一种飞灰中二噁英低能耗高效分解处理方法

文档序号:41242988发布日期:2025-03-14 12:11阅读:118来源:国知局

本发明属于垃圾焚烧飞灰二噁英处理,具体涉及一种飞灰中二噁英低能耗高效分解处理方法。


背景技术:

1、飞灰是燃煤电厂在燃烧过程中产生的固体废弃物,具有较高的环境污染风险。由于其含有大量的有害金属离子和重金属,飞灰的处理和处置一直是环保领域中的难题。传统的飞灰处理方法包括填埋、固化、堆放等,但这些方法存在占地面积大、处理成本高、二次污染等问题,无法有效回收飞灰中的有价值成分。目前主要的处理方法为有机螯合剂螯合或者水泥固化。

2、为了减少环境污染,近年来研究人员提出了多种飞灰的资源化处理技术,其中热分解技术因其高效、可控、能量利用率高等优势,成为了飞灰处理领域的研究热点。生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)(hj 1134-2020)中规定:应控制飞灰处理产物中二噁英残留的总量应不超过50 ng-teq/kg(以飞灰干重计);重金属浸出浓度不超过gb 8978中规定的最高允许排放浓度值;可溶性氯含量不超过2%,以不超过1%为宜。

3、然而,现有的飞灰热分解技术普遍存在两个主要问题:一是热分解过程所需的温度较高,能量消耗大;二是对于飞灰中有害重金属和有毒物质的去除效果有限,难以达到环保要求。因此,如何在较低的温度下实现飞灰的高效分解,并有效去除其中的有害物质,仍然是飞灰资源化处理领域亟待解决的技术难题。

4、因此,研发一种能大幅度降低能源消耗、有效去除飞灰中的有害物质,实现飞灰的绿色处理和资源化利用的方法是非常有必要的。


技术实现思路

1、为了解决上述问题中的至少一种,本发明提供了一种飞灰中二噁英低能耗高效分解处理方法。

2、为了达到上述目的,本发明采用了如下技术手段:一种飞灰中二噁英低能耗高效分解处理方法,包括以下步骤:

3、s1、对待处理飞灰进行破碎至粒径2-100μm,干燥,得到组分均匀,含水率小于1%的飞灰粉末;

4、s2、飞灰粉末中混入占飞灰重量的5-10wt%的过渡金属催化剂或者合成抑制剂后,在氧气含量低于0.5vol%的绝氧环境下,对干燥飞灰中的二噁英在250℃-350℃下进行低温热分解。

5、在本发明的一些实施方案中,进一步地,还包括飞灰破碎、干燥、低温热分解步骤中排放的混合气体中的飞灰颗粒,经烟气净化后通入低温热分解系统循环处理的步骤。

6、在本发明的一些实施方案中,所述过渡金属催化剂为fe/c催化剂。

7、在本发明的一些实施方案中,过渡金属催化剂选用对应金属的硝酸盐水合物制备,用去离子水溶解并用作前体,按照质量比1:10加入活性炭浸渍,金属元素负载在活性炭上,得到过渡金属催化剂。

8、在本发明的一些实施方案中,优选地,过渡金属催化剂的用量为飞灰重量的5wt%。

9、在本发明的一些实施方案中,所述合成抑制剂为磷酸二氢铵。

10、在本发明的一些实施方案中,优选地,合成抑制剂的用量为飞灰重量的5wt%。

11、在本发明的一些实施方案中,所述过渡金属催化剂在于飞灰混合前,在100-105℃的管式炉中干燥22-24小时,在1,000 sccm氮气流下,在120-150°c下活化15-20分钟,继续在450-500℃下活化1.5-2小时。

12、在本发明的一些实施方案中,步骤s2中,热分解时间10min-60min。较佳地,热分解温度300℃。

13、在本发明的一些实施方案中,步骤s2中,所述绝氧环境为通入惰性气体氮气,使氮气气氛中氧气含量低于0.5vol%。

14、在本发明的一些实施方案中,步骤s1中,所述待处理飞灰包括炉排炉焚烧飞灰、流化床焚烧飞灰以及螯合飞灰,所述待处理飞灰初始含水率小于20%,二噁英初始浓度为50-5000ng-teq/kg。

