CN112442589A

CN112442589A - 一种垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法及系统

Info

Publication number: CN112442589A
Application number: CN201910810240.0A
Authority: CN
Inventors: 徐万仁; 毛晓明; 陈小龙; 许海法; 康健; 王玉明
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-03-05
Anticipated expiration: 2039-08-29
Also published as: CN112442589B

Abstract

本发明公开一种垃圾焚烧飞灰与钢厂含锌尘泥协同处理的方法及系统，包括：1、将飞灰与尘泥按1.1‑1.3的造渣碱度、2‑8％的总配碳量和2‑5％的粘结剂比例，加1.5％石灰、煤粉配料，飞灰占尘泥的5‑20％；2、将混合料加水挤压成团块或造球，养护至强度达要求；3、团块或球团加入回转窑，通入高温煤气使其在窑内预还原；4、将预还原团块或球团连续加入熔融还原炉，同时将焦丁等主燃料分布在熔融还原炉的料面半径范围内；从还原炉风口鼓入含氧浓度35％的热风，并经风口喷入煤粉；预还原球团在还原炉内经进一步间接还原、软化熔融和在焦炭床内的FeO‑C终还原，生成铁水和炉渣。其主要目的根据飞灰本身化学成份，结合处理含锌粉尘的冶金炉窑优势，协同处置利用飞灰。

Description

一种垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法及系统

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰与钢厂含锌固废协同处理和利用的方法及系统。

背景技术

垃圾焚烧是通过热分解、燃烧等反应，使垃圾转化为热能、废气、残渣的过程。垃圾在焚烧过程中会产生烟气，而飞灰是烟气除尘净化产生的除尘灰，包括布袋除尘器飞灰和烟气净化吸收塔飞灰。垃圾焚烧飞灰因富含Pb、Cr、Cd、Zn、Hg、Cu、Ni、As等重金属和剧毒有机物二噁英、呋喃(PCDD/DFs)，归于双重危废。此外，飞灰中还含有20％以上的Ca、Na、K的氯化物。因飞灰的主要成分是钙、镁、硅、铝等硅酸盐和氧化物，还具有一定的资源化利用属性。

针对飞灰的无害化、减容化、资源化处理，目前主要有以下几种处理方法：

(1)、固化稳定化后安全填埋法。

利用固化剂与垃圾焚烧飞灰混合后形成固化体，以减少重金属的溶出，然后送入安全填埋场进行填埋。优点：处理方法简单，在经济性及可操作性等方面具有明显的优势，因此在大多数国家广泛应用。缺点：由于固化剂的加入恰恰增加了最终处理量，占用大量土地；其次，固化体的强度偏低，重金属的长期稳定性较差，同时也不能达到减容化和资源化的目的。

(2)、化学处理法。

包括加酸萃取法、烟气中和碳酸化法等。该工艺将飞灰中的部分重金属提取后，再将剩余飞灰和提取的重金属分别进行资源化利用。优点：处理过程简单，设备投资低；缺点：会产生高浓度无机盐的废水，需要进一步处理，其次，化学稳定剂价格高昂，重金属处理不彻底。

(3)、热处理法。

包括烧结法和熔融法。高温熔融法是在熔融炉内将飞灰加热熔融，使飞灰中的二噁英等有机污染物高温分解，飞灰中的无机物熔融造渣，再将熔渣快速冷却形成致密且稳定的玻璃体，将飞灰中的非挥发性重金属固化在玻璃体的Si-O网状结构中，有效控制重金属的浸出。熔融炉按照所用能源的不同，分为燃料式和电力式二大类。高温熔融固化技术的主要优点有：①、飞灰经高温熔融后减容效果显著；②、经过高温处理使二噁英类污染物完全分解；③、重金属在水淬渣中浸出浓度非常小，实现永久固化；④、熔融并快速冷却后的熔渣为玻璃态物质，有利于后续资源化利用。缺点：能耗高。

飞灰无害化、减容化、资源化处理，减少土地占用，是亟待解决的难题。随着生活垃圾分类的推广和垃圾焚烧处置的推行，解决这一难题尤为紧迫。降低飞灰熔融处置能耗和成本是解决问题的关键。

