CN113280346B - 一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，包括以下步骤：S1.垃圾焚烧飞灰收集：建立垃圾焚烧飞灰收集系统对垃圾焚烧飞灰进行收集；S2.垃圾焚烧飞灰预处理：将垃圾焚烧飞灰经过预处理，得飞灰预处理产物；S3.还原反应：向飞灰预处理产物中加入水，混合均匀，然后通入低浓度瓦斯气体，加热升温使其与飞灰滤渣发生还原反应；S4.分离处理：将S3中的反应产物通过离心机分离固相和液相，飞灰残渣烘干后回收利用。本发明在垃圾焚烧飞灰处理过程中通入瓦斯，使瓦斯与垃圾中的元素发生还原反应，无害化处理了垃圾焚烧飞灰，同时实现了瓦斯氧化处理垃圾的有价利用。

Description

一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法
技术领域
本发明属于瓦斯技术领域，涉及一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法。
背景技术
垃圾处理方式一般可以分为卫生填埋、焚烧、堆肥等几种方式，垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地，垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好在国内被广泛应用。然而市面上各种的改建垃圾填埋场的方法仍存在各种各样的问题。
如授权公告号为CN110252776A所公开的一种低温熔融无害化处理垃圾焚烧飞灰和底灰的方法，其虽然实现了垃圾焚烧飞灰和底灰的低温熔融无害化处理，还可为有色冶金提供部分生产原料，实现了资源循环利用，但是并未解决现有的改建垃圾填埋场的方法还存在的问题：不方便通过还原反应对垃圾焚烧飞灰的物质进行回收利用，如果对垃圾焚烧飞灰直接填埋，不仅增加环境污染，而且增加了垃圾填埋场的使用率，为此我们提出一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，包括以下步骤：
S1.垃圾焚烧飞灰收集：建立垃圾焚烧飞灰收集系统对垃圾焚烧飞灰进行收集；
S2.垃圾焚烧飞灰预处理：将垃圾焚烧飞灰经过预处理，得飞灰预处理产物；
S3.还原反应：向飞灰预处理产物中加入水，混合均匀，然后通入低浓度瓦斯气体，加热升温使其与飞灰滤渣发生还原反应；
S4.分离处理：将S3中的反应产物通过离心机分离固相和液相，飞灰残渣烘干后回收利用。
优选的，所述S1中垃圾焚烧飞灰收集系统包括烟气净化系统、烟道和烟囱，所述烟气净化系统、烟道和烟囱用于对烟气进行处理，并捕获和沉降细小颗粒物，形成焚烧飞灰。
优选的，所述垃圾焚烧飞灰收集系统还包括与烟气净化系统、烟道和烟囱的管道相连的飞灰收集器，所述飞灰收集器包括串联在相应管道上的负压泵以及与相应管道相连的收集器容器，所述飞灰收集器用于对焚烧飞灰进行收集。
优选的，所述S2中预处理的具体操作包括：将垃圾焚烧飞灰采用水洗脱氯工艺去除飞灰中有害的氯、硫、碱类化合物，脱除率在80-90％。
优选的，所述S2中预处理的具体操作还包括：将垃圾焚烧飞灰进行高温热处理，将高温热处理后的飞灰进行磁选金属处理，筛分出飞灰中夹杂的磁性金属小颗粒。
优选的，所述高温热处理过程包括第一次高温热处理和第二次高温热处理，所述第一次高温热处理时，将垃圾焚烧飞灰导入焚烧炉内，控制焚烧炉内温度为1300-1700摄氏度，进行焚烧12-24分钟，所述第二次高温热处理时，将焚烧炉内温度调节至1750-1950摄氏度，控制经过第一高温热处理后的飞灰在焚烧炉内焚烧18-32分钟。
优选的，所述S4中飞灰残渣烘干后回收利用的方法包括以下步骤：
S101.混合制粒：按以下重量百分比取，飞灰残渣为3％-16％、粘结剂为2％-6％、稳固剂为1-3％，余量为含铁制粒物料，和适量水混匀，采用造球设备制成4-12mm的含铁料小球；
S102.烧结混合料：将S101得到的含铁料小球与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿以及润湿量的水一起混合，得到烧结混合料；
