專利名稱：：等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及危險(xiǎn)廢物處理處置領(lǐng)域，具體是一種等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法。
背景技術(shù)：
：隨著生活垃圾和醫(yī)療垃圾焚燒的快速發(fā)展，焚燒飛灰的產(chǎn)量逐年增加。垃圾焚燒飛灰中含有大量的重金屬(如Hg、Cd、Pb、Cr和Zn等)及二噁英和呋喃有機(jī)污染物，下表為一種飛灰的組成及其重金屬含量。飛灰中的二噁英占焚燒過(guò)程中產(chǎn)生二噁英總量的60%以上，因此國(guó)家明確規(guī)定飛灰必須經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理才可以進(jìn)入填埋場(chǎng)。一種垃圾焚燒飛灰的主要成分與重金屬含量<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>高溫熔融處理能夠熱解飛灰中的二噁英等有機(jī)污染物，飛灰熔融經(jīng)過(guò)冷卻形成玻璃體把高沸點(diǎn)重金屬固化在其中，低沸點(diǎn)重金屬則揮發(fā)到尾氣中被尾氣處理系統(tǒng)捕集。等離子體處理垃圾焚燒飛灰被認(rèn)為是很有潛力的技術(shù)。由于垃圾焚燒廠尾氣處理系統(tǒng)中噴入大量的石灰漿，飛灰中CaO含量高而玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體SiO2含量低，不易形成玻璃體。飛灰的粒徑為微米量級(jí)，表1中飛灰的粒徑分布為0.Iym到200μπι，中粒徑為25μm，并且飛灰比表面積大，不易送入等離子體爐內(nèi)。二噁英的重新生成溫度區(qū)間為2500C_550°C，通過(guò)控制尾氣的溫度抑制二噁英和呋喃有機(jī)污染物在尾氣處理系統(tǒng)中的重新合成。已有一些專利公開了把飛灰送入爐中的方法和尾氣處理的方法。中國(guó)專利，黃建軍的(ZL200610020124.4)廢物處置等離子體反應(yīng)爐，該裝置中空石墨電極位于爐體的中央部位，采用中空石墨電極的中空通道直接將飛灰、粉碎后的電子垃圾送入等離子體爐。該進(jìn)料方案源自于合金冶煉中向鋼液中加入微量元素，僅適用于加入少量物料。由于通道尺寸限制其輸送物料的能力，不具備應(yīng)用價(jià)值。并且飛灰粒徑小，可以懸浮在通道中，實(shí)際上并不能連續(xù)送入爐中。尾氣處理系統(tǒng)僅有堿液洗滌，只能吸取部分酸性氣體，不能解決處理過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、氮氧化物(NOx)和汞蒸氣。中國(guó)專利丁恩振、丁家亮的(CN101088581A)有毒有害廢棄物的處理方法及專用裝置，裝置加料器位于爐體的側(cè)壁上部，尾氣出口與加料器相對(duì)，通過(guò)加料器把生活垃圾焚燒飛灰送入等離子體弧區(qū)域，尾氣處理為二次處理室(有加熱裝置)——堿液噴淋室——顆粒除塵室(有旋風(fēng)除塵器)——活性炭吸附室——引風(fēng)機(jī)——煙筒。飛灰粒徑為微米量級(jí)，在爐內(nèi)為負(fù)壓的情況下，直接把飛灰送入爐內(nèi)會(huì)造成飛灰顆粒飄飛到尾氣中，隨尾氣擴(kuò)散到尾氣處理系統(tǒng)，造成的不良后果有二次飛灰產(chǎn)量過(guò)高，可以達(dá)到進(jìn)料量的50%，使處理效率低下；會(huì)堵塞后段管道，增加尾氣處理的壓力，使處理工作不能連續(xù)進(jìn)行。此外，飛灰粒徑小比表面積大，顆粒間摩擦力大，飛灰送入等離子體裝置的過(guò)程中會(huì)形成“架橋”和掛壁現(xiàn)象，導(dǎo)致飛灰不能連續(xù)送入，強(qiáng)制送料會(huì)使加料器卡死。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法，解決采用等離子體設(shè)備對(duì)垃圾焚燒飛灰處理時(shí)的熔融玻璃化問(wèn)題、進(jìn)料過(guò)程中飛灰“架橋”問(wèn)題和送料器卡死問(wèn)題、飛灰隨尾氣擴(kuò)散造成管道堵塞的問(wèn)題、熔融體再處理得到對(duì)環(huán)境無(wú)害的玻璃體問(wèn)題以及尾氣無(wú)害化處理的問(wèn)題，將垃圾焚燒飛灰送入熔融處理裝置，對(duì)熔體進(jìn)行有效連續(xù)處理得到對(duì)環(huán)境完全無(wú)害的玻璃體，對(duì)系統(tǒng)的尾氣除酸除塵無(wú)害化處理，保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明的技術(shù)方案為等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于包括以下步驟(1)、向需要進(jìn)行處理的垃圾焚燒飛灰中加入SiO2,使得垃圾焚燒飛灰中CaO和SiO2的重量比為(0.25-3)1，然后將調(diào)節(jié)后的焚燒飛灰進(jìn)行造粒或壓縮成塊預(yù)處理；(2)、在等離子反應(yīng)爐內(nèi)設(shè)置金屬熔池，在金屬熔池中加入金屬，對(duì)金屬進(jìn)行加熱將其熔融；(3)、將造?