另一方面，钢铁企业生产过程中在炼铁、炼钢工序产生大量含铁、锌等元素的粉尘和污泥，其中一部分低锌粉尘如高炉重力除尘灰通常返回烧结工序配料烧结利用，但高炉湿法煤气洗涤污泥、干法布袋除尘灰和转炉炉尘、电炉炉尘，由于Zn、Pb、K、Na等有害元素含量高，无法通过烧结、高炉工序再利用。这些高锌的粉尘、污泥都主要含有铁、碳等有价成分，是可再利用的炼铁二次资源，但需要先经过脱锌处理。目前常采用的脱锌工艺是火法处理工艺，将含锌尘泥高温还原成金属化球团或采用还原+熔化分离方法直接冶炼成铁水，同时脱除Zn、K、Na等元素。火法处理工艺包括：

(1)、直接还原法。

将含锌尘泥配碳、造块，然后在高温(900-1300℃)还原气氛下进行直接还原，含锌尘泥中的氧化锌/铁酸锌及K₂O、Na₂O等被还原气化，与固相分离，含Zn、Pb、K、Na等元素的粉尘在烟道中再被氧化后富集于除尘器中；造块物料中的铁氧化物被碳直接还原，变为金属铁或FeO，供高炉或转炉作含铁原料使用。处理装置有循环流化床、回转窑、多膛炉(MHF)和转底炉(RHF)等工艺。目前转底炉工艺应用较多，其缺点是床层薄(只能平铺一层球团)，处理能力较小(<20万吨/a)；依靠煤气燃烧辐射传热加热球团，能源效率低，煤气单耗高，脱锌率有限(<85％)；由于高温烟尘容易在余热回收装置和输出管道内粘结，还原温度受到控制，球团金属化率偏低(70％-80％)。

(2)、熔融还原法。

分一步法和二步法。一步法熔融还原是在熔融的状态下将含锌粉尘中的有价金属氧化物进行还原、分离并富集Zn的一种火法工艺。因一步法(如Oxycup)工艺不成熟、能耗高、炉子耐材寿命短，通常采用二步法，即先对含铁粉尘进行预还原，然后再在熔融还原炉内进一步还原和熔化、分离。与直接还原法相比，该法具有脱锌彻底、直接得到铁水等优点。缺点是工艺过程相对复杂，需要使用焦炭等燃料。

公开号为CN101554632B的中国专利文献公开了一种利用炼铁高炉对垃圾飞灰进行无害化、再生循环处理的方法；以炼铁高炉为处理装置，将垃圾飞灰在高炉喷吹煤粉前混入煤粉中，通过高炉喷煤工艺将煤粉与垃圾飞灰的混合物送入高炉炉缸内；或是将垃圾飞灰混入高炉用球团中，作为高炉炼铁的常用原料(球团矿)，再送入炼铁高炉中。利用高炉炉缸区域的高温和还原性气氛，达到飞灰处理及再生利用的目的。该技术能大批量处理垃圾飞灰，不需要另建专门的设备，不仅能有效处理掉有害物质，飞灰中的Ca和一些金属物质还能为炼铁所利用。但是将垃圾飞灰混入煤粉中，通过喷煤工艺将煤粉与垃圾飞灰的混合物喷入高炉炉缸内，将会因K、Na、Cl等元素对高炉顺行的严重影响而无法实施。

公开号为CN106011459A的中国专利文献公开了利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备烧结矿的方法，将飞灰、水和辅料混合均匀后，得到混合料，将所述混合料与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿和水进行混合，得到烧结料，将所述烧结料在1000～1100℃的点火温度下进行烧结，得到烧结矿。其中，所述辅料包括高炉瓦斯灰、转炉尘泥、硫酸渣中的至少一种。本技术的主要目的是利用飞灰中的有价组分，例如CaO、Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃等，但是飞灰中的碱金属、重金属、氯化物将随烧结矿进入高炉，对高炉的生产顺行和内衬寿命造成显著不良影响。

