CN1226072C - 矿化垃圾干法净化烟气及其伴生复合肥料生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿化垃圾干法净化烟气及其伴生复合肥料生产方法，利用矿化垃圾经添加不同配料混合后制成直径为1～8mm的颗粒，经过特殊活化处理后的颗粒送入移动床内作为过滤烟尘的填充物料和吸附介质，用来脱除燃煤烟气中的SOx和NOx等有害气体，同时从该反应装置尾部可获得伴生的颗粒复合肥料。本发明为矿化垃圾的资源化利用寻找到一条新的出路，可以同时兼顾废物利用和保护环境两方面，而且干法除尘脱硫可以避免目前燃煤烟气湿法脱硫工艺中烟气带水以及烟风道和引风机腐蚀严重等问题。
Description
技术领域：
本发明涉及一种矿化垃圾干法净化烟气及其伴生复合肥料生产方法，在利用矿化垃圾净化燃煤烟气的同时得到伴生颗粒复合肥料，属于燃煤烟气干法除尘脱硫技术领域。
背景技术：
目前，城市垃圾处置已成为世界各大城市面临的严重环境问题。据统计，北京、上海等大城市的垃圾日产量在一万吨以上，且每年以8％～10％的速度在递增。城市垃圾的处置，目前主要采用焚烧和填埋方法。城市生活垃圾在垃圾场填埋了十多年，其性能已基本稳定。如果能寻找到合适的利用途径，就可延长填埋场的使用年限，扩大填埋容量。
为了解决矿化垃圾处置问题，各国开展了相应的资源化利用研究，在矿化垃圾处置方面，科研人员正在研究利用其作为污水处理介质。中国专利CN1284488A和专利CN1308039A公开报道了用冶炼厂鼓风炉渣制成浆液吸收烧结烟气中的二氧化硫所得的产物经过添加一定量石膏，最终制成含硫的无机复合肥。中国专利CN1363539A公开了一种高硫有机生物肥及其生产方法，将磨成粉末的炉渣与水配成浆液后与烟气中的二氧化硫反应后的产物与石膏和炉渣混合得到的混合物，经过沉淀脱水干燥得到肥料。这几种方法都是属于湿法脱硫工艺，用工业废渣制成的浆液喷淋脱硫。而我国目前在工业应用的大部分湿法脱硫装置都存在二次污染问题，解决了空气中的污染，却带来了水中和地下的污染，而且烟气带水严重，烟风道和引风机容易腐烂，有的新装设备在运行不到一年甚至半年就需更换管道和引风机，运行和维护费用太高，用户难于接受。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种矿化垃圾干法净化烟气及其伴生复合肥料生产方法，利用矿化垃圾来实现燃煤烟气干法除尘脱硫脱氮，避免湿法脱硫带来的烟风道腐蚀严重和二次污染问题，达到以废治废和实现矿化垃圾资源化利用。
为实现这样的目的，本发明利用矿化垃圾经添加不同配料混合后制成直径为1～8mm的颗粒，经过特殊活化处理后的颗粒送入移动床内作为过滤烟尘的填充物料和吸附介质，用来脱除燃煤烟气中的SOx和NOx等有害气体，同时从该反应装置尾部可获得伴生的颗粒复合肥料。
本发明所利用的矿化垃圾是指填埋场内填埋年龄超过10年的生活垃圾，经晾干、破碎、过筛后，剔除其中的碎石、碎玻璃以及橡胶、塑料、碎片等预处理即可利用。矿化垃圾经过十年以上的填埋，已基本上稳定化和无害化，外观上呈微团聚体状，垒结疏松不散，具有较大的吸附比表而积。与常规土壤相比，矿化垃圾细料在物理结构和水力学性能上具有砂土特征，而在化学性质和微生物特性上又表现出肥沃土壤的特点，同时它还具有脱氮能力。对上海地区矿化垃圾的实验测试结果表明，其重金属浸出浓度及有害元素的含量均未超出国家有关标准要求。
本发明提出的矿化垃圾干法净化烟气及其伴生颗粒复合肥料生产方法包括如下具体步骤：
1、对矿化垃圾进行分选、筛分，剔除其中的碎石、碎玻璃以及橡胶塑料碎片，选用的矿化垃圾的粒度控制在10mm以内。
2、在矿化垃圾中添加适量的生石灰进行杀菌和除臭，生石灰粒度150-300μm，矿化垃圾与生石灰的配比为5∶(1～2)，处置时间为一天。
3、添加其它配料：煤灰、水、废铁粉，其中煤灰占物料总重的0-20％，废铁粉占物料总重的5-8％，水占物料总重的5-20％。
4、将物料混合搅拌后制成1～8mm的颗粒。
5、采用300℃以下过热蒸汽作为活化介质对颗粒进行活化处理，活化处理时间0.5～1小时。
6、然后将颗粒送入移动床反应器内，形成颗粒填充料层，用来脱除燃煤烟气中的SOx和NOx等有害气体，同时可以达到集尘作用。移动床反应器的烟气进口温度控制在50～250℃，颗粒填充料层厚度50-200mm。移动床内烟气流向与物料下移方向可以采用顺向、逆向和错向，颗粒填充料层中烟气流速为0.3～1.2m/s。
7、将经过脱硫脱氮的颗粒与脱下来的灰尘分离，得到伴生颗粒。通过脱硫脱氮反应后的颗粒剂增加了硫和氮的成份，是一种非常好的颗粒复合肥料，可为城市花木和农林绿化采用。这种伴生颗粒也可用作筑路材料。
上述脱硫脱氮反应存在着物理和化学吸附，其化学吸附过程反应主要为：
