[发明专利]一种加速焚烧残余物稳定化方法

说明书

技术领域：

本发明属于生活垃圾处理处置与资源化领域，涉及一种利用酸性废气加速稳定化生活垃圾焚烧残余物的方法，特别涉及一种加速焚烧残余物稳定化的方法。

技术背景：

随着人民生活水平的提高，我国生活垃圾产生量逐年增加。生活垃圾焚烧残余物是指生活垃圾焚烧过程中产生的残余物，主要包括焚烧炉渣和焚烧飞灰。焚烧炉渣是生活垃圾焚烧后从炉床直接排出的残渣，以及过热器和省煤器排出的灰渣，其产生量约占垃圾焚烧量的5-25％；焚烧飞灰是烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰，其产生量约占垃圾焚烧量的3-5％。焚烧炉渣中易浸出重金属如汞、铅、镉、锌等含量较少，可作为原材料进行再利用，与焚烧炉渣相比，焚烧飞灰中富集了更多易浸出的重金属，若将焚烧残余物直接进行填埋或处理不当，在酸雨等因素的作用下，重金属将逐渐浸出，重新进入环境，污染水体和土壤。在我国，由于焚烧残余物中含有大量重金属及二噁英等有毒物质，被认定为危险废物，往往需要经过稳定化处理方可填埋或资源化利用。目前，焚烧残余物的处理处置技术主要有水泥固化、药剂稳定化、水热处理、熔融处理以及自然风化等，水泥固化是飞灰无害化、稳定化处理常用的一种方法，但存在固化残余物增容增重、水泥消耗大、部分重金属浸出浓度不达标等问题，磷酸和有机螯合剂等药剂稳定化是近年来较常用的稳定化方法，通过添加化学药剂把飞灰中有毒害物质以难溶矿物或螯合物的形式稳定下来，具有修复效果好，修复周期短等优点，但部分有机螯合剂成本较高，且复杂环境下的重金属的长期浸出行为仍未清楚。加速碳酸化是一种适用于小规模、环境友好型、经济的焚烧飞灰处理方式，主要是通过飞灰中碱性物质吸收二氧化碳气体加速形成碳酸盐矿物，但受矿物组成、反应温度、二氧化碳浓度、压力等因素影响。在生活垃圾处理与处置如填埋、堆肥、焚烧过程中，会产生二氧化碳、硫化氢等大量酸性废气，此外，二氧化碳也作为温室气体受到世界范围内的管控；硫化氢也是一种恶臭气体，需要适当的处理处置，生活垃圾填埋过程中二氧化碳的体积百分比在30-45％，在堆肥高温期二氧化碳的产生量高达80％，在生活垃圾处理处置过程中这些酸性气体往往未被资源化利用而直接排放到大气中，一定程度上造成了资源的浪费。因此，寻求设计一种加速焚烧残余物稳定化的方法，特别是利用酸性废气将焚烧残余物稳定的方法具有良好的社会效益和经济效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提出设计一种加速焚烧残余物稳定化的方法，在加速焚烧残余物稳定化同时实现酸性废气再利用。

为了实现上述目的，本发明涉及的加速焚烧残余物稳定化是在焚烧残余物稳定化装置中完成的，具体步骤为：

(1)、在垃圾填埋场收集垃圾填埋堆肥时期的酸性废气，储存在废气储罐中；

(2)、将粒径小于0.1mm的焚烧残余物通过进料口投入反应器中，向反应器中加入水至液固比5-30L/Kg，开启搅拌器在20-80转/分的转速下将焚烧残余物与水混合成悬浊液；

(3)、打开废气储罐通过阀门调节气体流量以1.3-10L/分的速度将酸性废气通入反应器中，控制温度在20-55℃下，控制压力值在0.1-0.6Mpa下，搅拌通气反应60-300分钟后，将反应稳定后的物料排出，即完成焚烧残余物的稳定化。

本发明涉及的酸性废气的主要成分体积比为：二氧化碳70-80％、甲烷 6-12％、硫化氢1-5％和氨气1-3％。

本发明涉及的焚烧残余物稳定化装置的主体结构包括废气储罐、阀门、转子流量计、曝气头、温控装置、温度探头、搅拌器、搅拌桨、进料口、出料口、排气口、压力表、反应器；反应器为耐酸碱的PVC制成，反应器为长×宽×高为80cm×80cm×100cm圆柱形结构；反应器的上部设置有进料口，以便投入焚烧残余物；反应器上部设置有压力表，以便检测反应器内部的反应气压，反应器的上部一侧设置有排气口，以便调节反应器内部的气压；反应器的上部设置有搅拌器，搅拌器伸入反应器中在末端设置有搅拌桨，以便搅拌混合反应器中的反应物；反应器上部设置有温控装置，温控装置通过电线与反应器内部设置的温度探头连接，以便检测和调控反应器内部的温度；废气储罐设置在反应器的外部，通过导管与设置在反应器内部的曝气头连通，以便输送酸性废气，导管上设置有阀门和转子流量计，以便检测和控制输送的酸性废气的流量；反应器的下部一侧设置有出料口，以便将稳定后的焚烧残余物排出。

本发明涉及的反应器外设有保温层，材料为聚氨酯泡沫，，在保温层外设置有保护层，材料为聚乙烯或玻璃钢。