公开号为CN109000268A的中国专利文献公开了一种高温熔融法处理含二噁英焚烧炉飞灰工艺方法。将飞灰与熔剂、粘结剂和其他物料搭配后混合，然后造球或压块，再按一定比例加入熔融炉进行高温熔融，熔融炉使用焦炭作燃料，下部鼓入500-700℃富氧热风燃烧。飞灰中的重金属一部分在熔融炉下部沉积和进入熔渣，一部分随炉尘出来通过布袋收集。该专利属于使用焦炭熔融炉单独熔融飞灰的技术范畴。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对含重金属、碱金属和二噁英的垃圾焚烧飞灰的无害化处理及资源化利用，同时针对钢厂含锌、铅、碱金属的尘泥的处理利用问题，基于熔融还原炼铁工艺的特点及其有效去除K、Na、Zn、Cl的环保优势，根据飞灰与钢厂含锌尘泥有害元素种类相近、物料化学成分与物理属性具有互补性的特点，提出一种将飞灰与含锌尘泥共同处理和资源化利用的方法及系统。

一种垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特点为，包括如下步骤：

1)、按质量百分比，将来源于垃圾焚烧厂的粉状飞灰原灰或饼状螯合飞灰与来源于钢铁厂的含锌尘泥按1.1-1.3的造渣碱度、2％-8％的总配碳量和2％-5％的粘结剂比例，加入1.5％的石灰、适量的煤粉进行配料，所述粉状飞灰原灰或饼状螯合飞灰占所述含锌尘泥总质量的比例为5-20％；其中，所述的总配碳量包括飞灰中的碳、含锌粉尘中的碳以及所述煤粉的碳量(即前述适量的煤粉)；

2)、配料充分混合，混合过程中配入合适的水量，以使混合料细粉团聚；将混匀料用对辊成型机挤压成(15-20)×(20-40)mm的团块(优选20x40mm)或用造球机造球的直径8-20mm的球团，所述团块或球团自然养护(自然风干)至强度达到1500-1800N/个球；

3)、将养护好的团块或球团加入回转窑内，同时从窑头通入700-800℃的高温煤气，使团块或球团在窑内干燥、升温和进行铁氧化物的预还原；

4)、从回转窑排出的热的预还原球团连续加入到熔融还原炉内，同时以选自中小块焦、焦丁、焦炭沫和兰炭中的一种或几种的混合物作为主燃料，分布在熔融还原炉的料面半径范围内；从熔融还原炉的风口鼓入1200-1250℃的含氧浓度30％-35％(优选35％)的热风，并经风口用喷枪喷入180-200kg/t铁的煤粉；

预还原的球团在熔融还原炉内经过进一步间接还原、软化熔融和在焦炭床内的FeO-C终还原，并经过成渣、渣铁分离过程，变为铁水和炉渣。

作为本技术方案的进一步改进，所述螯合飞灰为添加螯合剂后的灰饼；所述含锌尘泥包括高炉湿法除尘瓦斯泥、高炉干法除尘布袋灰、转炉炉尘和电炉炉尘中的一种或多种。

也作为本技术方案的进一步改进，所述粘结剂为膨润土和水玻璃中的一种或二种。

还作为本技术方案的进一步改进，步骤3)中的高温煤气由所述熔融还原炉产生，为经过热旋风除尘后的富含CO的煤气；从回转窑排出的尾气经过除尘、净化系统处理后作为钢铁厂的燃料。先除尘，后进一步净化(去除污染物等)。

又作为本技术方案的进一步改进，步骤4)中从回转窑排出的热的预还原球团由螺旋输送机连续加入到所述熔融还原炉内，所述主燃料通过料罐、熔融还原炉炉顶的旋转布料器分布在所述熔融还原炉的料面半径范围内。

进一步，所述飞灰和含锌尘泥中的碱金属氯盐、重金属氯盐及K、Na、Zn的氧化物，经熔融还原炉高温作用后所形成的气体进入粗煤气，经熔融还原炉炉顶再排出至除尘系统；所述熔融还原炉的炉顶空间，粗煤气的温度控制在850℃以下。

更进一步，从熔融还原炉的煤气出口排出的粗煤气，先进入热旋风除尘器进行一次除尘，除尘后的热煤气通入回转窑内；热旋风除尘器沉降下来的高含碳粉尘通过喷吹设备从熔融还原炉的风口喷入炉内，进行燃烧放热，循环利用。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种前述垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理方法的系统，该系统包括：

