[发明专利]一种危险废物焚烧灰渣协同制备玻璃体及脱碳的方法

说明书

本发明公开了一种危险废物焚烧灰渣协同制备玻璃体及脱碳的方法，具体步骤如下：测定危废底渣中残碳含量，若残碳含量≥1%，向底渣中配加CaCO₃；检测危废底渣的化学成分，根据危废底渣中氧化钙与氧化硅和氧化铝之和的比值，并将底渣分为三类；不同种类底渣与底渣、底渣与飞灰之间的协同配料，且保证氧化钙与氧化硅和氧化铝之和的比值在0.3‑0.75范围内；将混合料加入等离子炉内熔融并保温后，将熔渣经排渣口流出，水淬冷却后得玻璃体。通过对底渣的复配，实现不同废料协同制备玻璃体，实现“以废治废，协同处置”，降低处理成本；同时使用碳酸钙作为脱碳剂脱除底渣中碳含量，降低玻璃体内残碳量。

技术领域

本发明属于危险废物焚烧底渣与飞灰再利用技术领域，具体涉及一种危险废物焚烧灰渣协同制备玻璃体及脱碳的方法。

背景技术

根据中国统计年鉴，2017年我国危险废物产生量6936.89万吨，处置量达到2551.56万吨，其中约50％进行焚烧处置，产生的危险废物焚烧底渣量约为255万吨。《国家危险废物名录》(2016版)规定，危险废物焚烧、热解等处置过程中产生的底渣仍然属于危险废物(废物类别HW18，废物代码772-003-18)。对于我国焚烧底渣主要采用安全填埋的方式进行最终处置，大量的底渣给危险废物填埋场库容造成越来越大的压力，而且安全填埋的方式没有彻底分解破坏二恶英，长期存在重金属浸出的风险。目前，等离子体高温熔融技术能够彻底破坏焚烧底渣中的二噁英、呋喃等有机污染物，并将底渣变为玻璃体熔渣进行资源化利用，具有减容比高、环保效益好等优点。

如何设计底渣熔融制备玻璃体配方，同时使底渣中的残碳反应消耗，实现底渣的资源化利用。发明专利(公开号CN 106224979 A)公开了一种危险废物焚烧底渣资源化利用的方法，该方法是向底渣中配比以SiO₂、Al₂O₃为主要成分的黏土、粉煤灰、沸石等作为辅料形成混合料，采用电弧炉熔融处理，得到具有高度惰性的熔渣；但所用辅料需外购、外运，进一步增加底渣熔融的处理成本。发明专利(公开号CN 108545933 A)公开一种危险废物焚烧灰渣制备玻璃体的方法，该方法将焚烧灰渣、含硅物质、CaO和高岭土按预设比例混合，混合料进行烘干、研碎和过筛，过筛粉末在马弗炉中高温加热制备玻璃体；但所用添加剂SiO₂、玻璃粉、CaO和高岭土为纯物质，纯物质的添加将进一步增加灰渣熔融处理成本。

现有的技术中都将危废焚烧底渣或飞灰与纯物质化学品或其他辅料进行混合熔融，制备惰性玻璃体，原料成本较高，且均未报道底渣熔融后玻璃体中的残碳量。

不同危废焚烧厂因处理废物来源不同，其产生的底渣成分差异大；而且危险废物在焚烧过程中因焚烧不充分，底渣中残碳量较高，底渣在熔融过程中碳反应不完全，最终导致玻璃体中碳含量较高，影响玻璃体的资源化利用。在已公开的有关底渣熔融专利技术或专利申请中，有的采用底渣与SiO₂、Al₂O₃为主要成分的辅料黏土、粉煤灰、沸石、页岩、煤矸石等中的一种或几种形成混合料进行熔融；而有的采用石英砂与底渣混合熔融。需要额外采购添加剂，增加处置成本。公开专利中仅针对某一危废厂产生底渣进行配料，且未给出底渣熔融后残碳含量。参考冶金行业熔融过程中原料脱碳，有提出向底渣中添加氧化铁皮，利用底渣中的碳还原铁氧化物来消耗残碳；或采用氧枪向熔池射流吹氧脱碳。但这些方法中需要额外购买氧化铁皮，氧化铁皮成本较高；且需要氧枪这类特别的设备，增加处理成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明一种危险废物焚烧灰渣协同制备玻璃体及脱碳的方法，通过不同底渣的搭配、底渣与飞灰的配料，实现不同废料协同制备玻璃体，同时通过添加剂的加入促进底渣中碳的反应消耗。实现“以废治废，协同处置”，避免额外使用石英砂、黏土、氧化钙等调整底渣成分所用的添加剂，降低处理成本；同时使用碳酸钙作为脱碳剂脱除底渣中碳含量，降低玻璃体内残碳量。

一种危险废物焚烧灰渣协同制备玻璃体及脱碳的方法，包括以下步骤：