CN105152624A

CN105152624A - 垃圾焚烧飞灰的固化方法及固化系统

Info

Publication number: CN105152624A
Application number: CN201510464863.9A
Authority: CN
Inventors: 李兴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明属于固体废物的处理领域，具体涉及垃圾焚烧厂飞灰资源再利用。本发明具体公开了一种垃圾焚烧飞灰的固化方法，包括以下步骤：(1)分析测定飞灰中各元素的组成以及含量；(2)将飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液充分混合均匀之后在模具中成型，然后养护完成后得到固化了飞灰的菱镁材料；其中，氧化镁和氯化镁的摩尔比为6～8：1；所述飞灰的质量为氯化镁质量的5～10倍。由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比的优势在于：本发明将飞灰变废为宝作为制作菱镁材料的原料，不仅解决了飞灰的污染问题，还实现了飞灰的资源再利用。

Description

垃圾焚烧飞灰的固化方法及固化系统

本发明属于固体废物的处理领域，具体涉及垃圾焚烧厂飞灰资源再利用。

背景技术

2012年全国城市生活垃圾年焚烧量约为3600万吨。飞灰产生量至少在180万吨。由于采用炉排炉，飞灰产生量约为焚烧生活垃圾量的2%~3%，即焚烧1吨生活垃圾产生飞灰量20千克~30千克;而采用流化床焚烧炉，飞灰产生量约为焚烧生活垃圾量7%~12%(如果超量加煤，这个比例就高)，即焚烧1吨生活垃圾产生飞灰量为70千克~120千克。

根据环境保护部2012年中国环境状况公报，2012年底，《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》确定的57个危险废物集中处置设施建设项目中，已基本建成36个，形成危险废物集中处置能力143万吨/年。如果将焚烧生活垃圾产生的飞灰按照危险废物来处置，全国危险废物处置设施的能力全部用来处理生活垃圾飞灰都远远不够。

如果将垃圾焚烧厂飞灰按照危险废物处置，99%的生活垃圾焚烧厂将关门，一方面是因为付不起处理费用;另一方面，即使支付得起费用，危险废物的处置能力也无法满足。而若按照一般废物处置，如固化，进入生活垃圾填埋场，那么99%的流化床焚烧炉将关门，焚烧1吨垃圾，流化床焚烧炉产生的飞灰是炉排炉的数倍，高处理成本也将迫使这些厂关门。

垃圾焚烧产生的飞灰，实际上可以看成生活垃圾中部分污染物的浓缩。对飞灰进行填埋处理是可以接受的选择。美国将飞灰与炉渣一起进行单独填埋，或在生活垃圾填埋场进行填埋，其他发达国家和地区如荷兰、新加坡、中国台湾等也多采用固化填埋处理。

现有技术中还有其他处理方法，例如：

（1）专利号为201010228621.7的中国发明公开了一种采用垃圾焚烧过程无害化处理垃圾飞灰的方法，所述方法包括以下步骤：(1)以垃圾飞灰为原料、以煤粉和/或焦粉为还原剂，通过使用粘接剂制作成球核；(2)将所述球核与垃圾焚烧炉渣加粘结剂一起制成复合小球，以垃圾焚烧炉渣形成球壳，进入垃圾焚烧发电厂焚烧炉中进行焚烧，在垃圾焚烧中用无数个小球内核形成的还原气氛小环境来实现对球核中的垃圾飞灰的解毒处理。可以十分有效地达到无害化处理垃圾飞灰的目的，并且是直接利用的垃圾焚烧厂的焚烧设备，工艺简单，处理成本低，效果显著。

（2）专利号为201110032473.6的中国发明公开一种垃圾焚烧飞灰固结剂：该固结剂含有以下重量百分比的各组分：矿渣微粉35％～60％，硅酸钠35％～50％，氟硅酸钠5％～20％。称取配方比例的固结剂，与垃圾焚烧飞灰进行混合固结，得到垃圾焚烧飞灰固结体；将所得的垃圾焚烧飞灰固结体磨成粉，称取以沥青混合料填料质量百分比计10％～100％的垃圾焚烧飞灰固结体粉，添加到沥青混合料中等量替代沥青混合料中的石灰石粉，使得垃圾焚烧飞灰在沥青混合料中得到二次固结。本发明具有降低飞灰中的重金属浸出毒性，使重金属具有长期稳定性，有效避免对环境的二次污染的优点。

