CN102218442B - 城市垃圾焚烧飞灰处理方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种在封闭环境中用于城市垃圾焚烧飞灰处理的方法和设备，包括用飞灰浆低温循环处理城市垃圾焚烧飞灰中的灰尘颗粒；用有害气体吸附材料和水低温循环处理城市垃圾焚烧飞灰中的有害气体。同时提供了一种蛇形烟道的飞灰处理设备实现以上方法，使产生的飞灰(烟气)中的灰尘和有害气体吸附充分，对焚烧场周边地区的环境能有效保护。

Description

城市垃圾焚烧飞灰处理方法及设备

技术领域

本发明涉及一种用于城市垃圾焚烧飞灰处理方法及设备，特别是一种能对焚烧飞灰在封闭条件下进行充分吸附，减少向空气排放的方法及设备。 

背景技术

同时，焚烧过程中将产生大量的飞灰，如按每吨垃圾产生3％的焚烧飞灰来计算，每年我国至少会产生14万吨以上的焚烧飞灰，并且逐年增长。焚烧时产生的飞灰虽然垃圾焚烧场采取了收集措施，但由于产生的飞灰量大，温度高，除尘设备如布袋除尘、静电除尘无法达到大量收集飞灰中灰尘的要求，而且更换麻烦，效果不理想，相当多的焚烧飞灰排放在大气中，对垃圾焚烧场周边地区污染相当严重，而且由于焚烧飞灰富集对人体有致癌作用的二恶英和呋喃等毒性物质，对焚烧场周边的人群造成极大的伤害。 

许多垃圾处理厂由于设备复杂，维护成本高，处理方法复杂，运行成本很高，无法真正有效地对垃圾进行处理。 

发明内容

为克服上述问题，提出一种城市垃圾焚烧飞灰处理方法，包括以下方法： 

a.处理城市垃圾焚烧飞灰中的灰尘颗粒：将经水喷洒吸附飞灰得到的飞灰浆经沉淀过滤后，降温处理到2℃-50℃，再将飞灰浆喷洒吸附飞灰，得到的飞灰浆沉淀过滤再经降温处理到2℃-50℃，然后又用于喷洒吸附飞灰，形成飞灰浆的循环生成和使用，飞灰浆喷洒吸附飞灰是在封闭环境中进行。 

进一步的是：在上述a方法之后，再使用以下方法： 

b.处理城市垃圾焚烧飞灰中的有害气体：在淋喷2℃-40℃水的条件下，用有害气体吸咐材料吸附经a方法处理后的焚烧飞灰，吸附飞灰后的水沉淀过滤后，经臭氧处理后，降温处理到2℃-40℃，再用于本步骤b中的淋喷吸附，淋喷吸附和有害气体吸咐材料吸附都是在封闭环境中进行。 

进一步的是，所述方法b处理飞灰时，同时加入臭氧对焚烧飞灰进行处理。 

进一步的是，所述方法b中有害气体吸咐材料采用活性炭或/和硅石颗粒或/和硅澡土。 

进一步的是，所述方法b有害气体吸附材料活性炭或/和硅石颗粒或/和硅澡土吸附焚烧飞灰后，用臭氧处理后再用于飞灰的吸附。 

进一步的是，方法a和方法b中的降温处理采用液氮进行降温处理。 

通过以上方法对飞灰进行处理，其成本低，利用了飞灰的吸附性，能充分吸附飞灰中的灰尘颗粒，用低温的水可降低飞灰最后排出的温度。飞灰浆和水的循环使用，减少了水的使用量，减少了运行成本，而同时飞灰也能吸收焚烧飞灰中的CO₂，减少CO₂排放。 

硅石颗粒等有害气体吸附材料的使用，增加了对有害气体的吸附效果，成本很底。利用臭氧可除烟、除尘、去除重金属，减少飞灰的有害成分。从而对飞灰中的有气害气体如二噁英、CO、SO₂进行有效处理。经沉淀后的飞灰浆经自然干燥后，可用于其它用途如制砖、水泥或填埋处理，如不符合填埋要求，化学处理后进行填埋。 

为实现上述a方法，提出用于上述方法a的飞灰处理设备，包括：灰尘处理设备本体，灰尘处理腔，进灰口，灰尘处理腔出灰口，进灰口与灰尘处理腔相连，灰尘处理腔出灰口与灰尘处理腔相连，灰尘处理腔内，设有上下相错的立柱，形成能通过飞灰的蛇形通道，飞灰在蛇形通道内处于封闭运行状态；灰尘处理腔顶部设有喷淋器，由水喷洒吸附飞灰得到飞灰浆经喷淋器喷淋到灰尘处理腔内，用于吸附灰尘处理腔内的飞灰，得到飞灰浆。灰尘处理腔底部连接有飞灰浆处理装置，所述飞灰浆处理装置是一种用于收集灰飞浆，经沉淀过滤后，降温处理到2℃-50℃，再将飞灰浆送到灰尘处理腔顶部的喷淋器上，并保证飞灰不从飞灰浆处理装置内排出的装置； 

上述飞灰浆处理装置包括：飞灰浆收集口、飞灰浆池、沉淀池，飞灰浆收集口为漏斗状，飞灰浆池设在飞灰浆收集口下面，飞灰浆通过飞灰浆收集口落到飞灰浆池中，飞灰浆在飞灰浆池的高度超过收集口的出口处，保证飞灰不从飞灰浆收集口处排到大气中；沉淀池分别由深到浅的第一沉淀槽、第二沉淀槽、第三沉淀槽组成，飞灰浆池与沉淀池通过管道连通，飞灰浆被送到沉淀池中的第一沉淀槽内沉淀，蓄满后经过滤布到第二沉淀槽内，第二沉淀槽畜满后经过滤布到第三沉淀槽内。飞灰浆经第一沉淀槽沉淀过滤后，在第二沉淀槽内的飞灰浆浓度已大大降低，再经降温装置降温后，由飞灰管道送到喷淋器进行喷淋吸附灰尘处理腔内的飞灰，达到飞灰浆的循环生成与利用。 

飞灰浆在第二沉淀槽内沉淀过滤后到达第三沉淀槽内，飞灰浆浓度已很低，基本不含杂质颗料。如果达不到要求，可以继续设置多个沉淀槽和过滤布使飞灰浆基本不含杂质颗粒。 

进一步的是，还包括气体处理设备，用于方法b的实施。包括：气体处理设备本体，气体处理腔，气体处理腔通过灰尘处理腔出灰口与灰尘处理腔相连，出灰口与气体处理腔相连，飞灰从灰尘处理腔出灰口进入；气体处理腔内设有上下相错的立柱，形成能通过飞灰的蛇形通道，飞灰在蛇形通道内处于封闭运行状态；气体处理腔上设有淋水箱，淋水箱底部设有与 气体处理腔相通的通孔，淋水箱中的水与有害气体吸附材料如采用硅石颗粒混合后能通过通孔形成雨状落入气体处理腔内；气体处理腔底部连接吸附材料处理装置，所述吸附材料处理装置用于一种收集淋水箱落下的水与有害气体吸附材料，并将水沉淀过滤后，经臭氧处理后，降温到2℃-40℃后送回淋水箱内，并把收集的有害气体吸附材料送回淋水箱内与水一起重新使用，并保证飞灰不从气体处理腔内排出的装置。 

进一步的是，在将收集的有害气体吸附材料送回淋水箱内前，用臭氧处理。 

气体处理装置包括吸附材料收集口，吸附材料池，沉淀池，提升机。吸附材料收集口为漏斗状；吸附材料池底部为斜坡面，有害气体吸附材料经吸附材料收集口落下后会向斜坡面底部汇积，便于斗式提升机提升。斗式提升机底部设置在吸附材料池斜坡面底部，用于提升汇积的吸附材料颗粒，顶部设置在淋水箱上面，可以将提升的有害气体吸附材料从吸附材料池内提升到淋水箱内。沉淀池可用飞灰浆处理装置中采用的沉淀池，臭氧输入管与吸附材料池连通，用于通入臭氧用于对吸附材料池内的水进行氧化处理，同时也对有害气体吸附材料进行了处理后，经斗式提升机提升到淋水箱内。吸附材料池通过管道与沉淀池连通，吸附材料池内的水送到沉淀池第一沉淀槽内开始沉淀过滤。第三沉淀槽内的不含颗粒杂质的水由经降温装置处理到2℃-40℃温度后，经水管道送到淋水箱中，与有害气体吸附材料混合后再次通过通孔成雨状落下，用于吸附气体处理腔内的飞灰，达到有害气体吸附材料和水循环使用。 

降温装置包括降温箱体和与降温箱体的连通的液氮管道，液氮管道内可通入液氮，飞灰管道从降温箱体中穿过，液氮管道通入的液氮喷射在飞灰管道上，达到对飞灰浆降温目的；水管道从降温箱体中穿过，液氮管道通入的液氮喷射在水管道上，达到对水降温的目的。 

