[发明专利]飞灰固硫熔融无害化处理方法

说明书

本发明提供了一种飞灰固硫熔融无害化处理方法。该方法包括：将飞灰、还原剂、熔剂进行混合配料，得到混合原料；其中混合原料中的C与S的摩尔比为2.5~3.5；控制渣型为SiO₂‑Al₂O₃‑CaO渣型，且m/n为0.8~1.5；或者，控制渣型为SiO₂‑CaO‑FeO渣型，且m/n为1.0~1.6，l/m=0.15~0.30；将混合原料以喷吹形式或压制料球形式送入电炉进行固硫熔融，期间控制渣层温度在1250~1350℃，并控制渣层上方熔盐层的温度低于1200℃，得到熔盐、炉渣和烟气；将熔盐进行冷却，将炉渣进行水冷或者风冷；采用以三种方式之一处理烟气。本发明从配料、固硫熔融、烟气处理等方面为飞灰处理提供了系统性的解决方案，实现了最大程度的无害化处理。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧飞灰无害化处理技术领域，具体而言，涉及一种飞灰固硫熔融无害化处理方法。

背景技术

生活垃圾/危险焚烧烟气净化过程中产生大量的飞灰，飞灰含有Cl、S、重金属元素等有害成分，若不加以处理而随意堆存，将对土壤、水环境产生不可逆的污染。在高温下对飞灰进行熔融处置，使其中的重金属固化在高温熔渣中，经水碎后得到玻璃渣，可以较好的实现飞灰的无害化处置。目前报道的飞灰熔融技术包括等离子熔融和矿热电炉熔融，两种工艺路线都可以实现飞灰的熔融，列举如下：

专利CN207709525 U中公开了一种热等离子熔融垃圾焚烧飞灰处置系统，采用了等离子熔融技术处理飞灰，熔渣通过水冷槽进行冷却，熔融烟气采用“二次燃烧室+急冷塔+布袋除尘器+洗涤塔”的工艺路线处理，改专利中所提到的飞灰熔融技术存在以下问题：（1）熔渣直接进入水冷槽进行冷却，冷却效果差，形成块状炉渣、降温速度不均匀导致玻璃化程度低（外围玻璃化效果好，中心降温慢晶体析出玻璃化程度差），重金属固化程度差。想要达到重金属理想的固化效果，需要配入大量的熔剂，增加处理成本。（2）因等离子局部温度高（局部温度超过2000℃），飞灰中的氯盐（KCl、NaCl、CaCl2等，约占飞灰重量30%左右），在高温环境下很容易挥发进入烟气中，不仅造成烟道粘接，而且在二次燃烧和急冷过程中，挥发进入烟气中的氯盐与水蒸气发生交互反应变成HCl。飞灰中的硫酸盐（大部分硫都以此形态存在于飞灰中）在高温下熔融分解变成SO₂进入飞灰中。HCl和SO₂经洗涤后转变成浓盐水或者污泥。本专利中所提供的烟气净化工艺并没有真正解决飞灰中主要污染物S和Cl，无害化效果较差。

专利CN 206911916 U中公开了一种新型垃圾焚烧飞灰电弧熔融系统，采用了直流电弧炉技术处理飞灰，熔渣通过水冷渣机冷却，熔融烟气采用“二次燃烧+急冷+袋式除尘器+洗涤塔+活性炭吸附”的工艺进行净化。该专利存在以下不足：（1）水冷却渣机冷却效果较差，容易形成块状炉渣导致玻璃化不均匀。（2）工艺中没有Cl和S的系统性解决方案。

总之，现有技术中在处理垃圾焚烧飞灰时，大多存在渣冷却效果差，飞灰熔融不系统、缺少对Cl、S的解决方案的问题，无害化处理效果较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种飞灰固硫熔融无害化处理方法，以解决现有技术中的在处理垃圾焚烧飞灰时无害化处理效果较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种飞灰固硫熔融无害化处理方法，其包括以下步骤：

将飞灰、还原剂、熔剂进行混合配料，得到混合原料；其中混合原料中的C与S的摩尔比为2.5~3.5；将混合原料中的SiO₂和Al₂O₃的总重量记为m，CaO和MgO的总重量记为n，FeO、MnO、Na₂O及K₂O的总重量记为l，则控制渣型为SiO₂-Al₂O₃-CaO渣型，且m/n为0.8~1.5；或者，控制渣型为SiO₂-CaO-FeO渣型，且m/n为1.0~1.6，l/m=0.15~0.30；