一种危险废物低能耗熔融玻璃化的方法

文档序号:36657127发布日期:2024-01-06 23:45阅读:26来源:国知局

本发明涉及危险废物高温熔融无害化的方法,具体涉及一种危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,属于环保。


背景技术:

1、目前,国内危险废物无害化处理技术主要有水泥固化稳定化处理、化学药剂处理与熔融玻璃化处理。危险废物的水泥固化稳定化处理方式具有设备、操作简单,固化费用相对较低的优点,但经水泥固化处理后增容严重,且重金属长期固化效果不佳;相比于水泥固化,化学药剂处理的优点在于重金属稳定化程度高,少增容或不增容,固化剂种类多,但是化学药剂固化成本相对较高,且固化剂一般具有较强的选择性,对二噁英及溶解盐的固化效果较弱,同时难以实现多种重金属的同步固化;熔融固化技术具有高温高效的特性,减容减量效果极其明显,同时对危险废物中有害组分及重金属的无害化效果好等诸多优点,近年来受到越来越多的关注。

2、但是,现有的危险废物的熔融玻璃化技术需要操作温度一般在1500℃左右,这使得危险废物的熔融玻璃化技术能耗高、运行成本大,严重地阻碍了熔融玻璃化技术的大规模推广和应用。为此,如何降低危险废物熔融温度,从而节省能耗是熔融玻璃化技术推广过程中必须解决的问题。

3、目前,降低危险废物熔融温度的研究主要集中于通过助熔剂等添加剂来降低熔点。发明专利(公开号cn106765145a)公开了一种飞灰的熔融方法以及用于飞灰熔融的添加物,该方法通过添加纯物质sio2和al2o3,以降低飞灰的熔融温度,但熔融温度仍然高达1300℃以上。发明专利(公开号cn1796011a)公开了一种用于垃圾焚烧处理的飞灰熔融复合添加剂,该添加剂由30-50wt.%的b2o3,25-40wt.%的sio2,7-20wt.%的caf2,7-20wt.%的mgo研磨成106-256目混匀,还可再加入2-5wt.%的zro2,该添加剂成分复杂,同时成本较高。发明专利(公开号cn105251758a)则以粉碎后的玻璃60-80wt.%,20-40wt.%的粉状b2o3或粉状caf2中的一种或两种作为垃圾焚烧飞灰熔融复合助熔剂,同样也存在添加剂成本高的问题。同时,现有熔融玻璃化技术主要是依靠sio2来形成玻璃体,往往需要往体系中加入大量sio2含量高的辅料,这在一定程度上降低了原料适应性及危废消纳量。如发明专利(公开号cn109734307a)中要求sio2质量百分比含量为30~40%,发明专利(公开号cn1131118181a)中要求sio2的质量百分比为37.5-65%。


技术实现思路

1、针对现有的危险废物熔融处理方法存在的能耗高、原料适应不强、危废消纳量低的问题,本发明旨在提供一种危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,该方法以钙-硅-铁三元体系为基础,在不引入任何外部熔融添加剂的条件下,直接通过不同危废之间的配比来调控自身成分,设计低硅配方,一方面降低对高硅辅料的依赖,增强原料适应性,提高对危废的消纳能力,实现以废治废,另一方面可以降低危废的熔融温度,减少能耗,而且实现危废的无害化处置,避免二次污染。

2、本发明具体采用的技术方案如下:

3、将两种及以上的焚烧灰渣、危废污泥混合配料,调控混合料中sio2质量百分比含量为19%~27%,且cao/sio2=1.34~2.22,cao/(sio2+fe2o3)=0.48~0.84。混合料经干化、高温熔融、冷却处理,即可得到玻璃体。

4、作为优选,所述混合料中sio2质量百分比含量为20%~23%,且cao/sio2=1.77~1.92,cao/(sio2+fe2o3)=0.57~0.62。

5、作为优选,所述熔融温度为1150~1200℃,所述焙烧时间为1~1.5h。

6、作为优选,所述混合料干化后水分为5%。

7、相对于现有技术而言,本发明技术方案的有益效果如下:

8、本发明提出的危险废物低温熔融处理方案是基于大量实验结论所得,发明人经过对众多危险废物的主要组成成分及主要组分与熔融温度关系进行大量研究,发现垃圾焚烧飞灰中cao、sio2及fe2o3是影响熔融温度的主要因素。由此发明人以cao-sio2-fe2o3三元体系为基础进行了大量实验研究,并总结出通过调控混合料中sio2质量百分比含量为19%~27%,且cao/sio2=1.34~2.22,cao/(sio2+fe2o3)=0.48~0.84,可使得体系熔融温度降低至1100~1250℃。同时,本发明充分考虑了危废污泥含水率较高的特点,通过其与干燥的飞灰配伍后干化,可在一定程度上降低混合料水分,提升干化效果。

9、本发明在不添加任何助熔剂的条件下,通过对多源危废间的协同处理,利用各种危废自身的组成成分来有效降低体系的熔融处理温度,从而降低了危废熔融处理过程的能耗,同时实现了pb、zn、cu、cd、cr、ni等重金属有效固结。同时,与常规熔融配方中需要高硅含量不同,本发明以cao-sio2-fe2o3三元体系为基础设计低硅配方,可有效降低对高硅辅料的依赖,增强原料适应性,提高对危废的消纳能力。总体看来,本发明具有广阔的应用前景。



技术特征:

1.一种危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,其特征在于:将两种及以上的焚烧灰渣、危废污泥混合配料,调控混合料中sio2质量百分比含量为19%~27%,且cao/sio2=1.34~2.22,cao/(sio2+fe2o3)=0.48~0.84。

2.混合料经干化、高温熔融、冷却处理,即可得到玻璃体。

3.根据权利要求1所述的危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,其特征在于:所述焚烧灰渣为生活垃圾焚烧飞灰、生活垃圾焚烧炉渣、危险废物垃圾焚烧飞灰、危险废物焚烧炉渣中的一种或几种;所述危废污泥为染料、制药等行业产生的污泥。

4.根据权利要求1所述的危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,其特征在于:所述混合料中sio2质量百分比含量为20%~23%,且cao/sio2=1.77~1.92,cao/(sio2+fe2o3)=0.57~0.62。

5.根据权利要求1所述的危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,其特征在于:所述熔融温度为1100~1250℃,所述焙烧时间为0.5~2h。

6.根据权利要求3所述的危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,其特征在于:所述混合料干化后水分小于12%。

7.根据权利要求1所述的危险废物低能耗熔融玻璃化的方法,其特征在于:所述玻璃体含量大于86%。


技术总结
本发明公开了一种危险废物低能耗熔融玻璃化的方法。本发明是将两种及以上的焚烧灰渣、危废污泥混合配料,混合料经干化、高温熔融、冷却处理,即可得到玻璃体。本发明通过调控混合料中SiO2质量百分比含量为19%~27%,且CaO/SiO2=1.34~2.22,CaO/(SiO2+Fe2O3)=0.48~0.84,来降低体系熔融温度,同时保证玻璃体的生成,提高对危险废物中有害组分的固化效果。本发明充分利用各危废的组分特性,过程简单、可操作性强,可实现多源危废的协同低成本高效处置。

技术研发人员:古佛全,龙於洋,沈东升,吕赛君,王立国
受保护的技术使用者:浙江工商大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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