CN115365281A - 一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒资源化处理方法 - Google Patents
一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒资源化处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115365281A CN115365281A CN202210780738.9A CN202210780738A CN115365281A CN 115365281 A CN115365281 A CN 115365281A CN 202210780738 A CN202210780738 A CN 202210780738A CN 115365281 A CN115365281 A CN 115365281A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fly ash
- incineration
- low
- temperature catalytic
- household garbage
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 5
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GQBOTPMLIPXENW-UHFFFAOYSA-N [P+]=O.[O-2].[V+5].[O-2].[O-2] Chemical compound [P+]=O.[O-2].[V+5].[O-2].[O-2] GQBOTPMLIPXENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- WVYYHSKIGBEZCQ-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Cr+3].[Fe+2] Chemical compound [O-2].[O-2].[Cr+3].[Fe+2] WVYYHSKIGBEZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 2
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 6
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 abstract description 5
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 abstract description 5
- 230000009920 chelation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 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 description 13
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 150000001804 chlorine Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 heavy metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/30—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
- B09B3/35—Shredding, crushing or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/70—Chemical treatment, e.g. pH adjustment or oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B2101/00—Type of solid waste
- B09B2101/30—Incineration ashes
Abstract
本发明公开一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，涉及环保技术领域。本发明公开的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法为：将焚烧飞灰进行粉碎筛选，然后除去焚烧飞灰中的金属物质；热风干燥，使焚烧飞灰中的水分比例不大于5％；将干燥后的焚烧飞灰通过振动粉碎和研磨后，过200目筛，得均质飞灰粉末；最后置于还原炉中，在添加剂和多金属催化剂作用下，于200℃～500℃中搅拌，低温催化反应4～8h，即可。本发明处理方法中处理的焚烧飞灰无需螯合和预处理，操作简单，处理温度低，成本较低，产物稳定，并可大幅度降低毒性，实现其资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及沼气电系统技术领域，尤其涉及一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法。
背景技术
随着我国城市化的推进及城镇居民生活水平的提高，城镇生活垃圾产生量逐年上升。根据中国统计年鉴，2007～2021年，全国城镇生活垃圾清运量从1.52亿吨上升至2.67亿吨，预计2022年将达到2.93亿吨，近年来始终保持约10％的增长趋势。城镇生活垃圾不断增加的同时，我国垃圾无害化处理率也显著提升，从2007年的62％增长至2021年的99.2％，城镇生活垃圾得到有效处置。生活垃圾无害化处理方式主要有卫生填埋、焚烧发电、以及堆肥等其他处置措施，而生活垃圾焚烧将作为城镇生活垃圾处理的重要方式。但生活垃圾焚烧也绝非完全的绿色无害垃圾处置方式，其处理过程产生的焚烧飞灰，由于含有二噁英、重金属等有害物质，被国家危险废物名录明确规定为危险废物，需特殊管理、安全处置。
