[发明专利]垃圾焚烧飞灰的固化方法及固化系统

说明书

本发明属于固体废物的处理领域，具体涉及垃圾焚烧厂飞灰资源再利用。

背景技术

2012年全国城市生活垃圾年焚烧量约为3600万吨。飞灰产生量至少在180万吨。由于采用炉排炉，飞灰产生量约为焚烧生活垃圾量的2%~3%，即焚烧1吨生活垃圾产生飞灰量20千克~30千克;而采用流化床焚烧炉，飞灰产生量约为焚烧生活垃圾量7%~12%(如果超量加煤，这个比例就高)，即焚烧1吨生活垃圾产生飞灰量为70千克~120千克。

根据环境保护部2012年中国环境状况公报，2012年底，《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》确定的57个危险废物集中处置设施建设项目中，已基本建成36个，形成危险废物集中处置能力143万吨/年。如果将焚烧生活垃圾产生的飞灰按照危险废物来处置，全国危险废物处置设施的能力全部用来处理生活垃圾飞灰都远远不够。

如果将垃圾焚烧厂飞灰按照危险废物处置，99%的生活垃圾焚烧厂将关门，一方面是因为付不起处理费用;另一方面，即使支付得起费用，危险废物的处置能力也无法满足。而若按照一般废物处置，如固化，进入生活垃圾填埋场，那么99%的流化床焚烧炉将关门，焚烧1吨垃圾，流化床焚烧炉产生的飞灰是炉排炉的数倍，高处理成本也将迫使这些厂关门。

垃圾焚烧产生的飞灰，实际上可以看成生活垃圾中部分污染物的浓缩。对飞灰进行填埋处理是可以接受的选择。美国将飞灰与炉渣一起进行单独填埋，或在生活垃圾填埋场进行填埋，其他发达国家和地区如荷兰、新加坡、中国台湾等也多采用固化填埋处理。

现有技术中还有其他处理方法，例如：

（1）专利号为201010228621.7的中国发明公开了一种采用垃圾焚烧过程无害化处理垃圾飞灰的方法，所述方法包括以下步骤：(1)以垃圾飞灰为原料、以煤粉和/或焦粉为还原剂，通过使用粘接剂制作成球核；(2)将所述球核与垃圾焚烧炉渣加粘结剂一起制成复合小球，以垃圾焚烧炉渣形成球壳，进入垃圾焚烧发电厂焚烧炉中进行焚烧，在垃圾焚烧中用无数个小球内核形成的还原气氛小环境来实现对球核中的垃圾飞灰的解毒处理。可以十分有效地达到无害化处理垃圾飞灰的目的，并且是直接利用的垃圾焚烧厂的焚烧设备，工艺简单，处理成本低，效果显著。

（2）专利号为201110032473.6的中国发明公开一种垃圾焚烧飞灰固结剂：该固结剂含有以下重量百分比的各组分：矿渣微粉35％～60％，硅酸钠35％～50％，氟硅酸钠5％～20％。称取配方比例的固结剂，与垃圾焚烧飞灰进行混合固结，得到垃圾焚烧飞灰固结体；将所得的垃圾焚烧飞灰固结体磨成粉，称取以沥青混合料填料质量百分比计10％～100％的垃圾焚烧飞灰固结体粉，添加到沥青混合料中等量替代沥青混合料中的石灰石粉，使得垃圾焚烧飞灰在沥青混合料中得到二次固结。本发明具有降低飞灰中的重金属浸出毒性，使重金属具有长期稳定性，有效避免对环境的二次污染的优点。

发明人结合自己在相关领域多年的实践经验，总结了一种固化垃圾焚烧厂所产生的飞灰的方法及固化设备。

发明目的

本发明的发明目的是提供一种固化垃圾焚烧飞灰的固化方法及固化系统，消除垃圾焚烧厂产生的飞灰对环境的影响的同时，将其进行资源化利用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：一种垃圾焚烧飞灰的固化方法，包括以下步骤：

(1)分析测定飞灰中各元素的组成以及含量；

(2)将飞灰、氧化镁、氯化镁水溶液充分混合均匀之后在模具中成型，然后养护完成后得到固化了飞灰的菱镁材料。

上述技术方案中，步骤(1)分析测定飞灰的元素一方面是确定其中各重金属的含量组成，另一方面是确认其中不含有钙，如果有钙存在则需将其中的钙去除。

上述技术方案中，氧化镁和氯化镁的摩尔比为6～8：1。优选的技术方案中，氧化镁和氯化镁的摩尔比为6.5～7.5：1。并且，其中的氧化镁和氯化镁皆是活性成分的量。

上述技术方案中，在室温下，氯化镁溶液的浓度为25-35%。如果采用更高的浓度，可降低拌合物的水灰比，改善制品各方面的性能，因此，也可以在加热的条件下配置氯化镁溶液，同时考虑到经济性以及安全性，将氯化镁溶液的浓度控制在35%～39%。

上述技术方案中，还可以在成型过程中加入增强材料，所述增强材料包括但不限于：玻纤布，玻璃丝。

上述技术方案中，为了提高产品强度，可以在配料时加入硫酸亚铁作为增强剂，按氯化镁质量的5%～10%加入，事先用热水溶解。