；驂嚎s成塊后垃圾焚燒飛灰不斷輸送等離子反應(yīng)爐內(nèi)落到金屬熔池中，控制等離子反應(yīng)爐腔的溫度為1200-1700°C，飛灰的熔體浮在金屬熔池的表面，不斷從金屬熔液表面流出到金屬熔池下方的水槽淬冷形成玻璃體；(4)、等離子反應(yīng)爐內(nèi)產(chǎn)生的尾氣輸送至二次燃燒室內(nèi)燃燒除去殘?zhí)?，然后進(jìn)入高溫旋風(fēng)除塵器除去大顆粒物質(zhì)，經(jīng)過(guò)熱交換器降溫后，依次進(jìn)入布袋除塵器除去尾氣中的小顆粒物質(zhì)、酸性氣體吸收塔除去酸性氣體、活性炭吸附塔除去尾氣中Hg蒸氣和NOx污染物，最后經(jīng)風(fēng)機(jī)和煙排向大氣。所述的等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于所述的金屬熔點(diǎn)高于1200°C，密度大于3X103kg/m3,在等離子反應(yīng)爐的頂部設(shè)有開口，開口上方安裝有進(jìn)料斗，進(jìn)料斗內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有分格輪，分格輪由安裝于進(jìn)料斗內(nèi)的轉(zhuǎn)軸及安裝于轉(zhuǎn)軸上的葉片組成，經(jīng)過(guò)造粒或壓縮成塊后的垃圾焚燒飛灰不斷送入進(jìn)料斗，分格輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將造粒或壓縮成塊后的垃圾焚燒飛灰不斷輸送入等離子反應(yīng)爐內(nèi)，而且分格輪隔絕等離子反應(yīng)爐內(nèi)外氣氛。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所述的調(diào)整垃圾焚燒飛灰中CaO和Si02的重量比例，使焚燒飛灰易于玻璃化；所述的對(duì)飛灰的造?；驂嚎s成塊預(yù)處理能夠解決進(jìn)料過(guò)程中飛灰的“架橋”問(wèn)題和送料器卡死問(wèn)題、飛灰隨尾氣擴(kuò)散造成處理效率低喝管道堵塞的問(wèn)題；所述的等離子反應(yīng)爐內(nèi)熔融玻璃化產(chǎn)生的尾氣經(jīng)二次燃燒室除去殘?zhí)俊⑿L(fēng)除塵器除塵，經(jīng)熱交換器急冷至200°C以下抑制了二噁英的重新生成，通過(guò)布袋除塵器完全除塵，酸性氣體吸收塔除去酸性氣體，經(jīng)活性炭吸附塔除去殘存的Hg蒸氣和NOx，通過(guò)引風(fēng)機(jī)和煙囪排放。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。具體實(shí)施例方式如圖1所示，(1)、通過(guò)加入SiO2調(diào)節(jié)垃圾焚燒飛灰中CaO和SiO2的重量比為(0.25-3)1，然后將調(diào)節(jié)后的焚燒飛灰進(jìn)行輸送入造粒機(jī)1內(nèi)進(jìn)行造?；驂簤K預(yù)處理；(2)、在等離子反應(yīng)爐2內(nèi)設(shè)置金屬熔池，在金屬熔池內(nèi)加入金屬，對(duì)金屬進(jìn)行加熱將其熔融；(3)、等離子反應(yīng)爐2頂部設(shè)有開口，開口上方安裝有進(jìn)料斗，進(jìn)料斗內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有分格輪3，分格輪3由安裝于進(jìn)料斗內(nèi)的轉(zhuǎn)軸及安裝于轉(zhuǎn)軸上的葉片組成，經(jīng)過(guò)造粒或壓縮成塊后的垃圾焚燒飛灰不斷送入進(jìn)料斗，分格輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將造?；驂嚎s成塊后的垃圾焚燒飛灰不斷輸送入等離子反應(yīng)爐內(nèi)，而且分格輪隔絕等離子反應(yīng)爐內(nèi)外氣氛。將造粒后焚燒飛灰通過(guò)分格輪3輸送入等離子反應(yīng)爐2內(nèi)并掉落到金屬熔池4中，控制等離子反應(yīng)爐腔的溫度為1200-1700°C，金屬熔液表面的飛灰熔體不斷溢出金屬熔池，流出到等離子反應(yīng)爐2下方的水槽13進(jìn)行淬冷、?