15、在本发明的一些实施方案中,所述螯合飞灰包括有机螯合飞灰、无机螯合飞灰以及水泥固化飞灰。

16、在本发明的一些实施方案中,步骤s1中,干燥温度120-130℃,干燥热源来源于低温热分解燃烧后的热烟气。

17、本发明还提供一种飞灰二噁英低温热分解处理系统,应用如前文所述的飞灰二噁英低温热分解处理方法,飞灰二噁英低温热分解处理系统包括:

18、飞灰储仓,利用螺旋装置运送待处置飞灰至破碎装置中;

19、破碎装置,用于对待处理飞灰进行破碎,得到粉末状飞灰;

20、干燥装置,与破碎装置连接,用于对粉末状飞灰进行干燥,得到干燥飞灰;

21、热分解炉,与干燥装置连接,用于在绝氧环境下对干燥飞灰中的二噁英进行低温热分解,得到热解后的飞灰。

22、飞灰二噁英低温热分解处理系统,还包括烟气净化装置,与破碎装置、干燥装置和热分解炉连接,用于对排放的尾气进行净化。

23、本发明的有益效果

24、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:本发明通过破碎-干燥-高效低温热分解,通过添加过渡金属催化剂或者再合成抑制剂提高二噁英热分解效率,降低反应所需温度,节约燃料成本,能耗低,将飞灰中的二噁英进行降解,分解后的二噁英浓度低于50 ngi-teq/kg,优于《生活垃圾焚烧飞灰污染控制规范(hj 1134-2020)》,可以作为后续绿色建筑材料原料等,对飞灰进行资源化利用,具有较高的经济性;同时,处理过程中利用热分解炉热烟气作为干燥装置的热源,能量梯级利用,能量利用率高,经济性好,循环利用烟气净化系统,污染物排放低。



技术特征:

1.一种飞灰中二噁英低能耗高效分解处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:还包括飞灰破碎、干燥、低温热分解步骤中排放的混合气体中的飞灰颗粒,经烟气净化后通入低温热分解系统循环处理的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述过渡金属催化剂为fe/c催化剂。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述合成抑制剂为磷酸二氢铵。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述过渡金属催化剂的制备方法如下:九水合硝酸铁用去离子水溶解作为前体,加入活性炭浸渍,80℃下磁力搅拌将混合物均匀混合直至干燥,在100-105℃的管式炉中干燥22-24小时,在1,000 sccm氮气流下,在120-150°c下活化15-20分钟,继续在450-500℃下活化1.5-2小时。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤s2中,热分解时间为10min-60min。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤s2中,所述绝氧环境为通入惰性气体氮气。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤s1中,所述待处理飞灰包括炉排炉焚烧飞灰、流化床焚烧飞灰以及螯合飞灰,所述待处理飞灰初始含水率小于20%,二噁英初始浓度为50-5000ng-teq/kg。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述螯合飞灰包括有机螯合飞灰、无机螯合飞灰以及水泥固化飞灰。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤s1中,干燥温度120-130℃,干燥热源来源于低温热分解燃烧后的热烟气。


技术总结
本发明公开了一种飞灰中二噁英低能耗高效分解处理方法,首先对待处理飞灰进行破碎至粒径2‑100μm,干燥,得到组分均匀,含水率小于1%的飞灰粉末;飞灰粉末中混入占飞灰重量的5‑10wt%的过渡金属催化剂或者合成抑制剂后,在氧气含量低于0.5vol%的绝氧环境下,对干燥飞灰中的二噁英在250℃‑350℃下进行低温热分解。采用本发明的方法处理焚烧飞灰或螯合飞灰,二噁英能够低于50ng‑TEQ/kg,满足HJ 1134‑2020《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》的要求,处置后飞灰可用于建材利用等资源化,效率高且操作简单,具有较高的经济性。

技术研发人员:彭亚旗,应晟煜,赵星磊,杨海宁,朱占恒,孙胜,陆胜勇
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2025/3/13
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