S103.烧结：将S102得到的烧结混合料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标，获得烧结矿，并进入高炉冶炼。
优选的，所述S101中的制粒物料为铁矿粉、高炉瓦斯灰、转炉尘泥、硫酸渣、石灰石和消石灰中的任意几种的混合物。
优选的，所述S102中的所述铁矿粉为精矿粉，所述熔剂为生石灰和石灰石，所述燃料为煤粉，所述返矿为热返矿或冷返矿。
本发明的有益效果在于：本发明在垃圾焚烧飞灰处理过程中通入瓦斯，使瓦斯与垃圾中的元素发生还原反应，无害化处理了垃圾焚烧飞灰，同时实现了瓦斯氧化处理垃圾的有价利用，从而方便降低垃圾填埋场的使用率。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，包括以下步骤：
S1.垃圾焚烧飞灰收集：建立垃圾焚烧飞灰收集系统对垃圾焚烧飞灰进行收集；
S2.垃圾焚烧飞灰预处理：将垃圾焚烧飞灰经过预处理，得飞灰预处理产物；
S3.还原反应：向飞灰预处理产物中加入水，混合均匀，然后通入低浓度瓦斯气体，加热升温使其与飞灰滤渣发生还原反应；
S4.分离处理：将S3中的反应产物通过离心机分离固相和液相，飞灰残渣烘干后回收利用。
本实施例中，优选的，所述S1中垃圾焚烧飞灰收集系统包括烟气净化系统、烟道和烟囱，所述烟气净化系统、烟道和烟囱用于对烟气进行处理，并捕获和沉降细小颗粒物，形成焚烧飞灰。
本实施例中，优选的，所述垃圾焚烧飞灰收集系统还包括与烟气净化系统、烟道和烟囱的管道相连的飞灰收集器，所述飞灰收集器包括串联在相应管道上的负压泵以及与相应管道相连的收集器容器，所述飞灰收集器用于对焚烧飞灰进行收集。
本实施例中，优选的，所述S2中预处理的具体操作包括：将垃圾焚烧飞灰采用水洗脱氯工艺去除飞灰中有害的氯、硫、碱类化合物，脱除率在80％。
本实施例中，优选的，所述S2中预处理的具体操作还包括：将垃圾焚烧飞灰进行高温热处理，将高温热处理后的飞灰进行磁选金属处理，筛分出飞灰中夹杂的磁性金属小颗粒。
本实施例中，优选的，所述高温热处理过程包括第一次高温热处理和第二次高温热处理，所述第一次高温热处理时，将垃圾焚烧飞灰导入焚烧炉内，控制焚烧炉内温度为1300摄氏度，进行焚烧12分钟，所述第二次高温热处理时，将焚烧炉内温度调节至1750摄氏度，控制经过第一高温热处理后的飞灰在焚烧炉内焚烧18分钟。
本实施例中，优选的，所述S4中飞灰残渣烘干后回收利用的方法包括以下步骤：
S101.混合制粒：按以下重量百分比取，飞灰残渣为3％、粘结剂为2％、稳固剂为1，余量为含铁制粒物料，和适量水混匀，采用造球设备制成4mm的含铁料小球；
S102.烧结混合料：将S101得到的含铁料小球与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿以及润湿量的水一起混合，得到烧结混合料；
S103.烧结：将S102得到的烧结混合料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标，获得烧结矿，并进入高炉冶炼。
本实施例中，优选的，所述S101中的制粒物料为铁矿粉、高炉瓦斯灰、转炉尘泥、硫酸渣、石灰石和消石灰的混合物。
本实施例中，优选的，所述S102中的所述铁矿粉为精矿粉，所述熔剂为生石灰和石灰石，所述燃料为煤粉，所述返矿为冷返矿。
实施例2
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，包括以下步骤：
S1.垃圾焚烧飞灰收集：建立垃圾焚烧飞灰收集系统对垃圾焚烧飞灰进行收集；
S2.垃圾焚烧飞灰预处理：将垃圾焚烧飞灰经过预处理，得飞灰预处理产物；
S3.还原反应：向飞灰预处理产物中加入水，混合均匀，然后通入低浓度瓦斯气体，加热升温使其与飞灰滤渣发生还原反应；
S4.分离处理：将S3中的反应产物通过离心机分离固相和液相，飞灰残渣烘干后回收利用。
本实施例中，优选的，所述S1中垃圾焚烧飞灰收集系统包括烟气净化系统、烟道和烟囱，所述烟气净化系统、烟道和烟囱用于对烟气进行处理，并捕获和沉降细小颗粒物，形成焚烧飞灰。
