[发明专利]一种飞灰低温熔融装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于危险固体废弃物处理技术，涉及垃圾焚烧领域，具体地，本发明涉及一种飞灰低温熔融装置及方法。

背景技术

飞灰是垃圾焚烧的必然产物，大约占焚烧垃圾量的3～5％。在垃圾焚烧炉飞灰中，以无机物为主，其次是具有较高浸出率的重金属元素，如pb、Cr、Cd等，还有一定数量吸附在飞灰的二噁英，若未经预处理直接填埋，将会使重金属发生浸出、迁移，对土壤及地下水造成二次污染。因此，如何合理有效地处理垃圾焚烧飞灰成为当前环境保护急需解决的问题。如何安全有效地处置焚烧飞灰成为急需解决的环境和社会问题。

垃圾焚烧飞灰处理技术主要有直接按危废填埋、螯合稳定化后卫生填埋、熔融和资源化利用四种。飞灰螯合稳定化后卫生填埋在我国应用较为广泛。目前，我国经济发达地区飞灰主要通过简易处理后运往安全填埋场填埋，不仅大量占用了安全填埋场的库容，且成本高。而一些经济欠发达、没有条件建设安全填埋场的地区，一般采用堆存或简单水泥固化后运往垃圾填埋场填埋的方式，存在着二次污染的隐患。

飞灰熔融技术就是将有害的焚烧飞灰熔融转化为玻璃态熔渣，达到减容化、无害化的一种资源化处理工艺。经熔融处理后飞灰熔渣形成具有刚性的非晶态的玻璃态物质，玻璃态熔渣使飞灰中重金属形成不易浸出的形态，通过毒性浸出特性实验结果发现，重金属浸出率均非常低。

另外，通过熔融处理，可分解飞灰中99.9％的二噁英，从而可有效地防止二噁英类排放到环境中。但也存在一些缺点，如高温条件下会产生含有Pb、Zn、Cd等易挥发重金属的废气，需设置后续烟气处理装置；工艺复杂；能源消耗大、处理成本高。资源化利用包括飞灰烧结轻骨料处理技术和飞灰水泥窑共处置技术，它可同时实现垃圾焚烧飞灰的无害化处理与资源化利用，但是这种处理收市场因素影响巨大，资源化产品的重金属在长期稳定性也较差。

现有的高温熔融处理飞灰工艺存在以下问题：(1)高温容易造成飞灰中的重金属和酸性气体挥发，需要增加尾气处理系统来处理，(2)飞灰中的有机物在高温条件下挥发，需要增加二次燃烧室来燃尽，这导致了系统的复杂化。(3)高温熔融需要将飞灰加热到1200℃-1400℃，对设备的材质要求高，且要加热到熔融温度需要花费大量的燃料和电力成本。

因此，如何合理有效地处理垃圾焚烧飞灰成为当前环境保护急需解决的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种飞灰低温熔融装置，用于处理垃圾焚烧锅炉的飞灰，所述装置包括：飞灰进料斗、回转窑以及冷凝器；

其中，所述飞灰进料斗分别连通所述垃圾焚烧锅炉的飞灰出口和所述回转窑的飞灰入口；

所述回转窑的烟气入口与所述垃圾焚烧锅炉的烟气出口连通；

所述回转窑的烟气出口与所述冷凝器连通。

可选地，所述回转窑的烟气出口设置于所述回转窑靠近所述飞灰进料斗的一端的顶部。

可选地，所述装置还包括卸料阀，所述回转窑远离所述飞灰进料斗的一端与所述卸料阀连通。

可选地，所述卸料阀包括星型阀。

可选地，所述冷凝器的烟气出口与所述垃圾焚烧锅炉的烟气处理装置连通。

可选地，所述飞灰进料斗上方设置有插板阀。

可选地，所述飞灰进料斗上设置有螺旋输送设备。

本发明还提供了一种基于上述装置的飞灰低温熔融方法，所述方法包括：

将所述垃圾焚烧锅炉产生的飞灰通入到所述回转窑中；

将所述垃圾焚烧锅炉的烟气通入到所述回转窑中，利用所述烟气对所述飞灰加热，以实现所述飞灰的低温熔融；

将低温熔融后的烟气通入所述冷凝器中，以去除所述烟气中的金属。

可选地，所述低温熔融的温度为400-500℃。

可选地，所述低温熔融的时间大于10min。

可选地，所述方法还进一步将所述回转窑中经低温熔融后的飞灰排出的步骤。

可选地，所述飞灰包括质量分数为10％-15％的氢氧化钙。

可选地，所述回转窑中包括还原性气氛。

可选地，所述回转窑中含有至少5％的氧气。