[发明专利]一种垃圾焚烧飞灰同步固化二氧化碳和深度脱氯的方法

说明书

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰同步固化二氧化碳和深度脱氯的方法，该方法对垃圾焚烧飞灰进行三级逆流水洗，第一级逆流水洗和第二级逆流水洗过程中，在垃圾焚烧飞灰与水形成的浆液中通入含二氧化碳的气体进行反应，该方法通过垃圾焚烧飞灰碳酸化耦合逆流水洗脱氯流程，与常规的飞灰水洗脱氯相比,在固液比较低的情况下，提高垃圾焚烧飞灰的脱氯率，且能有效同步固化二氧化碳。

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰水洗处理方法，特别涉及一种垃圾焚烧飞灰同步固化二氧化碳和深度脱氯的方法，属于飞灰固体废弃物资源化处理领域。

背景技术

我国生活垃圾处理进入以焚烧为主的阶段且处于行业成熟期。在垃圾焚烧过程中，有机物转变为气体排入大气，而无机物形成固体颗粒，较为细小的颗粒从焚烧炉中顺着烟气一同到下一个系统中，最终这些颗粒与加入的净化剂和反应产物一同构成了垃圾焚烧飞灰。

我国每年产生垃圾焚烧飞灰量大，飞灰中CaO含量高，易与CO₂生成CaCO₃沉淀。飞灰用于碳化的飞灰具有很大的潜力封存二氧化碳，碳化飞灰碳酸化后也可作为建筑骨料再利用。

基于垃圾焚烧飞灰的特点，目前却没有工艺能够同时进行固碳和深度脱氯。对于垃圾焚烧飞灰的处理方法有水洗、烧结、稳定化技术等。水洗作为一种经济可行的方式，其操作简单，且成本低廉，能溶解掉垃圾焚烧飞灰中大部分的可溶性氯盐。在现有垃圾焚烧飞灰水洗技术的应用中，大多聚焦于普通水洗的技术改进，在水洗的基础上加入各种浸出药剂，其成本高昂，耗水量巨大，且多数难以适用于具体工程应用。而当前各种工艺对于垃圾焚烧飞灰的脱氯程度并不高，无法进行深度脱氯，也使得垃圾焚烧飞灰的资源化利用受限。

发明内容

针对现有技术中垃圾焚烧飞灰存在常规水洗难以实现深度脱氯，导致垃圾焚烧飞灰资源化利用受限的技术问题，本发明的目的是在于提供一种垃圾焚烧飞灰同步固化二氧化碳和深度脱氯的方法，该方法在垃圾焚烧飞灰水洗脱氯过程引入了含二氧化碳的气体，利用垃圾焚烧飞灰比表面积高、孔隙率高，活性氧化钙的特点来实现二氧化碳的固定，同时利用二氧化碳来促进水洗脱氯过程中氯化物的溶出，大大提高垃圾焚烧飞灰的脱氯效率，与垃圾焚烧飞灰传统水洗方式相比，能够在更低固液的情况下，提高脱氯率，且能有效同步固定二氧化碳，而二氧化碳可以来源于工业烟气，符合“碳中和”这一发展理念。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰同步固化二氧化碳和深度脱氯的方法，该方法是对垃圾焚烧飞灰进行三级逆流水洗，第一级逆流水洗和第二级逆流水洗过程中，在垃圾焚烧飞灰与水形成的浆液中通入含二氧化碳的气体进行反应。

本发明技术方案巧妙地在垃圾焚烧飞灰中引入了二氧化碳气体，充分利用了两者在水洗过程中的互利关系，通过垃圾焚烧飞灰来固定二氧化碳，同时利用二氧化碳来促进垃圾焚烧飞灰中氯盐的溶出。垃圾焚烧飞灰其比表面积大，孔隙率高，且包含可以与CO₂反应的活性成分，如碱金属(Ca、Mg、Na、K)及其氧化物(CaO、MgO)等，这些碱金属氧化物在与烟气中的CO₂接触时，会转化为碳酸盐，从而使得CO₂矿化，实现CO₂的封存，与此同时，二氧化碳能够促进垃圾焚烧飞灰的深度脱氯，垃圾焚烧飞灰中的难溶氯盐主要是Friedel Salt，二氧化碳通入后会发生如下反应：3CaO·Al₂O₃·CaCl₂·10H₂O+3CO₂→3CaCO₃+Al₂O₃·xH₂O+CaCl₂+(10-x)H₂O，从而通过通入二氧化碳能够促进这部分难溶氯盐转化成易溶性盐，并且随着二氧化碳的通入，控制整个体系的pH由原来的强碱性调控至弱酸性，使得有利于促进部分难溶氯盐的转化和溶解，进而提高了飞灰氯盐的去除率。