目前，国内焚烧飞灰的主要处理方法主要有：固化/稳定化安全填埋、高温熔融和水泥窑协同。固化/稳定化安全填埋为主要处理手段，原料无特殊要求，但需要配比固化螯合剂，操作简单，成本较低，但是飞灰养护时间长，重金属易溶出，车间面积需求大，刚性填埋建造成本较高，而且飞灰无资源化利用，造成浪费；高温熔融对原料无要求，并且减量化和资源化优势明显，但是其设备占地面积大，安全系数要求搞，投资成本高，并且高温条件下会产生含有Pb、Zn、Cd等易挥发重金属的废气，工艺复杂，能源消耗大；水泥窑协同需先对原料进行脱氯处理，可大规模工业化应用，与水泥窑协同处理，整体工艺简单，同时资源化利用，但是该技术有其局限性，飞灰掺入量少，且入炉组分要求高，水洗增加成本和废水处理设施，关键在于产灰单位周边必须有水泥企业。
然而，垃圾的焚烧飞灰除了含有有害的重金属和二噁英类物质，其主要成分为钾、纳、氯、钙、硫、硅等元素，约占飞灰组成的60～90％，呈现显著的硅酸盐体系特征，与一般地质矿物组成较为相似。如何改变焚烧飞灰中的重金属的矿物形态，实现其稳定化，大幅度降低毒性，并结合主要的元素或化合物一起来实现焚烧飞灰的资源化利用，是本发明要解决的主要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，该方法处理的焚烧飞灰无需螯合和预处理，操作简单，处理温度低，成本较低，产物稳定，并可大幅度降低二噁英毒性、稳定重金属，产物可实现其资源化利用。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，包括以下步骤：
S1、收集生活垃圾焚烧飞灰；
S2、将焚烧飞灰进行粉碎筛选，使焚烧飞灰的粒径大小均匀，然后，除去焚烧飞灰中的金属物质；
S3、热风干燥，使焚烧飞灰中的水分比例不大于5％；
S4、将上述干燥后的飞灰研磨，过200目筛，得飞灰均质粉末；
S5、将上述飞灰均质粉末置于还原炉中，然后加入添加剂和多金属催化剂，还原炉温度设置为200℃～500℃，搅拌，低温催化反应4～8h，产生的气体通入处理液中进行中和，即可。
进一步的，所述步骤S2中，粉碎筛选后的焚烧飞灰的粒径大小为10～100μm。
进一步的，所述步骤S3中，所述热风干燥的温度为50～80℃，热风干燥的时间为3～4h。
进一步的，所述步骤S5中，所述添加剂的加入量为所述飞灰均质粉末质量的0.3～0.5％。
进一步的，所述添加剂是由质量比为1：1：1：0.5的氧化钙、碳酸钙、硫酸钙和无水硼酸组成。该组合的添加剂主要用于吸收二噁英并与其反应，通过低温催化还原反应而降解，使部分产生的含氯酸性气体，形成氯盐，以去除飞灰中含有的二噁英。
进一步的，所述步骤S5中，所述多金属催化剂的加入量为所述飞灰均质粉末质量的0.08～0.12％。
进一步的，所述多金属催化剂是由质量比为2：(0.5～1.5)的氧化铁-氧化铬混合物和氧化钒-氧化磷混合物复配而成。
进一步的，所述氧化铁-氧化铬混合物是由质量比为1：(0.5～1)的氧化铁和氧化铬组成。
进一步的，所述氧化钒-氧化磷混合物是由质量比为1：(0.5～1)的氧化钒和氧化磷组成。
本发明的多金属催化剂的主要作用为：在远红外加热的作用下，被加热物质的分子和原子发生“共振”并产生强烈的振动，以氧化物催化剂中的晶格氧与被氧化物发生作用而自身被还原，还原状态的氧化物催化剂再从催化剂表面气相中夺取氧而再被氧化，形成催化循环，从而使焚烧飞灰中含有的银、镉、铅、铬、砷、硒等有害金属类化合物进行分子重组，使其形成安全性高且稳定的物质。
进一步的，所述步骤5中，所述还原炉采用远红外线进行加热。
进一步的，所述步骤5低温催化反应后产生的含氯气体通入氢氧化钠中进行中和。
本发明取得了以下有益效果：
1、本发明采用热风干燥主要是去除飞灰中含有的水分，使其在干燥过程中水分含量不高于5％，以利于后续的低温催化还原过程。
2、本发明飞灰中重金属分为水溶解态、酸溶解态、可还原态、可氧化钛和残渣态，形态多样，不稳定态居多，在远红外加热处理下，其化合物会受热发生相应的转变，多金属催化剂的作用下，被加热物质分子和原子发生“共振”并产生强烈的振动，发生化学反应，并且降低了飞灰热处理反应所需的温度；在多金属催化剂的作用下，飞灰中含有的过渡金属可发生协同催化效应，加快反应速度，促进体系中的还原反应，进而强化二噁英的去除和重金属的形态转变；多金属催化剂的作用下，二噁英的去除氯在95％以上，与添加剂协同作用实现重金属的浸出率降低90％以上。
3、本发明中在适宜的添加剂组分和配比条件下，会跟飞灰中受热游离出的重金属离子发生离子交换、离子吸附和物理包裹作用，从而形成稳定的金属盐类矿物质，与多金属催化剂协同作用实现重金属的浸出率降低90％以上，有利于后续的资源化应用。
4、本发明经过低温催化反应后，飞灰中的二噁英经脱氯后，无机盐在催化作用下形成熔盐体，部分反应生成了氧化活性物质；而生成的含氯气体(主要成分为HCl)被碱性物质(氢氧化钠等)吸收为盐，二噁英的去除氯在98％以上，从而实现了无害化处理。
5、本发明的焚烧飞灰低温催化去毒资源化处理方法能够整体实现生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的摧毁去除和重金属的稳定化。焚烧飞灰在多金属催化剂的作用下，低温(400℃以下)即可发生化学反应，同时，本发明将焚烧飞灰中含有的过度金属提炼为固体催化剂，加快了反应速度，通过多金属催化剂的协同效应促进还原反应，从而提高了二噁英的去除率，降低了重金属的浸出率。
附图说明
图1是本发明一实施例的焚烧飞灰处理前的氧化物含量对比图；
图2是本发明一实施例的焚烧飞灰处理后的氧化物含量对比图；
图3是本发明一实施例的焚烧飞灰处理前的X射线衍射图；
图4是本发明一实施例的焚烧飞灰处理后的X射线衍射图；
图5是本发明一实施例的焚烧飞灰处理前的扫描电镜图；
图6是本发明一实施例的焚烧飞灰处理后的扫描电镜图；
图7是本发明的一实施例的焚烧飞灰处理前后重金属含量对比图。
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详细地描述。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
实施例1
如图1所示，本实施例的垃圾焚烧飞灰来自于江苏盐城某生活垃圾焚烧厂，处理前的组分(氧化物形式)为：37.68wt％氯、30.52wt％氧化钙、14.95wt％氧化钠、6.84wt％三氧化硫、2.79wt％氧化硅、2.49wt％氧化锌、0.274wt％氧化铜、0.502wt％氧化镁、0.0454wt％氧化铅、0.017wt％氧化铬、0.0648wt％氧化锡等。