一般认为CaO与SO3的结合反应进行得很快，所以硫化过程主要受SO2氧化成SO3的过程所限制。当CaO粉中混入Fe2O3时，对SO2的氧化有催化作用，使SO2氧化为SO3的速度大大加快，从而使整个硫化反应速度提高。
本发明采用矿化垃圾来实现燃煤烟气干法除尘脱硫脱氮，可以避免湿法脱硫带来的烟风道腐蚀严重和二次污染的问题，可以同时兼顾废物利用和保护环境两方面，做到了以废治废，为矿化垃圾的资源化利用寻找到一条新的出路，并将大大降低净化烟气成本，具有很广阔的应用前景。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图。
如图1所示，本发明利用的矿化垃圾经分选、筛分等预处理后，添加不同配料制成颗粒，经过特殊活化处理后送入料仓备用，再送入颗粒移动床反应器，脱除燃煤烟气中的SOx和NOx等有害气体，对烟气进行干法除尘脱硫脱氮处理后得到伴生颗粒，可用作复合肥料或筑路材料。
具体实施方式：
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1：
首先对矿化垃圾进行分选、筛分，剔除其中的碎石、碎玻璃以及橡胶、塑料、碎片，选用的矿化垃圾的粒度控制在小于2mm。然后添加生石灰进行杀菌和除臭，生石灰粒度200μm，矿化垃圾与生石灰的配比为5∶1，搅拌均匀后静置1天。再添加其它配料：煤灰、水、废铁粉，其中煤灰占物料总重的20％，废铁粉占物料总重的8％，水占物料总重的10％，将物料混合搅拌均匀后压制成3mm的颗粒。采用200℃以下过热蒸汽作为活化介质对颗粒进行活化处理，处理时间半小时。将颗粒送入移动床反应器内，用来脱除燃煤烟气中的SOx和NOx等有害气体，同时填充料层可以达到过滤粉尘作用。烟气进口温度为250℃左右，填充料层厚度120mm，料层中烟气流速为0.4～0.5m/s。移动床反应器的除尘效率可达到98％，脱硫效率不小于94％，脱氮效率不小于40％。将颗粒脱硫剂与脱出下来的灰尘分离。通过脱硫脱氮反应后的颗粒剂可为城市花木和农林绿化采用的复合肥料。
实施例2：
首先对矿化垃圾进行分选、筛分等预处理，选用的粒度控制在小于3mm。添加生石灰的粒度为200μm，矿化垃圾与生石灰的配比为5∶2，搅拌均匀后静置时间一天。添加其它配料：煤灰、水、废铁粉，其中煤灰占物料总重的10％，废铁粉占物料总重的5％，水占物料总重的20％。将物料混合搅拌后压制成6mm的颗粒，采用160℃以下过热蒸汽作为活化介质对颗粒进行活化处理，处理时间1小时。然后将颗粒送入移动床反应器内，用来脱除燃煤烟气中的SOx和NOx等有害气体，同时填充料层可以达到集尘作用。烟气进口温度为200℃左右，填充料层厚度160mm，料层中烟气流速为0.5～0.7m/s，移动床反应器的除尘效率可达到96％，脱硫效率不小于85％，脱氮效率不小于40％。与细灰分离后的伴生颗粒可作为生产复合肥料的原料。
实施例3：
首先对矿化垃圾进行分选、筛分，剔除其中的碎石、碎玻璃以及橡胶塑料碎片，选用的矿化垃圾的粒度控制在6～10mm。然后将废铁粉与水混合，配比为1∶8，搅拌均匀后过滤出废渣，用泵将浆液喷射到矿化垃圾上，浆液喷射量为物料总重的20％，物料静置2小时。准备生石灰粉末，粒度150μm，生石灰添加量为颗粒物料总重的20％，与物料搅拌均匀，静置半小时。用150℃以下过热蒸汽对物料进行活化处理，处理时间为半小时。然后将物料送入移动床反应器内，实现燃煤烟气的干法除尘和脱硫脱氮，烟气进口温度为100℃左右，填充料层厚度100mm，料层中烟气流速为0.3～0.5m/s，移动床反应器的除尘效率可达到98％，脱硫效率不小于90％，脱氮效率不小于60％。将反应后的颗粒物料与脱除下来的细灰分离，即可获得颗粒复合肥料。
Claims (2)
1、一种矿化垃圾干法净化烟气及其伴生复合肥料生产方法，其特征在于包括如下具体步骤：
1)对矿化垃圾进行分选、筛分预处理，将粒度控制在10mm以内；
2)在矿化垃圾中添加生石灰，生石灰粒度150-300μm，矿化垃圾与生石灰的配比为5∶1～2，处置时间为一天；
3)添加煤灰、水、废铁粉，其中煤灰占物料总重的0-20％，废铁粉占物料总重的5-8％，水占物料总重的5-20％；
4)将物料混合搅拌后压制成1～8mm的颗粒；
5)采用300℃以下过热蒸汽作为活化介质对颗粒进行活化处理，活化处理时间0.5～1小时；
6)将颗粒送入移动床反应器内，形成颗粒填充料层来脱除燃煤烟气中的SOx和NOx有害气体，移动床反应器的烟气进口温度控制在50～250℃，颗粒填充料层厚度50-200mm，颗粒填充料层中烟气流速为0.3～1.2m/s；
7)将经过脱硫脱氮的颗粒与脱下来的灰尘分离，得到伴生颗粒，作为复合肥料或筑路材料。
2、如权利要求1的矿化垃圾干法净化烟气及其伴生复合肥料生产方法，其特征在于所述的矿化垃圾是指填埋场内填埋年龄超过10年的生活垃圾。
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