垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理系统及处理方法和应用与流程

本发明属于垃圾处理的，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理系统及处理方法和应用。

背景技术：

1、焚烧飞灰是市政生活垃圾焚烧处理过程中产生的，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。焚烧飞灰的化学成分包括cl、ca、k、na、si、al、o等元素，主要化学成分为cao、sio2、al2o3、fe2o3。此外，焚烧飞灰常含有高浓度的重金属，如hg、pb、cd、cu、cr及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二噁英类(pcdds)和呋喃类(pcdfs)污染物(简称“二噁英”)，有毒有害。

2、目前，处理垃圾焚烧飞灰的主要方法有：1)陶瓷生产工艺：将飞灰加入陶瓷配方中，该工艺主要问题是，飞灰需要经过水洗，水洗后将产生新的污染物，重金属盐及大量不好处理的低价值盐类，并且水洗后的飞灰，在陶瓷配方中用量很小，无法满足垃圾焚烧产生的大量飞灰；2)水泥窑协同处理，其存在与陶瓷生产工艺类似的问题另外，由于要保证水泥的质量，飞灰必须经过水洗工艺，去除飞灰中的盐分，产生的废水提炼价值不高，但分离成本极高，没有经济价值；3)等离子包裹法：该方案需要用大量的电，处理一吨飞灰需使用1000度左右的用电，成本高，且需要高能耗。上述方法均无法实现稳定化处理和无害化、减量化、资源化利用。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供一种垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理系统及处理方法和应用。

2、为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

3、一种垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，包括以下步骤：

4、1)将焚烧飞灰和固结剂按照质量比1：0.5～2混合碾磨得到大于100目的混合粉料，其中所述固结剂包括5～40wt％的低熔点组分，低熔点组分的熔融温度＜800℃；

5、2)将混合粉料通过干法造粒工艺制成大于20目的料粒；

6、3)将料粒和助燃物分层铺叠后加压成型，制成预制块；

7、4)将预制块与垃圾共同投入垃圾焚烧炉进行焚烧，焚烧温度为850～1100℃；预制块烧结后得到飞灰烧结块。

8、可选的，步骤3)中，所述预制块包括助燃物层和料粒层，其中助燃物层位于料粒层的一侧或两侧，且助燃物层质量是料粒层质量的3～20％。

9、可选的，所述助燃物为热值大于4500卡的物料，物料大小在5～40目之间。

10、可选的，步骤3)中，所述加压成型的压力为100～500mpa。

11、可选的，所述预制块自然堆积下具有5％～20％的空隙率。

12、可选的，所述预制块的厚度为1～3cm，在厚度方向上相对的顶面和底面的外接圆直径为5～30cm；其中顶面具有由边缘至中部逐渐凸起的倾斜面。

13、可选的，所述顶面和底面为多边形，多边形顶面包括多个所述倾斜面，多个所述倾斜面与所述多边形顶面的边一一对应并依次相接围合。

14、可选的，所述低熔点组分包括玻璃粉和硼酸，玻璃粉和硼酸的配比为4:1～8:1。

15、可选的，所述固结剂的组成还包括黏土类矿物、长石类矿物、硫酸铝和滑石粉，其中黏土类矿物、长石类矿物、硫酸铝和滑石粉的比例为10～40重量份：30～60重量份：1～10重量份：1～15重量份。

16、可选的，步骤4)中，所述预制块与生活垃圾的投放量质量比为1:20～1:10。

17、一种垃圾处理方法，包括：

18、将垃圾投入垃圾焚烧炉进行焚烧；

19、收集焚烧飞灰，通过上述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法制成飞灰烧结块。

20、上述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法所制的飞灰烧结块作为建筑骨料的应用。

21、一种垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理系统，包括垃圾焚烧炉、输出单元、混料单元、制粒单元、成型单元和输入单元；输出单元配合于垃圾焚烧炉的输出口和混料单元之间，用于收集焚烧飞灰并输送至混料单元；混料单元用于将焚烧飞灰与固结剂混合碾磨得到混合粉料；制粒单元用于将混合粉料制成料粒；成型单元包括布料单元和陶瓷压机，布料单元用于将料粒和助燃物逐层交替铺叠，陶瓷压机用于将交替铺叠的料粒和助燃物压制成型形成预制块；输入单元配合于成型单元和垃圾焚烧炉的输入口之间，以将预制块返回垃圾焚烧炉与垃圾共同焚烧。

