所述飞灰洗涤单元、所述机械力化学处理单元、所述协同制砖单元依次连接；所述破碎单元与所述协同制砖单元连接；所述飞灰洗涤单元用于飞灰中有毒物质去除；所述机械力化学处理单元用于有机有毒物质进一步去除；所述破碎单元用于底渣破碎并和去除有毒物质飞灰在所述协同制砖单元完成飞灰与底渣无害化处理。

优选的，所述飞灰洗涤单元出口与所述机械力化学处理单元入口连接；所述机械力化学处理单元出口与所述协同制砖单元入口连接；所述破碎单元出口与所述协同制砖单元入口连接。

优选的，所述飞灰洗涤单元包括依次连接的灰粉贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备；

优选的，所述反应设备包括洗脱反应罐；所述过滤设备为压滤机或带式过滤机；和/或，所述干燥设备为平板式烘干机或回转窑干燥机。

优选的，所述所述机械力化学处理单元包括依次连接的机械力化学反应器和集尘装置。

优选的，所述机械力化学反应器为立式搅拌磨、卧式搅拌磨或行星球磨机；和/或，所述集尘装置包括负压集尘器。

优选的，所述破碎单元包括颚式破碎机、圆锥破碎机；所述破碎单元破碎粒度<10mm。

优选的，所述协同制砖单元包括依次连接的混砂机、免烧砖成型设备和免烧砖养护设备。

本文公开了一种垃圾焚烧的飞灰与底渣协同制砖方法，如图1所示，包括以下步骤：

(1)将飞灰在飞灰洗涤单元中洗涤脱氯、过滤和烘干后得原料一；所述飞灰洗涤单元运行方式为连续式进出料；所述贮存设备中的灰粉经所述计量进料设备一后进入所述反应设备，所述灰粉在所述反应设备中实现氯溶解后进入所述过滤设备实现固液分离，固液分离后的湿渣进入所述干燥设备烘干除水得所述原料一；

(2)将所述原料一进入机械力化学处理单元处理得原料二；所述机械力化学反应器运行方式为间歇式进出料，物料在机械力化学反应器中停留10min-60min后通过负压输送收集；

(3)将底渣在破碎单元破碎处理为粒度<10mm颗粒制得原料三；所述破碎单元运行方式为连续式进出料；

(4)将所述原料二与所述原料三经混砂机混合后依次经过免烧砖成型设备和免烧砖养护设备制备砖成品。

本文公开了一种飞灰-底渣协同制砖，包括：0-50wt％底渣、5-20wt％处理后的飞灰、0-50wt％骨料、5-50wt％水泥熟料、0-1wt％减水剂。

为更好表征对重金属处理能力，本文还引入GB 8978污水综合排放标准对重金属限制标准和检测方法。

一些可选的实施例，降低了飞灰中氯含量，减少了对资源化产品腐蚀；

一些可选的实施例，氯清洗同时去除了重金属；

一些可选的实施例，机械力化学处置使得飞灰中二噁英有毒物质得到有效去除，将飞灰由危废转化为一般固废，达到了飞灰的资源化前提条件；

一些可选的实施例，飞灰和底渣协同制砖，实现了垃圾焚烧残渣的最大化利用，降低了免烧砖制造中骨料的成本。

实施例1

在已经公开的实施例基础上，提供一种飞灰与底渣资源化系统，由飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、协同制砖单元与破碎单元组成；飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、所述协同制砖单元依次连接；所述破碎单元与所述协同制砖单元连接；所述飞灰洗涤单元用于飞灰中有毒物质去除；所述机械力化学处理单元用于有机有毒物质进一步去除；所述破碎单元用于底渣破碎并和去除有毒物质飞灰在所述协同制砖单元完成飞灰与底渣无害化处理。

飞灰洗涤单元出口与机械力化学处理单元入口连接；机械力化学处理单元出口与协同制砖单元入口连接；破碎单元出口与协同制砖单元入口连接。

飞灰洗涤单元包括依次连接的灰粉贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备；

反应设备包括洗脱反应罐；过滤设备为压滤机；所述干燥设备为平板式烘干机。

机械力化学处理单元包括依次连接的机械力化学反应器和集尘装置。

机械力化学反应器为立式搅拌磨，集尘装置包括负压集尘器。

破碎单元为颚式破碎机；所述破碎单元破碎粒度<10mm。

协同制砖单元包括依次连接的混砂机、免烧砖成型设备和免烧砖养护设备。

在已经公开的实施例基础上，利用已经公开的飞灰与底渣资源化系统提供一种飞灰-底渣协同制砖方法对飞灰无害化处理并制得飞灰-底渣混合砖，具体操作为：

(1)将飞灰在飞灰洗涤单元中如图2所示，依次经过贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备，洗涤脱氯、过滤和烘干后得原料一；所述飞灰洗涤单元运行方式为连续式进出料；所述贮存设备中的灰粉经所述计量进料设备一后进入所述反应设备，所述灰粉在所述反应设备中实现氯溶解后进入所述过滤设备实现固液分离，固液分离后的湿渣进入所述干燥设备烘干除水得所述原料一；

