CN103215441A - 一种利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法 - Google Patents

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廖洪强
刘旭明
赵胜利
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梁勇
贾延明
冯向鹏
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Abstract

本发明涉及一种利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：将焚烧生活垃圾产生的炉排炉垃圾焚烧飞灰经过预处理以去除水溶金属氯化物，然后利用冶金烧结工艺将预处理飞灰配入烧结原料中进行高温无害化处置，在烧结总配料中加入的预处理后飞灰的质量以飞灰含氯的质量小于或等于总配料质量的0.06℅为准。该方法可以不改变烧结工艺，利于同源性推广，同时保证烧结指标，还可避免有害杂质元素对环境和烧结设备的负面影响。

Description

一种利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种利用冶金烧结工艺处理炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法。
背景技术
目前，常用的垃圾焚烧窑炉为机械炉排炉和流化床炉，二者产生的飞灰在产量和性质上有一定区别，一般来说机械炉排炉的飞灰产量约为焚烧处理量的3～5℅，流化床炉的飞灰产量约为焚烧处理量的10～20℅；机械炉排炉飞灰中的重金属和水溶氯含量也要显著高于流化床飞灰；因此，相对而言机械炉排炉飞灰的危害程度更大，处置也更为困难。
在烧结处置飞灰技术领域，中国专利《城市生活垃圾焚烧飞灰冶金烧结处理方法》（申请号200910103179.2）提出冶金烧结工艺用于处置垃圾焚烧飞灰，其方式为将垃圾焚烧飞灰与粘结剂、含铁制粒物料预先造成小球，然后再与铁矿粉、熔剂和燃料一起配制成烧结混合料，再进入烧结工艺烧结，具有良好的经济社会环境效益。但该专利并未对以下因素进行说明：首先，对飞灰的性质未进行说明，机械炉排炉和流化床焚烧产生的飞灰性质差异较大，机械炉排炉飞灰的处置难度更大，对烧结的负面影响也更大；第二，垃圾焚烧飞灰中具有较高的水溶氯含量，而该专利采用直接配入方法，水溶氯一般以金属氯化物的形式存在，如NaCl、KCl等，一般熔点较低，高温容易挥发，无论是对于水泥窑炉或是烧结窑炉均存在运行和环保方面的显著不利影响，以烧结为例，水溶金属氯化物的配入将容易降低烧结机头环保电除尘效率，导致烧结机头电场除尘灰Cl、K、Na等元素的富集，对除尘灰回用烧结和后续的高炉生产带来不利影响；第三，烧结处置采用复合造块新工艺，需要改变常规烧结生产工艺，不利于该项技术的同源性推广。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，该方法可以不改变烧结工艺，同时保证烧结指标，还可避免有害杂质元素对环境和烧结设备的负面影响。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，将焚烧生活垃圾产生的炉排炉垃圾焚烧飞灰经过预处理以去除水溶金属氯化物，然后将预处理飞灰配入烧结原料中通过常规冶金烧结工艺进行处理，在烧结总配料中加入的预处理后飞灰的质量以飞灰含氯的质量小于或等于总配料质量的0.06℅为准，并且预处理后飞灰配入比例为烧结配料总量的1～5℅。
在上述技术方案中，所述的预处理是在飞灰进入冶金烧结前进行水洗处理和干化预处理。
在上述技术方案中，所述水洗处理是将飞灰与水按比例进行混合，将混合物经充分搅拌再沉淀。
在上述技术方案中，所述干化预处理是将水洗处理后的沉淀干化分离得到飞灰泥饼，将飞灰泥饼再继续干化。
在上述技术方案中，所述飞灰泥饼采用自然干化或热干化。
在上述技术方案中，所述干化后的飞灰泥饼经过破碎、筛分至粒度≤2mm。
在上述技术方案中，所述预处理后飞灰的氯质量百分含量≤3℅。
在上述技术方案中，所述预处理后飞灰的含水率≤5℅。
该方法的有益效果如下：
一是以重金属、水溶金属氯盐含量高的炉排炉垃圾焚烧飞灰为处置对象，提高冶金烧结工艺处置飞灰的高效、高附加值协同处置；二是不改变冶金烧结工艺原有运行参数，获得烧结工艺处置飞灰的普适性；三是提出采用预处理方式，将绝大部分水溶金属氯盐去除，配入预处理后的飞灰，从而减少和避免对烧结和后续高炉环保、顺产造成的不利影响；四是提出对预处理飞灰配入烧结的具体比例，即对飞灰中氯的配入量进行了明确界定，在不降低冶金烧结矿性能指标的前提下，实现了垃圾焚烧飞灰冶金烧结协同处置过程的环保和高比例处置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
