专利名称：一种垃圾焚烧飞灰电熔处理方法
技术领域：
本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰无害化处理方法，尤其是涉及一种使垃圾焚烧飞灰 中的二噁英分解和重金属稳定固化的电熔处理方法。
背景技术：
随着城市化进程的加快和土地资源的日益紧缺，垃圾焚烧技术已经成为大城市处 理生活垃圾的主要手段之一。焚烧烟气经过净化处理后，产生大量的焚烧飞灰，相当于原生垃圾量的5% (机械 炉排焚烧炉)，甚至20%以上(流化床焚烧炉)。飞灰中含有高浓度的重金属和二噁英等有 毒污染物，按照我国的危险废物名录，飞灰属于危险废物范畴，应该进行固化稳定化处理。目前国内外的飞灰处置技术主要包括水泥固化稳定化、石灰稳定化、飞灰水洗后 煅烧、飞灰等离子体熔融以及飞灰药剂稳定化等，其优缺点分析如下(1)水泥固化稳定化通过加入飞灰量10 30%的水泥将飞灰的重金属和有机污 染物固化在水泥块中。固化后的飞灰体积明显增加，占用填埋场地。(2)石灰稳定化在飞灰中加入10 20%的石灰将飞灰中的重金属转化为氢氧化 物沉淀，实现重金属的稳定化。在环境条件发生变化的情况下，飞灰中的重金属仍然容易浸 出，而且飞灰中的有机污染物没有被固化下来。(3)飞灰水洗后煅烧按照飞灰水=2 10 1，将飞灰中的盐类经水洗脱除， 残余的固体经过高温煅烧(700 900°C)，得到可以代替部分建筑沙石的骨料；或者将水洗 后的残余固体送入水泥窑煅烧，进入水泥之中。该技术的主要问题是水洗液中含有大量的 盐类和重金属，很难处置。(4)飞灰等离子体熔融利用等离子体产生高温，在1300 1500°C以上的高温环 境中，飞灰不断地被熔融化，同时形成的高温玻璃液不断地从等离子体反应器中排出(进 入水淬系统)，高温玻璃液中的热量被带走，使得飞灰熔融的处置成本很高。只有日本等发 达国家采用。(5)药剂稳定化在飞灰中加入1 10%的化学药剂，使飞灰中的重金属转化为难 溶的化合物而被稳定化。该方法对于飞灰中的有机污染物无任何处置或分解作用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于提供一种垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，本发明 通过添加石英砂和碱性药剂石灰或纯碱使飞灰玻璃化，飞灰中的二噁英等有机污染物被高 温分解，重金属铜、锌、铅等进入玻璃晶格中被固化和稳定化，其浸出浓度远远低于国家《危 险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085. 3-2007)中的标准限值。飞灰被转化为玻璃态的 惰性固体废物。为解决上述问题，本发明采用如下技术方案本发明一种垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，所述方法为以石英砂和碱性药剂为熔制剂，按照飞灰石英砂碱性药剂=(90 99) (1 10) (1 10)的重量比例，将物 料混合均勻后加入玻璃电熔炉内，经过1250 1500°C高温充分熔化成为玻璃液，经冷水水 淬后，于室温下冷却，成为玻璃渣。优选的，所述飞灰、石英砂和碱性药剂的重量比例为(90 95) (1 5) (3 5)。优选的，所述飞灰、石英砂和碱性药剂的重量比例为(95 99) (5 10) (5 10)。所述碱性药剂为石灰或纯碱。物料在1250 1500°C高温经过8 10小时、电熔炉内玻璃液面稳定；在电熔炉 稳定运行后，飞灰混合物料连续不断地从顶部进入玻璃电熔炉，熔化后的玻璃液连续不断 地从电熔炉中部排出，经冷水水淬。整个进料、出料过程均是连续进行的。熔融过程中产生少量含尘烟气，经布袋除尘器除尘净化后排入大气。本发明通过添加石英砂和碱性药剂石灰或纯碱使飞灰玻璃化，飞灰中的二噁英等 有机污染物被高温分解，重金属铜、锌、铅等进入玻璃晶格中被固化和稳定化，其浸出浓度 远远低于国家《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085. 32007)中的标准限值。飞灰被 转化为玻璃态的惰性固体废物。本发明具有以下的特点(1)本发明利用玻璃电熔炉在高温下将飞灰、石英砂和碱性药剂的混合物转化为 玻璃液，在电熔炉内形成的玻璃液具有很好的蓄热保温性能，只要保持玻璃液的液体状态 即可实现飞灰的熔融化处理。飞灰中的有机污染物如二噁英在高温下被彻底分解，重金属 铜、锌、铅等进入玻璃晶格之中被固化和稳定化。飞灰被转化为玻璃态的惰性固体废物。因 而，本发明工艺简单，操作方便，效率高。 (2)在电熔炉稳定运行后，飞灰混合物料连续不断地从顶部进入玻璃电熔炉，熔化 后的玻璃液连续不断地从电熔炉中部排出，经冷水水淬。整个进料、出料过程均是连续进行 的。
图1为本发明垃圾焚烧飞灰电熔炉处理方法流程图。图中1.垃圾焚烧飞灰、石英砂和碱性药剂的混合物；2.玻璃电熔炉；3.含尘烟 气；4.布袋除尘器；5.引风机；6.烟囱排放；7.玻璃液；8.水淬系统，9.玻璃渣。
具体实施例方式实施例1如图1所示，将飞灰、石英砂和纯碱按照90 8 2的重量比例均勻混合，得到混 合物1，加入玻璃电熔炉2中，在1250 1500°C下充分熔化，经过8 10小时后电熔炉内 玻璃液面稳定。熔融过程中产生少量含尘烟气3，经布袋除尘器4除尘，被净化后的烟气经 引风机5和烟囱6排入大气。混合物1加入玻璃电熔炉2后形成高温玻璃液7，从玻璃电熔炉2的中部排入水淬 系统8，经冷水水淬后得到玻璃渣9。
