CN109365472A - 一种固体废弃物的清洁处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体废弃物的清洁处理方法。本方法采用块状生石灰与水反应制备出微米级的吸收剂，并担载于粒径较大的担载体颗粒上，然后进入固体废弃物热处理装置与固体废弃物一起进行热处理。由于吸收剂具有较高的表面积且担载于大颗粒表面，具备较好的反应性能和高吸收剂利用率，实现了固体废弃物热转化与污染物控制的同时进行。本发明具有吸收剂利用率高、实施简单及运行维护费用低的优点，可用于固体废弃物的清洁处理过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体废弃物的清洁处理方法，属于固体废弃物处理技术领域。
背景技术
热处理是目前固体废弃物处置的主要方法，具有高温减量与减害的优势。但是，热处理过程中常产生有害气体，诸如硫氧化物、氮氧化物以及含氯成分，需要特殊处理后烟气才能排放到大气中。
以往烟气中有害元素的处理多针对降温后的烟气进行，例如常温干法与湿法脱硫、350℃左右的中温催化脱硝等。这样的尾部烟气处理方式，给固体废弃物处理过程带来较大的经济负担。
因此，如何提升固体废弃物热处理过程中的污染物控制效果，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统结构简单、吸收剂利用率高的固体废弃物的清洁处理方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种固体废弃物的清洁处理方法，所述方法使用一种固体废弃物清洁处理系统，所述清洁处理系统包括废弃物热处理装置和脱污载体浆液制备装置；所述脱污载体浆液制备装置包括搅拌池和浆液储罐，所述浆液储罐与所述废弃物仓通过浆液管道连接，所述浆液管道上设置浆液泵，所述废弃物热处理装置包括热转化反应器，其特征在于，所述方法包括：
将平均粒径大于等于5mm的块状生石灰加入所述搅拌池；
在所述搅拌池中加入适量水使生石灰与水的质量比为1:3～1:10，同时使搅拌池保持静置状态，使生石灰与水充分反应成为Ca(OH)2浆液；
向所述搅拌池中加入担载体，使所述担载体与所述块状生石灰的质量比小于等于10:1，同时使搅拌池保持搅拌状态，使Ca(OH)2浆液中的Ca(OH)2附着在担载体表面形成脱污载体浆液；脱污载体浆液进入浆液储罐储存；
通过所述浆液泵将浆液储罐中的脱污载体浆液输送到废弃物热处理装置与固体废弃物混合；
将混合了脱污载体浆液的固体废弃物送入所述热转化反应器中，在热转化反应器中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
上述技术方案中，所述废弃物热处理装置还包括废弃物仓、脱水装置，所述方法还包括：
通过所述浆液泵将浆液储罐中的脱污载体浆液输送到废弃物仓，与进入废弃物仓的固体废弃物混合；
将混合了脱污载体浆液的固体废弃物经过所述脱水装置脱水后，送入所述热转化反应器中，在热转化反应器中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
另一种技术方案中，所述废弃物热处理装置还包括废弃物仓、脱水装置，所述方法还包括：
将固体废弃物送入废弃物仓，然后进入脱水装置脱水；
通过所述浆液泵将浆液储罐中的脱污载体浆液输送到废弃物热处理装置，与脱水后的固体废弃物混合；
将混合了脱污载体浆液的脱水固体废弃物送入所述热转化反应器中，在热转化反应器中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
上述技术方案中，所述生石灰中CaO含量至少为80％。
上述技术方案中，所述担载体选用平均粒径不小于150μm的固体颗粒。
上述技术方案中，所述脱污载体浆液中的钙元素与固体废弃物中的待脱除污染物摩尔比为1:1～3:1。
上述技术方案中，所述热转化反应器包括热解、气化、燃烧中的任一种或者几种反应装置组合。
本发明具有以下优点及有益效果：①采用块状生石灰制备污染物吸收剂浆液，由于生石灰与水反应为放热反应，有助于将反应产物—消石灰破碎成平均粒径为微米量级的微小颗粒，可有效增加该吸收剂的表面积，从而实现在固体废弃物热处理过程中吸收剂的高效利用目的；②本方法在浆液中加入尺寸较大的担载体颗粒，可实现担载体颗粒表面粘附大量微米级吸收剂，延长了吸收剂在固体废弃物热处理过程中的停留时间，进一步提高吸收剂的利用率；③吸收剂与担载体经过脱水过程，可增强微米级吸收剂在担载体表面的覆盖率及担载强度，减少吸收剂在固体废弃物热处理过程中的磨耗量，提高吸收剂利用率。
