CN113369285A - 一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 - Google Patents
一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113369285A CN113369285A CN202110610234.8A CN202110610234A CN113369285A CN 113369285 A CN113369285 A CN 113369285A CN 202110610234 A CN202110610234 A CN 202110610234A CN 113369285 A CN113369285 A CN 113369285A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fly ash
- waste incineration
- drying
- solid
- carbon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 42
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 5
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 5
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 abstract 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N monoethanolamine hydrochloride Natural products NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及稳定固化垃圾焚烧飞灰技术，旨在提供一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法。包括：对垃圾焚烧飞灰进行洗涤、干燥；与乙醇和三乙胺混合得到悬浊液；通入二氧化碳进行碳酸化反应，反应产物进行固液分离操作，获得飞灰‑碳酸钙凝胶固体；干燥处理后转至马弗炉中恒温热处理；自然降温，最终实现飞灰的固化稳定。本发明可以直接利用垃圾焚烧飞灰的钙源来稳定固化自身的重金属；所生成的碳酸钙为方解石对飞灰吸附包裹作用明显，有效提高重金属的固化效率；飞灰固化体具有一定强度且基本不增容，有利于填埋或利用；处理成本较低，且能够对二氧化碳进行有效固定，真正实现以废治废。
Description
技术领域
本发明涉及稳定固化垃圾焚烧飞灰技术领域，尤其涉及一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，“垃圾围城”困境不断升级，垃圾焚烧技术对垃圾减量化、无害化、资源化起到了很大的作用。但是随着垃圾焚烧技术的广泛推广应用，其所产生的飞灰也与日俱增。飞灰由于含有大量氯化物、重金属盐、二噁英等有毒有害物质被列为危险废弃物，表1是垃圾焚烧飞灰中的主要元素的组成示例(ND代表未检出)。此外，重金属和二噁英也成为飞灰处置过程中的难点问题，必须通过相应的固化处置达到填埋标准，才能够进行填埋处置。
表1焚烧飞灰组成(wt％)
目前水泥固化技术是最常见的飞灰固化技术，甚至不限于飞灰，很多危险废物都可以采用水泥固化进行处理，具有操作简单、处理成本低、工艺成熟等优点。其反应机理为在水泥的水化过程中，金属可通过吸附等多种方式与水泥发生反应，最终以稳定形式沉积在水泥水化表面。同时水泥为碱性，也抑制了重金属的浸出。但其存在增容增量明显的问题，并且由于飞灰中的盐分高，固化体容易破碎，使得重金属长期稳定性变差。
除水泥固化外，也有化学药剂固化技术，其重金属固化的稳定化程度高、增容增量小，但是多种重金属的同步固化实现困难，并且药剂成本价格高。
除以上两种固化技术外，目前垃圾焚烧飞灰处理的主要方式还有热处理技术，其主要优点有重金属浸出浓度低，处理后的飞灰化学性能和机械性能好，在专利“一种生活垃圾焚烧飞灰水洗后制成的飞灰烧结砖制备方法”(CN101905967B)中，固体样飞灰要在1000-1100℃的熔炉中进行烧结，需要大量的热量，能耗高；在专利“一种飞灰熔融处理系统及处理工艺”(CN111001652)中，对飞灰进行熔融处理，虽然在熔融过程中增加了热量收集装置，缓解能耗高的问题，但是增加了处置设备的成本。
中国发明专利“一种焚烧飞灰资源化利用的安全预处理方法”(CN102825059B)介绍了以碳酸化法固化垃圾焚烧飞灰的技术，该方法对焚烧飞灰进行碳酸化，使飞灰中两性重金属从水溶态转变为碳酸盐结合态，从而降低重金属的溶出率。但是，该技术存在以下不足：(1)碳酸化程度不高，碳酸化反应较慢，反应器复杂，反应条件苛刻；(2)固化处置设备的成本较高，且重金属固化效果不显著，无法达到资源化利用的标准。例如，碳酸化时间达到20小时以上，处置时间长，且无法实现重金属的固化。
