本发明涉及飞灰处理
技术领域：
，具体而言，涉及一种飞灰处理方法。
背景技术：
：危险废物、生活垃圾、医疗垃圾等在焚烧过程中会产生大量飞灰，还有余热锅炉、脱酸塔底部也会产生大量飞灰。飞灰是一种含有氯苯类、二噁英类挥发性有机物质、重金属的危险固体废弃物，且其颗粒极小极轻，极易逃逸并漂浮于大气环境中，造成严重的环境污染。因此，需要对飞灰中的这些有机物，尤其是二噁英类物质进行脱除处理，也需要对其中的重金属进行无害化处理。垃圾焚烧作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种处理技术已经成为当今国内社会生活垃圾处理的重要技术。2016年12月发改委、住建部印发规划文件指出，到2020年底，全国设市城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理总能力的50％以上，其中东部地区达到60％以上，焚烧处理量将达到59万t/d，预计日产飞灰量将超过3万吨。垃圾焚烧后产生的飞灰，因富集了较高浓度的重金属物质和二噁英类有机污染物而具有很强的毒性，属于危险废物。gb16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》明确规定，焚烧飞灰经处理满足含水率小于30％、二噁英含量低于3μgteq/kg、重金属浸出浓度低于规定值，才可进入生活垃圾填埋厂进行卫生填埋，所以选择适合的处理技术来使焚烧飞灰中二噁英、重金属含量满足国家标准，是垃圾焚烧厂正常运营必须面对的问题。目前国内已运行的垃圾焚烧厂，广泛采用水泥固化、化学药剂稳定化来处理飞灰中的重金属，但未考虑、也未消除二噁英类持久性污染物。有相关技术在研究低温热解、微波热解、光催化分解、生物降解或机械化学处理飞灰中二噁英类持久性污染物，但这些技术几乎对飞灰中的二噁英类持久性污染物没有处理。有相关技术研究用电炉、等离子体等高温熔融技术来同时处理飞灰中的二噁英和重金属，但能耗高、产生的烟尘要二次处理是该技术经济、环保运行要解决的难题。除此以外，目前国内尚无有报道或未建成一套处理焚烧飞灰中二噁英(或有机物)和重金属能力超过0.5t/h的工程应用案例，现有对飞灰中二噁英等有机物及重金属处理装备均为单体设备，没有与垃圾焚烧全厂工艺进行匹配，随焚烧厂规模匹配灵活性差，无法适应不同处理量之间的灵活调整。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种飞灰处理方法，以解决现有技术中无法灵活且系统化处理焚烧飞灰中二噁英和重金属的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一方面，还提供了一种飞灰处理方法，其包括：利用飞灰供应仓提供飞灰；将飞灰在二噁英脱除装置中进行二噁英脱除反应，得到重金属余灰；以及将重金属余灰在重金属固结装置进行固结处理，以将重金属余灰无害化。进一步地，二噁英脱除反应包括：将飞灰在200～500℃温度、氧含量低于5vol％的气氛下进行脱氯，以进行二噁英脱除反应；优选地，二噁英反应的过程中，反应时间为10～120min。进一步地，飞灰处理方法还包括：采用plc控制单元控制飞灰供应仓中的液位；以及采用plc控制单元控制二噁英脱除装置中二噁英脱除反应的温度、时间及氧含量。进一步地，固结处理的步骤包括：利用水泥供应单元供应水泥；利用螯合剂供应单元供应螯合剂；利用供水单元供应水；利用混合单元将重金属余灰、水泥、螯合剂及水进行混合，得到浆料；以及将浆料在制模单元中制模，以将重金属余灰无害化；优选地，水泥与重金属余灰的重量比为10～30％，螯合剂与重金属余灰的重量比为1～5％；更优选地，螯合剂选自二硫代氨基甲酸盐及其衍生物、有机多聚磷酸盐及其衍生物、壳聚糖及其衍生物中的一种或多种。