CN113357908A - 一种烧结砖隧道窑及利用其处理飞灰的方法 - Google Patents

一种烧结砖隧道窑及利用其处理飞灰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烧结砖隧道窑及利用其处理飞灰的方法，属于飞灰处理技术，一种烧结砖隧道窑，包括窑体，所述窑体内沿输送进车方向依次设置有预热带、焙烧带以及冷却带，位于所述焙烧带上的窑体处设置有加料口。一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，将飞灰从焙烧带的加料口加入至窑车上，随其上的砖垛进行焙烧，焙烧后随窑车出窑，在预热带的200‑500℃的温度段，控制烟气在2s内通过，本发明直接利用隧道窑的烧成曲线在高温段加入飞灰，在低温段控制烟气通过时间，有效解决了飞灰中二噁英物质的排放问题。

Description

一种烧结砖隧道窑及利用其处理飞灰的方法
技术领域
本发明涉及飞灰处理技术，具体涉及一种烧结砖隧道窑及利用其处理飞灰的方法。
背景技术
飞灰是焚烧生活垃圾所产生的固体废料，含有二噁英及重金属等有害物质，国家把飞灰列为危废品。用飞灰制砖是消纳飞灰的有效办法，但由于在高温下分解的二噁英，在低温段又可以合成，产生二次污染问题，所以未处理的飞灰是不能直接制砖的，严重影响了飞灰在砖瓦行业的有效利用。
现有的对飞灰处理方法还包括固化技术和贮藏填埋技术，但是这两种技术一旦遇到较大灾害，二噁英泄露是不可避免的，甚至会造成大的环境灾害，因此，需要如何处理飞灰值得进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种烧结砖隧道窑及利用其处理飞灰的方法。
本发明的技术解决方案如下：
一种烧结砖隧道窑，包括窑体，所述窑体内沿输送进车方向依次设置有预热带、焙烧带以及冷却带，位于所述焙烧带上的窑体处设置有加料口；
所述预热带和/或冷却带的温度至少包含200-500℃；
所述焙烧带的焙烧温度为≥700℃。
优选地，所述预热带对应窑体的顶部或侧端设置有极冷风机。
本发明还提供了一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，将飞灰从焙烧带的加料口加入至窑车上，随其上的砖垛进行焙烧，焙烧后随窑车出窑，在200-500℃的温度段，控制窑体内产生的烟气在2s内通过。
优选地，飞灰从焙烧带的加料口加入至窑车上之前对所述飞灰进行预处理，具体为将飞灰制成块状。
优选地，飞灰从焙烧带的加料口加入至窑车上之前对所述飞灰进行预处理，具体为将飞灰和污泥按比例混合均匀。
优选地，在焙烧带的窑体内控制氧浓度为5-16wt％。
优选地，在200-500℃的温度段控制氧浓度为0.01-3wt％。
优选地，在200-500℃的温度段，往窑体内加入抑制剂。
优选地，所述抑制剂为含硫物质或碱性化合物。
本发明至少具有以下有益效果之一：
(1)本发明的一种烧砖隧道窑，通过在窑体的焙烧带增设加料口，能够直接在该阶段加入飞灰，对其进行燃烧分解，使得飞灰内的二噁英物质高温分解，同时控制其分解后的烟气在经过200-500℃阶段时能够在2s内通过进入低温区或排放，避免二噁英物质再次合成，能够有效解决飞灰未处理时不能直接加入制砖原料中或其他的填埋技术，避免了了会再次产生二噁英物质的二次污染现象。
(2)本发明的一种利用烧砖隧道窑处理飞灰的方法，直接利用隧道窑的烧成曲线在高温段加入飞灰，在低温段控制烟气通过时间，有效解决了飞灰中二噁英物质的排放问题；由于二噁英中含氧，因此在其再次合成段控制含氧量，能够有效阻止其合成的可能，为烟气在2s内顺利排出提供了更大的可能性。另外，通过在飞灰中加入抑制剂或者在200-500℃的二次合成段加入抑制剂，能够有效减少二噁英的合成，减少其排放的可能。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图；
图2是本发明第一实施例中飞灰进入窑车上的结构示意图；
图3是本发明第一实施例中隧道窑的烧成曲线图；
图中，1-预热带，2-焙烧带，3-冷却带，4-加料口，5-极冷风机，6-飞灰，7-进车口，8-出车口，9-窑车，10-砖垛。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图3，本发明的第一实施例：
一种烧结砖隧道窑，包括窑体，所述窑体内沿输送方向依次设置有预热带1、焙烧带2以及冷却带3，位于所述焙烧带2上的窑体处设置有加料口4；
所述预热带1和/或冷却带3的温度至少包含200-500℃；
所述焙烧带2的焙烧温度为≥700℃，具体地烧成曲线可以参考图3，具体地，可以得知，在隧道窑里有一个缓慢升温的过程，无法迅速升高到800℃，也就是当砖坯在隧道窑里慢慢升到到170℃位置时，含有飞灰的砖坯里就会溢出二噁英，这是一种最严重的二噁英生成阶段，在这个升温过程中二噁英在隧道窑里被排出去或进入干燥室后再排出，都会对环境造成污染。因此，本实施例直接从焙烧带加入飞灰，利用高温将其分解，同时在200-500℃温度段控制其产生的烟气2s内通过，阻止二噁英的再次合成。