因此，寻找一种重金属稳定固化效果好、成本低、能耗少、处置效率高、可实现飞灰资源化利用的方法是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，包括以下步骤：
(1)对垃圾焚烧飞灰进行洗涤后，干燥处理以除去水分；
(2)将干燥的飞灰加至乙醇溶液中，充分搅拌；然后加入三乙胺，继续搅拌得到悬浊液；
(3)在搅拌条件下向悬浊液中通入二氧化碳，进行碳酸化反应；
(4)充分搅拌反应所得混合物并进行固液分离操作，获得飞灰-碳酸钙凝胶固体；
(5)对飞灰-碳酸钙凝胶固体进行干燥处理，然后转至马弗炉中恒温热处理；自然降温，最终实现飞灰的固化稳定。
本发明中，步骤(1)中所述垃圾焚烧飞灰是指以流化床、炉排炉或回转窑焚烧方式处理垃圾时所排放的飞灰。
本发明中，步骤(1)中所述洗涤是指将飞灰与洗涤剂混合后进行充分搅拌，所用洗涤剂为自来水或饱和澄清石灰水，液固比控制在6:1，单位ml/g；洗涤时使用磁力搅拌，转速200rpm，时间30min；所述干燥是指，在105℃的通风环境下干燥12小时。
本发明中，步骤(2)中所述乙醇和飞灰的液固比为0.02-0.08，单位L/mg；三乙胺和飞灰的液固比为0.002，单位L/mg。
本发明中，步骤(3)中所述二氧化碳是纯净二氧化碳或含二氧化碳的其他气体(如垃圾焚烧烟气、燃煤烟气等)，二氧化碳的通入速率为0.2-0.5L/min，碳酸化反应时间10-60min。
本发明中，步骤(4)中所述固液分离操作是指在静置沉淀后进行过滤操作，或者直接进行离心过滤操作。
本发明中，步骤(5)中所述干燥处理是指在常温下真空干燥4小时，或者在常压及40℃下干燥2小时。
本发明中，步骤(5)中所述恒温热处理时，控制恒定温度为500℃，时间为4小时。
发明原理描述：
本发明中首先需要对垃圾焚烧飞灰进行洗涤，主要是为了去除飞灰中不利于碳酸化反应的无机盐(如氯化钠和氯化钾等)。自来水是最普遍常用的洗涤溶剂，而澄清石灰水还可以最大程度固定住垃圾焚烧飞灰中用于碳酸化反应的钙源。干燥操作能去除洗涤后垃圾焚烧飞灰中游离的水分子，避免影响本发明中的碳酸化反应。本发明提及的充分搅拌均是指使用合适的搅拌方式，如桨叶式搅拌或磁力搅拌，对混合溶液进行搅拌，搅拌时长大于30min。
本发明的碳酸化反应过程具体包括：将飞灰中游离钙离子全部溶解在乙醇中，与二氧化碳反应生成碳酸钙分子；然后通过三乙胺分子中的N与碳酸钙分子中的O形成氢键，起到封端的作用，使得碳酸钙分子不会聚集生成沉淀，生成凝胶状的碳酸钙寡聚体。碳酸钙寡聚体的存在，有利于碳酸钙充分吸附包裹垃圾焚烧飞灰；通过固液分离操作附着在飞灰表面，从而形成飞灰-碳酸钙凝胶固体。
本发明中提供了两种固液分离操作，均能够获得获取飞灰-碳酸钙凝胶固体。其中静置沉淀-过滤所需成本较低，但处置时间长，获取固体含湿量较高；而离心-过滤操作增加了离心设备，成本增加，但处置时间短，获取固体含湿量较低。具体实施时，可以根据实际情况进行选择。
由于三乙胺和乙醇具有较强的挥发性以及较低的沸点，恒温热处理前的干燥处理能去除飞灰-碳酸钙凝胶固体中大量三乙胺和乙醇，使得碳酸钙存在形式从凝胶状变为无定形碳酸钙；高温恒温热处理可使无定形碳酸钙转变为方解石，并通过结晶交联的方式将垃圾焚烧飞灰颗粒紧密的联结固化住，实现飞灰的固化稳定。
与现有技术的碳酸化反应相比，本发明具有以下创新之处：(1)本发明对飞灰进行碳酸化处理，仅需在常温常压下进行，与现有飞灰碳酸化技术或飞灰高温处置等技术相比降低了能耗；(2)本发明对飞灰碳酸化处理后，所生成的碳酸钙为连续致密结构，对飞灰中重金属固化效果明显，而现有飞灰碳酸化技术所生成的碳酸钙为粉末状，对飞灰的吸附包裹效果不明显，从而降低了对重金属的固化效果；(3)本发明与水泥固化飞灰技术相比，制备所得的固体产物与原始飞灰相比几乎不增容，有利于储存、运输和再利用。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明可以直接利用垃圾焚烧飞灰的钙源来稳定固化自身的重金属；
(2)本发明所生成的碳酸钙为方解石对飞灰吸附包裹作用明显，有效提高重金属的固化效率；
(3)本发明所获得的飞灰固化体具有一定强度且基本不增容，有利于填埋或利用；
(4)本发明处理成本较低，且能够对二氧化碳进行有效固定，能够真正实现“以废治废”。
附图说明
图1为原始城市垃圾焚烧飞灰XRD图谱；
图2为原始城市垃圾焚烧飞灰SEM图；
图3为城市垃圾焚烧飞灰碳酸化后XRD图；
图4为城市垃圾焚烧飞灰碳酸化后SEM图谱；
图5为碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰流程图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
实施例1
本实施例中，垃圾焚烧飞灰选用了取自浙江宁波某垃圾焚烧厂的炉排型焚烧炉的垃圾焚烧飞灰，其在HJ/T557-2010标准下的浸出浓度如表2所示：
表2原始垃圾焚烧飞灰重金属浸出浓度(mg/L)
图1和图2分别为原始垃圾焚烧飞灰的XRD图谱和SEM图，图中显示原始垃圾焚烧飞灰主要晶体成分为氢氧化钙、氯化钠、氯化钾、硫酸钙、碳酸钙、碱式氯化钙等，原始垃圾焚烧飞灰结构松散，无规则。
