[发明专利]生物质气化再燃垃圾燃烧飞灰的缩容固化处理装置及工艺

说明书

本发明提供一种生物质气化再燃垃圾燃烧飞灰的缩容固化处理装置及工艺，所述装置包括发电电机组、生物质气化系统、熔融装置、烟气脱酸急冷装置；发电机组用于为生物质气化系统提供气化所需资源，生物质气化系统用于将产生的气化燃气作为熔融燃料送入飞灰熔融炉，由气化燃气在飞灰熔融炉内将垃圾焚烧飞灰进行飞灰再燃烧升温熔融，形成的熔融液沿飞灰熔融炉炉壁进入飞灰熔融炉下段的熔融渣室进行渣冷及金属分离。本发明能在一定程度上减轻生物质随意焚烧带来的环境污染，同时以所产生的气化燃气为燃料对垃圾焚烧炉产生的飞灰进行熔融固化，减少垃圾焚烧飞灰堆放带来的有毒物质对环境的污染，本发明可以解决困扰环保的生物质处理与危废处理两大难题。

技术领域

本发明涉及生物质能源化利用、煤气化、天然气技术以及垃圾焚烧飞灰的再处理等环保技术应用领域，具体是一种生物质气化再燃高温熔融处理垃圾焚烧飞灰的系统及方法。

背景技术

随着我国城市化和人民生活水平的不断提高，城市垃圾产生量与日俱增，其基本处理方式主要有填埋、焚烧和堆肥。垃圾焚烧发电处理技术的迅猛发展，焚烧飞灰产量巨大，焚烧飞灰处理技术成为环保领域研究的热点之一。由于垃圾焚烧飞灰中含有较高浓度的二噁英和重金属，是危险固体废弃物，将其直接填埋会对周边环境造成严重的二次污染，因此需要对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理。

垃圾焚烧飞灰中各种重金属的含量大不相同，其中Zn，Pb，Cu，Cr和Cd等有害物质浓度较高，这与焚烧温度和各种重金属物质的蒸发点有关。蒸发点低于焚烧温度的重金属物质，受热后将全部蒸发而进人烟气。烟气中的重金属蒸汽，随烟气温度的降低，凝结成均匀的小颗粒并附着于烟尘上，最后被烟气除尘设备捕集下来，形成焚烧飞灰。飞灰中的水溶态重金属含量较少，可浸出的Pb和Zn主要以酸溶态形式存在。而Cd主要以酸溶态和离子交换态形式存在，这说明在酸性条件下，飞灰的重金属浸出毒性会大大增加。

由于垃圾焚烧飞灰中含有较高的氯离子，采用水泥固化法处理焚烧飞灰时必须进行前处理，很大程度上提高了对焚烧飞灰处置场所建设和运行的要求，造成成本增加，限制了该方法的应用。凝石稳定化法需要大量的火山灰活性的固体废弃物，包括粉煤灰、冶金渣、煤矸石、油页岩渣、预处理过的尾矿、黄河砂、城市建筑垃圾以及天然火山灰等硅铝质物料。湿式化学处理法提取飞灰中的重金属，存在需对可溶盐和排水进行处理的弊端，一般只用于重金属浓度较高、有必要进行回收的情况下，目前很少应用。熔融固化技术包括烧结法、熔融法、烧制陶粒等新技术研究与应用。国内外已研制出多种垃圾焚烧飞灰处理的高温熔融炉，主要在日本和欧洲有少量使用。由于此工艺需要消耗大量能源，且对Pb，Cd，Zn等易挥发重金属元素需进行严格后续的烟气处理，导致飞灰处理成本较高，目前只能在经济发达的国家应用。

发明内容

本发明提供一种生物质气化再燃垃圾燃烧飞灰的缩容固化处理装置及工艺，采用高温熔融技术进行垃圾焚烧飞灰的无害化处理，使用的升温资源是利用农业、林业、建筑业的废弃物为原料气化产生的燃气，它与现有的火电站或生物质发电站结合，充分利用电站的空地和富余资源，高温熔融炉产生的烟气最终送入发电锅炉后部的超低排烟气处理系统进行降温和包括除尘、脱酸、脱硝等各类超低排处理，进一步将有害成份控制在环保指标范围内，可实现投资最小化和运行稳定化。

一种生物质气化再燃垃圾燃烧飞灰的缩容固化处理装置，包括发电机组、生物质气化系统、熔融装置、烟气脱酸急冷装置；所述熔融装置包括飞灰熔融炉、危废熔渣固化装置、熔融炉烟气换热器，所述发电机组用于为生物质气化系统提供气化所需资源，所述生物质气化系统用于将产生的气化燃气作为熔融燃料送入飞灰熔融炉，由气化燃气在飞灰熔融炉内将垃圾焚烧飞灰进行飞灰再燃烧升温熔融，形成的熔融液沿飞灰熔融炉炉壁进入飞灰熔融炉下段的熔融渣室进行渣冷及金属分离；飞灰熔融炉的烟气输出端与融炉烟气换热器的输入端连接，融炉烟气换热器的烟气出口端通过烟气脱酸急冷装置与发电机组的排烟气处理装置连通，融炉烟气换热器的热空气出口端与生物质气化炉和飞灰熔融炉连通。