上述垃圾生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法为：
(1)将收集的焚烧飞灰进行粉碎筛选，得到粒径均匀的焚烧飞灰，平均粒径大小为50微米，然后使用磁性筛选机除去铁等金属成分。
(2)然后将焚烧飞灰用旋转干燥炉进行热风干燥，温度为70℃，时间为3h，使水分比例达到5％，气体从带式过滤器排出；
(4)将干燥后的飞灰进行研磨，过200目筛，得飞灰均质粉末；
(5)将100份飞灰均质粉末置于还原炉中，然后加入0.3份添加剂和0.1份多金属催化剂，使用红外线使还原炉温度升至400℃，在搅拌速率200转/分钟的条件下，低温催化反应6h，产生的含氯气体通入到NaOH溶液中进行中和，以便实现无害化处理。
上述添加剂是由质量比为1：1：1：0.5的氧化钙、碳酸钙、硫酸钙和无水硼酸组成。
上述多金属催化剂是由质量比为2：1的氧化铁-氧化铬混合物(氧化铁与氧化铬的质量比为1：1)和氧化钒-氧化磷混合物(氧化钒与氧化磷的质量比为1：1)组成。
如图2所示，为焚烧飞灰处理后的组分(氧化物组分)含量，这些组分是采用X射线荧光光谱仪检测方法进行测量。从图1和图2的检测结果可以看出，低温催化去毒处理后，飞灰中氯离子含量从37.68％降为9.75％，说明飞灰中含有的氯化物，包括二噁英等物质，已被大幅降低；同时，氧化钙、氧化镁等氧化物含量的增加，说明含有的金属氧化物，特别是重金属氧化物含量相对降低。
如图3和图4所示，为焚烧飞灰处理前后各元素组成的晶体结构，这些晶体结构是通过X射线衍射测定法分析得到的。从图3和图4的分析结果可以看出，焚烧飞灰处理前主要元素的化合物为KCl、NaCl、CaClOH、CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等，焚烧飞灰处理后的化合物组成转变为K2CO3、Na2ZnSiO4、K2HPO4等，说明焚烧飞灰经过本发明的低温催化去毒处理后，飞灰中的金属类化合物进行了分子重组形成安全性更好且更稳定的化合物，有利于资源化的利用，并且原飞灰中的Cl元素被去除，降低了焚烧飞灰的毒性。
如图5和图6所示，为焚烧飞灰处理前后的结晶状态，是通过扫描电镜检测的。从图5的焚烧飞灰处理前的SEM图可以看出，该结晶状态并不稳定，且各晶体结构之间存在空位，则易导致晶体崩塌而变形等。从图6的焚烧飞灰处理后的SEM图可以看出，该各结晶结构间结合紧密，晶体结构稳定不易崩塌，因此，经处理后的飞灰晶体状态稳定，形成了稳定晶体结构的化合物，使各元素不易浸出，有利于资源化利用。
如图7所示，对焚烧飞灰处理前后的重金属(As、Cu、Pb、Zn)含量进行对比，从得到的数据可以看出，As、Cu、Pb、Zn四种含量较高的重金属，在低温催化去毒技术处理后，飞灰中可浸出浓度大幅下降，下降率大于90％，说明经处理后，飞灰中重金属从可淋洗态向稳定态转变，降低了重金属的生物毒性。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集生活垃圾焚烧飞灰；
S2、将焚烧飞灰进行粉碎筛选，使焚烧飞灰的粒径大小均匀，然后，除去焚烧飞灰中的金属物质；
S3、热风干燥，使焚烧飞灰中的水分比例不大于5％；
S4、将上述干燥后的飞灰研磨，过200目筛，得飞灰均质粉末；
S5、将上述飞灰均质粉末置于还原炉中，然后加入添加剂和多金属催化剂，还原炉温度设置为200℃～500℃，搅拌，低温催化反应4～8h，产生的气体通入处理液中进行中和，即可。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，粉碎筛选后的焚烧飞灰的粒径大小为10～100μm。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述热风干燥的温度为50～80℃，热风干燥的时间为3～4h。
4.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述添加剂的加入量为所述飞灰均质粉末质量的0.3～0.5％；
所述添加剂是由质量比为1：1：1：0.5的氧化钙、碳酸钙、硫酸钙和无水硼酸组成。
5.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述多金属催化剂的加入量为所述飞灰均质粉末质量的0.08～0.12％。
6.根据权利要5所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述多金属催化剂是由质量比为2：(0.5～1.5)的氧化铁-氧化铬混合物和氧化钒-氧化磷混合物复配而成。
7.根据权利要求6所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述氧化铁-氧化铬混合物是由质量比为1：(0.5～1)的氧化铁和氧化铬组成。
8.根据权利要求6所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述氧化钒-氧化磷混合物是由质量比为1：(0.5～1)的氧化钒和氧化磷组成。
9.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤5中，所述还原炉采用远红外线进行加热。
10.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤5低温催化反应后产生的含氯气体通入氢氧化钠中进行中和。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210780738.9A CN115365281A (zh) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒资源化处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210780738.9A CN115365281A (zh) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒资源化处理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115365281A true CN115365281A (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=84061492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210780738.9A Pending CN115365281A (zh) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒资源化处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115365281A (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10180224A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-07 | Nissan Chem Ind Ltd | 廃棄物焼却飛灰中の重金属固定化剤及び無害化処理方法 |
| JP2000051645A (ja) * | 1998-08-05 | 2000-02-22 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 排ガス及び飛灰の処理方法 |
| JP2001149750A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-05 | Koichi Hara | ダイオキシン類含有排ガス並びに飛灰の処理方法及びその装置 |
| JP2002273382A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-09-24 | Toda Kogyo Corp | ダイオキシンを含有する飛灰の処理方法 |
| CN1810894A (zh) * | 2006-01-16 | 2006-08-02 | 同济大学 | 城市生活垃圾焚烧飞灰的用途 |
| JP2006340836A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Jfe Kankyo Solutions Kk | 有害物分子の処理方法及びこの処理方法に用いられる薬剤 |
| CN101766951A (zh) * | 2008-12-31 | 2010-07-07 | 北京中科通用能源环保有限责任公司 | 垃圾焚烧后烟气降温过程中抑制二噁英生成的系统、方法 |
| CN103551358A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-02-05 | 天津壹鸣环境工程有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰烧结无害化资源化处理系统 |
| TWM580582U (zh) * | 2019-04-09 | 2019-07-11 | 王順元 | Incineration fly ash resource treatment system |
| CN110436806A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-12 | 西安建筑科技大学 | 一种增强重金属固化效果的添加剂及其应用与使用方法 |
| CN111018541A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-17 | 郴州万墨环保科技有限公司 | 一种垃圾飞灰处理方法 |
| CN112775156A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-11 | 四川深蓝环保科技有限公司 | 一种飞灰脱除二噁英系统及方法 |
| CN113560322A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 上海智迭科技有限公司 | 一种飞灰碳化处置工艺 |
-
2022
- 2022-07-04 CN CN202210780738.9A patent/CN115365281A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10180224A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-07 | Nissan Chem Ind Ltd | 廃棄物焼却飛灰中の重金属固定化剤及び無害化処理方法 |
| JP2000051645A (ja) * | 1998-08-05 | 2000-02-22 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 排ガス及び飛灰の処理方法 |
| JP2001149750A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-05 | Koichi Hara | ダイオキシン類含有排ガス並びに飛灰の処理方法及びその装置 |
| JP2002273382A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-09-24 | Toda Kogyo Corp | ダイオキシンを含有する飛灰の処理方法 |
| JP2006340836A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Jfe Kankyo Solutions Kk | 有害物分子の処理方法及びこの処理方法に用いられる薬剤 |
| CN1810894A (zh) * | 2006-01-16 | 2006-08-02 | 同济大学 | 城市生活垃圾焚烧飞灰的用途 |
| CN101766951A (zh) * | 2008-12-31 | 2010-07-07 | 北京中科通用能源环保有限责任公司 | 垃圾焚烧后烟气降温过程中抑制二噁英生成的系统、方法 |
| CN103551358A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-02-05 | 天津壹鸣环境工程有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰烧结无害化资源化处理系统 |