进一步地，利用水泥供应单元供应水泥的步骤包括：利用水泥供应仓供应水泥；以及利用水泥称重斗将水泥称重后转移至混合单元中。进一步地，利用螯合剂供应单元供应螯合剂的步骤包括：利用螯合剂配置装置配置螯合剂；以及利用螯合剂称重斗将螯合剂称重后转移至混合单元中。进一步地，采用飞灰供应仓提供飞灰的步骤之后，飞灰处理方法还包括：利用飞灰称重斗将飞灰称重后转移至混合单元中。进一步地，采用plc控制单元控制水泥供应仓中的液位；以及将plc控制单元分别与水泥称重斗、螯合剂称重斗及飞灰称重斗均电连接，用以控制水泥、螯合剂及重金属余灰之间的重量比。进一步地，混合单元为混合搅拌机，将plc控制单元与混合搅拌机电连接，用以控制混合搅拌机的搅拌周期。进一步地，在供水单元供应水的过程中，飞灰处理方法还包括：利用第一流量计控制水流量。进一步地，采用plc控制单元控制螯合剂供应单元的螯合剂供应流量。进一步地，将飞灰在二噁英脱除装置中进行二噁英脱除反应的步骤前，飞灰处理方法还包括：利用螺旋输送机将飞灰输送至二噁英脱除装置中。进一步地，采用plc控制单元控制螺旋输送机的转速。应用本发明的技术方案，提供了一种飞灰处理方法。该方法包括：利用飞灰供应仓提供飞灰；将飞灰在二噁英脱除装置中进行二噁英脱除反应，得到重金属余灰；以及将重金属余灰在重金属固结装置进行固结处理，以将重金属余灰无害化。上述方法中，利用飞灰供应仓可以收集不同类型的飞灰，比如危险废物焚烧飞灰、垃圾焚烧飞灰、脱酸塔底部飞灰、余热锅炉飞灰等。利用二噁英脱除装置可以对这些飞灰进行集中处理，脱除其中的二噁英。最后将脱除完二噁英的飞灰在重金属固结装置中进行固结处理，以将其无害化。本发明提供的飞灰处理方法灵活性高，且能够更系统地对各种垃圾焚烧飞灰依次进行脱二噁英和重金属固结处理。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了根据本发明的一种实施例的飞灰处理装置示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、飞灰供应仓；111、飞灰称重斗；112、螺旋输送机；20、二噁英脱除装置；30、重金属固结装置；31、水泥供应单元；311、水泥供应仓；312、水泥称重斗；32、螯合剂供应单元；321、螯合剂配置装置；322、螯合剂称重斗；33、混合单元；34、制模单元；40、plc控制单元；a、水；b、螯合剂原料。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。正如
背景技术：
部分所描述的，现有技术中无法灵活且系统化处理焚烧飞灰中二噁英和重金属。为了解决这一问题，本发明提供了一种飞灰处理方法，如图1所示，其包括：利用飞灰供应仓10提供飞灰；将飞灰在二噁英脱除装置20中进行二噁英脱除反应，得到重金属余灰；以及将重金属余灰在重金属固结装置30进行固结处理，以将重金属余灰无害化。上述处理方法中，利用飞灰供应仓10可以收集不同类型的飞灰，比如危险废物焚烧飞灰、垃圾焚烧飞灰、脱酸塔底部飞灰、余热锅炉飞灰等。利用二噁英脱除装置20可以对这些飞灰进行集中处理，脱除其中的二噁英。最后将脱除完二噁英的飞灰在重金属固结装置30中进行固结处理，以将其无害化。本发明提供的飞灰处理方法灵活性高，且能够更系统地对各种垃圾焚烧飞灰依次进行脱二噁英和重金属固结处理。具体的二噁英脱除方法可以采用本领域的常用方法。在一种优选的实施方式中，二噁英脱除反应包括：将飞灰在200～500℃温度、氧含量低于5vol％的气氛下进行脱氯，以进行二噁英脱除反应；优选地，二噁英反应的过程中，反应时间为10～120min。