[发明专利]一种低能耗焚烧飞灰无害化处理方法及装置

说明书

本发明提供一种低能耗焚烧飞灰无害化处理方法，针对现有焚烧飞灰处理技术处理费用高、稳定化处理无法实现重金属的真正去除、二噁英热处理能耗高且处理不完全等问题，提供一种焚烧飞灰低能耗无害化处理方法及装置，将飞灰依次进行除盐、除重金属、除二噁英，并得到纯度很高的一价盐溶液，可资源化利用的重金属沉淀以及不含污染物质的建材原料。

技术领域

本发明属于固体废物处理领域，尤其涉及一种焚烧飞灰资源化处置方法。

背景技术

焚烧飞灰是市政生活垃圾焚烧处置过程中烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰，现有垃圾焚烧设备在焚烧垃圾的过程中产生的飞灰量大约占焚烧垃圾量的3%~5%。根据“十二五”规划，到2015年新增垃圾焚烧设施262座，处理能力达21.9万吨/日。

焚烧飞灰含水率很低，呈浅灰色粉末状，飞灰颗粒大小不均、结构复杂、性质多变，多以无定型态和多晶聚合体结构形式存在，通常飞灰颗粒粒径小于100μm，且其表面粗糙，具有较大的比表面和较高的孔隙率。焚烧飞灰的矿物组成非常复杂，主要以CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主，还含有大量NaCl、KCl、CaCO₃等；此外，焚烧飞灰常含有高浓度的重金属元素，如Hg、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn等，这些重金属主要以气溶胶小颗粒和富集于飞灰颗粒表面的形式存在；同时在焚烧飞灰中还含有少量的二噁英和呋喃。因此焚烧飞灰其具有很强的潜在危害性，归属于危险废弃物，必须妥善处理。

飞灰的一般处理方法为固化稳定化处理或重金属提取处理。固化稳定化处理方法包括水泥固化、沥青固化、熔融固化或化学药剂固化稳定化，经过固化稳定化处理后的产物满足浸出毒性标准方可进入填埋场进行填埋处置。但是固化稳定化处理后，污染物质仍存在于飞灰中，飞灰既没有得到减量化，仍需较大填埋场地，也没有得到资源化利用，造成飞灰中的贵金属元素流失，且没有实现污染物的去除，固化后的污染物质的化学稳定性随时间变化，最终仍会进入环境，对环境造成污染，因此，稳定化技术处理焚烧飞灰并不可取。重金属提取技术对飞灰中的重金属的去除效果较好，但是该技术到目前为止的研究只是将飞灰中的重金属和盐从固体飞灰中转移到液体中，浸提液成份复杂难以处理，而处理后的灰浆中二噁英仍超标，因此现有焚烧飞灰重金属提取技术只是一个减量技术，没有达到焚烧飞灰的无害化和资源化处理。

二噁英主要有两大类物质多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃组成，共有210中同系物，常温下为固体，不易挥发，水溶性低，化学性质稳定，具有较强的亲脂性，在环境中不易自然降解，通过生态系统的食物链能够有富集现象。焚烧飞灰中二噁英是主要处理方法为热降解，在高温或者燃烧的条件下使二噁英转化为CO₂、H₂O和HCl等物质，但是热降解过程中存在金属气化和冷却时二噁英再次生成的问题，此外，热降解需在1200~1400℃条件下进行，能耗高，不适合大面积长期工业化应用。其它二噁英降解方法都处于研究阶段，光降解法将高氯代二噁英经过脱氯反应降解成低氯代二噁英，但生成的低氯代二噁英对环境造成二次污染，不能够完全解决环境中二噁英污染问题；微生物降解修复周期长，对低氯代二噁英的降解效率低。

焚烧飞灰成份复杂，作为危险固体废弃物，处理成本高，现有技术多是将飞灰中的污染物稳定化处理，没有将飞灰中的污染物质彻底去除。随着焚烧飞灰产量的增加，继续一种彻底去除飞灰中的污染物质，且处理成本低的焚烧飞灰无害化处理方法。

发明内容

本发明针对现有焚烧飞灰处理技术处理费用高、稳定化处理无法实现重金属的真正去除、二噁英热处理能耗高且处理不完全等问题，提供一种焚烧飞灰低能耗无害化处理方法及装置，目的在于：

尽可能高效地将焚烧飞灰中的可溶性盐、重金属、二噁英污染物质分别去除并资源化利用；

尽可能少的添加药剂，所用酸液及碱液都来自本装置，节约处理成本；