[发明专利]利用等离子体炬资源化处理垃圾焚烧飞灰的方法

说明书

本发明提供一种利用等离子体炬资源化处理垃圾焚烧飞灰的方法，通过向飞灰中添加生活垃圾焚烧底渣、碎玻璃、建筑垃圾等其他含硅废弃物及高热值液体危废并成型的方式对原料进行预处理，处理后的原料通过进料单元送入以氧气为工作气体的转移弧等离子体炬熔融炉内，熔融后的飞灰熔体经风冷冷却形成玻璃体，炉内产生的尾气首先经过盐类收集及提纯单元去除氯盐，再进入酸回收单元回收HCl、SO₂回收单元回收SO₂，使尾气得到无害化处理，处理过程中产生的污泥回炉，废水回用，热量回收，对飞灰中二恶英及固化重金属的无害化减量化处理的同时，无废水废渣排放。

技术领域

本发明涉及飞灰处理领域，具体涉及一种利用等离子体炬资源化处理垃圾焚烧飞灰的方法。

背景技术

随着我国工业化、信息化和城镇化的深入以及现代化社会的飞速发展，环境污染越来越严重，持续雾霾天气和高PM2.5与民众健康利害攸关，从而加大了民众对空气污染严重性的关注，而PM2.5的主要来源之一就是垃圾等废弃物的焚烧。自1979年以来，我国城市生活垃圾总量每年以约9％的平均速度增长，少数特大城市更是超过了这一速度，历年来，全国无序堆放的废弃物总量多达80亿吨，已严重污染了大气和地下水资源。

长期以来，国内外主要采用卫生填埋、生物堆肥和焚烧等方法来处理生活垃圾；但是，这些方法存在诸多弊端，如填埋法占地面积较大，存在二次污染；焚烧法易产生大量二噁英和呋喃，而二噁英是目前世界上最具毒性的有机物之一，生活垃圾焚烧飞灰被《国家危险废物名录(2008)》列为危险废物进行管理，按要求以危险废物处理。目前的处理方式普遍存在处理不彻底、存在二次污染和资源浪费严重等各种问题，这就使得人们不得不寻求更有效的处理方法来妥善处理和有效利用废弃物。目前飞灰处理的主要方法包括固化/稳定化、等离子体熔融、烧结、水泥窑协同处理等。

等离子体熔融玻璃化是当前最先进的飞灰处理手段，等离子熔融技术处理飞灰的机理如下：从微观角度来说，由于外加电场作用，介质会放电并产生大量携能电子，分子由于受到携能电子的强烈轰击而发生电离和激发，同时伴随着一系列的物理和化学反应，使复杂有毒有害的大分子废弃物转化为简单无毒害的小分子安全物质，废弃物因此得以降解和无害化去除；从宏观角度来说，电弧放电产生高达7000℃的等离子体，将飞灰加热至很高温度，从而迅速有效地摧毁废弃物。可燃的有机成分充分裂解气化，使转化成可燃性气体如一氧化碳、氢气等，可用于能源回收。不可燃的无机成分经等离子高温处理后变成无害渣体，可用作建筑材料，如玻璃和金属等。但是目前等离子熔融技术处理飞灰存在诸多不足之处，飞灰直接进入处理设备中，在处理炉内的等离子体射流冲击下，将会造成后续尾气中二次飞灰问题；系统中产生的烟气亦不能得到友善处理，原料熔融过程所排放的烟气主要为CO₂、SO₂、H₂O、NaCl、KCl等物质直接排放，造成资源的浪费，易形成二次飞灰。

发明内容

本发明要解决的问题，在于现有的处理垃圾焚烧飞灰的方法，不够彻底，易形成二次污染。

为解决上述问题，本发明提供一种利用等离子体炬资源化处理垃圾焚烧飞灰的方法，具体包括以下几个步骤：

(1)在飞灰或底渣中加入添加剂混合均匀，使Ca和Si的质量比为1﹕1～3.8；

(2)将步骤(1)中调配的混合体压缩成片，经破碎、整粒和筛分工艺，得颗粒状物料；

(3)将上述颗粒状物料通入等离子体炬熔融炉中，熔融后的飞灰熔体经风冷冷却形成玻璃体；

(4)将上述等离子炬熔融炉内原料熔融过程排放的烟气通入氯盐收集单元，此系统包括串联的换热装置一和换热装置二，换热装置一内控制温度900～1000℃，换热装置二内控制温度350～450℃；

(5)将步骤(4)中氯盐收集单元中排出的烟气通入HCl收集单元；