CN101569890A - 一种飞灰的新的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞灰的新的处理方法，通过以下工艺过程：汽运罐车进厂后，通过自身携带的真空压力将飞灰打入储灰仓中；储灰仓中的计量装置控制飞灰的下料量，然后进入气力输送仓；气力输送仓的飞灰靠气力输送到窑头的燃烧器或喷枪装置，再通过燃烧器或喷枪喷入到回转窑内进行焚烧处理；飞灰中的重金属被固化到水泥成分中，不能析出；飞灰中含有的剧毒有害的二噁英，在窑内高温下完全分解成水和二氧化碳等物质。本发明的优点是：喷入点设于窑头，可有效的解决飞灰中剧毒有害的二噁英的无害化处理；飞灰内的重金属被水泥固化，不会析出，最后进入水泥制品，既废物利用，又没有二次污染；其工艺新颖独特，简单实用；过程连续、自动、安全可靠。

Description

一种飞灰的新的处理方法
技术领域
本发明涉及飞灰的处理方法，具体涉及一种飞灰的新的处理方法。
背景技术
由于垃圾焚烧后产生的飞灰具有重金属含量种类多、比例高以及含有大量的氯离子，还含有剧毒有害的二噁英等特点，普通的处置方法无法达到无害化处置。垃圾焚烧是目前国内外先进的垃圾减量化技术。垃圾焚烧在焚烧过程中，由烟气净化系统收集的焚烧残留物称为垃圾焚烧飞灰。由于飞灰中含有苯并芘、苯并蔥、二噁英等有机污染物和Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等重金属，属于危险固体废弃物，因此直接填埋会污染地下水。建造专用的填埋场造价高，而且大量占用土地资源，对城市的可持续发展不利。
现在垃圾焚烧飞灰的处置主要有下列两种技术：
1)填埋技术
目前，垃圾焚烧飞灰的处置利用还未得到足够重视，几乎全部采取填埋。但填埋成本高昂，上海市目前填埋处置垃圾焚烧飞灰的成本高达2400元/吨以上。更严重的是填埋处理后还将带来许多环境隐患，如重金属的二次污染。垃圾焚烧时蒸发点低于焚烧温度的重金属物质大部分能蒸发出来进入烟气，随烟气温度的降低凝结成均匀的小颗粒并凝结与烟气中的烟尘上，无法凝结的气态重金属物质也有部分会被吸附在烟尘上，最后被烟气除尘设备捕集下来。若含有重金属的垃圾焚烧飞灰填埋于地下，容易污染水体及土壤。且二噁英具有不可逆的“三致”毒性，即致畸、致癌、致突变。可导致多种疾病的发生。二噁英又是一类持久性有机污染物，在环境中持久存在并不断富集，一旦摄入生物体就很难分解或排出，会随食物链不断传递和积累放大，最终会对人体造成危害。
由此可见，垃圾焚烧飞灰的填埋处理将会给环境带来严重的二次污染。
2)固化技术
目前国内外处理垃圾焚烧飞灰的固化方式主要有熔融固化、沥青固化、塑料材料固化、自胶结固化等，这几种固化由于技术和经济原因，很少应用于垃圾焚烧飞灰的处理。
发明内容
本发明的目的主要是解决垃圾焚烧后的飞灰难以处理的问题，提供一种飞灰的新的处理方法，即采用高温焚烧和水泥固化相结合的方法。本发明采用创新思维，将垃圾焚烧后产生的飞灰经过实验室分析，确定其组成后根据水泥生产的需求调节其进窑量，从而实现飞灰处置与水泥生产的平衡，利用水泥窑的高温特点将飞灰内的二噁英彻底分解，重金属被固化到水泥晶格中成为水泥的一部分，达到飞灰的无害化处理的目的。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。其工艺流程包括以下步骤：
(1)装载飞灰的汽运罐车进厂后，通过自身携带的真空压力，经过入仓管道将飞灰打入储灰仓中存放；
(2)储灰仓的飞灰通过计量装置计量和下料，下料量根据飞灰的氯含量的不同，控制在200-1000公斤/小时，然后进入气力输送仓；
(3)气力输送仓的飞灰立即靠气力沿输送管道输送到窑头的飞灰喷入装置，再通过飞灰喷入装置喷入到回转窑(高温炉)内进行焚烧；