总之，本发明具有钙基吸收剂利用率高、实施简单及运行维护费用低的优点，可用于固体废弃物的清洁处理。
附图说明
图1为本发明所涉及的其中一种实施方式的固体废弃物清洁处理系统示意图。
图中：1-废弃物仓；2-脱水装置；3-热转化反应器；4-搅拌池；5-浆液储罐；6-浆液泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
本发明所述固体废弃物包括城镇生活垃圾、污水处理后残余固体废弃物、矿业、冶金、建材和陶瓷行业固体废弃物等。
如图1所示，一种固体废弃物清洁处理系统，包括废弃物热处理装置和脱污载体浆液制备装置。废弃物热处理装置包括废弃物仓1、脱水装置2、热转化反应器3。脱污载体浆液制备装置包括搅拌池4和浆液储罐5。浆液储罐5与废弃物热处理装置通过浆液管道连接，浆液管道上设置浆液泵6。
图1是其中一种实施方式，浆液储罐5与废弃物仓1通过浆液管道连接，浆液管道上设置浆液泵6。
一种固体废弃物清洁处理方法使用如图1所示的清洁处理系统。
将平均粒径大于等于5mm的块状生石灰加入搅拌池4。生石灰中CaO质量含量至少为80％。
在搅拌池4中加入适量水使生石灰与水的质量比为1:3～1:10，同时使搅拌池4保持静置状态，使生石灰与水充分反应成为Ca(OH)2浆液，Ca(OH)2浆液中Ca(OH)2平均粒径小于15微米。
向搅拌池4中加入担载体，使担载体与块状生石灰的质量比小于等于10:1，同时使搅拌池4保持搅拌状态，使Ca(OH)2浆液中的Ca(OH)2附着在担载体表面形成脱污载体浆液；脱污载体浆液进入浆液储罐5储存。
通过所述浆液泵将浆液储罐中的脱污载体浆液输送到废弃物热处理装置与固体废弃物混合；将混合了脱污载体浆液的固体废弃物送入所述热转化反应器中，在热转化反应器中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
脱水装置可以选用过滤脱水、离心脱水、红外干燥、微波干燥、真空干燥、热风干燥、蒸汽干燥等多种过滤方式中的任一种或者几种组合形成的脱水装置。
这个过程中，不同的固体废弃物脱水方式，可以采取不同的脱污浆液与固体废弃物混合方法。如果采用的脱水方式只有蒸发干燥，例如采用红外、微波、真空、热风和蒸气方式，脱污浆液可与原始待处理的固体废弃物混合。如果采用的脱水方式为先过滤或者离心脱水后、再蒸发干燥方式时，脱污浆液可与过滤或者离心脱水后的待进一步干燥的固体废弃物混合，再进行蒸发干燥，这样可以避免过滤或者离心脱水时，将部分未担载于担载体表面的钙基吸收剂过滤出去，造成吸收剂的浪费。吸收剂与担载体经过脱水过程，可增强微米级吸收剂在担载体表面的覆盖率及担载强度，减少吸收剂在固体废弃物热处理过程中的磨耗量，提高吸收剂利用率。因此，有以下两种实施方式。
其中一种实施方式(如图1所示)：
通过浆液泵6将浆液储罐5中的脱污载体浆液输送到废弃物仓1，与进入废弃物仓1的固体废弃物混合；
混合了脱污载体浆液的固体废弃物经过脱水装置2脱水后，送入热转化反应器3中，在热转化反应器3中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
另一种实施方式：
将固体废弃物送入废弃物仓1，然后进入脱水装置2脱水；
通过浆液泵将浆液储罐5中的脱污载体浆液输送到废弃物热处理装置，与脱水后的固体废弃物混合；
将混合了脱污载体浆液的脱水固体废弃物送入热转化反应器3中，在热转化反应器3中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
在第二种实施方式中，一般技术人员能够理解和想象，脱污载体浆液可以输送到脱水装置2的末端或者出口与固体废弃物一起进入热转化反应器3中。或者将脱污载体浆液输送到热转化反应器3中，与进入热转化反应器3的固体废弃物一起参与热转化反应，达到热转化同步脱除污染物的目的。
本发明利用平均粒径不小于5mm的块状生石灰制备浆液时，由于生石灰与水反应为放热反应，有助于将反应产物—消石灰Ca(OH)2破碎成平均粒径为微米量级的微小颗粒，从而增加吸收剂的反应表面积，实现高效利用目的。如果采用的生石灰粒径小于5mm时，生石灰与水反应所放出的热量不集中，难以形成细小的微米级吸收剂颗粒。
担载体选用平均粒径不小于150μm的固体颗粒。担载体选择热反应活性较低的材料，诸如循环流化床锅炉循环灰或者底渣、沙子、矿业、冶金、建材和陶瓷行业固体废弃物等。本方法在浆液中加入尺寸较大的担载体颗粒，可实现担载体颗粒表面粘附大量微米级吸收剂，延长了吸收剂在固体废弃物热处理过程中的停留时间，进一步提高吸收剂的利用率。
