CN114210716B - 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 - Google Patents
一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114210716B CN114210716B CN202111333820.9A CN202111333820A CN114210716B CN 114210716 B CN114210716 B CN 114210716B CN 202111333820 A CN202111333820 A CN 202111333820A CN 114210716 B CN114210716 B CN 114210716B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fly ash
- carbon
- bin
- waste incineration
- 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.)
- Active
Links
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 20
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 19
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 3
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 claims 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract description 2
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 12
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 12
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 6
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 5
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 4
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 4
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 3
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 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
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000005323 carbonate salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及废气处理技术，旨在提供一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法。包括：对飞灰进行三级逆流水洗，压滤处理后进行干燥；将研磨后的飞灰加入带搅拌设备的固碳仓，然后加入水；在搅拌条件下通入垃圾焚烧电厂排放的烟气；根据排放气体中二氧化碳浓度变化判断碳酸化反应情况；将飞灰混合物在常温脱水干燥，得到固碳产物。本发明能在实现飞灰中重金属固化的同时，降解飞灰中的二噁英，并且实现二氧化碳的矿化捕集，在实现“以废治废”的同时，得到具备资源化利用条件的飞灰；无需添加任何添加剂，处置成本低廉；在常温常压下进行，工艺流程简单，过程无有害物质生成，低碳环保；可直接安装于垃圾焚烧电厂内，实现半自动化生产。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术，特别涉及城市生活垃圾焚烧飞灰的无害化处置及二氧化碳捕集技术，通过飞灰高效固化重金属以及协同高效捕集封存二氧化碳。
背景技术
随着人们生活水平日益提高，垃圾产生量也不断增加，其中焚烧处置占生活垃圾清运量的一半以上。然而，生活垃圾焚烧会产生大量飞灰，由于飞灰中含有大量重金属、氯盐以及二噁英，被各国相关法规明确认定为危险废物，并且需要对其进行无害化处置才能够进入危险废物填埋厂。
目前比较成熟的处置方法主要是水泥、螯合剂固化填埋，但是该方法增容增量明显，处置成本高，且处置后飞灰不具备资源化利用的条件。还有一种处置方法是水泥窑协同处置，由于飞灰中含有大量氯盐，容易破坏材料结构，降低混凝土强度，且容易导致水泥窑内腐蚀造成危险。
随着“碳中和”目标的提出，垃圾焚烧电厂作为主要的二氧化碳排放源受到广泛关注。考虑到飞灰是碱性废物的一种，在较早时期有科研人员提出用碱性废物来捕集二氧化碳。中国专利申请“一种焚烧飞灰资源化利用的安全预处理方法”(CN102825059B)中记载了利用碳酸化反应来处理飞灰。但是该方法碳酸化效率低、重金属固化效果差，并且无法实现飞灰中二噁英的降解，二噁英无法降解掉，始终会影响处置后飞灰的资源化利用。