利用该方式进行二噁英脱除反应，二噁英等有机物的脱除效果更佳，处理更为彻底。脱氯反应能够使飞灰中的二噁英类物质分解率不低于60％，最终反应完得到的重金属余灰中的二噁英含量不超过3μgteq/kg。在一种优选的实施方式中，飞灰处理方法还包括：采用plc控制单元40控制飞灰供应仓10中的液位；以及采用plc控制单元40控制二噁英脱除装置20中二噁英脱除反应的温度、时间及氧含量。这样，可以实时监测二噁英脱除反应的工艺参数，维持反应的稳定性。以上因素也能够进一步提高飞灰处理方法的灵活性和系统性，且对于二噁英的彻底脱出更为有利，同时保证了反应的安全性，极大改善了方法的安全运行程度。上述重金属固结处理的作用即使对于二噁英脱除后的重金属余灰进行固结处理，以使其达到无害化的目的，防止其污染环境。在一种优选的实施方式中，固结处理的步骤包括：利用水泥供应单元31供应水泥；利用螯合剂供应单元32供应螯合剂；利用供水单元供应水；利用混合单元33将重金属余灰、水泥、螯合剂及水进行混合，得到浆料；以及将浆料在制模单元34中制模，以将重金属余灰无害化。利用上述方式，通过水泥供应单元31、螯合剂供应单元32、供水单元分别将水泥、螯合剂、水a加入至混合单元33中，并将重金属余灰投入混合单元33，将各组分搅拌均匀后投入制模单元34中进行制模，即可将重金属余灰固结在水泥制品中。且因螯合剂的加入，固结程度更高，重金属在水泥制品中的稳定性更佳，无害化程度更高。指出的水泥制品可以应用在建筑等领域，达到有效利用资源的目的。优选地，水泥与重金属余灰的重量比为10～30％，螯合剂与重金属余灰的重量比为1～5％将各成分的用量控制在上述范围内，重金属余灰可以通过螯合剂更充分地被固化在水泥中，经制模后得到的水泥产品稳定性更高。；更优选地，螯合剂选自二硫代氨基甲酸盐及其衍生物、有机多聚磷酸盐及其衍生物、壳聚糖及其衍生物中的一种或多种。在一种优选的实施方式中，利用水泥供应单元31供应水泥的步骤包括：利用水泥供应仓311供应水泥；以及利用水泥称重斗312将水泥称重后转移至混合单元33中。这样，可以在处理过程中对于水泥的用量进行控制和调整，提高便捷性。在一种优选的实施方式中，利用螯合剂供应单元32供应螯合剂的步骤包括：利用螯合剂配置装置321配置螯合剂；以及利用螯合剂称重斗322将螯合剂称重后转移至混合单元33中。同理，这方便对螯合剂的用量进行控制和调整，提高便捷性。更优选地，螯合剂配置装置321包括一个或顺次连接的多个螯合剂配置釜。利用螯合剂配置装置321可以在线配置螯合剂，具体地，将螯合剂与水(螯合剂原料b)混合后制成螯合剂溶液作为加入混合单元的螯合剂，通过螯合剂称重斗322控制通入量后方可进入混合单元33。同理，为了对重金属余灰进行用量控制，在一种优选的实施方式中，采用飞灰供应仓10提供飞灰的步骤之后，飞灰处理方法还包括：利用飞灰称重斗111将飞灰称重后转移至混合单元33中。在一种优选的实施方式中，采用plc控制单元40控制水泥供应仓311中的液位；以及将plc控制单元40分别与水泥称重斗312、螯合剂称重斗322及飞灰称重斗111均电连接，用以控制水泥、螯合剂及重金属余灰之间的重量比。在一种优选的实施方式中，混合单元33为混合搅拌机，将plc控制单元40与混合搅拌机电连接，用以控制混合搅拌机的搅拌周期。这样能够进一步提高飞灰处理方法的自动化能力，提高其灵活性和系统性。更优选地，在供水单元供应水的过程中，飞灰处理方法还包括：利用第一流量计控制水流量。设置第一流量计并将其与plc控制单元40电连接，能够对进水量进行在线控制。在一种优选的实施方式中，采用plc控制单元40控制螯合剂供应单元32的螯合剂供应流量。