[发明专利]垃圾焚烧飞灰改性作垃圾清洁焚烧促进剂的方法与设备

说明书

垃圾焚烧飞灰改性作垃圾清洁焚烧促进剂的方法与设备，该方法包括以下步骤：在储存的垃圾焚烧飞灰中加入催化改性促进剂和重金属吸附固化剂，在均质混合装置中，进行均质混合，陈化，对垃圾焚烧飞灰进行催化改性，再将均质改性后的垃圾焚烧飞灰陈化，输送喷吹至垃圾焚烧装置内的主燃烧区域，均质改性后的垃圾焚烧飞灰作为垃圾清洁焚烧促进剂于850～1050℃高温环境下，促进垃圾实现催化氧化清洁焚烧，燃烧产生的热能直接供锅炉发电系统。本发明还包括实施所述方法的设备。利用本发明方法和设备处理垃圾焚烧飞灰，投资少、处置成本低、资源化利用率高、工艺简单高效、且无二次污染。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧飞灰无害化、资源化、减量化利用的技术，特别是涉及一种垃圾焚烧飞灰改性作垃圾清洁焚烧促进剂的方法与设备。

背景技术

据生态环境部自动监测数据显示，截至2022年4月底，我国生活垃圾焚烧发电规模已达87万吨/日，可推算出生活垃圾焚烧飞灰日产生量2.6-4.3万吨，年产生量预计为754-1290万吨。随着生活垃圾焚烧发电新建项目的规划落地，飞灰产生量仍呈增长趋势。

据检测，垃圾焚烧飞灰堆积密度约为0.6-0.8g/cm³。主要的化学成分为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等，还含有氯元素，以及Hg、Zn、Pb、Mn、Cu、Cr、As等重金属元素和二噁英、苯并芘、苯并蒽、呋喃等有毒有害污染物。飞灰中的氯元素，以NaCl、KCl等形式存在为主，氯元素平均含量约为17-30%。其中所含重金属元素如未有效固化处理，会渗入土壤或地表水、地下水中，对生态环境产生严重的危害。二噁英、苯并芘、苯并蒽致癌；呋喃有麻醉和弱刺激作用，吸入后可引起头痛、头晕、恶心、呕吐、血压下降、呼吸衰竭，并有肝、肾损害，也致癌。国家危险废物名录（2021年版）明确生活垃圾焚烧飞灰属于危废，废物类别属于HW18焚烧处置残渣，危险废物代码为772-002-18。

为实现垃圾焚烧发电厂飞灰无害化、资源化、减量化处置的目标，国内外众多科研院所及高校对飞灰处置展开了大量的研究试验工作。当前生活垃圾焚烧飞灰的处置方法可概括为固化稳定填埋法、化学稳定化处理法、制建材产品法、水洗除盐水泥窑协同处置法、熔融固化处理法、烧结固化法、磷酸洗涤法等七类。

第一类，固化稳定填埋法，采用螯合固化——填埋处置的方法，是将水泥、螯合剂、飞灰进行搅拌，混合均匀，然后填埋。此法工艺简单，技术成熟，应用较广泛。但这类方法属于固化体增容，成本较高，对二噁英、氯盐长期稳定性差，占用土地资源，存在土壤和地下水二次污染和防渗层破损风险，环境健康风险高。

第二类，化学稳定化处理法，增容小，工艺简单，投资小，但无通用型化学药剂，对二噁英和重金属的长期固化稳定性差，应用较少。

第三类，制建材产品法，生产的建材产品质量较轻，使用周期长，但工艺技术要求高，存在重金属渗滤的风险，产品强度不稳定，大规模应用仍待验证。

第四类，水洗除盐水泥窑协同处置法，可有效实现飞灰废弃物减量化，将飞灰中的重金属等有害成分固熔于水泥熟料晶格中，现水泥窑生产技术已成熟，协同处置飞灰可节约部分生产原料，但飞灰中高含量的氯，以及重金属，对水泥窑装备系统的设备有腐蚀作用，如果操作不当，还可能降低水泥品质，同时容易二次生成二噁英，造成二次污染。因此，需严格控制飞灰入窑比例，必要时还需水洗脱盐除氯。

第五、六类，熔融固化处理法、烧结固化法，这两类方法可以有效实现减容，二噁英在高温下被彻底分解，重金属被固化于玻璃体中，但该方法能耗高、投资大，同时需要防止制成的产品产生二次污染。

第七类，磷酸洗涤法，这类方法可改变大部分重金属的化学形态，使其稳定固化在飞灰中，并能提高飞灰的热稳定性，但磷酸洗涤法处理成本偏高，且处理后的飞灰呈酸性，作建材资源利用时会与碱性胶凝材料发生中和反应，阻碍水化反应，影响产品性能指标。