发明人结合自己在相关领域多年的实践经验，总结了一种固化垃圾焚烧厂所产生的飞灰的方法及固化设备。

发明目的

本发明的发明目的是提供一种固化垃圾焚烧飞灰的固化方法及固化系统，消除垃圾焚烧厂产生的飞灰对环境的影响的同时，将其进行资源化利用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：一种垃圾焚烧飞灰的固化方法，包括以下步骤：

(1)分析测定飞灰中各元素的组成以及含量；

(2)将飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液充分混合均匀之后在模具中成型，然后养护完成后得到固化了飞灰的菱镁材料。

上述技术方案中，步骤(1)分析测定飞灰的元素一方面是确定其中各重金属的含量组成，另一方面是确认其中不含有钙，如果有钙存在则需将其中的钙去除。

上述技术方案中，氧化镁和氯化镁的摩尔比为6～8：1。优选的技术方案中，氧化镁和氯化镁的摩尔比为6.5～7.5：1。并且，其中的氧化镁和氯化镁皆是活性成分的量。

上述技术方案中，在室温下，氯化镁溶液的浓度为25-35%。如果采用更高的浓度，可降低拌合物的水灰比，改善制品各方面的性能，因此，也可以在加热的条件下配置氯化镁溶液，同时考虑到经济性以及安全性，将氯化镁溶液的浓度控制在35%～39%。

上述技术方案中，还可以在成型过程中加入增强材料，所述增强材料包括但不限于：玻纤布，玻璃丝。

上述技术方案中，为了提高产品强度，可以在配料时加入硫酸亚铁作为增强剂，按氯化镁质量的5%～10%加入，事先用热水溶解。

上述技术方案中，所述飞灰的质量为氯化镁质量的5～10倍。其中飞灰的质量越少则最终产品的强度越大，根据产品应用的实际需求调整飞灰的投入量。

本发明同时要求保护一种垃圾焚烧飞灰的固化系统，包括：两套粉末存储装置、一套液体存储装置、一套粉末定量进料装置、一套液体定量进料装置、一套固液搅拌装置；其中，所述粉末定量进料装置设有旋转接头，所述旋转接头可在两套粉末存储装置之间切换，可分别单独连接任一粉末存储装置。

上述技术方案中，两套粉末存储装置分别存储飞灰、氧化镁；所述液体存储装置存储氯化镁溶液。优选的技术方案中，所述液体存储装置还设有加热元件。因而可以提高氯化镁的溶解度。

上述技术方案中，所述垃圾焚烧飞灰的固化系统还包括一控制装置，所述控制装置控制所述粉末定量进料装置将飞灰和氧化镁从粉末存储装置中取出然后运送至固液搅拌装置中，所述控制装置控制所述液体定量进料装置将氯化镁水溶液从液体存储装置中取出然后运送至固液搅拌装置中，所述控制装置控制所述固液搅拌装置将飞灰、氧化镁、氯化镁溶液搅拌均匀。

上述技术方案中，所述固液搅拌装置还设有一排液系统，所述排液系统包括一管道、一电磁阀、一泵；所述控制装置控制电磁阀的开启和关闭，所述控制装置控制泵的启动和停止。所述排液系统将搅拌均匀的飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液的混合物输送到模具中。

上述技术方案中，所述粉末定量进料装置为粉体定量给料机；所述液体定量进料装置为计量泵。

由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比的优势在于：本发明将飞灰变废为宝作为制作菱镁材料的原料，不仅解决了飞灰的污染问题，还实现了飞灰的资源再利用；而且本发明所述飞灰固化系统自动化程度高，避免了操作人员因接触飞灰而危害健康。

附图说明

图1为实施例中飞灰固化系统的示意图；

其中，1.搅拌装置；2.飞灰存储装置；3.氧化镁存储装置；4.氯化镁溶液存储装置；5.粉体定量给料机；6.旋转接头；7.液体定量进料装置；8.排液系统。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

一种垃圾焚烧飞灰的固化系统，包括：两套粉末存储装置、一套液体存储装置、一套粉末定量进料装置、一套液体定量进料装置、一套固液搅拌装置；其中，所述粉末定量进料装置设有旋转接头，所述旋转接头可在两套粉末存储装置之间切换，可分别单独连接任一粉末存储装置;所述粉末定量进料装置为粉体定量给料机；所述液体定量进料装置为计量泵。

所述垃圾焚烧飞灰的固化系统还包括一控制装置，所述控制装置控制所述粉末定量进料装置将飞灰和氧化镁从粉末存储装置中取出然后运送至固液搅拌装置中，所述控制装置控制所述液体定量进料装置将氯化镁水溶液从液体存储装置中取出然后运送至固液搅拌装置中，所述控制装置控制所述固液搅拌装置将飞灰、氧化镁、氯化镁溶液搅拌均匀。