更优选地，将飞灰在二噁英脱除装置20中进行二噁英脱除反应的步骤前，飞灰处理方法还包括：利用螺旋输送机112将飞灰输送至二噁英脱除装置20中。利用螺旋输送机112可以将不同类型的飞灰运送到二噁英脱除装置20中进行集中处理，脱除其中的二噁英。更优选地，采用plc控制单元40控制螺旋输送机112的转速。根据本发明的另一方面，还提供了一种飞灰处理装置，如图1所示，其包括飞灰供应仓10，二噁英脱除装置20以及重金属固结装置30；飞灰供应仓10用于提供飞灰；二噁英脱除装置20与飞灰供应仓10相连，二噁英脱除装置20用于脱除飞灰中的二噁英，且二噁英脱出装置20设置有排灰口；重金属固结装置30与排灰口连通，用以对排灰口排出的重金属余灰进行固结处理。上述装置中，利用飞灰供应仓10可以收集不同类型的飞灰，比如危险废物焚烧飞灰、垃圾焚烧飞灰、脱酸塔底部飞灰、余热锅炉飞灰等。利用二噁英脱除装置20可以对这些飞灰进行集中处理，脱除其中的二噁英。最后将脱除完二噁英的飞灰在重金属固结装置30中进行固结处理，以将其无害化。本发明提供的飞灰处理装置灵活性高，且能够更系统地对各种垃圾焚烧飞灰依次进行脱二噁英和重金属固结处理。在一种优选的实施方式中，飞灰处理装置还包括plc控制单元40，plc控制单元40与飞灰供应仓10电连接，用以控制飞灰供应仓10中的液位。这样，可以利用plc控制单元40实时监控飞灰供应仓10中飞灰的盈亏程度，及时补充飞灰。plc控制单元40与二噁英脱除装置20电连接，用以控制二噁英脱除装置20中二噁英脱除反应的温度、时间及氧含量。这样，可以实时监测二噁英脱除反应的工艺参数，维持反应的稳定性。以上因素也能够进一步提高飞灰处理装置的灵活性和系统性，且对于二噁英的彻底脱出更为有利，同时保证了反应的安全性，极大改善了装置的安全运行程度。需说明的是，上述“氧含量”是指反应过程中所需的气氛条件，通过充入氮气、氦气等惰性气体，来维持二噁英所处的气氛条件中氧含量低于5vol％。二噁英脱除的原理是使用惰性气氛下的低温热分解，是二噁英分子结构发生分解反应，表明的氯原子脱除，或苯环分子结构断开，使得产物没有毒性，或毒性大大降低。上述重金属固结装置30的作用即使对于二噁英脱除后的重金属余灰进行固结处理，以使其达到无害化的目的，防止其污染环境。在一种优选的实施方式中，重金属固结装置30包括水泥供应单元31，螯合剂供应单元32，供水单元，混合单元33以及制模单元34；水泥供应单元31用于供应水泥，螯合剂供应单元32用于供应螯合剂，供水单元用于供应水，混合单元33分别与排灰口、水泥供应单元31、螯合剂供应单元32及供水单元均连通，且混合单元33还设置有浆料出口，制模单元34与浆料出口连通，用于将浆料出口排出的浆料进行制模。利用上述重金属固结装置30，通过水泥供应单元31、螯合剂供应单元32、供水单元分别将水泥、螯合剂、水a加入至混合单元33中，并将重金属余灰投入混合单元33，将各组分搅拌均匀后投入制模单元34中进行制模，即可将重金属余灰固结在水泥制品中。且因螯合剂的加入，固结程度更高，重金属在水泥制品中的稳定性更佳，无害化程度更高。指出的水泥制品可以应用在建筑等领域，达到有效利用资源的目的。在一种优选的实施方式中，水泥供应单元31包括水泥供应仓311和水泥称重斗312，水泥称重斗312的进口与水泥供应仓311连通，水泥称重斗312的出口与混合单元33连通。这样，可以在处理过程中对于水泥的用量进行控制和调整，提高便捷性。在一种优选的实施方式中，螯合剂供应单元32包括螯合剂配置装置321和螯合剂称重斗322；螯合剂配置装置321用于配置螯合剂，螯合剂称重斗322的进口与螯合剂配置装置321连通，螯合剂称重斗322的出口与混合单元33连通。