CN106995682B - 一种利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的方法及装置。所涉及的方法包括：将垃圾焚烧飞灰与半焦混合后加入熔融态氯化钠中反应，反应过程中向熔融态氯化钠中通入氯气；反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部得到飞灰熔盐渣，收集底部的飞灰熔盐得到道路融雪剂；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集后，氯气循环使用。所涉及的装置包括实现上述方法的装置。本发明的处理方法工艺简单，飞灰体积减少50％，熔盐渣重量减少50％，体积、重量减容率明显。

Description

一种利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的方法及装置
技术领域
本发明属于环境保护领域危险固体废弃物处置与综合利用，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰无害化处置技术和方法。
背景技术
对原始飞灰进行重金属浸出试验，按照HJ/T300-2007国家环保行业标准：固体废物浸出毒性和浸出方法，醋酸缓冲溶液法，进行重金属浸出浓度试验，对比国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008，确定飞灰为危险废弃物。
传统的垃圾焚烧飞灰有许多处置技术。具体分为四大类：分离萃取技术；热处理技术，固化稳定技术及其他技术。但是同时满足资源化、无害化、减量化以及经济合理、安全高效的实际要求的方法几乎没有。
固化稳定类技术，不仅增容，而且固化稳定材料价格高企，加上填埋储藏综合费用也很高；
分离萃类技术工艺复杂，成本高；
热处理类技术存在高温、高能耗和高排放问题，但是在实际应用中，垃圾焚烧飞灰热处理后资源化、减量化方面有一定优势，尤其是熔化技术的无害化和减量化十分明显，在发达国家得到应用。
随着人们生活水平的提高，环保意识的提高，垃圾焚烧飞灰的化学组成也发生了明显的变化，突出特点是高含盐量和高氧化钙含量，使得传统的熔融技术遇到困难，在不添加助溶剂的情况下，垃圾焚烧飞灰的熔融温度超过1500℃，加上二次飞灰处理，极高的能耗，熔融工艺出现前所未有的技术困难。而即使采用烧结技术，烧结温度很高，飞灰中的盐分直接影响烧结制品质量，烧结前需进行水洗脱盐处理，成本提高，工艺复杂，而且烧结制品的重金属浸出风险依然存在。
采用水洗后水泥掺烧工艺，水泥产能过剩，水泥熟料烧成掺入量小，窑尾氯离子浓度提高和窑尾预热器结皮的隐患增加，而且氯盐回收、过滤板结等诸多技术问题使得水泥掺烧也面临诸多困难。
传统的道路融雪剂大都是氯盐的混合物，制备成本高。
发明内容
针对国内外现有技术的不足，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰制备融雪剂的方法。
本发明所提供的利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的方法包括：将垃圾焚烧飞灰与半焦混合后加入熔融态氯化钠中反应，反应过程中向熔融态氯化钠中通入氯气；反应过程中生成的飞灰熔盐渣从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣得到道路融雪剂；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集后，氯气循环使用。
一种实施方式中，本发明的反应温度为600-1000℃，反应时间10-180分钟。
一种实施方式中，本发明的垃圾焚烧飞灰与半焦的质量比为：1:0.01-0.1，所述垃圾焚烧飞灰的质量为熔盐质量的1％-10％，氯气通入量为1-20毫升/分钟/克垃圾焚烧飞灰。
本发明还提供了利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的装置，装置包括反应容器，其特征在于，所述反应容器顶部设有加料口，所述反应容器中设有熔盐加热电极，反应容器底部设有飞灰熔盐渣沉淀器，反应容器顶部连接有冷却器，所述冷却器上连接有氯气循环风机，所述冷却器底部设有重金属收集器，所述氯气循环风机与所述反应器内部连通。
与现有技术相比，本发明的垃圾焚烧飞灰处理方法的有益效果是：
(1)本发明的处理方法工艺简单，飞灰体积减少50％，熔盐渣重量减少50％，体积、重量减容率明显；
(2)本发明的处理方法，处理温度低，能耗低，重金属脱除彻底。
(3)本发明的处理方法，获得的融雪剂成本低。
(4)本发明的处理方法，绿色环保，无二次环境污染。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的熔盐反应期间挥发性气体通过冷凝收集后，重金属Pb、Cr、Cd、Cu、Zn通过湿法冶金资源化利用，氯气循环使用。
本发明的飞灰熔盐反应结束后变成熔盐渣从熔体下部分离排出，重金属检验合格后，直接作为道路抗滑融雪剂使用；
