CN103143547B - 处理焚烧飞灰的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理焚烧飞灰的方法。该方法包括：在预定温度和微正压的压力下，在非氧化气氛中，使飞灰中的二噁英发生脱氯反应，以便获得脱氯处理产物；以及将脱氯处理产物进行快速冷却，以便得到经过处理的焚烧飞灰。利用该方法可以有效地对焚烧飞灰进行处理。

Description

处理焚烧飞灰的方法

技术领域

本发明涉及一种处理焚烧飞灰的方法。

背景技术

垃圾焚烧作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种处理技术已经成为当今国际社会生活垃圾处理的重要技术，然而在生活垃圾焚烧易带来的二次污染中，由于二噁英被称为“地球上毒性最强的毒物”而引起社会公众的广泛关注，使得某些地方垃圾焚烧厂的建立遭到了民众的强烈反对，成为影响社会和谐稳定的因素。

然而，目前处理焚烧飞灰的手段仍有待改进。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的至少一个缺点。为此，本发明提出一种能够处理焚烧飞灰的方法。

本发明提出了一种处理焚烧飞灰的方法，所述焚烧飞灰含有二噁英。根据本发明的实施例，该方法包括：在预定温度和微正压的压力下，在非氧化气氛中，使所述飞灰中的二噁英发生脱氯反应，以便获得脱氯处理产物；以及将所述脱氯处理产物进行快速冷却，以便得到经过处理的焚烧飞灰。本发明的发明人发现，通过在非氧化气氛中，使所述飞灰中的二噁英发生脱氯反应，并之后进行快速冷却，能够避免经过脱氯处理的二噁英再生为有毒物质。根据本发明的实施例，由于采用非氧化热解垃圾焚烧飞灰中的二噁英，因此，克服和消除了高温熔融法能耗高，设备昂贵的缺点，同时，避免了尾气及固体残留物中二噁英的再生产，使尾气可以直接引入烟气净化系统后排放，处理后的飞灰可以进入填埋场，不存在二次污染处理,具有节能、环保等显著特点，且经济效益和社会效益明显，极具应用和推广价值。

根据本发明的实施例，可以处理的所述焚烧飞灰为选自垃圾焚烧发电厂袋式除尘器底部飞灰、脱酸塔底部飞灰和余热锅炉飞灰的至少一种。由此，可以有效地应用于冶炼、电力、化工、土壤修复等行业。

根据本发明的实施例，进行脱氯处理的预定温度可以为200～500摄氏度。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，所述脱氯反应可以进行0.5小时～2小时。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，所述非氧化气氛由氮气构成。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，所述微正压的压力为10Pa～5000Pa。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，所述快速冷却为在不超过3分钟的时间内，将所述脱氯处理产物冷却到不超过90摄氏度的温度。冷却速度是本发明的关键特征，本发明的发明人惊奇地发现，通过在不超过3分钟的时间内，将所述脱氯处理产物冷却到不超过90摄氏度的温度，可以有效地避免脱氯处理产物再生为有毒物质，从而可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。优选地，所述快速冷却是通过水冷进行的。

根据本发明的实施例，经过处理的焚烧飞灰中二噁英的含量可以达到不超过3μgTEQ/Kg。根据本发明的实施例，可以进一步包括将所述经过处理的焚烧飞灰进行填埋。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的处理焚烧飞灰的设备的结构示意图；

图2显示了根据本发明又一个实施例的处理焚烧飞灰的设备的结构示意图；

图3显示了根据本发明一个具体示例的处理焚烧飞灰的设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提出了一种处理焚烧飞灰的方法，焚烧飞灰含有二噁英。根据本发明的实施例，该方法包括：在预定温度和微正压的压力下，在非氧化气氛中，使飞灰中的二噁英发生脱氯反应，以便获得脱氯处理产物；以及将脱氯处理产物进行快速冷却，以便得到经过处理的焚烧飞灰。本发明的发明人发现，通过在非氧化气氛中，使飞灰中的二噁英发生脱氯反应，并之后进行快速冷却，能够避免经过脱氯处理的二噁英再生为有毒物质。根据本发明的实施例，由于采用非氧化热解垃圾焚烧飞灰中的二噁英，因此，克服和消除了高温熔融法能耗高，设备昂贵的缺点，同时，避免了尾气及固体残留物中二噁英的再生产，使尾气可以直接引入烟气净化系统后排放，处理后的飞灰可以进入填埋场，不存在二次污染处理,具有节能、环保等显著特点，且经济效益和社会效益明显，极具应用和推广价值。

根据本发明的实施例，可以处理的焚烧飞灰为选自垃圾焚烧发电厂袋式除尘器底部飞灰、脱酸塔底部飞灰和余热锅炉飞灰的至少一种。由此，可以有效地应用于冶炼、电力、化工、土壤修复等行业。

根据本发明的实施例，进行脱氯处理的预定温度可以为200～500摄氏度。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，脱氯反应可以进行0.5小时～2小时。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，非氧化气氛由氮气构成。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，微正压的压力为10Pa～5000Pa。由此，可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。

根据本发明的实施例，快速冷却为在不超过3分钟的时间内，将脱氯处理产物冷却到不超过90摄氏度的温度。冷却速度是本发明的关键特征，本发明的发明人惊奇地发现，通过在不超过3分钟的时间内，将脱氯处理产物冷却到不超过90摄氏度的温度，可以有效地避免脱氯处理产物再生为有毒物质。可以进一步提高处理焚烧飞灰的效率。优选地，快速冷却是通过水冷进行的。

根据本发明的实施例，经过处理的焚烧飞灰中二噁英的含量可以达到不超过3μgTEQ/Kg。根据本发明的实施例，可以进一步包括将经过处理的焚烧飞灰进行填埋。

下面，为了方便理解，对可以用于实施前面处理焚烧飞灰方法的设备进行描述。

参考图1，本发明还提出了一种用于处理焚烧飞灰的设备。根据本发明的实施例，该设备包括：脱氯反应装置100和快速冷却装置200。其中，脱氯反应装置100，用于在预定温度和微正压的压力下，在非氧化气氛中，使飞灰中的二噁英发生脱氯反应，以便获得脱氯处理产物。快速冷却装置200与脱氯反应装置100相连，并且用于对脱氯处理产物进行快速冷却，以便得到经过处理的焚烧飞灰。由此，利用该设备能够有效地处理含有二噁英的焚烧飞灰。

参考图2和3，根据本发明的实施例，该设备可以进一步包括：温度控制装置300，温度控制装置300与脱氯反应装置100相连，用于将预订温度控制在200～500摄氏度的范围内。该设备还可以进一步包括：压力控制装置400，压力控制装置400与脱氯反应装置100相连，用于将微正压控制在10Pa～5000Pa的范围内。该设备的快速冷却装置200被配置为在不超过3分钟的时间内，将脱氯处理产物冷却到不超过90摄氏度的温度。根据本发明的实施例，快速冷却装置200为水冷装置。

具体的，参考图3，在后面的实施例中采用一种连续式处理焚烧飞灰中二噁英的设备，它包括飞灰储仓1、进料系统2、动力系统3、炉体密封系统4、加热系统5、炉体6、控制系统7、填充气体系统8、支撑系统9、尾气冷却器10、飞灰冷却器11构成。其中，飞灰储仓1通过插板阀、旋转卸灰阀、软连接与进料系统2连接，进料系统2、旋转动力系统3、炉体6由密封系统4连接并密封，加热系统5安装在炉体6上，控制系统7安装在加热系统5上，控制系统7通过接线与旋转动力系统3、加热系统5、炉体6连接，炉体6上的出气口6.2通过管道与尾气冷却器10连接，尾气冷却器10通过管道、阀门与烟气净化系统连接，炉体6的出灰口6.3通过插板阀、软连接与飞灰冷却器11连接，飞灰冷却器11通过阀门、管道与飞灰稳定化系统连接，炉体6由支撑系统9支撑，填充气体系统通过管道、阀门与进料系统2、炉体6、飞灰冷却器11连接。