以炉排炉垃圾焚烧飞灰为原料，通过化学分析得到炉排炉垃圾焚烧飞灰中的氯含量为15%；将飞灰与水按1：20的质量比例进行混合，将混合物经充分搅拌、沉淀和干化分离后得到飞灰泥饼和分离溶液，分离后的溶液进入水处理工艺进行安全处置，飞灰泥饼经过自然干化后含水率降低到2℅，氯含量测定为1.4℅；然后将干化后的飞灰经过破碎、筛分至粒度≤2mm，得到预处理飞灰，然后将预处理飞灰以2℅的质量百分比例与其它原料混合均匀成为烧结混合料，其中飞灰中的氯在整个烧结矿中所占的含量为0.028℅，将烧结混合料通过布料、点火进行高温烧结，烧结温度为1000～1300℃，然后卸料、冷却后得到烧结成品矿，烧结料层厚度设定为550mm，烧结试验结果表明：配入预处理飞灰后，同原始不配入飞灰，烧结料层厚度为550mm的基准样相比，烧结利用系数增大了9.2℅，转鼓强度基本不变，固体燃耗降低了7.9℅，飞灰配入烧结对烧结矿无负面影响。
实施例2
以炉排炉垃圾焚烧飞灰为原料，通过化学分析得到炉排炉垃圾焚烧飞灰中的氯含量为20%；将飞灰与水按1：12.5的质量比例进行混合，将混合物经充分搅拌、沉淀和干化分离后得到飞灰泥饼和分离溶液，分离后的溶液进入水处理工艺进行安全处置，飞灰泥饼经过自然干化后含水率降低到3℅，氯含量测定为2.7℅；然后将干化后的飞灰经过破碎、筛分至粒度≤2mm，得到预处理飞灰，然后将预处理飞灰以1.5℅的质量百分比例与其它原料混合均匀成为烧结混合料，其中飞灰中的氯在整个烧结矿中所占的含量为0.0405℅，将烧结混合料通过布料、点火进行高温烧结，烧结温度为1000～1300℃，然后卸料、冷却后得到烧结成品矿，烧结料层厚度设定为550mm，烧结试验结果表明：配入预处理飞灰后，同原始不配入飞灰，烧结料层厚度为550mm的基准样相比，烧结利用系数增大了7.5℅，转鼓强度基本不变，固体燃耗降低了4.2℅，飞灰配入烧结对烧结结果无负面影响。
实施例3
以炉排炉垃圾焚烧飞灰为原料，通过化学分析得到炉排炉垃圾焚烧飞灰中的氯含量为15%；将飞灰与水按1：1的质量比例进行混合，将混合物经充分搅拌、沉淀和干化分离后得到飞灰泥饼和分离溶液，分离后的溶液进入水处理工艺进行安全处置，飞灰泥饼经过自然干化后含水率降低到3℅，氯含量测定为2.8℅；然后将干化后的飞灰经过破碎、筛分至粒度≤2mm，得到预处理飞灰，然后将预处理飞灰以1.8℅的质量百分比例与其它原料混合均匀成为烧结混合料，其中飞灰中的氯在整个烧结矿中所占的含量为0.0504℅，将烧结混合料通过布料、点火进行高温烧结，烧结温度为1000～1300℃，然后卸料、冷却后得到烧结成品矿，烧结料层厚度设定为700mm，烧结试验结果表明：配入预处理飞灰后，同原始不配入飞灰，烧结料层厚度为550mm的基准样相比，烧结利用系数增大了16.8℅，转鼓强度提高了2.1℅，固体燃耗降低了7.5℅，飞灰配入烧结对烧结结果无负面影响。
本发明提供的一种利用冶金烧结工艺处置垃圾焚烧飞灰的方法结合冶金烧结特点和垃圾焚烧飞灰化学组成，通过采用飞灰预处理方式，避免含水溶金属氯盐的原始飞灰直接配入对烧结和后续高炉环保、顺产造成的不利影响；处理过程不改变烧结原有技术参数，具有良好的普适性，有利于该项技术的推广实施；明确界定飞灰配入烧结的具体比例范围，可以实现垃圾焚烧飞灰较高比例协同处置，且产品烧结矿性能指标不恶化，烧结利用系数和转鼓强度都有提高，并且降低了固体燃耗。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本材料的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：将焚烧生活垃圾产生的炉排炉垃圾焚烧飞灰经过预处理以去除水溶金属氯化物，然后将预处理飞灰配入烧结原料中通过常规冶金烧结工艺进行处理，在烧结总配料中加入的预处理后飞灰的质量以飞灰含氯的质量小于或等于总配料质量的0.06℅为准，并且预处理后飞灰配入比例为烧结配料总量的1～5℅。
2.如权利要求1所述的利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述的预处理是在飞灰进入冶金烧结前进行水洗处理和干化预处理。
3.如权利要求2所述的利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述水洗处理是将飞灰与水按比例进行混合，将混合物经充分搅拌再沉淀。
4.如权利要求3所述的利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述干化预处理是将水洗处理后的沉淀干化分离得到飞灰泥饼，将飞灰泥饼再继续干化。
5.如权利要求4所述的利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述飞灰泥饼采用自然干化或热干化。
6.如权利要求5所述的利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述干化后的飞灰泥饼经过破碎、筛分至粒度≤2mm。
7.如权利要求1所述的利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述预处理后飞灰的氯质量百分含量≤3℅。
8.如权利要求1所述的利用冶金烧结工艺处置炉排炉垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于：所述预处理后飞灰的含水率≤5℅。
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