22、本发明的有益效果为：

23、将生活垃圾焚烧产生的飞灰直接用于制作飞灰烧结块，固化飞灰中的重金属及其他有害物质，达到飞灰无害化处理的目的；制成的飞灰烧结块的硬度、耐候性等条件均可满足建筑材料使用的要求，实现了回收再利用；

24、处理工艺简单，无需进行水洗等产生次生污染的步骤，生产过程无额外的废水、废气、废渣产生；实施过程中不会对炉排炉的烟气系统产生影响，也不会造成重金属和氯离子的不断堆积富集；且返回垃圾焚烧炉进行烧结，节约能源，能耗低，成本低，可兼容于垃圾焚烧发电厂等机构，适于实际生产应用，实现更好的环境和经济效益。

技术特征：

1.一种垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：步骤3)中，所述预制块包括助燃物层和料粒层，其中助燃物层位于料粒层的一侧或两侧，且助燃物层质量是料粒层质量的3～20％。

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：所述助燃物为热值大于4500卡的物料，物料大小在5～40目之间。

4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：步骤3)中，所述加压成型的压力为100～500mpa。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：所述预制块自然堆积下具有5％～20％的空隙率。

6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：所述预制块的厚度为1～3cm，在厚度方向上相对的顶面和底面的外接圆直径为5～30cm；其中顶面具有由边缘至中部逐渐凸起的倾斜面。

7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：所述顶面和底面为多边形，多边形顶面包括多个所述倾斜面，多个所述倾斜面与所述多边形顶面的边一一对应并依次相接围合。

8.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：所述低熔点组分包括玻璃粉和硼酸，玻璃粉和硼酸的配比为4:1～8:1。

9.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：所述固结剂的组成还包括黏土类矿物、长石类矿物、硫酸铝和滑石粉，其中黏土类矿物、长石类矿物、硫酸铝和滑石粉的比例为10～40重量份：30～60重量份：1～10重量份：1～15重量份。

10.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法，其特征在于：步骤4)中，所述预制块与生活垃圾的投放量质量比为1:20～1:10。

11.一种垃圾处理方法，其特征在于，包括：

12.权利要求1～10任一项所述的垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理方法所制的飞灰烧结块作为建筑骨料的应用。

13.一种垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理系统，其特征在于：包括垃圾焚烧炉、输出单元、混料单元、制粒单元、成型单元和输入单元；输出单元配合于垃圾焚烧炉的输出口和混料单元之间，用于收集焚烧飞灰并输送至混料单元；混料单元用于将焚烧飞灰与固结剂混合碾磨得到混合粉料；制粒单元用于将混合粉料制成料粒；成型单元包括布料单元和陶瓷压机，布料单元用于将料粒和助燃物逐层交替铺叠，陶瓷压机用于将交替铺叠的料粒和助燃物压制成型形成预制块；输入单元配合于成型单元和垃圾焚烧炉的输入口之间，以将预制块返回垃圾焚烧炉与垃圾共同焚烧。

技术总结
本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰的固化回炉处理系统及处理方法，处理系统包括垃圾焚烧炉、输出单元、混料单元、制粒单元、成型单元和输入单元，基于该处理系统，将焚烧飞灰和固结剂混合碾磨得到混合粉料，混合粉料通过干法造粒工艺制成料粒，将料粒和助燃物分层铺叠后加压成型，制成预制块；将预制块与垃圾共同投入垃圾焚烧炉进行焚烧，预制块烧结后得到飞灰烧结块，以固化飞灰中的重金属及其他有害物质，达到飞灰无害化处理的目的；制成的飞灰烧结块的硬度、耐候性等条件均可满足建筑材料使用的要求，实现了回收再利用，提高了经济效益和环境效益。

技术研发人员：罗书明,林浩
受保护的技术使用者：嘉富绿元（福建）再生资源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24