进料系统2，进料系统2由软连接、灰斗、斜管倾斜角5°～85°组成，周围设有一组气体振打器。控制系统7，由显示器、按钮、探测器、传输线等组成，分别在炉体6内部有温度测点不少于1个、压力测点不少于1个、氧含量测点不少于1个。填充气体系统8由一组气瓶、阀门、压力表、流量计、金属管组成。尾气冷却器10，设有尾气进口10.1、尾气出口10.2、冷却进口10.3、冷却出口10.4，尾气冷却器内部为换热器。飞灰冷却器11，设有飞灰进口11.1、飞灰出口11.2、冷却进口11.3、冷却出口11.4，通过旋转输送可以使飞灰在内部快速冷却，冷却后经飞灰出口11.2排出。其中，密封系统4的高温密封环能保证炉体6与进料系统2、动力系统3、炉体进气口6.1之间的密封性，能承受炉内压力不小于5000Pa表压。其中，加热系统5中加热元件为电加热缠绕金属加热丝、电加热棒或高温蒸汽换热，炉体6外壁上均匀布置加热元件，填充保温材料形成环形包围层。动力系统3提供炉体旋转所需的动力，控制系统7控制动力系统3的动力，调整转速及飞灰在炉体6内的停留时间。炉体6内壁设置轨道，使炉体旋转时，内部的飞灰可沿螺旋线向炉体尾部出灰口6.3运动，具有搅拌和纵向输送的效果，实现连续式进出飞灰。控制系统7能够设定动力系统3的转速，加热系统5的时间和温度，能够监测炉体6内部温度、氧含量、压力，显示器显示转速、温度、时间、氧含量、压力。控制系统7能实现就地控制、DCS控制。尾气冷却器10内部为换热器水冷或液氮冷却能使尾气在两分钟内温度下降到90摄氏度以下。飞灰冷却器11内部为水冷却换热器或喷淋能够使飞灰在两分钟内温度下降到90摄氏度以下。填充气体系统8为进料系统2、炉体6、飞灰冷却器11提供保护气体氛围（氮气、氦气、氩气、氖气），控制炉体6内氧气体积含量不超过4%。

下面通过具体的实施例，对本发明进行说明，需要说明的是这些实施例仅仅是为了说明目的，而不能以任何方式解释成对本发明的限制。另外，在下列实施例中如果没有特别说明，则所采用的设备和材料均为市售可得的。

实施例1：

某炉排炉垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量为705ngTEQ/Kg，按照本发明的处理方法，控制反应温度为320摄氏度，反应时间为70分钟，保持反应系统氧气含量不大于2%（体积分数），保持反应系统压力为1000Pa（表压），反应后，使用水冷，使尾气及固体残留物在2分钟内温度降低到70摄氏度，检测尾气及固体残留物中二噁英含量总和为6.3ngTEQ/Kg，飞灰中二噁英的降解率为99.1%。

实施例2：

某炉排炉垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量为698ngTEQ/Kg，控制反应温度为320摄氏度，反应时间为70分钟，保持反应系统氧气含量不大于2%（体积分数），保持反应系统压力为1000Pa（表压），反应后，自然冷却，使尾气及固体残留物在30分钟后温度降低到70摄氏度，检测尾气及固体残留物中二噁英含量总和为513ngTEQ/Kg，飞灰中二噁英的降解率为26.5%。

实施例3：

某炉排炉垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量为724ngTEQ/Kg，按照本发明的处理方法，控制反应温度为550摄氏度，反应时间为70分钟，保持反应系统氧气含量不大于2%（体积分数），保持反应系统压力为1000Pa（表压），反应后，使用水冷，使尾气及固体残留物在2分钟内温度降低到70摄氏度，检测尾气及固体残留物中二噁英含量总和为365ngTEQ/Kg，飞灰中二噁英的降解率为49.59%。

实施例4：

某炉排炉垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量为659ngTEQ/Kg，按照本发明的处理方法，控制反应温度为320摄氏度，反应时间为70分钟，保持反应系统压力为负压，反应后，使用水冷，使尾气及固体残留物在2分钟内温度降低到70摄氏度，检测尾气及固体残留物中二噁英含量总和为548ngTEQ/Kg，飞灰中二噁英的降解率为16.8%。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种处理焚烧飞灰的方法，所述焚烧飞灰含有二噁英，其特征在于，所述方法包括：

在预定温度和微正压的压力下，在非氧化气氛中，使所述飞灰中的二噁英发生脱氯反应，以便获得脱氯处理产物；以及

将所述脱氯处理产物进行快速冷却，以便得到经过处理的焚烧飞灰，

其中，所述微正压的压力为10Pa～5000Pa。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焚烧飞灰为选自垃圾焚烧发电厂袋式除尘器底部飞灰、脱酸塔底部飞灰和余热锅炉飞灰的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定温度为200～500摄氏度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱氯反应进行0.5小时～2小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非氧化气氛由氮气构成。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速冷却为在不超过3分钟的时间内，将所述脱氯处理产物冷却到不超过90摄氏度的温度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述快速冷却是通过水冷进行的。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经过处理的焚烧飞灰中二噁英的含量不超过3μgTEQ/Kg。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述经过处理的焚烧飞灰进行填埋。