| TWM580582U (zh) * | 2019-04-09 | 2019-07-11 | 王順元 | Incineration fly ash resource treatment system |
| CN110436806A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-12 | 西安建筑科技大学 | 一种增强重金属固化效果的添加剂及其应用与使用方法 |
| CN111018541A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-17 | 郴州万墨环保科技有限公司 | 一种垃圾飞灰处理方法 |
| CN112775156A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-11 | 四川深蓝环保科技有限公司 | 一种飞灰脱除二噁英系统及方法 |
| CN113560322A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 上海智迭科技有限公司 | 一种飞灰碳化处置工艺 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 孙立;吴新;刘道洁;李军辉;李诗;都艺伟;: "基于硅基的垃圾焚烧飞灰中温热处理重金属稳固化实验", 化工进展, no. 09, pages 8092 * |
| 李学文: "中国袖珍百科全书 农业、工业技术卷", 长城出版社, pages: 8092 * |
| 薛军;王伟;汪群慧;: "微波作用下的垃圾焚烧飞灰湿法稳定化研究", 金属矿山, no. 01, 15 January 2007 (2007-01-15) * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108480360B (zh) | 回转窑熔融法飞灰全资源回收利用及尾气超净排放方法 | |
| He et al. | Hazard-free treatment and resource utilisation of electrolytic manganese residue: A review | |
| CN109575880B (zh) | 一种利用垃圾飞灰制备ⅰ型融雪剂的方法 | |
| CN112169246A (zh) | 垃圾焚烧飞灰重金属无机复合稳定化剂及其稳定、固化方法 | |
| CN102517447A (zh) | 一种重金属修复植物残体的处理方法 | |
| CN112979190B (zh) | 一种利用电解锰渣催化处理垃圾焚烧飞灰的方法 | |
| CN114425549B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰微波水热解毒及同步合成托贝莫来石的方法 | |
| CN101690934A (zh) | 一种互补型药剂配合稳定垃圾焚烧飞灰的方法 | |
| CN113213891A (zh) | 一种利用垃圾焚烧飞灰的陶粒制备方法及制得的陶粒 | |
| CN113751476B (zh) | 一种冶金固废与城市垃圾焚烧飞灰协同处理及循环利用的方法 | |
| Song et al. | An all-in-one strategy for municipal solid waste incineration fly ash full resource utilization by heat treatment with added kaolin | |
| Zhang et al. | A new co-processing mode of organic anaerobic fermentation liquid and municipal solid waste incineration fly ash | |
| CN117443911A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰再利用处理方法 | |
| Chen et al. | Submicron tourmaline enhanced the solidification of municipal solid waste incineration fly ash by chemical structure reorganization and stabilized heavy metals | |
| WO2002049780A1 (fr) | Procede et appareil permettant le traitement d'atomes en decomposition dans des cendres d'incineration par diffusion en vue de leur detoxification | |
| CN109251729B (zh) | 一种利用垃圾飞灰同时制备ⅰ型和ⅱ型融雪剂的方法 | |
| CN115365281A (zh) | 一种生活垃圾焚烧飞灰低温催化去毒资源化处理方法 | |
| CN1931458A (zh) | 焚烧飞灰真空辅助热处理工艺 | |
| CN114292969A (zh) | 一种利用高炉炼铁协同处置垃圾焚烧飞灰的方法 | |
| CN114367514A (zh) | 一种钢铁尘泥协同处置垃圾焚烧飞灰工艺 | |
| CN114484467A (zh) | 一种废铅膏与垃圾焚烧飞灰同步无害化资源化的方法 | |
| Teng et al. | Analysis of composition characteristics and treatment techniques of municipal solid waste incineration fly ash in China | |
| CN218191651U (zh) | 一种焚烧飞灰低温催化无害资源化处理系统 | |
| CN112642838B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰高质化利用方法 | |
| CN107983301A (zh) | 一种纳米铁氧化物可回收污水处理剂及其制备方法 |
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 |