；貌Ａw，然后經(jīng)輸送機(jī)14輸出水槽13外；(4)、等離子反應(yīng)爐2內(nèi)產(chǎn)生的尾氣輸送至二次燃燒室5內(nèi)采用燃料與空氣或氧氣混合燃燒除去殘?zhí)?，然后進(jìn)入高溫旋風(fēng)除塵器6除去大顆粒物質(zhì)，經(jīng)過(guò)熱交換器7降溫至200°C以下，依次進(jìn)入布袋除塵器8除去尾氣中的小顆粒物質(zhì)，酸性氣體吸收塔9除去酸性氣體，活性炭吸附塔10除去尾氣中Hg蒸氣和NOx污染物，最后經(jīng)變頻風(fēng)機(jī)11和煙囪12排向大氣。經(jīng)本發(fā)明所述的方法得到的玻璃體成分、玻璃體重金屬浸出毒性測(cè)試結(jié)果如下表等離子體爐處理一種垃圾焚燒飛灰得到的玻璃體的主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>玻璃體的重金屬浸出濃度<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>※N·D:未檢出。權(quán)利要求等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于包括以下步驟(1)、向需要進(jìn)行處理的垃圾焚燒飛灰中加入SiO2，使得垃圾焚燒飛灰中CaO和SiO2的重量比為(0.25-3)∶1，然后將調(diào)節(jié)后的焚燒飛灰進(jìn)行造?；驂嚎s成塊預(yù)處理；(2)、在等離子反應(yīng)爐內(nèi)設(shè)置金屬熔池，在金屬熔池中加入金屬，對(duì)金屬進(jìn)行加熱將其熔融；(3)、將造?；驂嚎s成塊后垃圾焚燒飛灰不斷輸送等離子反應(yīng)爐內(nèi)落到金屬熔池中，控制等離子反應(yīng)爐腔的溫度為1200-1700℃，飛灰的熔體浮在金屬熔池的表面，不斷從金屬熔液表面流出到金屬熔池下方的水槽淬冷形成玻璃體；(4)、等離子反應(yīng)爐內(nèi)產(chǎn)生的尾氣輸送至二次燃燒室內(nèi)燃燒除去殘?zhí)浚缓筮M(jìn)入高溫旋風(fēng)除塵器除去大顆粒物質(zhì)，經(jīng)過(guò)熱交換器降溫后，依次進(jìn)入布袋除塵器除去尾氣中的小顆粒物質(zhì)、酸性氣體吸收塔除去酸性氣體、活性炭吸附塔除去尾氣中Hg蒸氣和NOx污染物，最后經(jīng)風(fēng)機(jī)和煙囪排向大氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于所述的金屬熔點(diǎn)高于1200°C，密度大于3X103kg/m3，在等離子反應(yīng)爐的頂部設(shè)有開口，開口上方安裝有進(jìn)料斗，進(jìn)料斗內(nèi)安裝有分格輪，分格輪由安裝于進(jìn)料斗內(nèi)的轉(zhuǎn)軸及安裝于轉(zhuǎn)軸上的葉片組成，經(jīng)過(guò)造?；驂嚎s成塊后的垃圾焚燒飛灰不斷送入進(jìn)料斗，分格輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將造粒或壓縮成塊后的垃圾焚燒飛灰不斷輸送入等離子反應(yīng)爐內(nèi)，而且分格輪隔絕等離子反應(yīng)爐內(nèi)外氣氛。全文摘要本發(fā)明公開了一種等離子體處理垃圾焚燒飛灰的方法，通過(guò)調(diào)節(jié)垃圾焚燒飛灰中CaO和SiO2的重量比，然后經(jīng)造?；驂嚎s成塊預(yù)處理，處理后的飛灰由分格輪送入等離子體反應(yīng)爐內(nèi)的金屬熔池內(nèi)，飛灰熔體經(jīng)水淬冷成粒；爐內(nèi)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理系統(tǒng)無(wú)害化處理。本發(fā)明解決了采用等離子體設(shè)備對(duì)垃圾焚燒飛灰處理時(shí)的熔融玻璃化問(wèn)題、進(jìn)料過(guò)程中飛灰的“架橋”問(wèn)題和送料器卡死問(wèn)題、飛灰隨尾氣擴(kuò)散造成管道堵塞的問(wèn)題、熔融體再處理得到對(duì)環(huán)境無(wú)害的玻璃體問(wèn)題以及尾氣無(wú)害化處理的問(wèn)題。文檔編號(hào)B09B3/00GK101797572SQ20091025172公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2009年12月31日優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日發(fā)明者倪國(guó)華,孟月東,陳明周申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所