(2)如图3所示，将所述原料一进入机械力化学处理单元依次经过贮存装置、机械力处理反应器和集尘装置后得原料二；所述机械力化学反应器运行方式为间歇式进出料，物料在机械力化学反应器中停留10min-60min后通过负压输送收集；

(3)将底渣在破碎单元经过破碎处理为粒度<10mm颗粒制得原料三；所述破碎单元运行方式为连续式进出料；

(4)如图4所示，将所述原料二与所述原料三经混砂机混合后依次经过免烧砖成型设备和免烧砖养护设备制备砖成品。

某垃圾焚烧飞灰的性质如下：

分别采用本发明提供垃圾焚烧飞灰资源化综合利用系统和方法进行处理，药剂配方和结果如下。

试验结果显示：飞灰-机械力化学处理后飞灰氯离子浓度、重金属溶出浓度及二噁英含量均显著下降，达到飞灰资源化使用的标准；飞灰-底渣混合制砖复合免烧砖使用标准，实现了垃圾焚烧残渣的最大化利用，降低了免烧砖制造中骨料的成本，具有明显经济效益。

实施例2

在已经公开的实施例基础上，提供一种飞灰与底渣资源化系统，由飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、协同制砖单元与破碎单元组成；飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、所述协同制砖单元依次连接；所述破碎单元与所述协同制砖单元连接；所述飞灰洗涤单元用于飞灰中有毒物质去除；所述机械力化学处理单元用于有机有毒物质进一步去除；所述破碎单元用于底渣破碎并和去除有毒物质飞灰在所述协同制砖单元完成飞灰与底渣无害化处理。

飞灰洗涤单元出口与机械力化学处理单元入口连接；机械力化学处理单元出口与协同制砖单元入口连接；破碎单元出口与协同制砖单元入口连接。

飞灰洗涤单元包括依次连接的灰粉贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备；

反应设备包括洗脱反应罐；过滤设备为压滤机；所述干燥设备为回转窑烘干机。

机械力化学处理单元包括依次连接的机械力化学反应器和集尘装置。

机械力化学反应器为卧式搅拌磨，集尘装置包括负压集尘器。

破碎单元为圆锥式破碎机；所述破碎单元破碎粒度<10mm。

协同制砖单元包括依次连接的混砂机、免烧砖成型设备和免烧砖养护设备。

在已经公开的实施例基础上，利用已经公开的飞灰与底渣资源化系统提供一种飞灰-底渣协同制砖方法对飞灰无害化处理并制得飞灰-底渣混合砖，具体操作为：

(1)将飞灰在飞灰洗涤单元中如图2所示，依次经过贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备，洗涤脱氯、过滤和烘干后得原料一；所述飞灰洗涤单元运行方式为连续式进出料；所述贮存设备中的灰粉经所述计量进料设备一后进入所述反应设备，所述灰粉在所述反应设备中实现氯溶解后进入所述过滤设备实现固液分离，固液分离后的湿渣进入所述干燥设备烘干除水得所述原料一；

(2)如图3所示，将所述原料一进入机械力化学处理单元依次经过贮存装置、机械力处理反应器和集尘装置后得原料二；所述机械力化学反应器运行方式为间歇式进出料，物料在机械力化学反应器中停留10min-60min后通过负压输送收集；

(3)将底渣在破碎单元经过破碎处理为粒度<10mm颗粒制得原料三；所述破碎单元运行方式为连续式进出料；

(4)如图4所示，将所述原料二与所述原料三经混砂机混合后依次经过免烧砖成型设备和免烧砖养护设备制备砖成品。

某垃圾焚烧飞灰的性质如下：

分别采用本发明提供垃圾焚烧飞灰资源化综合利用系统和方法进行处理，药剂配方和结果如下。

试验结果显示：飞灰-机械力化学处理后飞灰氯离子浓度、重金属溶出浓度及二噁英含量均显著下降，达到飞灰资源化使用的标准；飞灰-底渣混合制砖复合免烧砖使用标准，实现了垃圾焚烧残渣的最大化利用，降低了免烧砖制造中骨料的成本，具有明显经济效益。