(1)对原始垃圾焚烧飞灰在常温下进行洗涤预处理，选用自来水、洗涤液固比控制在6:1(ml/g)，洗涤方式为磁力搅拌，转速200rpm，时间30min；
(2)将洗涤后飞灰在105℃通风环境下干燥12小时，去除飞灰中游离的水分子，避免影响后续的碳酸化反应。
(3)将干燥后的飞灰加入到乙醇溶液中，乙醇和飞灰的液固比为0.02L/mg，并进行充分搅拌，使飞灰中游离钙离子尽可能多的溶于乙醇。然后在乙醇和飞灰的悬浊液中加入三乙胺，三乙胺和飞灰的液固比为0.002L/mg，继续充分搅拌。
(4)向飞灰悬浊液中通入纯净二氧化碳进行碳酸化反应，二氧化碳通入速率为0.2L/min，反应时间60min。本实施例选用纯二氧化碳，反应过程中使用磁力搅拌持续充分搅拌，以促进碳酸化反应进行。
(5)将反应后的混合物先充分搅拌，再进行固液分离操作；本实施例中选用离心-过滤操作进行固液分离，获取飞灰-碳酸钙凝胶固体；
(6)将飞灰-碳酸钙凝胶固体在常温下真空干燥4小时，随后转至500℃的马弗炉中恒温热处理4小时；然后自然降温，最终实现飞灰的无害化固化稳定。
图3和图4分别为飞灰经碳酸化反应处理后的XRD图和SEM图谱，对比图1和图2原始飞灰的SEM图和XRD图谱可以看到，碳酸化后的飞灰固化体表面附着的晶体主要成分变为碳酸钙，而结构也更为紧密，且明显能够观察到有碳酸钙和飞灰颗粒的交联现象出现。
表3经过处理后的垃圾焚烧飞灰重金属浸出浓度(mg/L)
——表示低于检测线，未检测出
比对表2、3中的重金属浸出浓度变化，可以看出，经过本发明处理后的飞灰重金属Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的浸出浓度均有明显下降。与现有技术相比，本发明的处理方法能够有效固化飞灰中的重金属。
实施例2
本实施例中，垃圾焚烧飞灰选用实施例1中的原始焚烧飞灰。
本实施例的操作过程与实施例1保持一致，对各步骤中的部分参数进行如下调整：
(1)选用澄清石灰水作为洗涤液，液固比控制在6:1(ml/g)；磁力搅拌的转速200rpm，时间20min；
(2)在105℃通风环境下干燥12小时；
(3)乙醇和飞灰的液固比为0.04L/mg，三乙胺和飞灰的液固比为0.002L/mg；
(4)通入含有二氧化碳和氮气的混合气体(垃圾焚烧烟气)，保证混合气体的通入速率为0.3L/min，碳酸化反应时间10min；
(5)选用离心-过滤操作进行固液分离；
(6)在常压、40℃下干燥4小时，在500℃的恒温热处理4小时。
表4经过处理后的垃圾焚烧飞灰重金属浸出浓度(mg/L)
——表示低于检测线，未检测出
比对表2、4中的重金属浸出浓度变化，可以看出，经过处理后的飞灰重金属Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的浸出浓度均有明显下降，能够实现飞灰中重金属的有效固化。
实施例3
本实施例中，垃圾焚烧飞灰选用实施例1中的原始焚烧飞灰。
本实施例的操作过程与实施例1保持一致，对各步骤中的部分参数进行如下调整：
(1)选用澄清石灰水作为洗涤液，液固比控制在6:1(ml/g)；磁力搅拌的转速200rpm，时间20min；
(2)在105℃通风环境下干燥12小时；
(3)乙醇和飞灰的液固比为0.08L/mg，三乙胺和飞灰的液固比为0.002L/mg；
(4)通入含有二氧化碳气体的混合气体(燃煤烟气)，保证二氧化碳的通入速率为0.5L/min，碳酸化反应时间30min；
(5)选用离心-过滤操作进行固液分离；
(6)在常压、40℃下干燥4小时，在500℃的恒温热处理4小时。
表5经过处理后的垃圾焚烧飞灰重金属浸出浓度(mg/L)
——表示低于检测线，未检测出
比对表2、5中的重金属浸出浓度变化，可以看出，经过处理后的飞灰重金属Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的浸出浓度均有明显下降，能够实现飞灰中重金属的有效固化。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行后续的各种应用、补充、改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。如果基于本发明的各种应用、补充、改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些应用、补充、改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对垃圾焚烧飞灰进行洗涤后，干燥处理以除去水分；
(2)将干燥的飞灰加至乙醇溶液中，充分搅拌；然后加入三乙胺，继续搅拌得到悬浊液；
(3)在搅拌条件下向悬浊液中通入二氧化碳，进行碳酸化反应；
(4)充分搅拌反应所得混合物并进行固液分离操作，获得飞灰-碳酸钙凝胶固体；