同理，这方便对螯合剂的用量进行控制和调整，提高便捷性。在一种优选的实施方式中，螯合剂配置装置321包括一个或顺次连接的多个螯合剂配置釜。利用螯合剂配置装置321可以在线配置螯合剂，具体地，将螯合剂与水(螯合剂原料b)混合后制成螯合剂溶液作为加入混合单元的螯合剂，通过螯合剂称重斗322控制通入量后方可进入混合单元33。同理，为了对重金属余灰进行用量控制，在一种优选的实施方式中，飞灰处理装置还包括飞灰称重斗111，飞灰称重斗111设置在排灰口与混合单元33连通的流路上。在一种优选的实施方式中，plc控制单元40与水泥供应仓311电连接，用以控制水泥供应仓311中的液位；plc控制单元40分别与水泥称重斗312、螯合剂称重斗322及飞灰称重斗111均电连接，用以控制水泥、螯合剂及重金属余灰之间的重量比。这样能够进一步提高飞灰处理装置的自动化处理能力，提高其灵活性和系统性。更优选地，混合单元33为混合搅拌机，且plc控制单元40与混合搅拌机电连接，用以控制混合搅拌机的搅拌周期。在一种优选的实施方式中，供水单元与混合单元33通过供水管路连通；飞灰处理装置还包括第一流量计，第一流量计设置在供水管路上，且plc控制单元40与第一流量计电连接，用以控制水流量。设置第一流量计并将其与plc控制单元40电连接，能够对进水量进行在线控制。更优选地，plc控制单元40与螯合剂供应单元32电连接，用以控制螯合剂供应单元32的螯合剂供应流量。在一种优选的实施方式中，飞灰处理装置还包括螺旋输送机112，螺旋输送机112设置在二噁英脱除装置20与飞灰供应仓10连通的流路上。利用螺旋输送机112可以将不同类型的飞灰运送到二噁英脱除装置20中进行集中处理，脱除其中的二噁英。更优选地，plc控制单元40与螺旋输送机112电连接，用以控制螺旋输送机112的转速。以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：实施例1采用的飞灰处理装置如图1所示，处理过程如下：(1)某日处理能力为600t/d的炉排炉垃圾焚烧厂，产生的飞灰量为18t/d，测得飞灰中二噁英含量为5μgteq/kg，按照hj/t300《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测出浸出液中重金属含量为表1。表1浸出液重金属污染物浓度限值序号污染物项目浓度限值(mg/l)1汞12铜4003锌1004铅2.55镉16铍0.027钡258镍0.59砷0.310总铬1011六价铬1.512硒0.1(2)对上述飞灰进行脱氯处理，得到重金属余灰。控制条件为：温度设定为300℃，脱氯反应时间设定为30min，使用氮气控制气氛中的氧含量为1％。(3)采用普通商用425号硅酸盐水泥，螯合剂使用二硫代氨基甲酸盐，将上述重金属余灰与水泥、螯合剂、自来水按质量比1:0.15:0.03:0.2配比混合，在搅拌机内每批混合物质量为0.5t，搅拌混合周期为10分钟，由plc控制全自动作业，该系统每天工作8小时，满足日处理18t飞灰的生产要求。飞灰装入尺寸为400×400×100mm模具，由叉式运输车将块状混合物送养护场地养护稳定经养护，检测二噁英和重金属含量结果如下：二噁英脱除率为82.3％，残留含量为0.885μgteq/kg，各重金属浸出液中成分浓度为表2：表2养护后浸出液重金属污染物浓度限值序号污染物项目浓度限值(mg/l)1汞0.052铜203锌504铅0.255镉0.156铍0.027钡208镍0.39砷0.210总铬4.011六价铬1.212硒0.1飞灰中二噁英及重金属等含量满足进入卫生填埋场标准要求。