因此，寻找一种高效固化/稳定化重金属、高效捕集封存二氧化碳，且成本低、能耗少、低碳环保的飞灰处置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，克服现有技术的不足，提供一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法。
为了解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法，包括以下步骤：
(1)对飞灰进行三级逆流水洗，水洗时间不少于1小时，控制液固比为3:1～5:1，单位L/kg；将水洗后的飞灰进行压滤处理后，在90～105℃条件下进行干燥；
(2)将干燥后的飞灰研磨至平均粒径小于5um，研磨时间为8～10小时；
(3)将研磨后的飞灰加入带搅拌设备的固碳仓，然后加入水，控制液固比为1:1～5:1，单位L/kg；启动搅拌设备，并向固碳仓的混合物中通入垃圾焚烧电厂排放的烟气；碳酸化反应开始后，实时监测固碳仓的排放气体中二氧化碳浓度，当浓度升高至进料烟气所含二氧化碳浓度时，表明固碳仓中飞灰的二氧化碳捕集能力显著下降，结束固碳反应；
(4)将固碳仓中的飞灰混合物倒入风干箱内，在常温脱水干燥后，得到固碳产物。
作为优选的方案，所述步骤(1)中，控制过滤压强为1～2.5MPa，过滤时间为1～2个小时。
作为优选的方案，所述步骤(1)中，以太阳能或者垃圾焚烧电厂余热作为干燥时所用热源，控制干燥时间不少于24个小时。
作为优选的方案，所述步骤(2)中，以机械球磨法进行研磨，球磨机中的钢球与干燥后的飞灰质量比为4～20:1。
作为优选的方案，所述步骤(3)中，搅拌设备的搅拌速率设置为100～500rpm。
作为优选的方案，所述步骤(3)中，在导入固碳仓的烟气中，二氧化碳的体积分数为8～15％。
作为优选的方案，所述步骤(4)中，常温脱水时控制风干时间为不少于48小时。
本发明还提供用于前述方法的垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的系统，该系统设于垃圾焚烧电厂中，具体包括：飞灰储存仓、水洗-压滤装置、干燥箱、超细研磨机、固碳仓、风干箱和二氧化碳分析仪；其中，
飞灰储存仓、水洗-压滤装置、干燥箱、超细研磨机、固碳仓通过输送管路或传送带依次连接；垃圾焚烧电厂中的旋风分离器通过管路接至飞灰储存仓，垃圾焚烧电厂的烟道通过管路接至固碳仓内部；
固碳仓的上部设气体出口，下部设飞灰混合物排放口，其内部设桨叶搅拌设备；气体出口通过管路接至垃圾焚烧电厂的烟囱，气体出口处设置二氧化碳分析仪，飞灰混合物排放口通过管路接至风干箱。
作为优选的方案，所述水洗-压滤装置由三级逆流水洗设备和压滤机组成，压滤机选用板框压滤机；所述超细研磨机选用滚筒式球磨机或行星式球磨机。
作为优选的方案，所述风干箱分为上下两层，由孔隙小于1mm的滤网分隔，风干箱的底部设储水槽。
发明原理描述：
(1)在水洗压滤过程中：飞灰中含有40％～50％的可溶性氯盐，主要成分是氯化钠和氯化钾，通过三级逆流水洗工艺可以有效洗脱大部分可溶性氯盐，并且能够保留飞灰中大部分溶解度低的氢氧化钙，显著提高了飞灰中氢氧化钙或氧化钙的含量。
(2)在超细研磨过程中：一方面，飞灰减小了的颗粒尺寸、晶粒尺寸、结晶度，增加了表面积和表面缺陷，并且飞灰中的金属氧化物(主要是氧化钙)经过超细研磨后，比表面积增大，提高氧化钙反应活性，从而降低了碳酸化反应的活化能；另一方面，氧化钙被激活，晶体内部产生反应位点，氧化钙中的氧离子被氯离子代替，生成可溶性钙盐，进一步提高了飞灰捕集二氧化碳的能力。
(3)在飞灰固碳过程中：飞灰中的部分重金属化合物与二氧化碳反应生成碳酸盐沉淀，使重金属形态更加稳定；氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，碳酸钙能够吸附重金属碳酸盐沉淀以及游离重金属，进一步固化重金属。
基于上述操作，不仅能实现飞灰重金属固化，同时能够提高飞灰捕集二氧化碳能力，实现二氧化碳永久封存。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明能在实现飞灰中重金属固化的同时，降解飞灰中的二噁英，并且实现二氧化碳的矿化捕集，在实现“以废治废”的同时，得到具备资源化利用条件的飞灰；
(2)该方法无需添加任何添加剂，处置成本低廉；
(3)该套工艺均在常温常压下进行，工艺流程简单，过程无有害物质生成，低碳环保；
(4)该系统中多数设备之间可采用管道或传输带进出料，实现半自动化生产。
(5)该系统可直接安装于垃圾焚烧电厂内，所用飞灰和协同处理的二氧化碳均来自垃圾焚烧电厂，减少了处置过程中的原料运输成本；所用电力也可直接使用焚烧炉的发电，最大程度实现焚烧厂的低碳排放。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明中的垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法，包括以下步骤：