以下是发明人提供的具体实施例，以对本发明的技术方案作进一步解释说明。
实施例1：
将某垃圾焚烧厂飞灰进行重金属浸出浓度进行测试结果如下表1，可以看出，与融雪剂重金属标准对比Cd、Pb严重超标，属于危险废弃物。
表1原始飞灰重金属浸出浓度与融雪剂重金属标准对比
将飞灰100克，半焦粉10克，加入850℃的氯化钠熔盐中，通入氯气流量为100毫升/分钟反应3小时，反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部得到飞灰熔盐渣，收集底部的飞灰熔盐得到道路融雪剂；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集后，氯气循环使用。
测量熔渣的重金属浸出浓度见下表2，从中可以看出，熔盐渣完全达到融雪剂重金属控制指标的要求，熔盐渣(融雪剂)中的氯盐含量42％，冰点-30℃，熔盐渣中的无机物具有抗滑性能，可以作为抗滑融雪剂直接使用。
表2熔盐反应处理后重金属离子浸出浓度
实施例2：
将某垃圾焚烧厂飞灰进行重金属浸出浓度进行测试结果见实施例1中的如表1，可以看出，Cd、Pb严重超标，属于危险废弃物。
将飞灰100克，半焦粉5克，加入900℃的氯化钠熔盐中通入氯气流量为150毫升/分钟反应3小时反应3小时，反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部得到飞灰熔盐渣，收集底部的飞灰熔盐得到道路融雪剂；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集后，氯气循环使用。
测量熔渣的重金属浸出浓度见下表3，从中可以看出，熔盐渣完全达到融雪剂重金属控制指标的要求，熔盐渣中的氯盐含量40％，冰点-28℃，熔盐渣中的无机物具有抗滑性能，可以作为抗滑融雪剂直接使用。
表3熔盐反应处理后重金属离子浸出浓度
实施例3：
将某垃圾焚烧厂飞灰进行重金属浸出浓度进行测试结果见实施例1中的如表1，从中可以看出，Cd、Pb严重超标，属于危险废弃物。
将飞灰100克，半焦粉15克，加入950℃的氯化钠熔盐中通入氯气流量为200毫升/分钟反应2小时，反应过程中生成的飞灰熔盐从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部得到飞灰熔盐渣，收集底部的飞灰熔盐得到道路融雪剂；反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集后，氯气循环使用。
测量熔渣的重金属浸出浓度见下表4，从中可以看出，熔盐渣完全达到融雪剂重金属控制指标的要求，熔盐渣中的氯盐含量35％，冰点-26℃，熔盐渣中的无机物具有抗滑性能，可以作为抗滑融雪剂直接使用。
表4熔盐渣重金属离子浸出浓度及融雪性能
实施例4：
该实施例提供一种利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的装置，如图1所示，装置包括反应容器，反应容器顶部设有加料口1，所述反应容器中设有熔盐加热电极2，反应容器底部设有飞灰熔盐渣沉淀器3，飞灰熔盐渣沉淀器3底部安装有飞灰熔盐渣卸料器4，反应容器顶部连接有冷却器7，冷却器7上连接有氯气循环风机5，冷却器7底部设有重金属收集器6，氯气循环风机5与反应器内部连通。
该实施例的装置可用于实现上述实施例中的方法。

Claims (4)

1.一种利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的方法，其特征在于，方法包括：
将垃圾焚烧飞灰与半焦混合后加入熔融态氯化钠中反应，反应过程中向熔融态氯化钠中通入氯气；
反应过程中生成的飞灰熔盐渣从熔融态氯化钠中排出并沉淀于熔融态氯化钠底部，收集底部的飞灰熔盐渣得到道路融雪剂；
反应过程中产生挥发性气体通过冷凝收集后，氯气循环使用。
2.如权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的方法，其特征在于，反应温度为600-1000℃，反应时间10-180分钟。
3.如权利要求1所述的利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的方法，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰与半焦的质量比为：1:0.01-0.1，所述垃圾焚烧飞灰的质量为熔盐质量的1％-10％，氯气通入量为1-20毫升/分钟/克垃圾焚烧飞灰。
4.一种利用垃圾焚烧飞灰制备道路融雪剂的装置，其特征在于，装置包括反应容器，所述反应容器顶部设有加料口，所述反应容器中设有熔盐加热电极，反应容器底部设有飞灰熔盐渣沉淀器，反应容器顶部连接有冷却器，所述冷却器上连接有氯气循环风机，所述冷却器底部设有重金属收集器，所述氯气循环风机与所述反应器内部连通。
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