一供团块或球团进行铁氧化物预还原的预还原装置，以及

一供预还原球团完成进一步间接还原、软化熔融造渣及完成FeO-C终还原及渣铁分离的熔融还原炉。

作为本发明的优选实施例，所述预还原装置为回转窑。

作为该系统的进一步改进，所述回转窑的尾气除尘和净化系统按尾气流经方向依次包括换热器、布袋除尘设备、水洗脱酸设备；所述熔融还原炉的粗煤气排放管路连接热旋风除尘器，经所述热旋风除尘器除尘后的热煤气经管路连接所述回转窑，经所述热旋风除尘器除尘产生的高含碳粉尘经喷吹设备喷入所述熔融还原炉。

采用上述技术方案的方法和系统，不仅能消除飞灰中二噁英污染，将飞灰中的重金属固化于水渣中或溶解于铁水中，并使飞灰中的无机物参与炼铁造渣得到利用；与此同时，还将钢铁厂含锌尘泥进行有效的脱锌、脱除碱金属处理，并冶炼成铁水。因此可实现对飞灰和含锌尘泥的联合处理和利用。

本技术方案采用二步法熔融还原炼铁工艺，利用高温熔融还原炉共同处理垃圾焚烧飞灰及钢厂含锌、铅高的尘泥，与现有相关专利技术对比，有以下突出的技术特点及有益效果：

(1)、将垃圾焚烧飞灰作为钢厂含锌尘泥造块、炼铁的熔剂，飞灰中的钙、镁、硅、铝等硅酸盐和氧化物与含锌尘泥中的无机物在熔融还原炉内共同熔化、造渣，该水淬渣仍具有合格的化学成分、良好的玻璃化结构和水化活性，能与现有高炉水渣或二步法熔融还原炉的水渣一样，作为水泥骨料利用，飞灰的资源化效果很好。

(2)、采用熔融还原炉同时熔化飞灰和将含锌尘泥还原熔化为渣、铁，飞灰中的部分重金属固化于水淬渣中，实现安全固化，少部分(Cu、Cr、Mn、Ni)进入铁水中，成为炼钢的合金元素；挥发进入煤气的少量重金属经煤气系统除尘、净化处理，在尘泥中稳定化。因此，重金属固化效果很好。

(3)、在熔融还原炉的850℃-1800℃高温、强还原气氛下，飞灰中的二噁英等有机污染物被彻底分解，并且不会再次合成。所以，飞灰中的二噁英得到彻底无害化消除。

(4)、采用回转窑预还原和熔融还原炉终还原的二步法，共同处理飞灰和钢厂含锌尘泥。在熔融还原炉的高温、还原性气氛下，含锌尘泥中的氧化锌及飞灰中的含锌矿物被还原并分离收集，铁氧化物直接冶炼成铁水。此外，采用布袋除尘、喷碱水洗煤气净化联合工艺，使飞灰—钢厂尘泥复合团块在高温冶炼时产生的碱金属氯盐、碱金属氧化物和酸性气体得到了有效的处理，减小了对煤气管道的腐蚀。采用这种熔融还原冶炼工艺避免了采用高炉工艺处理飞灰及含锌尘泥时将带来的碱金属、氯化物和锌元素的严重危害。因此，本工艺技术先进。

(5)、熔融还原炉产生的800℃左右的还原性煤气用于对回转窑内团块进行加热和预还原，既利用了系统煤气的热能和还原剂作用，也降低了熔融炉的固体燃料消耗。熔融还原炉采用30％-35％(优选35％)浓度的高含氧热风鼓风，同时大量喷吹煤粉，大幅度减少了焦炭的用量。由于主要使用焦丁、焦沫、兰炭、煤粉等低价低质燃料，因此系统的成本较低。能源效率和全过程效率要显著好于转底炉工艺。

附图说明

图1为本发明处理方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细说明。

本发明公开了一种利用熔融还原炼铁炉共同处理垃圾焚烧飞灰和钢铁厂含锌尘泥的方法及系统，将待处理的飞灰、含锌尘泥进行配料、造块，然后将该原料加入到回转窑内进行预还原，预还原后的原料加入熔融还原炉中进行终还原和熔化、造渣，并冶炼出铁水。在熔融还原炉内彻底消除飞灰中的二噁英等有机污染物，并将飞灰中的重金属固化到水淬渣和铁水中。飞灰和钢厂尘泥所含的K、Na、Zn、Pb、Cl等有害元素在熔融还原炉内的高温、还原气氛下被有效脱除，经煤气布袋除尘和洗涤净化设施收集或处理。含锌尘泥添加合适比例的飞灰，其熔融渣水淬后仍可作为水泥骨料正常利用。采用熔融还原炉避免了有害元素的循环富集和危害。由于使用焦丁、兰炭和煤粉作熔融还原炉的燃料并鼓入热风，而且将热的还原煤气用于回转窑内原料的加热和预还原，因此，处置能耗较低，飞灰和钢厂尘泥同时得到资源化利用。本发明实现了对飞灰和含锌尘泥的联合处理。

本发明联合处理垃圾焚烧飞灰和含锌尘泥的方法与系统，其工艺方法是：将垃圾焚烧厂的粉状飞灰原灰或螯合飞灰(添加螯合剂后的灰饼)与钢铁厂的含锌尘泥(包括高炉湿法除尘瓦斯泥、高炉干法除尘布袋灰、转炉炉尘、电炉炉尘，可以是其中的一种或多种)按一定的造渣碱度(1.1-1.3)、总配碳量(2％-8％)和粘结剂比例(2％-5％)，加入石灰1.5％、适量的煤粉进行配料，粘结剂为膨润土和水玻璃中的一种或二种。其中飞灰可作为钢厂尘泥的熔剂和成球改善剂，飞灰占钢厂尘泥总质量的比例为5-20％。然后用混料设备充分混合，混合过程中配入合适的水量，以使混合料细粉团聚。该混匀料用对辊成型机挤压成20×40mm的团块或用造球机造球。此团块经60-72h的自然养护、强度达到1500-1800N/个球后，加入回转窑内，同时从窑头通入700-800℃的煤气，使团块在窑内干燥、升温和进行铁氧化物的预还原，回转窑所用高温煤气为本系统的熔融还原炉产生，为经过热旋风除尘后的富含CO的煤气。从回转窑排出的尾气经过本方案的除尘、净化系统处理后，可作为燃料在钢厂内利用。

从回转窑排出的热的预还原球团由螺旋输送机连续加入到熔融还原炉内，同时以中小块焦、焦丁、焦炭沫和兰炭的混合物作为主燃料，通过料罐、熔融还原炉炉顶的旋转布料器分布在熔融还原炉的料面半径范围内。从熔融还原炉的风口鼓入1200-1250℃的含氧浓度35％左右(例如30-35％)的热风，并经风口用喷枪喷入180-200kg/t铁的煤粉。预还原的球团在熔融还原炉内经过进一步间接还原、软化熔融和在焦炭床内的FeO-C终还原，并经过成渣、渣铁分离过程，变为铁水和炉渣。该含有飞灰的预还原球团在熔融还原炉内经过700-1800℃的高温过程中，彻底分解二噁英等有机污染物，飞灰中的无机物与钢厂含锌尘泥的非金属氧化物共同熔化和造渣。飞灰和钢厂含锌尘泥所含的Cu、Cr、Ni、Pb、Mn等重金属大部分进入炉渣和铁水，进入炉渣的重金属固化在水淬的炉渣中，进入铁水的重金属则作为微量合金元素在炼钢时利用。飞灰所含Zn、Pb、Cd、Hg、As及碱金属氯盐在熔融还原炉内高温挥发，进入粗煤气；钢厂尘泥所含的氧化锌及碱金属氧化物，在熔融还原炉的高温还原条件下被还原，生成金属蒸气，也进入粗煤气。熔融还原炉的炉顶空间，粗煤气的温度控制在850℃以下。

从熔融还原炉的煤气出口排出的粗煤气，先进入热旋风除尘器进行一次除尘，除尘后的热煤气通入回转窑内。热旋风除尘器沉降下来的高含碳粉尘通过喷吹设备从熔融还原炉的风口喷入炉内，进行燃烧放热，循环利用。

与回转窑联结的本方案的煤气除尘、净化系统，包括烟气换热器(余热回收蒸汽)、布袋除尘器、水洗塔(含污泥沉淀池)，处理后的煤气可进入钢厂煤气管网或用于为本熔融还原炉提供热风的热风炉燃烧。从回转窑排出的煤气经过换热器冷却后，通过其后的布袋除尘器回收富集的ZnO和Pb、碱金属，再经水洗塔喷入含碱的清洗水，将KCl、NaCl、PbCl₂、HCl溶解在水中并中和水的酸度，达到除盐、除氯效果；而一部分重金属进入洗涤后脱水的泥饼中，可按一般固废再利用。

本申请的主要目的和功能之一是利用冶金炉窑协同处置利用飞灰：该方法和系统不仅能消除飞灰中二噁英污染，将重金属固化于水渣中或溶解于铁水中，并使飞灰中的无机物造渣得到利用；与此同时，还将钢铁厂含锌尘泥进行有效的脱锌、脱除碱金属处理，并冶炼成铁水。

本专利的工艺流程框图见图1。

以下为具体的实施例。

以某城市垃圾焚烧厂飞灰原灰和某钢铁厂产生的高炉、转炉、电炉尘泥为处理对象。其化学成分如下表1。

表1飞灰原灰及钢铁厂含锌尘泥的化学成分，％

实施例1

将飞灰和高炉含锌灰/泥按1：9比例预混，按质量比，加入2％粘结剂、1.5％石灰、8-10％水进行混合，然后在对辊成型机上压块，再自然养护72h。之后连续加入回转窑进行预还原，得到的热态炉料由螺旋输送机排出到熔融还原炉内。将焦丁、兰炭、碎焦沫按比例混合加入料仓，并分批通过料罐从炉顶加入到熔融还原炉内。在熔融还原炉的炉缸风口鼓入含氧浓度30％的1250℃热风，并向风口喷入煤粉，煤粉的喷吹量为200kg/t铁。从熔融还原炉排出的830℃左右的粗煤气经热旋风除尘器分离出含碳粗粉尘后，由热煤气管道进入回转窑。熔融还原炉生产的铁水送去炼钢，排出的炉渣进行水淬，用作水泥骨料。从回转窑窑尾出来的600℃左右的含尘煤气经换热器余热回收，再通入冷风降温至200℃以下，进入布袋除尘器除尘，富集回收ZnO、碱金属等。布袋除尘器出来的煤气经水洗脱酸塔处理，溶解氯盐和酸性气体，进入煤气管网。

实施例2

将飞灰和含锌尘泥(高炉灰和转炉灰按1：2比例搭配)按1.5：8.5比例预混，按质量比，配碳量3％，粘结剂2.5％，石灰1.5％，水分控制在8-10％，工序过程同上。其中，熔融还原炉风温1220℃，含氧浓度35％，鼓风湿度9g/m³，喷煤量180kg/t。回转窑入口煤气温度810℃。

实施例3

将飞灰和含锌尘泥(高炉灰、转炉灰和电炉灰三种含锌粉尘按1：1：1搭配)按2：8比例预混，按质量比，配碳量7％，粘结剂加入量为3％，石灰1.5％，工序过程同上。其中，熔融还原炉风温1200℃，含氧浓度35％，鼓风湿度12g/m³，喷煤量170kg/t。回转窑入口煤气温度800℃。

上述3个实施例，经检测分析，如下表2至表6所示，布袋除尘灰、净煤气、水洗泥中二噁英浓度远低于环保排放标准值；水渣Cl离子含量均<0.06％，水渣、布袋除尘灰和水洗泥中各种重金属的浸出浓度均符合国家标准浸出鉴别限值要求。锌回收率达到95％。

表2：净煤气中二噁英含量(I-TEQ，ng/m³)

实施例1	实施例2	实施例3
			0.0025	0.003	0.0043

表3：布袋除尘灰和水洗泥中二噁英含量(I-TEQ,ng/Kg)

表4：水渣中重金属浸出浓度(μg/L)

飞灰配比	实施例1	实施例2	实施例3	鉴别标准限值(mg/L)
					镉	<1	<1	<1	1
汞	<0.05	<0.05	<0.05	0.1
					锰	19	18	17
镍	<8	<8	<8	5
					铅	12	<10	<10	5
砷	<15	<15	<15	5
					铜	<10	<10	<10	100
锌	10	<8	<5	100
					总铬	<7	<7	<7	15

表5：布袋除尘灰重金属浸出液浓度(μg/L)