(1)对飞灰进行三级逆流水洗，水洗时间不少于1小时，控制液固比为3:1～5:1，单位L/kg；将水洗后的飞灰进行压滤处理后，在90～105℃条件下进行干燥；压滤时控制过滤压强为1～2.5MPa，过滤时间为1～2个小时；干燥时可选太阳能或者垃圾焚烧电厂余热作为干燥时所用热源，干燥时间不少于24个小时。
(2)以机械球磨法将干燥后的飞灰研磨至平均粒径小于5um，球磨机中的钢球与干燥后的飞灰质量比为4～20:1，研磨时间为8～10小时；
(3)将研磨后的飞灰加入带桨叶搅拌设备的固碳仓，然后加入水，控制液固比为1:1～5:1，单位L/kg；启动搅拌设备，搅拌速率设置为100～500rpm。向固碳仓的混合物中通入垃圾焚烧电厂排放的烟气，烟气中二氧化碳的体积分数为8～15％。开始碳酸化反应后，实时监测固碳仓的排放气体中二氧化碳浓度，当浓度升高至进料烟气所含二氧化碳浓度时(或浓度提升很快时)，表明固碳仓中飞灰的二氧化碳捕集能力显著下降；结束固碳反应，需要更换新研磨好的飞灰再次进行固碳反应。
(4)将固碳仓中已处理过的飞灰混合物倒入风干箱内，在常温脱水干燥，控制风干时间为不少于48小时。得到干燥的固碳产物，该固碳产物可进一步用作施工工程混凝土的骨料或进行其他资源化处置。
为实现上述方法，本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的系统，该系统设于垃圾焚烧电厂中，具体包括：飞灰储存仓、水洗-压滤装置、干燥箱、超细研磨机、固碳仓、风干箱和二氧化碳分析仪；其中，飞灰储存仓、水洗-压滤装置、干燥箱、超细研磨机、固碳仓通过输送管路或传送带依次连接；垃圾焚烧电厂中的旋风分离器通过管路接至飞灰储存仓，垃圾焚烧电厂的烟道通过管路接至固碳仓内部；固碳仓的上部设气体出口，下部设飞灰混合物排放口，其内部设桨叶搅拌设备；气体出口通过管路接至垃圾焚烧电厂的烟囱，气体出口处设置二氧化碳分析仪，飞灰混合物排放口通过管路接至风干箱。
所用设备的具体描述：
飞灰储存仓用于临时存储垃圾焚烧电厂产生的飞灰，飞灰储存仓底部的出口连接着水洗-压滤装置的进口。水洗-压滤装置由三级逆流水洗设备和压滤机组成，三级逆流水洗系统的出口连接这压滤机的进口；三级逆流水洗系统为目前工业上常用的飞灰水洗工艺，水洗-压滤装置中的压滤机选用板框压滤机，压滤面积10～300m2，滤布孔径小于1um。超细研磨机可选用滚筒式球磨机或行星式球磨机，可连续工作时长超过10小时；固碳仓的桨叶搅拌设备转速范围0～500rpm；
风干箱分为上下两层，由孔隙小于1mm的滤网分隔。碳酸化后飞灰被倒入上层，经过常温晾干，液体由于重力逐渐滴入下层收集，风干箱的底部设储水槽，用于将收集到的液体回收处理。
作为一个具体实施例子，其实现过程描述如下：
(1)垃圾储存仓内收集了来自生活垃圾焚烧电厂中布袋除尘器的飞灰，取50kg飞灰加入到水洗-压滤装置中，首先设置三级逆流水洗的液固比为3:1(L/kg)，对加入的飞灰进行水洗处理，水洗时间设置为1小时，接着将水洗后的飞灰进行压滤脱水处理，后将滤饼放入干燥箱中，设置干燥温度105℃，干燥24小时，使其含水量低于1％；
(2)取干燥后的飞灰约25～30kg左右，选用行星式球磨机进行超细研磨，球磨机中的钢球与干燥后的飞灰质量比为20:1，设置研磨时间为10小时；
(3)将研磨后的飞灰加入到固碳仓内，向固碳仓内加入60L自来水，控制液固比为3:1(L/kg)，将电厂烟气(二氧化碳含量在8～15％)接入固碳仓，启动固碳仓内的桨叶搅拌装置，搅拌速率设置为400rpm，待固碳仓出口处二氧化碳浓度显著升高，超过8％时，说明飞灰已经充分碳酸化，二氧化碳捕集能力显著下降，需要更换新的研磨后的飞灰；
(4)将碳酸化后的飞灰倒入风干箱内，开启风干箱的通风设备，在常温下脱水风干48小时，得到碳酸钙含量较高、具备资源化利用条件的飞灰。
分析测试结果：
分别取2g处理后的飞灰样品和原始飞灰，用《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557-2010)来评判处理后飞灰的重金属固化效率，根据测试结果计算得到Zn、Pb、Cu、Ni等重金属的固化效率均大于90％；分别取6ug处理后的飞灰样品和原始飞灰进行热重分析，获得碳酸钙含量，根据测试结果计算得到碳酸化效率大于20％。
因此，本发明提供的一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法对生活垃圾焚烧飞灰具有非常高效的无害化处置效果，并且具有高效的二氧化碳捕集封存能力，是一种非常具有商业应用前景，成本低，低碳环保的垃圾焚烧飞灰处置技术。该技术不仅能实现飞灰重金属固化，同时能够提高飞灰捕集二氧化碳能力，实现二氧化碳永久封存，而且具有操作简单、成本低廉、过程环保等特点。
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 (7)
1.一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法，其特征在于，该方法是基于下述飞灰重金属高效固化及协同固碳的系统而实现的：