(5)对飞灰-碳酸钙凝胶固体进行干燥处理，然后转至马弗炉中恒温热处理；自然降温，最终实现飞灰的固化稳定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述垃圾焚烧飞灰是指以流化床、炉排炉或回转窑焚烧方式处理垃圾时所排放的飞灰。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述洗涤是指将飞灰与洗涤剂混合后进行充分搅拌，所用洗涤剂为自来水或饱和澄清石灰水，液固比控制在6:1，单位ml/g；洗涤时使用磁力搅拌，转速200rpm，时间30min；所述干燥是指，在105℃的通风环境下干燥12小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述乙醇和飞灰的液固比为0.02-0.08，单位L/mg；三乙胺和飞灰的液固比为0.002，单位L/mg。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述二氧化碳是纯净二氧化碳或含二氧化碳的其他气体，二氧化碳的通入速率为0.2-0.5L/min，碳酸化反应时间10-60min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述固液分离操作是指在静置沉淀后进行过滤操作，或者直接进行离心过滤操作。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述干燥处理是指在常温下真空干燥4小时，或者在常压及40℃下干燥2小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述恒温热处理时，控制恒定温度为500℃，时间为4小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110610234.8A CN113369285B (zh) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | 一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110610234.8A CN113369285B (zh) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | 一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113369285A true CN113369285A (zh) | 2021-09-10 |
| CN113369285B CN113369285B (zh) | 2023-01-06 |
Family
ID=77575264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110610234.8A Active CN113369285B (zh) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | 一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113369285B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114210716A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-22 | 浙江大学 | 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 |
| CN115106372A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-27 | 三河发电有限责任公司 | 用于固化脱硫石膏中重金属的固化设备、方法和脱硫设备 |
| CN115282922A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-04 | 合肥工业大学 | 一种垃圾焚烧飞灰改性处理方法及其在二氧化碳高温吸附中的应用 |
| CN115594429A (zh) * | 2022-09-25 | 2023-01-13 | 浙江大学（Cn） | 基于氨基碳酸化改性联合水泥固化飞灰建材化利用的方法 |
| CN115921502A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-04-07 | 浙江大学 | 一种基于飞灰钙基储热的二噁英与重金属高效处置方法 |
| CN116395729A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-07-07 | 浙江大学 | 一种基于球霰石溶解再结晶的飞灰建材化利用的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1872407A (zh) * | 2005-06-01 | 2006-12-06 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种有效消除飞灰高毒性的方法 |