实施例3

在已经公开的实施例基础上，提供一种飞灰与底渣资源化系统，由飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、协同制砖单元与破碎单元组成；飞灰洗涤单元、机械力化学处理单元、所述协同制砖单元依次连接；所述破碎单元与所述协同制砖单元连接；所述飞灰洗涤单元用于飞灰中有毒物质去除；所述机械力化学处理单元用于有机有毒物质进一步去除；所述破碎单元用于底渣破碎并和去除有毒物质飞灰在所述协同制砖单元完成飞灰与底渣无害化处理。

飞灰洗涤单元出口与机械力化学处理单元入口连接；机械力化学处理单元出口与协同制砖单元入口连接；破碎单元出口与协同制砖单元入口连接。

飞灰洗涤单元包括依次连接的灰粉贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备；

反应设备包括洗脱反应罐；过滤设备为压滤机；所述干燥设备为平板式烘干机。

机械力化学处理单元包括依次连接的机械力化学反应器和集尘装置。

机械力化学反应器为行星式搅拌磨，集尘装置包括负压集尘器。

破碎单元为圆锥式破碎机；所述破碎单元破碎粒度<10mm。

协同制砖单元包括依次连接的混砂机、免烧砖成型设备和免烧砖养护设备。

在已经公开的实施例基础上，利用已经公开的飞灰与底渣资源化系统提供一种飞灰-底渣协同制砖方法对飞灰无害化处理并制得飞灰-底渣混合砖，具体操作为：

(1)将飞灰在飞灰洗涤单元中如图2所示，依次经过贮存设备、计量进料设备一、反应设备、过滤设备和干燥设备，洗涤脱氯、过滤和烘干后得原料一；所述飞灰洗涤单元运行方式为连续式进出料；所述贮存设备中的灰粉经所述计量进料设备一后进入所述反应设备，所述灰粉在所述反应设备中实现氯溶解后进入所述过滤设备实现固液分离，固液分离后的湿渣进入所述干燥设备烘干除水得所述原料一；

(2)如图3所示，将所述原料一进入机械力化学处理单元依次经过贮存装置、机械力处理反应器和集尘装置后得原料二；所述机械力化学反应器运行方式为间歇式进出料，物料在机械力化学反应器中停留10min-60min后通过负压输送收集；

(3)将底渣在破碎单元经过破碎处理为粒度<10mm颗粒制得原料三；所述破碎单元运行方式为连续式进出料；

(4)如图4所示，将所述原料二与所述原料三经混砂机混合后依次经过免烧砖成型设备和免烧砖养护设备制备砖成品。

某垃圾焚烧飞灰的性质如下：

分别采用本发明提供垃圾焚烧飞灰资源化综合利用系统和方法进行处理，药剂配方和结果如下。

试验结果显示：飞灰-机械力化学处理后飞灰氯离子浓度、重金属溶出浓度及二噁英含量均显著下降，达到飞灰资源化使用的标准；飞灰-底渣混合制砖复合免烧砖使用标准，实现了垃圾焚烧残渣的最大化利用，降低了免烧砖制造中骨料的成本，具有明显经济效益。

实验例1

在已经公开的实施例基础上，提供一种现有技术采用水泥制砖处理飞灰工艺，其余同实施例1，对飞灰脱氯和机械力处理，某垃圾焚烧飞灰的性质如下：

分别采用现有技术系统和方法进行处理，药剂配方和结果如下。

试验结果显示，本文所述制砖技术较实验例1现有水泥固化飞灰处理技术的优势为：

减少了水泥固化处理飞灰需要消耗大量的水泥熟料；同时减少了底渣需要进行填埋或另行处理耗费大量资源和资金。

实验例2

在已经公开的实施例基础上，提供一种现有技术中飞灰脱氯工艺，不包含反应设备，具体过程为利用水直接清洗氯溶解后进入过滤设备实现固液分离，其余同实施例1。

,某垃圾焚烧飞灰的性质如下：

分别采用本实验例所述技术系统和方法进行处理，药剂配方和结果如下。

试验结果显示，本文飞灰脱氯技术相对实验例2现有技术优势为：

提高了氯离子去除率，大大降低了水泥固化后氯对水泥块体腐蚀性高，长时间存储后会发生崩解；本发明中已对飞灰中有害组分清楚，养护砖各项指标达到一等品级别。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。