实施例2如图1所示，将飞灰、石英砂和石灰按照90 2 8的重量比例均勻混合，得到混 合物1，加入玻璃电熔炉2中，在1250 1500°C下充分熔化，经过8 10小时后电熔炉内 玻璃液面稳定。熔融过程中产生少量含尘烟气3，经布袋除尘器4除尘，被净化后的烟气经 引风机5和烟囱6排入大气。混合物1加入玻璃电熔炉2后形成高温玻璃液7，从玻璃电熔炉2的中部排入水淬 系统8，经冷水水淬后得到玻璃渣9。实施例3如图1所示，将飞灰、石英砂和纯碱按照92 5 3的重量比例均勻混合，得到混 合物1，加入玻璃电熔炉2中，在1250 1500°C下充分熔化，经过8 10小时后电熔炉内 玻璃液面稳定。熔融过程中产生少量含尘烟气3，经布袋除尘器4除尘，被净化后的烟气经 引风机5和烟囱6排入大气。混合物1加入玻璃电熔炉2后形成高温玻璃液7，从玻璃电熔炉2的中部排入水淬 系统8，经冷水水淬后得到玻璃渣9。实施例4如图1所示，将飞灰、石英砂和石灰按照93 4 3的重量比例均勻混合，得到混 合物1，加入玻璃电熔炉2中，在1250 1500°C下充分熔化，经过8 10小时后电熔炉内 玻璃液面稳定。熔融过程中产生少量含尘烟气3，经布袋除尘器4除尘，被净化后的烟气经 引风机5和烟囱6排入大气。混合物1加入玻璃电熔炉2后形成高温玻璃液7，从玻璃电熔炉2的中部排入水淬 系统8，经冷水水淬后得到玻璃渣9。实施例5如图1所示，将飞灰、石英砂和石灰按照95 4 1的重量比例均勻混合，得到混 合物1，加入玻璃电熔炉2中，在1250 1500°C下充分熔化，经过8 10小时后电熔炉内 玻璃液面稳定。熔融过程中产生少量含尘烟气3，经布袋除尘器4除尘，被净化后的烟气经 引风机5和烟囱6排入大气。混合物1加入玻璃电熔炉2后形成高温玻璃液7，从玻璃电熔炉2的中部排入水淬 系统8，经冷水水淬后得到玻璃渣9。实施例6测试实施例1中，原始飞灰中二噁英浓度为0. 8 8ng TEQ/g，实施例1处理后的玻璃 渣样品中二噁英浓度低于仪器的检出限(0. OOlngTEQ/g)，二噁英被彻底分解。实施例1处理后的玻璃渣样品重金属浸出浓度与国家标准(GB5085. 3-2007)对照 如下
污染物名称国家标准限值(mg/L)样品测定倌(mg/L)铜(以总铜计)10022. 6锌(以总锌计)10015. 5 因而，本发明通过添加石英砂和碱性药剂石灰或纯碱使飞灰玻璃化，飞灰中的二 噁英等有机污染物被高温分解，重金属铜、锌、铅等进入玻璃晶格中被固化和稳定化，其浸 出浓度远远低于国家《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085. 3-2007)中的标准限值。 飞灰被转化为玻璃态的惰性固体废物。最后应说明的是显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并 非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引 伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
一种垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，其特征在于所述方法为以石英砂和碱性药剂为熔制剂，按照飞灰∶石英砂∶碱性药剂＝(90～99)∶(1～10)∶(1～10)的重量比例，将物料混合均匀后加入玻璃电熔炉内，经过1250～1500℃高温充分熔化成为玻璃液，经冷水水淬后，于室温下冷却，成为玻璃渣。
2.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，其特征在于所述飞灰、石英砂和 碱性药剂的重量比例为(90 95) (1 5) (1 5)。
3.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，其特征在于所述飞灰、石英砂和 碱性药剂的重量比例为(95 99) (5 10) (5 10)。
4.如权利要求1-3之任一所述的垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，其特征在于所述碱性 药剂为石灰或纯碱。
5.如权利要求4所述的垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，其特征在于物料在1250 1500°C高温经过8 10小时、电熔炉内玻璃液面稳定；在电熔炉稳定运行后，飞灰混合物料 连续不断地从顶部进入玻璃电熔炉，熔化后的玻璃液连续不断地从电熔炉中部排出，经冷 水水淬；整个进料、出料过程均是连续进行。
6.如权利要求5所述的垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，其特征在于熔融过程中产生少 量含尘烟气，经布袋除尘器除尘净化后排入大气。
全文摘要
本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰电熔处理方法，所述方法为以石英砂和碱性药剂为熔制剂，按照飞灰∶石英砂∶碱性药剂＝(90～99)∶(1～10)∶(1～10)的重量比例，将物料混合均匀后加入玻璃电熔炉内，经过1250～1500℃高温充分熔化成为玻璃液，经冷水水淬后，于室温下冷却，成为玻璃渣。本发明通过添加石英砂和碱性药剂石灰或纯碱使飞灰玻璃化，飞灰中的二噁英等有机污染物被高温分解，重金属铜、锌、铅等进入玻璃晶格中被固化和稳定化，其浸出浓度远远低于国家《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中的标准限值。飞灰被转化为玻璃态的惰性固体废物。
文档编号C03C6/04GK101885584SQ20101023096
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者刘阳生, 袁利民 申请人:刘阳生;袁利民