项目	实施例1	实施例2	实施例3	标准限值(mg/L)
					镉	＜1	＜1	＜1	5
汞	＜0.05	＜0.05	＜0.05	5
					锰	20	30	35	1
镍	＜8	＜8	＜8	15
					铅	＜10	＜10	＜10	100
砷	＜15	＜15	＜15	5
					铜	12	22	24	5
锌	1563	1287	1120	100
					总铬	＜7	＜7	＜7	0.1

表6：水洗泥中重金属浸出浓度(μg/L)

项目	实施例1	实施例2	实施例3	标准限值(mg/L)
					镉	<1	<1	1	1
汞	<0.05	<0.05	<0.05	0.1
					锰	16	40	70
镍	<8	<8	<8	5
					铅	136	147	138	5
砷	<15	<15	28	5
					铜	<10	<10	<10	100
锌	580	600	400	100
					总铬	<7	<7	<7	15

Claims

1.一种垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、按质量百分比，将来源于垃圾焚烧厂的粉状飞灰原灰或饼状螯合飞灰与来源于钢铁厂的含锌尘泥按1.1-1.3的造渣碱度、2％-8％的总配碳量和2％-5％的粘结剂比例，加入1.5％的石灰及适量的煤粉进行配料，所述粉状飞灰原灰或饼状螯合飞灰占所述含锌尘泥总质量的比例为5-20％；其中，所述的总配碳量包括飞灰中的碳、含锌粉尘中的碳以及所述煤粉的碳量；

2)、配料充分混合，混合过程中配入合适的水量，以使混合料细粉团聚；将混匀料用对辊成型机挤压成(15-20)×(20-40)mm的团块或用造球机造球的直径8-20mm的球团，所述团块或球团自然养护至强度达到1500-1800N/个球；

4)、从回转窑排出的热的预还原球团连续加入到熔融还原炉内，同时以选自中小块焦、焦丁、焦炭沫和兰炭中的一种或几种的混合物作为主燃料分布在熔融还原炉的料面半径范围内；从熔融还原炉的风口鼓入1200-1250℃的含氧浓度30-35％的热风，并经风口用喷枪喷入180-200kg/t铁的煤粉；

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特征在于，所述螯合飞灰为添加螯合剂后的灰饼；所述含锌尘泥包括高炉湿法除尘瓦斯泥、高炉干法除尘布袋灰、转炉炉尘和电炉炉尘中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特征在于，所述粘结剂为膨润土和水玻璃中的一种或二种。

4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特征在于，步骤3)中的高温煤气由所述熔融还原炉产生，为经过热旋风除尘后的富含CO的煤气；从回转窑排出的尾气经过除尘、净化系统处理后作为钢铁厂的燃料。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特征在于，步骤4)中从回转窑排出的热的预还原球团由螺旋输送机连续加入到所述熔融还原炉内，所述主燃料通过料罐、熔融还原炉炉顶的旋转布料器分布在所述熔融还原炉的料面半径范围内。

6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特征在于，所述飞灰和含锌尘泥中的碱金属氯盐、重金属氯盐及K、Na、Zn的氧化物，经熔融还原炉高温作用后，所形成的气体进入粗煤气，经熔融还原炉炉顶再排出至除尘系统；所述熔融还原炉的炉顶空间，粗煤气的温度控制在850℃以下。

7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理的方法，其特征在于，从熔融还原炉的煤气出口排出的粗煤气，先进入热旋风除尘器进行一次除尘，除尘后的热煤气通入回转窑内；热旋风除尘器沉降下来的高含碳粉尘通过喷吹设备从熔融还原炉的风口喷入炉内，进行燃烧放热，循环利用。

8.一种用于实现权利要求1-7中任一权利要求所述垃圾焚烧飞灰与钢铁厂含锌尘泥协同处理方法的系统，其特征在于，包括：

一供团块或球团进行铁氧化物预还原的预还原装置，以及

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述预还原装置为回转窑。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述回转窑的尾气除尘和净化系统按尾气流经方向依次包括换热器、布袋除尘设备、水洗脱酸设备；所述熔融还原炉的粗煤气排放管路连接热旋风除尘器，经所述热旋风除尘器除尘后的热煤气经管路连接所述回转窑，经所述热旋风除尘器除尘产生的高含碳粉尘经喷吹设备喷入所述熔融还原炉。