降温装置也可以在降温箱体里充入液氮，飞灰管道和水管道经过降温箱体时达到降温目的。 

降温装置也可以将液氮管道直接通入第二沉淀槽和第三沉淀槽内来构成。 

进一步的是，在气体处理腔内设置有臭氧管道，用于臭氧的通入，加强对飞灰的处理能力。 

进一步的是，气体处理腔和灰尘处理腔中的立拉形成的蛇形通道，可根据飞灰量的情况设立数量，如果城市垃圾焚烧飞灰多，可设立较长的蛇形通道，增加灰尘处理腔和气体处理腔的长度。 

也可根据情况将灰尘处理腔和气体处理腔分开，中间通过通道连接，从而达到分开处理的目的，中间的通道上设置吸热器，对飞灰进行降温，也可以在进灰口处设置吸热器，对飞灰进行降温，并把热量用于其它如热水，干燥垃圾等用途。 

对于第一沉淀槽和第二沉淀槽内沉淀的飞灰杂质颗粒，可以运到一个池子内，经过自然干燥后可填埋处理，也可用于其它如制砖等用途。如不符合填埋要求，可直接在沉淀池内通过化学处理后，可以参见专利2006100007581和专利01822621.3的处理方法。 

上述飞灰处理设备能实现方法a和方法b的技术效果：飞灰在灰尘处理腔和气体处理腔处理时，只能从出灰口排出，不会从其它地方排出；而有害气体吸附材料的循环使用，减少了有害气体吸附材料的大量需求，降低了运行成本；通过上述设备的使用，最后排出的气体中有害气体很少。 

附图说明

图1为飞灰浆处理设备和气体处理设备结构示意图 

附图中的编码分别为：1进灰口，2出灰口，3灰尘处理腔、4气体处理腔、5喷淋器，6淋水箱，7立柱，8管道，9通孔，10飞灰浆池，11沉淀池，12第一沉淀槽，13第二沉淀槽，14第三沉淀槽，15过滤网，16飞灰浆收集口，17吸附材料收集口，18吸附材料池，19提升机，20臭氧输入管，21降温箱体，22液氮管道，23水管道，24飞灰管道，25管道，26灰尘处理腔出灰口。 

具体实施方式：

现结合附图对实施方式1进行说明 

飞灰浆处理设备包括：进灰口1、灰尘处理腔3、喷淋器5、灰尘处理腔出灰口26，进灰口1与灰尘处理腔3相连。飞灰处理腔3内设有上下相错的立柱7，立柱7顶端成圆顶或尖顶，保证飞灰不会积在立柱7顶端。这样，灰尘处理腔形成了能通过飞灰的蛇形通道。 

灰尘处理腔3顶部设有喷淋器8。灰尘处理腔3底部连接飞灰浆处理装置。所述飞灰浆处理装置包括：飞灰浆收集口16、飞灰浆池10、沉淀池11，飞灰浆收集口16为漏斗状，飞灰浆池10设在飞灰浆收集口16下面，飞灰浆通过飞灰浆收集口16落到飞灰浆池10中，由于飞灰浆收集口的漏斗状，飞灰浆会堆积在飞灰浆收集口16内，同时飞灰浆在飞灰浆池10的高度超过飞灰浆收集口16的出口处，从而保证飞灰不从飞灰浆收集口16处排放到大气中。沉淀池11分别由深到浅的第一沉淀槽12、第二沉淀槽13、第三沉淀槽14组成，飞灰浆池10与沉淀池11通过管道25连通，可以采用泵通过管道8将飞灰浆送到沉淀池11中的第一沉淀槽12内沉淀，蓄满后经过滤网15到第二沉淀槽13内，第二沉淀13槽畜满后经过滤网15到第三沉淀槽内，飞灰浆经第一沉淀槽沉淀过滤后，在第二沉淀槽内的飞灰浆浓度已大大降低，由飞灰管道24经由降温箱体21和与降温箱体的连通的液氮管道22组成的降温装置降温到15℃后，由飞灰管道25送到喷淋器8再次进行喷淋吸附灰尘处理腔3的飞灰，达到飞灰浆的循环生成与利用。

气体处理设备包括：出灰口2、气体处理腔4、淋水箱6。气体处理腔4通过灰尘处理腔出灰口26与灰尘处理腔3连通，出灰口2与气体处理腔4相连。气体处理腔4内设有上下相错的立柱7，立柱7顶端成圆顶或尖顶，保证飞灰不会积在立柱7顶端。这样，气体处理腔形成了能通过飞灰的蛇形通道。 