该系统设于垃圾焚烧电厂中，具体包括：飞灰储存仓、水洗-压滤装置、干燥箱、超细研磨机、固碳仓、风干箱和二氧化碳分析仪；其中，飞灰储存仓、水洗-压滤装置、干燥箱、超细研磨机、固碳仓通过输送管路或传送带依次连接；垃圾焚烧电厂中的旋风分离器通过管路接至飞灰储存仓，垃圾焚烧电厂的烟道通过管路接至固碳仓内部；固碳仓的上部设气体出口，下部设飞灰混合物排放口，其内部设桨叶搅拌设备；气体出口通过管路接至垃圾焚烧电厂的烟囱，气体出口处设置二氧化碳分析仪，飞灰混合物排放口通过管路接至风干箱；所述水洗-压滤装置由三级逆流水洗设备和压滤机组成，压滤机选用板框压滤机；所述超细研磨机选用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
所述垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法包括以下步骤：
（1）对飞灰进行三级逆流水洗，水洗时间不少于1小时，控制液固比为3:1~5:1，单位L/kg；将水洗后的飞灰进行压滤处理后，在90~105℃条件下进行干燥；控制过滤压强为1~2.5MPa，过滤时间为1~2个小时；
（2）以机械球磨法将干燥后的飞灰研磨至平均粒径小于5 μm，研磨时间为8~10小时；
（3）将研磨后的飞灰加入带搅拌设备的固碳仓，然后加入水，控制液固比为1:1~5:1，单位L/kg；启动搅拌设备，并向固碳仓的混合物中通入垃圾焚烧电厂排放的烟气；碳酸化反应开始后，实时监测固碳仓的排放气体中二氧化碳浓度，当浓度升高至进料烟气所含二氧化碳浓度时，表明固碳仓中飞灰的二氧化碳捕集能力显著下降，结束固碳反应；
（4）将固碳仓中的飞灰混合物倒入风干箱内，在常温脱水干燥后，得到固碳产物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，以太阳能或者垃圾焚烧电厂余热作为干燥时所用热源，控制干燥时间不少于24个小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，球磨机中的钢球与干燥后的飞灰质量比为4~20:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，搅拌设备的搅拌速率设置为100~500 rpm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，在导入固碳仓的烟气中，二氧化碳的体积分数为8~15%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，常温脱水时控制风干时间为不少于48小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风干箱分为上下两层，由孔隙小于1mm的滤网分隔，风干箱的底部设储水槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111333820.9A CN114210716B (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111333820.9A CN114210716B (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114210716A CN114210716A (zh) | 2022-03-22 |
| CN114210716B true CN114210716B (zh) | 2022-12-13 |
Family
ID=80696930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111333820.9A Active CN114210716B (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种垃圾焚烧飞灰重金属高效固化及协同固碳的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114210716B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114888056B (zh) * | 2022-04-12 | 2023-10-24 | 中南大学 | 一种垃圾焚烧飞灰同步固化二氧化碳和深度脱氯的方法 |
| 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 |
| CN114949721B (zh) * | 2022-05-11 | 2023-05-30 | 三河发电有限责任公司 | 燃煤电厂飞灰中重金属固化装置及锅炉系统 |
| CN115212713B (zh) * | 2022-05-30 | 2024-03-26 | 湖北工业大学 | 一种水泥厂湿磨窑灰固碳减排的方法 |
| CN114904898B (zh) * | 2022-06-02 | 2023-07-04 | 天津中材工程研究中心有限公司 | 一种飞灰中二噁英自富集系统及方法 |
| CN114951240B (zh) * | 2022-06-13 | 2023-03-24 | 浙江大学 | 一种飞灰中重金属及二噁英的低温处理系统和方法 |
| CN115093143B (zh) * | 2022-06-24 | 2023-07-07 | 上海康恒环境股份有限公司 | 一种飞灰和渗滤液协同处理捕集烟气中二氧化碳并资源化的方法和资源化产品 |
| CN115532785A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-30 | 浙江大学 | 一种飞灰二噁英热分解协同矿化的处置系统和方法 |
| CN115475821A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-16 | 重庆三峰环境集团股份有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰重金属固化协同烟气净化的方法 |
| 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 |
| 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 |
| CN116474504B (zh) * | 2023-05-26 | 2024-02-13 | 重庆三峰环境集团股份有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰减量和资源化的烟气处理方法及系统 |
| CN116903311A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-10-20 | 同济大学 | 一种改性垃圾焚烧飞灰耦合矿化资源化利用的方法及应用 |
| CN116984343B (zh) * | 2023-09-25 | 2024-01-26 | 北京中科润宇环保科技股份有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰资源化利用系统及工艺 |
| CN118023270B (zh) * | 2024-01-26 | 2024-09-06 | 浙江大学台州研究院 | 一种强化飞灰重金属矿化及协同固碳的方法及其应用 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1963304A (zh) * | 2006-12-01 | 2007-05-16 | 清华大学 | 用加速碳酸化技术稳定化处理垃圾焚烧飞灰的方法 |
| CN104891961A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-09 | 内江博达科技有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰再利用生产薄型陶瓷砖的方法 |
| TW201602055A (zh) * | 2014-07-01 | 2016-01-16 | 國立聯合大學 | 利於垃圾焚化飛灰再利用之系列處理方法 |
| CN205939540U (zh) * | 2016-06-28 | 2017-02-08 | 深圳中物兴华科技发展有限公司 | 一种智能二氧化碳吸收控制系统 |
| KR101821647B1 (ko) * | 2017-08-30 | 2018-03-09 | 한국지질자원연구원 | 그린시멘트 조성물 및 이의 제조방법 |
| CN108640543A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-10-12 | 西安交通大学 | 一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统及方法 |
| 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 |
| CN111085101A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-01 | 华北电力大学 | 一种二氧化碳矿化封存及固化飞灰中重金属的系统及方法 |
| CN113369285A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-10 | 浙江大学 | 一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109404931A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-01 | 宁波平海机械设备有限公司 | 焚化飞灰之处理程序 |
| CN111069226A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-04-28 | 浙江大学台州研究院 | 一种新型的s-n-p抑制剂耦合机械化学法降解垃圾焚烧飞灰的工艺 |
| CN111732353B (zh) * | 2020-07-17 | 2022-04-12 | 长沙紫宸科技开发有限公司 | 一种水泥窑协同处理砂粒化垃圾焚烧飞灰的方法 |
-
2021
- 2021-11-11 CN CN202111333820.9A patent/CN114210716B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1963304A (zh) * | 2006-12-01 | 2007-05-16 | 清华大学 | 用加速碳酸化技术稳定化处理垃圾焚烧飞灰的方法 |