脱污浆液的加入量选取为：脱污浆液中的钙元素与固体废弃物中的待脱除污染物摩尔比为1:1～3:1。
本发明所述热转化反应器为热解、气化、燃烧中的一种或者几种组合方式。采用的工业装置诸如循环流化床锅炉、循环流化床热解炉、移动床热解炉、回转窑煅烧炉等。实际应用中，针对热转化反应器类型，可能需要将干燥后的固体废弃物颗粒进行破碎处理，以满足热处理过程的需求。本方法制备的吸收剂可同固体废弃物一起破碎。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种固体废弃物的清洁处理方法，所述方法使用一种固体废弃物清洁处理系统，所述清洁处理系统包括废弃物热处理装置和脱污载体浆液制备装置；所述脱污载体浆液制备装置包括搅拌池(4)和浆液储罐(5)，所述浆液储罐(5)与所述废弃物仓(1)通过浆液管道连接，所述浆液管道上设置浆液泵(6)；所述废弃物热处理装置包括热转化反应器(3)，其特征在于，所述方法包括：
将平均粒径大于等于5mm的块状生石灰加入所述搅拌池(4)；
在所述搅拌池(4)中加入适量水使生石灰与水的质量比为1:3～1:10，同时使搅拌池(4)保持静置状态，使生石灰与水充分反应成为Ca(OH)2浆液；
向所述搅拌池(4)中加入担载体，使所述担载体与所述块状生石灰的质量比小于等于10:1，同时使搅拌池(4)保持搅拌状态，使Ca(OH)2浆液中的Ca(OH)2附着在担载体表面形成脱污载体浆液；脱污载体浆液进入浆液储罐(5)储存；
通过所述浆液泵(6)将浆液储罐(5)中的脱污载体浆液输送到废弃物热处理装置与固体废弃物混合；
将混合了脱污载体浆液的固体废弃物送入所述热转化反应器(3)中，在热转化反应器(3)中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
2.根据权利要求1所述的一种固体废弃物的清洁处理方法，其特征在于，所述废弃物热处理装置还包括废弃物仓(1)、脱水装置(2)，所述方法还包括：
通过所述浆液泵(6)将浆液储罐(5)中的脱污载体浆液输送到废弃物仓(1)，与进入废弃物仓(1)的固体废弃物混合；
将混合了脱污载体浆液的固体废弃物经过所述脱水装置(2)脱水后，送入所述热转化反应器(3)中，在热转化反应器(3)中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
3.根据权利要求1所述的一种固体废弃物的清洁处理方法，其特征在于，所述废弃物热处理装置还包括废弃物仓(1)、脱水装置(2)，所述方法还包括：
将固体废弃物送入废弃物仓(1)，然后进入脱水装置(2)脱水；
通过所述浆液泵(6)将浆液储罐(5)中的脱污载体浆液输送到废弃物热处理装置，与脱水后的固体废弃物混合；
将混合了脱污载体浆液的脱水固体废弃物送入所述热转化反应器(3)中，在热转化反应器(3)中同时实现热转化与污染物脱除过程，使固体废弃物得到清洁处理。
4.根据权利要求1所述的一种固体废弃物的清洁处理方法，其特征在于，所述生石灰中CaO含量至少为80％。
5.根据权利要求1所述的一种固体废弃物的清洁处理方法，其特征在于，所述担载体选用平均粒径不小于150μm的固体颗粒。
6.根据权利要求1所述的一种固体废弃物的清洁处理方法，其特征在于，所述脱污载体浆液中的钙元素与固体废弃物中的待脱除污染物摩尔比为1:1～3:1。
7.根据权利要求1所述的一种固体废弃物的清洁处理方法，其特征在于，所述热转化反应器包括热解、气化、燃烧中的任一种或者几种反应装置组合。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111484884A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-04 | 清华大学 | 一种外场作用耦合超细钙基脱硫剂制备清洁煤方法 |
| CN111514715A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-11 | 清华大学 | 一种循环流化床锅炉炉内脱硫方法 |
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2018
- 2018-09-30 CN CN201811160577.3A patent/CN109365472B/zh active Active
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