气体处理腔4上设有淋水箱6，淋水箱6底部设有与气体处理腔4相通的通孔9，淋水箱6中的水与硅石颗粒混合后能通过通孔9形成雨状落下，气体处理腔4底部连接气体处理装置，所述气体处理装置包括：吸附材料收集口17，吸附材料池18，沉淀池11，斗式提升机19。吸附材料收集口17为漏斗状；吸附材料池18底部为斜坡面，硅石颗粒经吸附材料收集口17落下后会向斜坡面底部汇积，便于斗式提升机19提升。斗式提升机19底部设置在吸附材料池斜坡面底部，用于提升汇积的硅石颗粒，顶部设置在淋水箱上面，可以将提升的硅石颗料从吸附材料池内提升到淋水箱内。臭氧输入管20与吸附材料池18连通，通入的臭氧用于对吸附材料池18内的硅石颗粒和水进行氧化处理，然后硅石颗粒经斗式提升机19提升到淋水箱6内。吸附材料池18通过管道与沉淀池11连通，吸附材料池18内的水送到沉淀池第一沉淀槽12内开始沉淀过滤。第三沉淀槽14内的不含颗粒杂质的水通过水管道23经由降温箱体21和与降温箱体21的连通的液氮管道22组成的降温装置降温到15℃左右后，经水管道23送到淋水箱6中，与硅石颗料混合后再次通过通孔9成雨状落下，吸附和降温气体处理腔内的飞灰，达到循环使用硅石颗料和水。 

臭氧输入管20同时和气体处理腔4以及第三沉淀槽14连通，通过臭氧输入管20向气体处理腔4内喷入臭氧，提高对有害气体处理能力；向第三沉淀槽14通入臭氧，能减少沉滤池水中的有害物质，从而加强对灰飞的吸附能力。 

上述设备运行过程如下： 

飞灰从进灰口1进入灰尘处理腔3，水经喷淋器8喷洒到灰尘处理腔3中充分吸咐飞灰后得到飞灰浆，飞灰浆从飞灰浆收集口16进入到飞灰浆池10中，飞灰浆池10中预先畜有水，其深度超过飞灰浆收集口16，飞灰不会从飞灰收集口9内排放。飞灰浆进入飞灰浆池10的同时，通过管道8用泵将飞灰浆池中的飞灰浆送到沉淀池11的第一沉淀槽12内，可根据情况，将沉淀池设在比飞灰浆池底的地方，让飞灰浆自然流入到沉淀池11中；也可直接在飞灰浆池设置一个过滤槽，让飞灰浆在飞灰浆池10内沉淀后过滤到过滤槽中，再直接进行降温后使用。飞灰浆在第一沉淀槽12中沉淀，经过过滤网过滤到第二沉淀槽3中，再通过飞灰浆管道经降温箱体21时，被液氮管道22喷射的液氮降温到15℃左右后，送到喷淋器8喷淋到灰 尘处理腔内吸附飞灰，达到循环应用。 

飞灰经灰尘处理腔3处理后经灰尘处理腔出灰口26到达气体处理腔4内，淋水箱6内的水和硅石颗粒的混合物从通孔9淋下吸附飞灰，然后从吸附材料收集口17进入到吸附材料池中，吸附材料池中预先畜有水，水的深度超过吸附材料收集口，保证飞灰不从吸附材料收人集口排出。吸附材料池底部的斜坡面，让吸附材料落到吸附材料池底部，吸附材料池有臭氧管道通入，用于对硅石颗粒和水处理。处理后的硅石颗粒通过斗式提升机19提升到淋水箱6内，处理后的水通过管道25送到沉淀池11的第一沉淀槽12内，经沉淀过滤后到达第三沉淀槽14内。也可在吸附材料池内再设置过滤槽对水进行过滤。吸附材料池内的水再通过水管道经降温箱体21时，被液氮管道22喷射的液氮降温到15℃左右后，送到淋水箱6内再次使用。从而达到循环使用。 

Claims (9)

1.城市垃圾焚烧后飞灰处理方法：其特征是包括以下方法：

a.处理城市垃圾焚烧飞灰中的灰尘颗粒：将经水喷洒吸附飞灰得到的飞灰浆经沉淀过滤后，降温处理到2℃-50℃，再将飞灰浆喷洒吸附飞灰，得到的飞灰浆沉淀过滤后再经降温处理到2℃-50℃，然后又用于喷洒吸附飞灰，形成飞灰浆的循环生成和使用，飞灰浆喷洒吸附飞灰是在封闭环境中进行；