还有一些实施例中，位于预热带2的所述窑体的顶部或侧端设置有极冷风机5。以确保二噁英没有再次合成的温度条件。
本发明的第二实施例：
一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，将飞灰6从焙烧带2的加料口4加入至窑车9上，随其上的砖垛10进行焙烧，焙烧后随窑车9出窑，在200-500℃的温度段，控制烟气在2s内通过。
飞灰6从焙烧带2的加料口4加入至窑车9上之前对所述飞灰6进行预处理，具体为将飞灰6制成块状，更利于操作。
飞灰6从焙烧带2的加料口4加入至窑车9上之前对所述飞灰6进行预处理，具体为将飞灰6和污泥按比例混合均匀，一方面可以对飞灰进去去除二噁英物质，另一方面还能去除污泥中的病毒和细菌。
在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为5-10wt％，由于二噁英物质中含有氧，即其在高温分解时，氧浓度过高会促进氯化氢气体转化为氯气，因此需要控制氧浓度。
在200-500℃的温度段控制氧浓度为0.01-1wt％，在该温度区域，由于二噁英物质高温分解后的物质能够再次合成，减少氧浓度能够使其缺少必要的物质，从而也在一定程度上抑制二噁英的合成。
在200-500℃的温度段，往窑体内加入抑制剂。
所述抑制剂为含硫物质或碱性化合物，更具体地，含硫物质为高硫煤，这可能是由于煤中的硫对二噁英的生成有抑制作用，主要机理包括：
(1)SO2通过反应消耗活性氯，减少氯化反应，反应式为：Cl2+SO2+H2O＝2HCl+SO3；
(2)硫与金属形成硫酸盐，降低其催化活性，反应式为：SO2+1/2O2＝SO3，SO3+CuO＝CuSO4；
(3)硫与前驱物形成磺化物，降低其形成二噁英的概率。
在焚烧后的烟气中喷入氨，CaO，KOH，CaCO3都对二噁英有抑制效果。高温条件下，氯与碱性化合物生成的氯酸盐还可以氧化破坏已经生成的二噁英污染物。此外，碱性化合物还可以毒化催化剂，从而阻止二噁英的生成。一些碱性化合物如CaO，CaCO3还可以在焚烧前与垃圾等掺烧。若在烟气中加入碱性化合物，不但避免了这个问题，而且还可以处理烟气中的硫化物。
氨气、尿素及一些胺类可以与金属催化剂形成稳定的配合物，减少其催化能力，同样对二噁英的形成具有抑制作用。主要是由于这类物质一般是含有未成对电子的氨基化合物，如乙醇胺、三乙醇胺、二氨基乙醇、乙二胺四乙酸(EDTA)、次氮基三乙酸(NTA)等。
在850-1100℃范围内加入氨水或尿素，一方面能够抑制二噁英的合成，另一方面还能控制氮氧化物的产生，一定程度上还降低了含氧量。
(1)用氨水做还原剂NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
(2)用尿素做还原剂NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O
以下以具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
以下实施例中窑炉的窑车车身长为4m，整个窑体的长度为140m，烟气的流速为8m/s，2s就是16m也就是4个窑车的温度差，烟气2s内就完全能通过了这个二噁英物质再合成区域。飞灰的含水率为12wt％，烧成曲线参考图3。
以下实施例中的飞灰来源于临猗县泰泽环卫有限公司垃圾站焚烧垃圾收集得到。生活污泥来源于临猗县泰泽环卫有限公司食堂区，工业污泥来源于临猗县泰泽环卫有限公司的污水处理厂。
实施例3
在窑体的800℃处的加料口加入飞灰，在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为5wt％，在200-500℃的温度段控制氧浓度为0.1wt％。
实施例4
在窑体的800℃处的加料口加入质量比3：1飞灰和生活污泥的混合物，在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为5wt％，在200-500℃的温度段控制氧浓度为2wt％。
实施例5
在窑体的800℃处的加料口加入质量比3：1飞灰和工业污泥的混合物，在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为12wt％，在200-500℃的温度段控制氧浓度为2wt％。
实施例6
在窑体的800℃处的加料口加入质量比3：0.5飞灰和高硫煤的混合物，在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为7wt％，在200-500℃的温度段控制氧浓度为1wt％。
实施例7
在窑体的800℃处的加料口加入质量比3：0.5飞灰和KOH的混合物，在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为7wt％，在200-500℃的温度段控制氧浓度为0.09wt％。