实施例2：采用的飞灰处理装置如图1所示，处理过程如下：(1)某日处理能力为800t/d的炉排炉垃圾焚烧厂，产生的飞灰量为24t/d，测得飞灰中二噁英含量为8.2μgteq/kg，按照hj/t300《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测出浸出液中重金属含量为表3。表3浸出液重金属污染物浓度限值序号污染物项目浓度限值(mg/l)1汞102铜403锌3004铅1.35镉未检出6铍未检出7钡未检出8镍1.29砷110总铬1011六价铬1.512硒未检出(2)对上述飞灰进行脱氯处理，得到重金属余灰。控制条件为：温度设定为400℃，脱氯反应时间设定为20min，使用氮气控制气氛中的氧含量为0.5％。(3)采用普通商用425号硅酸盐水泥，螯合剂使用二硫代氨基甲酸盐，将上述重金属余灰与水泥、螯合剂、自来水按质量比1:0.20:0.03:0.15配比混合，在搅拌机内每批混合物质量为0.67t，搅拌混合周期为10分钟，由plc控制全自动作业，该系统每天工作8小时，满足日处理24t飞灰的生产要求。飞灰装入尺寸为400×400×100mm模具，由叉式运输车将块状混合物送养护场地养护稳定经养护，检测二噁英和重金属含量结果如下：二噁英脱除率为91.5％，残留含量为0.697μgteq/kg，各重金属浸出液中成分浓度为表4：表4养护后浸出液重金属污染物浓度限值飞灰中二噁英及重金属等含量满足进入卫生填埋场标准要求。实施例3采用的飞灰处理装置如图1所示，处理过程如下：(1)某日处理能力为1200t/d的炉排炉垃圾焚烧厂，产生的飞灰量为42t/d，测得飞灰中二噁英含量为10.5μgteq/kg，按照hj/t300《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测出浸出液中重金属含量为表5。表5浸出液重金属污染物浓度限值(2)对上述飞灰进行脱氯处理，得到重金属余灰。控制条件为：温度设定为250℃，脱氯反应时间设定为60min，使用氮气控制气氛中的氧含量为0.2％。(3)采用普通商用425号硅酸盐水泥，螯合剂使用二硫代氨基甲酸盐及衍生物，将上述重金属余灰与水泥、螯合剂、自来水按质量比1:0.20:0.03:0.15配比混合，在搅拌机内每批混合物质量为1.2t，搅拌混合周期为11分钟，由plc控制全自动作业，该系统每天工作8小时，满足日处理42t飞灰的生产要求。飞灰装入尺寸为400×400×100mm模具，由叉式运输车将块状混合物送养护场地养护稳定经养护，，检测二噁英和重金属含量结果如下：二噁英脱除率为93.8％，残留含量为0.651μgteq/kg，各重金属浸出液中成分浓度为表6：表6养护后浸出液重金属污染物浓度限值序号污染物项目浓度限值(mg/l)1汞0.022铜103锌504铅0.255镉0.16铍未检出7钡未检出8镍0.39砷0.210总铬2.011六价铬1.212硒未检出飞灰中二噁英及重金属等含量满足进入卫生填埋场标准要求。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：上述方法中，利用飞灰供应仓可以收集不同类型的飞灰，比如危险废物焚烧飞灰、垃圾焚烧飞灰、脱酸塔底部飞灰、余热锅炉飞灰等。利用二噁英脱除装置可以对这些飞灰进行集中处理，脱除其中的二噁英。最后将脱除完二噁英的飞灰在重金属固结装置中进行固结处理，以将其无害化。本发明提供的飞灰处理装置灵活性高，且能够更系统地对各种垃圾焚烧飞灰依次进行脱二噁英和重金属固结处理。且处理结果均满足卫生填埋场标准要求。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12