在使用a方法后，再采用以下b方法进行飞灰处理：

b.处理城市垃圾焚烧飞灰中的有害气体：在淋喷2℃-40℃水的条件下，用有害气体吸咐材料吸附经a方法处理后的焚烧飞灰，吸附飞灰后的水沉淀过滤后，经臭氧处理后，降温处理到2℃-40℃，再用于本步骤b中的淋喷吸附，淋喷吸附和有害气体吸咐材料吸附都是在封闭环境中进行。

2.根据权利要求1所述的城市垃圾焚烧后飞灰处理方法，其特征是：所述方法b处理飞灰时，同时加入臭氧对焚烧飞灰进行处理。

3.根据权利要求2所述的城市垃圾焚烧后飞灰处理方法，其特征是：所述方法b中有害气体吸咐材料采用活性炭、硅石颗粒、硅藻土中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的城市垃圾焚烧后飞灰处理方法，其特征是：所述方法b有害气体吸附材料吸附焚烧飞灰后，用臭氧处理后再用于飞灰的吸附。

5.用于权利要求1所述的城市垃圾焚烧后飞灰处理方法的飞灰处理设备，包括：灰尘处理腔(3)，进灰口(1)，灰尘处理腔出灰口(26)，进灰口(1)与灰尘处理腔(3)相连，灰尘处理腔出灰口(26)与灰尘处理腔(3)相连，灰尘处理腔(3)内，设有上下相错的立柱(7)，形成能通过飞灰的蛇形通道，飞灰在蛇形通道内处于封闭运行状态；灰尘处理腔(3)顶部设有喷淋器(5)，由水喷洒吸附飞灰得到飞灰浆经喷淋器(5)喷淋到灰尘处理腔(3)内，用于吸附灰尘处理腔内的飞灰，得到飞灰浆；灰尘处理腔(3)底部连接有飞灰浆处理装置，所述飞灰浆处理装置是一种用于收集灰飞浆，经沉淀过滤后，降温处理到2℃-50℃，再将飞灰浆送到灰尘处理腔(3)顶部的喷淋器上，并保证飞灰不从飞灰浆处理装置内排出的装置。

6.根据权利要求5所述的飞灰处理设备，其特征是：所述飞灰浆处理装置包括飞灰浆收集口(16)、飞灰浆池(10)、沉淀池(11)，飞灰浆收集口(16)为漏斗状，飞灰浆池(10)设在飞灰浆收集口(16)下面；沉淀池(11)分别由深到浅的第一沉淀槽(12)、第二沉淀槽(13)、第三沉淀槽(14)组成，飞灰浆池(10)与沉淀池(11)通过管道(25)连通，第一沉淀槽(12)与第二沉淀槽(13)之间设有过滤网(15)，第二沉淀槽与第三沉淀槽(14)之 间设有过滤网(15)，飞灰管道(24)与第二沉淀槽(13)连通，飞灰管道(24)经降温装置后与灰尘处理腔(3)上的喷淋器(5)连通。

7.根据权利要求6所述的飞灰处理设备，其特征是：还包括气体处理设备：包括出灰口(2)、气体处理腔(4)、淋水箱(6)，气体处理腔(4)通过灰尘处理腔出灰口(26)与灰尘处理腔(3)连通，出灰口(2)与气体处理腔(4)相连，气体处理腔(4)内设有上下相错的立柱(7)；气体处理腔(4)上设有淋水箱(6)，淋水箱(6)底部设有与气体处理腔(4)相通的孔洞(9)，气体处理腔(4)底部连接吸附材料处理装置，所述吸附材料处理装置是一种用于收集淋水箱落下的水与有害气体吸附材料，并将有害气体吸附材料送回淋水箱(6)内，将水经臭氧处理后降温到2℃-40℃后送到淋水箱(6)内与有害气体吸附材料混合的装置。

8.根据权利要求7所述的飞灰处理设备，其特征是：所述的吸附材料处理装置包括：吸附材料收集口(17)，吸附材料池(18)，沉淀池(11)，提升机(19)，吸附材料收集口(17)为漏斗状；吸附材料池(18)底部为斜坡面，提升机(19)底部设置在吸附材料池(18)斜坡面底部，顶部设置在淋水箱(6)上面；臭氧输入管(20)与吸附材料池(18)连通，吸附材料池(18)通过管道与沉淀池(11)连通；水管道(23)与第三沉淀槽(14)连通，水管道(23)经降温装置后与淋水箱(6)连通。

9.根据权利要求8所述的飞灰处理设备，其特征是：降温装置由装有液氮的降温箱体构成，水管道(23)和飞灰管道(24)穿过降温箱体。 

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