| KR101111634B1 (ko) * | 2011-09-14 | 2012-03-13 | 합자회사 동서콘크리트 | 녹차를 이용한 저알칼리 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 블록 |
| CN109647849A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-19 | 上海金山环境再生能源有限公司 | 垃圾焚烧废气和飞灰的协同处理系统 |
| CN110252776A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-20 | 中南大学 | 一种低温熔融无害化处理垃圾焚烧飞灰和底灰的方法 |
| CN111957711A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-20 | 浙江大学 | 基于无机寡聚体聚合反应的垃圾焚烧飞灰高效固化的方法 |
-
2021
- 2021-06-01 CN CN202110610234.8A patent/CN113369285B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1872407A (zh) * | 2005-06-01 | 2006-12-06 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种有效消除飞灰高毒性的方法 |
| KR101111634B1 (ko) * | 2011-09-14 | 2012-03-13 | 합자회사 동서콘크리트 | 녹차를 이용한 저알칼리 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 블록 |
| CN109647849A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-19 | 上海金山环境再生能源有限公司 | 垃圾焚烧废气和飞灰的协同处理系统 |
| CN110252776A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-20 | 中南大学 | 一种低温熔融无害化处理垃圾焚烧飞灰和底灰的方法 |
| CN111957711A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-20 | 浙江大学 | 基于无机寡聚体聚合反应的垃圾焚烧飞灰高效固化的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| XIONGFEI CHEN,YAFAN BI,HONGBO ZHANG,JIA WANG: "Chlorides removal and control through water-washing process on MSWI fly ash", 《PROCEDIA ENVIRONMENTAL SCIENCES》 * |
| 马云峰，白力，李晓东，林晓青，严建华: "典型生活垃圾炉排焚烧锅炉沿程受热面飞灰理化特性分析", 《环境卫生工程》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114210716A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-22 | 浙江大学 | 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 |
| CN114210716B (zh) * | 2021-11-11 | 2022-12-13 | 浙江大学 | 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 |
| CN115106372A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-27 | 三河发电有限责任公司 | 用于固化脱硫石膏中重金属的固化设备、方法和脱硫设备 |
| CN115106372B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-12-22 | 三河发电有限责任公司 | 用于固化脱硫石膏中重金属的固化设备、方法和脱硫设备 |
| CN115282922A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-04 | 合肥工业大学 | 一种垃圾焚烧飞灰改性处理方法及其在二氧化碳高温吸附中的应用 |
| CN115282922B (zh) * | 2022-08-01 | 2024-01-09 | 合肥工业大学 | 一种垃圾焚烧飞灰改性处理方法及其在二氧化碳高温吸附中的应用 |