所述固液搅拌装置还设有一排液系统，所述排液系统包括一管道、一电磁阀、一泵；所述控制装置控制电磁阀的开启和关闭，所述控制装置控制泵的启动和停止。所述排液系统将搅拌均匀的飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液的混合物输送到模具中。

利用上述垃圾焚烧飞灰的固化系统固化飞灰的方法包括以下步骤：

(1)分析测定飞灰中各元素的组成以及含量；步骤(1)分析测定飞灰的元素一方面是确定其中各重金属的含量组成，另一方面是确认其中不含有钙，如果有钙存在则需将其中的钙去除。经检测，飞灰中含有Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Hg等金属元素，不含Ca。

(2)将飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液充分混合均匀之后在模具中成型，在成型过程中加入增强材料，所述增强材料为玻纤布，然后养护完成后得到固化了飞灰的菱镁材料；其中，氧化镁和氯化镁的摩尔比为6.5：1；并且，所述氧化镁和氯化镁皆是活性成分的量；氯化镁溶液的浓度为33%；所述飞灰的质量为氯化镁质量的10倍。

实施例二

利用实施例一所述垃圾焚烧飞灰的固化系统固化飞灰的方法，步骤与实施例一相同，区别在于，为了提高产品强度，步骤(2)中在配料时，事先用热水溶解硫酸亚铁作为增强剂，按氯化镁质量的5%加入。

实施例三

利用实施例一所述垃圾焚烧飞灰的固化系统固化飞灰的方法，步骤与实施例一相同，区别在于，所述飞灰的质量为氯化镁质量的5倍。

Claims

1.一种垃圾焚烧飞灰的固化系统，其特征在于包括：两套粉末存储装置、一套液体存储装置、一套粉末定量进料装置、一套液体定量进料装置、一套固液搅拌装置；其中，所述粉末定量进料装置设有旋转接头，所述旋转接头可在两套粉末存储装置之间切换，可分别单独连接任一粉末存储装置。

2.根据权利要求1所述垃圾焚烧飞灰的固化系统，其特征在于，两套粉末存储装置分别存储飞灰、氧化镁；所述液体存储装置存储氯化镁溶液；所述粉末定量进料装置为粉体定量给料机；所述液体定量进料装置为计量泵。

3.根据权利要求2所述垃圾焚烧飞灰的固化系统，其特征在于，所述液体存储装置还设有加热元件。

4.根据权利要求1所述垃圾焚烧飞灰的固化系统，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰的固化系统还包括一控制装置，所述控制装置控制所述粉末定量进料装置将飞灰和氧化镁从粉末存储装置中取出然后运送至固液搅拌装置中，所述控制装置控制所述液体定量进料装置将氯化镁水溶液从液体存储装置中取出然后运送至固液搅拌装置中，所述控制装置控制所述固液搅拌装置将飞灰、氧化镁、氯化镁溶液搅拌均匀。

5.根据权利要求4所述垃圾焚烧飞灰的固化系统，其特征在于，所述固液搅拌装置还设有一排液系统，所述排液系统包括一管道、一电磁阀、一泵；所述控制装置控制电磁阀的开启和关闭，所述控制装置控制泵的启动和停止；所述排液系统将搅拌均匀的飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液的混合物输送到模具中。

6.一种垃圾焚烧飞灰的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分析测定飞灰中各元素的组成以及含量；

(2)将飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液充分混合均匀之后在模具中成型，然后养护完成后得到固化了飞灰的菱镁材料；其中，氧化镁和氯化镁的摩尔比为6～8：1；所述飞灰的质量为氯化镁质量的5～10倍。

7.根据权利要求6所述垃圾焚烧飞灰的固化方法，其特征在于，在室温下，氯化镁溶液的浓度为25-35%。

8.根据权利要求6所述垃圾焚烧飞灰的固化方法，其特征在于，氯化镁溶液的浓度为35%～39%。

9.根据权利要求6所述垃圾焚烧飞灰的固化方法，其特征在于，步骤(2)中在成型过程中加入增强材料，所述增强材料包括但不限于：玻纤布，玻璃丝。

10.根据权利要求6所述垃圾焚烧飞灰的固化方法，其特征在于，步骤(2)中，按氯化镁质量的5%～10%加入硫酸亚铁水溶液作为增强剂。