(4)飞灰中的重金属元素，在被加入到窑系统中后，跟水泥原料进行复杂的物理化学反应后，重金属被固化到水泥中，做为水泥的一部分，并且不会析出；
(5)飞灰中含有的剧毒有害的二噁英，在窑内1000℃以上高温下，可彻底分解成对环境无害的水和二氧化碳等物质，解决了飞灰中二噁英难以处置的问题。
飞灰中氯元素也是主要元素之一，它对窑系统的影响较大，当窑内的氯元素含量较高时，会造成窑系统内氯的富集循环并在整个窑系统中形成结皮，这样不仅造成熟料产量的下降，还造成整个窑系统的紊乱；当氯元素适量时可作为熟料的原材料参与反应。国家对水泥中的氯含量的限制，不得超过0.06％的标准，我们必须对焚烧飞灰的掺加量进行严格控制，既不能影响窑的正常生产，又可达到国家标准。
本发明中计量装置可采用计量秤来控制飞灰的下料量，实际操作中按窑况来掌握调节飞灰的处置量，保证飞灰处置不会使水泥生产受到干扰。回转窑正常运转时，窑头气体温度稳定在1000-1750℃左右，主要化学反应为：
无机物(钙质、硅质、铁质、铝质)→硅酸二钙(2CaO·SiO2)+硅酸三钙(3CaO·SiO2)+铝酸三钙(3CaO·Al2O3)+铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)
有机物2CxHyOz+(2x+y/2-z)O2→2xCO2+yH2O+热量
(注：铁、钙、铝、硅均为构成水泥的元素，在高温下参与水泥熟料形成的反应，并最终进入水泥制品。)
水泥窑飞灰处置的关键点还在于飞灰喷入点的选择，鉴于飞灰中剧毒有害物质二噁英的存在，必须保证飞灰在喷入窑后能有充足的时间完全分解。经过不断地摸索实验，当喷入的飞灰落点距窑头的距离大于15米，且喷入点应设于窑头时，可保证飞灰的无害化处置。
步骤(3)中的飞灰喷入装置可为燃烧器或喷枪装置。
步骤(3)中的飞灰喷入点设于窑头，具体为设于窑头的燃烧器或喷枪，而喷枪的位置可设在窑头圆形半径(即为窑的半径)的上半圆内的任何位置。
本发明的有益效果是：
1、喷入点设于窑头，充分利用水泥窑的高温、碱性气氛，可有效的将飞灰中剧毒有害物质二噁英完全分解成对环境无害的水和二氧化碳等物质，保证了飞灰的无害化处理。
2、飞灰在窑内焚烧，可将飞灰内的重金属被水泥固化，不会析出，最后进入水泥制品，既废物利用，又没有二次污染。
3、工艺新颖独特，简单实用；过程连续、自动、安全可靠。
附图说明
结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为一种飞灰的新的处理方法的工艺流程图。
图2为喷枪所处位置的结构示意图。
图中：1.汽运罐车，2.入仓管道，3.储灰仓，4.计量装置，5.气力输送仓，6.输送管道，7.袋收尘器，8.燃烧器，9.回转窑。
具体实施方式
实施例1：
本实施例所述的一种飞灰的新的处理方法，工艺流程如图1所示：
(1)装载飞灰的汽运罐车1进厂后，通过自身携带的真空压力，经过入仓管道2将飞灰打入储灰仓3中存放；
(2)储灰仓3的飞灰通过计量装置4计量和下料，下料量根据飞灰的氯含量的不同，控制在200-1000公斤/小时，然后进入气力输送仓5；
(3)气力输送仓5的飞灰立即靠气力沿输送管道6输送到窑头的飞灰处置燃烧器8，再通过燃烧器8喷入到回转窑9内进行焚烧；
(4)飞灰中的主要有害成分重金属元素，在被加入到窑系统中后，固化到水泥成分中，不能析出；
(5)飞灰中含有的剧毒有害的二噁英，在窑内1000℃以上高温下，彻底分解成对环境无害的水和二氧化碳等物质，解决了飞灰中二噁英难以处置的问题。
当飞灰打入储灰仓3中存放时，位于储灰仓3上端的袋收尘器7通过其膜，将上升的粉尘挡在袋内，降低粉尘污染。
本实施例中，步骤(2)中的计量装置4为计量秤，下料量控制在500公斤/小时。