| TW201602055A (zh) * | 2014-07-01 | 2016-01-16 | 國立聯合大學 | 利於垃圾焚化飛灰再利用之系列處理方法 |
| CN104891961A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-09 | 内江博达科技有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰再利用生产薄型陶瓷砖的方法 |
| CN205939540U (zh) * | 2016-06-28 | 2017-02-08 | 深圳中物兴华科技发展有限公司 | 一种智能二氧化碳吸收控制系统 |
| KR101821647B1 (ko) * | 2017-08-30 | 2018-03-09 | 한국지질자원연구원 | 그린시멘트 조성물 및 이의 제조방법 |
| CN108640543A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-10-12 | 西安交通大学 | 一种耦合垃圾焚烧的垃圾焚烧飞灰资源化处理系统及方法 |
| 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 |
| CN111085101A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-01 | 华北电力大学 | 一种二氧化碳矿化封存及固化飞灰中重金属的系统及方法 |
| CN113369285A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-10 | 浙江大学 | 一种碳酸化法稳定固化垃圾焚烧飞灰中重金属的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114210716A (zh) | 2022-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| 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 | |
| CN105013798B (zh) | 机械化学结合水洗的飞灰高效低成本无害处置方法和系统 | |
| CN103128097B (zh) | 一种城市生活垃圾焚烧飞灰的处理方法 | |
| CN109396163B (zh) | 一种提高氯离子溶出率的垃圾飞灰处理工艺 | |
| CN106424077B (zh) | 一种利用污泥处理飞灰的方法 | |
| CN103128005B (zh) | 一种城市生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用方法 | |
| CN101255991A (zh) | 一种垃圾飞灰无害化处理的系统及方法 | |
| CN106861415B (zh) | 烟气净化系统及方法 | |
| CN113750774B (zh) | 利用水泥窑旁路放风收尘灰矿化吸收二氧化碳的方法和系统 | |
| CN101628792B (zh) | 利用立窑水泥生产线处理城市生活垃圾的方法 | |
| CN109956690A (zh) | 一种用于水泥工业的生活垃圾焚烧飞灰处理方法 | |
| CN214937074U (zh) | 一种垃圾焚烧残渣资源化系统 | |
| WO2021128472A1 (zh) | 一种电解铝烟气半干法脱硫脱氟系统及方法 | |
| CN113941580A (zh) | 多级逆向制浆的飞灰水洗工艺 | |
| CN114804669B (zh) | 一种电解锰渣的无害化处置方法 | |
| CN215842470U (zh) | 利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产系统 | |
| CN204769843U (zh) | 机械化学结合水洗的飞灰高效低成本无害化处置的系统 | |
| CN117003534B (zh) | 用于蒸压加气混凝土制品的碳封存方法与装置 | |
| CN115921502B (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 | |
| CN216728758U (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰水洗球磨处理系统 | |
| CN216260020U (zh) | 一种钢铁烧结烟气中二氧化碳捕集的系统 | |
| CN203833829U (zh) | 一种水泥熟料生产线协同处置贝壳类废弃物的处理系统 | |
| CN113213798A (zh) | 一种垃圾焚烧残渣资源化系统、飞灰底渣制砖及其方法 | |
| CN113941247A (zh) | 一种钢铁烧结烟气中二氧化碳捕集的系统及方法 | |
| CN113955791A (zh) | 生活垃圾焚烧飞灰的综合利用方法 |
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 |