实施例8
在窑体的800℃处的加料口加入飞灰，同时加入占比飞灰质量的2％的氨水，在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为7wt％，在200-500℃的温度段控制氧浓度为1.5wt％。
实施例9
在窑体的800℃处的加料口加入飞灰，同时加入占比飞灰质量的2％的尿素，在焙烧带2的窑体内控制氧浓度为12wt％，在200-500℃的温度段控制氧浓度为1.5wt％。
对比例1
直接采用含有未经处理的飞灰加入原料中进行制砖。
对比例2
在窑体的800℃处的加料口加入飞灰，窑体内控制氧浓度为19wt％。
对上述实施例极速风机抽出的烟气进行二噁英物质成分测定，具体采用色谱仪进行检查，测定值见表1。
表1实施例和对比例烟气中二噁英物质的含量
试样 二噁英(单位：ng-TEQ/kg，以飞灰干重计)
实施例1 6
实施例2 5
实施例3 4
实施例4 3
实施例5 4
实施例6 2
实施例7 2
对比例1 98
对比例2 26
从上表可以看出，实施例中的飞灰经处理后，烟气中二噁英物质的残留量非常少，远远高于对比例的分解率，主要的原因可能是，实施例1中在二噁英高温分解后的物质控制其产生的烟气(200-500℃)2s内通过，阻止了二噁英的再次合成。实施例2和实施例3中可能生活污泥和工业污泥中含有碱性物质，以及实施例5中添加的碱，氯与碱性化合物生成的氯酸盐还可以氧化破坏已经生成的二噁英污染物。另外，在烟气中加入碱性化合物，不但避免了这个问题，而且还可以处理烟气中的硫化物。实施例4中加入的高硫煤，能是由于煤中的硫对二噁英的生成有抑制作用，抑制了二噁英的合成。实施例5中加入的碱性物质，高温条件下，氯与碱性化合物生成的氯酸盐还可以氧化破坏已经生成的二噁英污染物，因此减少其再次合成。此外，碱性化合物还可以毒化催化剂，从而阻止二噁英的生成。另外对比例2的分析可知，实施例中控制了200-500℃温度段的含氧率，主要是由于二噁英物质高温分解后的物质能够再次合成，减少氧浓度能够使其缺少必要的物质，从而也在一定程度上抑制二噁英的合成。另外实施例6和7性能较优，主要的原因可能是在850-1100℃范围内加入氨水或尿素，一方面能够由于其碱性抑制二噁英的合成，另一方面还能控制氮氧化物的产生，产生了氮气，一定程度上降低了含氧量；从而抑制了二噁英的再次合成。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如：“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烧结砖隧道窑，其特征在于：包括窑体，所述窑体内沿输送进车方向依次设置有预热带(1)、焙烧带(2)以及冷却带(3)，位于所述焙烧带(2)上的窑体处设置有加料口(4)；
所述预热带(1)和/或冷却带(3)的温度至少包含200-500℃；
所述焙烧带(2)的焙烧温度为≥700℃。
2.根据权利要求1所述的一种烧结砖隧道窑，其特征在于：所述预热带(1)对应窑体的顶部或侧端设置有极冷风机(5)。
3.一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，其特征在于：将飞灰(6)从焙烧带(2)的加料口(4)加入至窑车(9)上，随其上的砖垛(10)进行焙烧，焙烧后随窑车(9)出窑，在200-500℃的温度段，控制窑体内产生的烟气在2s内通过。
4.根据权利要求3所述的一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，其特征在于：飞灰(6)从焙烧带(2)的加料口(4)加入至窑车(9)上之前对所述飞灰(6)进行预处理，具体为将飞灰(6)制成块状。
5.根据权利要求3所述的一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，其特征在于：飞灰(6)从焙烧带(2)的加料口(4)加入至窑车(9)上之前对所述飞灰(6)进行预处理，具体为将飞灰(6)和污泥按比例混合均匀。
6.根据权利要求3所述的一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，其特征在于：在焙烧带(2)的窑体内控制氧浓度为5-16wt％。
7.根据权利要求3所述的一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，其特征在于：在200-500℃的温度段控制氧浓度为0.01-3wt％。
8.根据权利要求3所述的一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，其特征在于：在200-500℃的温度段，往窑体内加入抑制剂。
9.根据权利要求8所述的一种利用烧结砖隧道窑处理飞灰的方法，其特征在于：所述抑制剂为含硫物质或碱性化合物。
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