本实施例中，优选的，所述垃圾焚烧飞灰收集系统还包括与烟气净化系统、烟道和烟囱的管道相连的飞灰收集器，所述飞灰收集器包括串联在相应管道上的负压泵以及与相应管道相连的收集器容器，所述飞灰收集器用于对焚烧飞灰进行收集。
本实施例中，优选的，所述S2中预处理的具体操作包括：将垃圾焚烧飞灰采用水洗脱氯工艺去除飞灰中有害的氯、硫、碱类化合物，脱除率在90％。
本实施例中，优选的，所述S2中预处理的具体操作还包括：将垃圾焚烧飞灰进行高温热处理，将高温热处理后的飞灰进行磁选金属处理，筛分出飞灰中夹杂的磁性金属小颗粒。
本实施例中，优选的，所述高温热处理过程包括第一次高温热处理和第二次高温热处理，所述第一次高温热处理时，将垃圾焚烧飞灰导入焚烧炉内，控制焚烧炉内温度为1700摄氏度，进行焚烧24分钟，所述第二次高温热处理时，将焚烧炉内温度调节至1950摄氏度，控制经过第一高温热处理后的飞灰在焚烧炉内焚烧32分钟。
本实施例中，优选的，所述S4中飞灰残渣烘干后回收利用的方法包括以下步骤：
S101.混合制粒：按以下重量百分比取，飞灰残渣为16％、粘结剂为6％、稳固剂为3％，余量为含铁制粒物料，和适量水混匀，采用造球设备制成12mm的含铁料小球；
S102.烧结混合料：将S101得到的含铁料小球与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿以及润湿量的水一起混合，得到烧结混合料；
S103.烧结：将S102得到的烧结混合料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标，获得烧结矿，并进入高炉冶炼。
本实施例中，优选的，所述S101中的制粒物料为铁矿粉、高炉瓦斯灰、转炉尘泥的混合物。
本实施例中，优选的，所述S102中的所述铁矿粉为精矿粉，所述熔剂为生石灰和石灰石，所述燃料为煤粉，所述返矿为热返矿。
实施例3
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，包括以下步骤：
S1.垃圾焚烧飞灰收集：建立垃圾焚烧飞灰收集系统对垃圾焚烧飞灰进行收集；
S2.垃圾焚烧飞灰预处理：将垃圾焚烧飞灰经过预处理，得飞灰预处理产物；
S3.还原反应：向飞灰预处理产物中加入水，混合均匀，然后通入低浓度瓦斯气体，加热升温使其与飞灰滤渣发生还原反应；
S4.分离处理：将S3中的反应产物通过离心机分离固相和液相，飞灰残渣烘干后回收利用。
本实施例中，优选的，所述S1中垃圾焚烧飞灰收集系统包括烟气净化系统、烟道和烟囱，所述烟气净化系统、烟道和烟囱用于对烟气进行处理，并捕获和沉降细小颗粒物，形成焚烧飞灰。
本实施例中，优选的，所述垃圾焚烧飞灰收集系统还包括与烟气净化系统、烟道和烟囱的管道相连的飞灰收集器，所述飞灰收集器包括串联在相应管道上的负压泵以及与相应管道相连的收集器容器，所述飞灰收集器用于对焚烧飞灰进行收集。
本实施例中，优选的，所述S2中预处理的具体操作包括：将垃圾焚烧飞灰采用水洗脱氯工艺去除飞灰中有害的氯、硫、碱类化合物，脱除率在85％。
本实施例中，优选的，所述S2中预处理的具体操作还包括：将垃圾焚烧飞灰进行高温热处理，将高温热处理后的飞灰进行磁选金属处理，筛分出飞灰中夹杂的磁性金属小颗粒。
本实施例中，优选的，所述高温热处理过程包括第一次高温热处理和第二次高温热处理，所述第一次高温热处理时，将垃圾焚烧飞灰导入焚烧炉内，控制焚烧炉内温度为1500摄氏度，进行焚烧20分钟，所述第二次高温热处理时，将焚烧炉内温度调节至1850摄氏度，控制经过第一高温热处理后的飞灰在焚烧炉内焚烧22分钟。
本实施例中，优选的，所述S4中飞灰残渣烘干后回收利用的方法包括以下步骤：
S101.混合制粒：按以下重量百分比取，飞灰残渣为12％、粘结剂为24％、稳固剂为2％，余量为含铁制粒物料，和适量水混匀，采用造球设备制成8mm的含铁料小球；
S102.烧结混合料：将S101得到的含铁料小球与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿以及润湿量的水一起混合，得到烧结混合料；
S103.烧结：将S102得到的烧结混合料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标，获得烧结矿，并进入高炉冶炼。
本实施例中，优选的，所述S101中的制粒物料为铁矿粉、高炉瓦斯灰、石灰石和消石灰的混合物。
本实施例中，优选的，所述S102中的所述铁矿粉为精矿粉，所述熔剂为生石灰和石灰石，所述燃料为煤粉，所述返矿为冷返矿。
本发明的工作原理及使用流程：本发明在垃圾焚烧飞灰处理过程中通入瓦斯，使瓦斯与垃圾中的元素发生还原反应，无害化处理了垃圾焚烧飞灰，同时实现了瓦斯氧化处理垃圾的有价利用，从而方便降低垃圾填埋场的使用率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.垃圾焚烧飞灰收集：建立垃圾焚烧飞灰收集系统对垃圾焚烧飞灰进行收集；
S2.垃圾焚烧飞灰预处理：将垃圾焚烧飞灰经过预处理，得飞灰预处理产物；
S3.还原反应：向飞灰预处理产物中加入水，混合均匀，然后通入低浓度瓦斯气体，加热升温使其与飞灰滤渣发生还原反应；
S4.分离处理：将S3中的反应产物通过离心机分离固相和液相，飞灰残渣烘干后回收利用。
2.根据权利要求1所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述S1中垃圾焚烧飞灰收集系统包括烟气净化系统、烟道和烟囱，所述烟气净化系统、烟道和烟囱用于对烟气进行处理，并捕获和沉降细小颗粒物，形成焚烧飞灰。
3.根据权利要求2所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述垃圾焚烧飞灰收集系统还包括与烟气净化系统、烟道和烟囱的管道相连的飞灰收集器，所述飞灰收集器包括串联在相应管道上的负压泵以及与相应管道相连的收集器容器，所述飞灰收集器用于对焚烧飞灰进行收集。
4.根据权利要求1所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述S2中预处理的具体操作包括：将垃圾焚烧飞灰采用水洗脱氯工艺去除飞灰中有害的氯、硫、碱类化合物，脱除率在80-90％。
5.根据权利要求4所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述S2中预处理的具体操作还包括：将垃圾焚烧飞灰进行高温热处理，将高温热处理后的飞灰进行磁选金属处理，筛分出飞灰中夹杂的磁性金属小颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述高温热处理过程包括第一次高温热处理和第二次高温热处理，所述第一次高温热处理时，将垃圾焚烧飞灰导入焚烧炉内，控制焚烧炉内温度为1300-1700摄氏度，进行焚烧12-24分钟，所述第二次高温热处理时，将焚烧炉内温度调节至1750-1950摄氏度，控制经过第一高温热处理后的飞灰在焚烧炉内焚烧18-32分钟。
7.根据权利要求1所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述S4中飞灰残渣烘干后回收利用的方法包括以下步骤：
S101.混合制粒：按以下重量百分比取，飞灰残渣为3％-16％、粘结剂为2％-6％、稳固剂为1-3％，余量为含铁制粒物料，和适量水混匀，采用造球设备制成4-12mm的含铁料小球；
S102.烧结混合料：将S101得到的含铁料小球与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿以及润湿量的水一起混合，得到烧结混合料；
S103.烧结：将S102得到的烧结混合料铺于烧结机台车上进行烧结，检测烧结矿的各项性能指标，获得烧结矿，并进入高炉冶炼。
8.根据权利要求7所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述S101中的制粒物料为铁矿粉、高炉瓦斯灰、转炉尘泥、硫酸渣、石灰石和消石灰中的任意几种的混合物。
9.根据权利要求7所述的一种利用低浓度瓦斯氧化处理改建垃圾填埋场的方法，其特征在于：所述S102中的所述铁矿粉为精矿粉，所述熔剂为生石灰和石灰石，所述燃料为煤粉，所述返矿为热返矿或冷返矿。
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