飞灰中的氯元素也是主要元素之一，它对窑系统的影响较大，当窑内的氯元素含量较高时，会造成窑系统内氯的富集循环并在整个窑系统中形成结皮，这样就不仅造成熟料产量的下降，还造成整个窑系统的紊乱；当氯元素适量时可作为熟料的原材料参与反应。水泥原材料中的氯含量很低，只要控制飞灰下料量，就可控制住窑内氯的含量，达到国家对水泥中的氯含量的限制，不得超过0.06％的标准。
本实施例中回转窑正常运转时，窑头气体温度稳定在1750℃，主要化学反应为：
无机物(钙质、硅质、铁质、铝质)→硅酸二钙(2CaO·SiO2)+硅酸三钙(3CaO·SiO2)+铝酸三钙(3CaO·Al2O3)+铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)
有机物2CxHyOz+(2x+y/2-z)O2→2xCO2+yH2O+热量
鉴于飞灰中剧毒有害物质二噁英的存在，必须保证飞灰在喷入窑后能有充足的时间完全分解。当喷入的飞灰落点距窑头的距离大于15米，且喷入点应位于窑头时，可保证飞灰的无害化处置。本实施例中，喷入的飞灰落点距窑头的距离为22米，且喷入点为窑头的飞灰处置燃烧器8。
实施例2：
本实施例所述的一种飞灰的新的处理方法，工艺流程如图1、图2所示：
(1)装载飞灰的汽运罐车1进厂后，通过自身携带的真空压力，经过入仓管道2将飞灰打入储灰仓3中存放；
(2)储灰仓3的飞灰通过计量装置4计量和下料，下料量根据飞灰的氯含量的不同，控制在200-1000公斤/小时，然后进入气力输送仓5；
(3)气力输送仓5的飞灰立即靠气力沿输送管道6输送到窑头的焚烧飞灰喷枪装置，再通过喷枪喷入到回转窑9内进行焚烧处理；
(4)飞灰中的重金属元素，在被加入到窑系统中后，跟水泥原料进行复杂的物理化学反应后，重金属被固化到水泥中，做为水泥的一部分，并且不会析出；
(5)飞灰中含有的剧毒有害的二噁英，在窑内1000℃以上高温下，彻底分解成对环境无害的水和二氧化碳等物质。
本实施例中，步骤(2)中的计量装置4为计量秤，下料量控制在900公斤/小时。
本实施例中回转窑正常运转时，窑头气体温度稳定在1550℃。
本实施例中，喷入的飞灰落点距窑头的距离26米，且喷入点设在窑头的喷枪，而喷枪的位置可以设在窑头圆形半径(即为窑的半径)的上半圆内的任何位置。

Claims (6)

1、一种飞灰的新的处理方法，其特征在于：其工艺流程包括以下步骤：
(1)装载飞灰的汽运罐车进厂后，通过自身携带的真空压力，经过入仓管道将飞灰打入储灰仓中存放；
(2)储灰仓的飞灰通过计量装置计量和下料，下料量根据飞灰的氯含量的不同，控制在200-1000公斤/小时，然后进入气力输送仓；
(3)气力输送仓的飞灰立即靠气力沿输送管道输送到窑头的飞灰喷入装置，再通过飞灰喷入装置喷入到回转窑内进行焚烧；
(4)飞灰中的重金属元素被加入到窑系统中后，跟水泥原料进行复杂的物理化学反应后，重金属被固化到水泥中，做为水泥的一部分，并且不会析出；
(5)飞灰中含有的剧毒有害的二噁英，在窑内1000℃以上高温下，彻底分解成对环境无害的水和二氧化碳等物质。
2、如权利要求1所述的一种飞灰的新的处理方法，其特征在于：窑头气体温度稳定在1000-1750℃。
3、如权利要求1所述的一种飞灰的新的处理方法，其特征在于：喷入的飞灰落点距窑头的距离大于15米。
4、如权利要求1所述的一种飞灰的新的处理方法，其特征在于：飞灰喷入装置为燃烧器或喷枪装置。
5、如权利要求1所述的一种飞灰的新的处理方法，其特征在于：飞灰的喷入点设于窑头，具体为设于窑头的燃烧器或喷枪。
6、如权利要求5所述的一种飞灰的新的处理方法，其特征在于：喷枪的位置设在窑头圆形半径的上半圆内的任何位置。
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