| CN115594429A (zh) * | 2022-09-25 | 2023-01-13 | 浙江大学（Cn） | 基于氨基碳酸化改性联合水泥固化飞灰建材化利用的方法 |
| CN115594429B (zh) * | 2022-09-25 | 2023-06-09 | 浙江大学 | 基于氨基碳酸化改性联合水泥固化飞灰建材化利用的方法 |
| CN116395729A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-07-07 | 浙江大学 | 一种基于球霰石溶解再结晶的飞灰建材化利用的方法 |
| CN116395729B (zh) * | 2022-12-22 | 2023-11-03 | 浙江大学 | 一种基于球霰石溶解再结晶的飞灰建材化利用的方法 |
| CN115921502A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-04-07 | 浙江大学 | 一种基于飞灰钙基储热的二噁英与重金属高效处置方法 |
| CN115921502B (zh) * | 2023-02-01 | 2023-08-04 | 浙江大学 | 一种基于飞灰钙基储热的二噁英与重金属高效处置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113369285B (zh) | 2023-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113369285B (zh) | 一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 | |
| CN114210716B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 | |
| US4377483A (en) | Method of removing dissolved heavy metals from aqueous waste liquids | |
| Gu et al. | Influence of pretreatments on accelerated dry carbonation of MSWI fly ash under medium temperatures | |
| CN106424077B (zh) | 一种利用污泥处理飞灰的方法 | |
| CN112607758B (zh) | 一种高镁铝灰渣与粉煤灰协同处理制备铝酸钙的方法 | |
| CN1785537A (zh) | 一种铝电解槽废阴极炭块无害化的处理方法 | |
| CN1895803A (zh) | 一种处理铝电解槽废槽衬的方法 | |
| CN109647850B (zh) | 协同处理垃圾焚烧飞灰和垃圾渗沥液的处理系统 | |
| CN1669632A (zh) | 活性粉煤灰磷吸附剂的制备方法 | |
| CN112209528B (zh) | 一种脱硫废水与飞灰协同处理的方法 | |
| CN112934912A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰的预处理方法 | |
| CN102627308B (zh) | 高钙焚烧飞灰生产微米级轻质球形碳酸钙的方法 | |
| CN112605097A (zh) | 一种焚烧飞灰或烧结灰的预处理方法及无害化处理工艺 | |
| CN1895802A (zh) | 一种铝电解槽废耐火材料的处理方法 | |
| CN115594429A (zh) | 基于氨基碳酸化改性联合水泥固化飞灰建材化利用的方法 | |
| CN113769564B (zh) | 一种半干法脱硫灰固化工业烟气二氧化碳及其资源化方法 | |
| CN114289478B (zh) | 一种含有机物的废盐资源化处理方法 | |
| CN115921502A (zh) | 一种基于飞灰钙基储热的二噁英与重金属高效处置方法 | |
| CN215657015U (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的系统 | |
| CN115282922A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰改性处理方法及其在二氧化碳高温吸附中的应用 | |
| CN112551633B (zh) | 一种对焚烧飞灰进行资源化处理吸附废水中重金属的方法 | |
| JP2015131750A (ja) | 高反応性消石灰およびその製造方法、並びに排ガス処理剤 | |
| CN114804681A (zh) | 一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法 | |
| CN111453960B (zh) | 一种钢铁厂水处理污泥调理剂及其使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |