CN110030560A - 一种危险废物的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种危险废物的处理方法，包括：将所述危险废物进行第一焚烧处理，得到底渣和第一烟气；将所述第一烟气进行第二焚烧处理，得到第一飞灰和第二烟气；以及将熔融原料通过熔融处理，制成微晶玻璃、纤维棉以及水泥掺合料中的一种或多种；其中，所述熔融原料包括所述底渣和所述第一飞灰。本发明一实施方式的危险废物的处理方法，不仅能够使排放的烟气达标，且能够实现危险废物的资源化利用。

Description

一种危险废物的处理方法
技术领域
本发明涉及一种危险废物的处理方法，具体为一种可实现危险废物无害化处理及资源化利用的方法。
背景技术
随着我国工业化进程的不断推进，工业生产过程中产生的危险废物数量逐年增加，对生态环境和群众健康造成了严重威胁。我国危险废物种类繁多，成分复杂，处置和治理成本高、处理能力有限，由危险废物处理、处置不当引起环境污染与风险事故频发，危险废物污染防治形势严峻。
目前，焚烧是危险废物处置的主流技术。焚烧技术是在氧气充足的情况下使危险废物燃烧、彻底氧化、产生热量的过程，可处置固态、液态和气态等危险废物，适用性强。然而焚烧产生的灰渣仍然属于危险废物，一般需要进行螯合固化填埋处理，会对填埋场周边的环境产生潜在威胁；且危险废物焚烧产生的灰渣重金属毒性超标、热灼减率低；同时，现有的焚烧危险废物的方式易生成二噁英前驱物，导致排放的烟气中的二噁英含量超标。
发明内容
本发明的一个主要目的在提供一种危险废物的处理方法，包括：将所述危险废物进行第一焚烧处理，得到底渣和第一烟气；将所述第一烟气进行第二焚烧处理，得到第一飞灰和第二烟气；以及将熔融原料通过熔融处理，制成微晶玻璃、纤维棉以及水泥掺合料中的一种或多种；其中，所述熔融原料包括所述底渣和所述第一飞灰。
根据本发明一实施方式，所述处理方法包括将所述第二烟气进行换热处理、降温处理、脱酸处理、除尘处理、脱硝处理以及洗涤处理中的一种或多种。
根据本发明一实施方式，在所述降温处理、所述脱酸处理、所述除尘处理过程中收集产生的飞灰，得到第二飞灰，所述熔融原料包括所述第二飞灰。
根据本发明一实施方式，所述处理方法包括向所述熔融原料中加入调节剂，以调节所述熔融原料的熔点，所述调节剂的质量为所述熔融原料质量的5～35％。
根据本发明一实施方式，所述第一焚烧处理在逆流回转窑内进行，所述逆流回转窑的进料方向与烟气排放方向相反。
根据本发明一实施方式，所述熔融处理在电炉内进行，将所述电炉产生的烟气通入所述逆流回转窑内，并与所述第一焚烧处理产生的烟气一同进行所述第二焚烧处理。
根据本发明一实施方式，所述第一焚烧处理的温度为700～1100℃，所述第二焚烧处理的温度为不低于1100℃。
根据本发明一实施方式，所述熔融原料通过熔融处理为熔体后，经核化炉、晶化炉处理，制得所述微晶玻璃。
根据本发明一实施方式，所述熔融原料通过熔融处理为熔体后，经离心机、集棉机、打褶机处理，制得所述纤维棉。
根据本发明一实施方式，所述熔融原料通过熔融处理为熔体后，经水淬处理、球磨处理，制得所述水泥掺合料。
本发明一实施方式的危险废物的处理方法，不仅能够使排放的烟气达标，且能够实现危险废物的资源化利用。
附图说明
图1为本发明一实施方式的危险废物的处理方法的流程图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明一实施方式提供了一种危险废物的处理方法，包括：
将危险废物进行第一焚烧处理，得到底渣和第一烟气；
将第一烟气进行第二焚烧处理，得到第一飞灰和第二烟气；以及
将熔融原料通过熔融、固化处理，制成微晶玻璃、纤维棉以及水泥掺合料中的一种或多种；其中，熔融原料包括底渣和第一飞灰。
于一实施方式中，在高温条件下，将焚烧后的固态废物通过熔融处理融化为玻璃态，固化后制成微晶玻璃，微晶玻璃的致密结构能够确保固化体的永久稳定性。另外，固态废物的有机污染物在熔融过程中通过高温热解得到彻底分解，而重金属等有害元素被固化在玻璃体内，实现了危险废物的无害化处置。
于一实施方式中，危险废物包括除易爆和具备放射性以外可进行焚烧的废物，可以为固态、半固态、液态危险废物中的一种或多种。
于一实施方式中，危险废物可以是热值较高的有机污染物。
于一实施方式中，危险废物可以是医疗垃圾、精馏残渣、有机树脂类废物、有机溶剂、卤化物废物(HW45)、涂料废物(HW12)、表面处理废物(HW17)、乳化液(HW09)、含酚废物(HW39)、医疗废物(HW01)、石棉废物(HW36)、有机氰化物废物(HW38)、废催化剂(HW50)、蒸馏残渣(HW11)、废矿物油(HW08)、农药废物(HW04)和废酸(HW34)中的一种或多种。
于一实施方式中，将危险废物通过预处理后再进行第一焚烧处理，预处理可包括破碎处理、中和处理等。
于一实施方式中，第一焚烧处理在回转窑内进行，可通过推杆进料或螺旋给料的方式将待处理的固态物料送入回转窑，和/或，通过喷枪装置将液态和/或半固态物料送入回转窑。
于一实施方式中，用于第一焚烧处理的回转窑为逆流回转窑，烟气出口和入料口位于窑体的同一侧，且进料方向与烟气排放方向相反。
于一实施方式中，采用逆流回转窑焚烧炉气、固体混合接触面积大，传热效率高，有利于增大燃烧速率，适合热值浮动性较大的危险废物；且回转窑产生的底渣直接送入电炉内，经过高温熔融处理得到的玻璃渣不仅能够固化重金属等有害元素，而且能够制成高附加值的建材产品，实现了危险废物的资源化利用。
于一实施方式中，第一焚烧处理的温度为700～1100℃，例如800℃、1000℃、1050℃等。
于一实施方式中，在逆流回转窑中，危险废物充分燃烧，得到底渣和第一烟气，产生底渣的热灼减率≤3％。
经第一焚烧处理后得到烟气和底渣，烟气可进行后续的二次焚烧处理，以进一步除去二噁英、可燃性气体等物质；底渣可直接进行熔融处理。
于一实施方式中，熔融处理在电炉内进行，可采用矿热电炉或等离子体炉，矿热电炉采用灰渣电阻产生热量，等离子体炉将气体等离子化产生高温。
于一实施方式中，经第一焚烧处理后所得的底渣可通过溜槽直接送入电炉内，也可通过密封料罐提升转运至电炉内，或者通过密封输送机运送至电炉内。
于一实施方式中，熔融处理的温度为不低于1200℃，例如1200℃、1300℃、1350℃等。
于一实施方式中，第二焚烧处理的温度为不低于1100℃，停留时间大于等于2秒，例如，第二焚烧处理的温度可以为1100℃、1150℃、1200℃等；熔体的粘度不大于10Pa·s，例如2Pa·s、5Pa·s、10Pa·s等。
于一实施方式中，第二焚烧处理可在二燃室内进行，二燃室可以为现有的用于高温燃烧的装置。
于一实施方式中，经第二焚烧处理后得到第二烟气和飞灰(第一飞灰)，飞灰可直接进行熔融处理，第二烟气可进一步进行换热、降温、脱酸、除尘、脱硝、洗涤等净化处理，以实现烟气的达标排放。
于一实施方式中，经第二焚烧处理后所得的飞灰可通过密闭溜槽直接输送到电炉内，也可通过密闭料罐送进电炉内。
于一实施方式中，换热处理可在余热锅炉内进行，锅炉出口的烟气温度可以为550℃；在余热锅炉内还可进行SNCR处理。
于一实施方式中，降温处理可通过骤冷装置，例如骤冷塔进行，经骤冷处理后的烟气可迅速降温至例如180℃或200℃。
于一实施方式中，脱酸处理可在脱酸装置中进行，在脱酸装置中可设置碱性物质，例如消石灰，以吸收酸性气体；脱酸装置出口的烟气温度可以为160℃或180℃。
于一实施方式中，除尘处理可通过袋式除尘器进行，出口烟气温度可以为150℃或170℃。
于一实施方式中，洗涤处理可在洗涤装置，例如洗涤塔中进行，可根据烟气成分设置单个或多级洗涤塔。洗涤装置出口的烟气温度可以为60℃。在洗涤装置中可设置NaOH溶液，以吸收烟气中的酸性气体。
于一实施方式中，可在洗涤处理之后进行湿电除尘处理。
于一实施方式中，通过净化处理后的烟气可通过烟气加热器加热至例如110℃、130℃或135℃后，由引风机排至大气中。
于一实施方式中，可自余热锅炉、骤冷装置、脱酸装置、除尘装置收集飞灰，并将收集的飞灰(第二飞灰)与第一飞灰、底渣一起进行熔融处理。进一步地，可先将所收集的飞灰采用干法造粒工艺压制成颗粒状，再输送至电炉内进行熔融处理。
于一实施方式中，飞灰(第一飞灰和/或第二飞灰)可以通过刮板输送、气力输送，或者其它的输送方式送入电炉内进行熔融处理。
于一实施方式中，可向熔融原料中加入成分调节剂，以调节熔融原料的熔点，成分调节剂的质量可以为熔融原料质量的5～35％，例如10％、20％、25％、30％等；成分调节剂可以为石英砂。
于一实施方式中，熔融原料在电炉内经高温熔融后通过排放口进入澄清均化池内，得到均一稳定的熔体；电炉产生的烟气可通入回转窑内，对回转窑进行补热，该烟气可与第一焚烧处理产生的烟气一同进行第二焚烧处理。
于一实施方式中，进行第二焚烧处理的烟气包括对危险废物进行焚烧处理直接得到的烟气，也包括由熔融处理产生后通入回转窑内的烟气。
于一实施方式中，将熔体送入核化炉内处理，得到玻璃体；将成核玻璃体送入到晶化炉内处理，制得半成品的微晶玻璃；将半成品微晶玻璃通过切割、抛光、打磨工艺，得到外观光亮的微晶玻璃产品。
于另一实施方式中，将熔体经离心机、集棉机、打褶机处理，制得纤维棉。
于另一实施方式中，将熔体经水淬处理、球磨处理，制得水泥掺合料。
如图1所示，本发明一实施方式的危险废物的处理方法，包括：
将危险废物进行预处理后，经进料装置送入逆流回转窑中进行第一焚烧处理，得到底渣和第一烟气；
将底渣送入矿热电炉进行熔融处理，第一烟气进入二燃室进行二次焚烧处理，得到灰渣(包括底渣和/或飞灰)和第二烟气；
将灰渣通过干法造粒后送入矿热电炉进行熔融处理，第二烟气依次经余热锅炉、骤冷装置、脱酸装置、除尘装置、多级洗涤装置、湿电除尘进行净化处理；其中，可在余热锅炉进行SNCR处理，在除尘后进行低温脱硝处理；同时，在余热锅炉、骤冷装置、脱酸装置、除尘装置、多级洗涤装置、湿电除尘装置中收集飞灰，并将飞灰干法造粒，送入矿热电炉进行熔融处理；
经净化处理后的烟气经加热装置升温后，在引风机的作用下，通过烟囱排入大气中；
包含底渣和飞灰的熔融原料及调节剂经矿热电炉熔融处理后，形成熔体，电炉产生的烟气可通入回转窑内，并经回转窑进入二燃室进行第二焚烧处理；
所得熔体经澄清均化池的处理，通过核化炉、晶化炉的处理制得半成品的微晶玻璃，并经微光、打磨等制得微晶玻璃产品；或者，通过离心机、集棉机、打褶机的处理制得纤维棉；或者，所得熔体经水淬渣池处理后，烘干，再通过破碎球磨机的处理，制得水泥掺和料。
以下，通过具体实施例对本发明一实施方式的危险废物的处理方法进行进一步说明。
实施例1
(1)将医疗垃圾、精馏残渣和有机树脂类废物进行破碎预处理，经推杆进料装置推入逆流回转窑内进行焚烧处理；同时，采用喷枪装置将废有机溶剂和废矿物油等液态的危险废物喷入回转窑内进行焚烧处理；
(2)将逆流回转窑的窑头温度保持在800℃左右进行第一焚烧处理，保持充分燃烧，在回转窑的窑头和窑尾得到底渣，出渣温度为800℃，热灼减率为2.5％，热底渣由密闭溜槽直接送入矿热电炉内；
(3)逆流回转窑排出的烟气进入二燃室进行第二次焚烧处理，燃烧温度为1200℃；二燃室产生的飞灰进入矿热电炉，排出的烟气进入余热锅炉实现热量转换，锅炉出口的烟气温度为550℃；自锅炉排出的烟气进入骤冷塔，迅速降温至200℃；自骤冷塔出口排出的烟气进入脱酸装置，脱酸装置中的消石灰吸收烟气中的部分酸性气体，出口烟气温度为180℃；自脱酸装置排出的烟气继续通过袋式除尘器，出口温度为170℃；通过袋式除尘器的烟气进入洗涤塔，其中的酸性气体被洗涤塔内的NaOH溶液吸收，出口烟气温度为60℃；最后，自洗涤塔排出的烟气经过烟气加热器加温至135℃，二噁英控制≤0.05ngTEQ/m3、氮氧化物≤150mg/m3、烟尘≤20mg/m3、二氧化硫≤100mg/m3，由引风机排至大气中；
(4)将余热锅炉、骤冷塔、脱酸装置和除尘装置收集的飞灰采用干法造粒技术压制成颗粒状，输送至矿热电炉内，与底渣及二燃室产生的飞灰一起熔融成熔渣；另外，加入石英砂作为成分调节剂，其质量分数为熔融原料(底渣+飞灰)质量的10％；
(5)熔融原料及成分调节剂在矿热电炉内经高温处理为熔体，熔体温度为1350℃，粘度为2Pa·s，并由熔体排放口进入到澄清均化池内得到均一稳定的熔体；将矿热电炉产生的烟气通入逆流回转窑内，对回转窑进行补热；
(6)将熔体送入650℃核化炉内，保温5h，得到一定形状的玻璃体；将成核玻璃体送入到晶化炉内，晶化炉由650℃升温至950℃，升温速率为2℃/min，并在950℃下保温3h；保温结束后，随炉冷却至常温，取出半成品的微晶玻璃；
(7)将半成品微晶玻璃通过切割、抛光、打磨工艺，得到外观光亮的微晶玻璃产品。
实施例2
(1)将含有机卤化物废物(HW45)、涂料废物(HW12)和表面处理废物(HW17)进行破碎预处理，经螺旋进料装置推入逆流回转窑内进行焚烧处理；同时，采用喷枪装置将乳化液(HW09)、农药废物(HW04)和含酚废物(HW39)等液态的危险废物喷入回转窑内进行焚烧处理；
(2)将逆流回转窑的窑头温度保持在1000℃左右进行第一焚烧处理，保持充分燃烧，在回转窑的窑头和窑尾得到底渣，出渣温度为900℃，热灼减率为2.0％，热底渣由回转窑出料口排出至密封料罐，通过升降装置将密闭料罐内的底渣放入到矿热电炉进料口；
(3)逆流回转窑排出的烟气进入二燃室进行第二焚烧处理，燃烧温度为1100℃；二燃室内剩余的飞灰进入电炉，排出的烟气进入余热锅炉实现热量转换，锅炉出口的烟气温度为550℃；自锅炉排出的烟气进入骤冷塔，迅速降温至180℃；自骤冷塔出口排出的烟气进入脱酸装置，脱酸装置中的消石灰吸收烟气中的部分酸性气体，出口烟气温度为160℃；自脱酸装置排出的烟气继续通过袋式除尘器，出口温度为150℃；通过袋式除尘器的烟气进入洗涤塔，其中的酸性气体被洗涤塔内的NaOH溶液吸收，出口烟气温度为60℃；最后，自洗涤塔排出的烟气经过烟气加热器加温至110℃，由引风机排至大气中；
(4)将余热锅炉、骤冷塔、脱酸装置和除尘装置收集的飞灰采用干法造粒技术压制成颗粒状，输送至矿热电炉内，与底渣及二燃室产生的飞灰一起熔融成熔渣；另外，加入石英砂作为成分调节剂，其质量分数为熔融原料(底渣+飞灰)质量的35％；
(5)熔融原料及成分调节剂在矿热电炉内经高温处理为熔体，熔体温度为1300℃，粘度为5Pa·s，并由熔体排放口进入到澄清均化池内得到均一稳定的熔体；将矿热电炉产生的烟气通入逆流回转窑内，对回转窑进行补热；
(6)将熔体送入四辊离心机，在离心力的作用下得到纤维状产品，向其中添加质量分数为4％(以纤维状产品和酚醛树脂的总质量为基准)的酚醛树脂作为粘接剂，在集棉机内形成450g/m2的一次棉毡；将所得棉毡送入打褶机内，使得纤维间互相搭接和咬合；将得到的纤维棉送入300℃固化炉内，去除纤维棉内的水分，同时快速固化酚醛树脂，得到符合性能指标的半成品纤维棉；
(7)将半成品纤维棉通过切割、冷却、打包工艺得到符合性能指标的纤维棉产品。
实施例3
(1)将医疗废物(HW01)、石棉废物(HW36)、有机氰化物废物(HW38)、废催化剂(HW50)和蒸馏残渣(HW11)进行破碎预处理，经推杆进料装置推入逆流回转窑内进行焚烧处理；同时，采用喷枪装置将废矿物油(HW08)、农药废物(HW04)和废酸(HW34)等液态的危险废物喷入回转窑内进行焚烧处理；
(2)将逆流回转窑的窑头温度保持1050℃左右进行第一焚烧处理，保持充分燃烧，在回转窑的窑头和窑尾得到底渣，出渣温度为950℃，热灼减率为1.8％，热底渣由回转窑出料口排出至密封料罐，通过升降装置将密闭料罐内的底渣放入到矿热电炉进料口；
(3)逆流回转窑排出的烟气进入二燃室进行第二次焚烧处理，燃烧温度为1200℃；二燃室内剩余的飞灰进入电炉，排出的烟气进入余热锅炉实现热量转换，锅炉出口的烟气温度为550℃；自锅炉排出的烟气进入骤冷塔，迅速降温至180℃；自骤冷塔出口排出的烟气进入脱酸装置，脱酸装置中的消石灰吸收烟气中的部分酸性气体，出口烟气温度为160℃；自脱酸装置排出的烟气继续通过袋式除尘器，出口温度为150℃；通过袋式除尘器的烟气进入洗涤塔，其中的酸性气体被洗涤塔内的NaOH溶液吸收，出口烟气温度为60℃；烟气继续通过湿式除尘器，进一步降低烟气粉尘；最后，经进一步除尘后的烟气经过烟气加热器加温至130℃，由引风机排至大气中；
(4)将余热锅炉、骤冷塔、脱酸装置和除尘装置收集的飞灰采用干法造粒技术压制成颗粒状，输送至矿热电炉内，与底渣及二燃室产生的飞灰一起熔融成熔渣；
(5)熔融原料在矿热电炉内经高温处理为熔体，熔体温度为1200℃，粘度为10Pa·s，并由熔体排放口进入到澄清均化池内得到均一稳定的熔体；将矿热电炉产生的烟气通入逆流回转窑内，对回转窑进行补热；
(6)将熔体水淬处理，得到粒径＜5mm的水淬渣；捞渣烘干处理后，球磨至比表面积为250m3/kg的粉体，可作为水泥掺合料使用。
除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种危险废物的处理方法，包括：
将所述危险废物进行第一焚烧处理，得到底渣和第一烟气；
将所述第一烟气进行第二焚烧处理，得到第一飞灰和第二烟气；以及
将熔融原料通过熔融处理，制成微晶玻璃、纤维棉以及水泥掺合料中的一种或多种；
其中，所述熔融原料包括所述底渣和所述第一飞灰。
2.根据权利要求1所述的方法，包括将所述第二烟气进行换热处理、降温处理、脱酸处理、除尘处理、脱硝处理以及洗涤处理中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述降温处理、所述脱酸处理、所述除尘处理过程中收集产生的飞灰，得到第二飞灰，所述熔融原料包括所述第二飞灰。
4.根据权利要求1所述的方法，包括向所述熔融原料中加入调节剂，以调节所述熔融原料的熔点，所述调节剂的质量为所述熔融原料质量的5～35％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一焚烧处理在逆流回转窑内进行，所述逆流回转窑的进料方向与烟气排放方向相反。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述熔融处理在电炉内进行，将所述电炉产生的烟气通入所述逆流回转窑内，并与所述第一焚烧处理产生的烟气一同进行所述第二焚烧处理。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一焚烧处理的温度为700～1100℃，所述第二焚烧处理的温度为不低于1100℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述熔融原料通过熔融处理为熔体后，经核化炉、晶化炉处理，制得所述微晶玻璃。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述熔融原料通过熔融处理为熔体后，经离心机、集棉机、打褶机处理，制得所述纤维棉。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述熔融原料通过熔融处理为熔体后，经水淬处理、球磨处理，制得所述水泥掺合料。
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