CN114392828B - 一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，将炉渣按粒径分为粗炉渣、细炉渣和超细炉渣，细炉渣以及破碎后的粗炉渣作为基混炉渣，超细炉渣经除铁后先分离得到轻质物料和重质物料，重质物料再分离得到有色重金属和非金属尾渣，非金属尾渣和轻质物料混合后分离得到可燃物和颗粒物，颗粒物与部分基混炉渣混合后作为建材原料利用，剩余基混炉渣与高岭土和羟基磷灰石混合，作为微晶玻璃的成核助剂利用。本发明的综合处理方法能够得到有色重金属、可燃物、建材原料以及微晶玻璃成型助剂等可回收利用的产物，实现了垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理。
Description
技术领域
本发明涉及焚烧炉渣处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法。
背景技术
城市垃圾处理技术大体上分为填埋、生化处理、热化学处理三类，目前常用的三种方式有填埋、堆肥和焚烧。焚烧大大地减少了垃圾的体积，通过对垃圾的焚烧，使垃圾成为电能。我国为适应城市化发展需要和缓解日益增加的城市生活垃圾处置压力，近年来已有不少城市已经兴建了大型生活垃圾焚烧厂。焚烧可大大减少生活垃圾的量(减少约90％的体积)，但仍有20-30％的质量留在了炉渣当中，如此大量灰渣的产生，带来处置困难。为节省日益紧张的填埋场地，降低灰渣的处置费用，焚烧炉渣的资源化利用将是比较符合中国实际的一个可行方法。
发明内容
本发明的目的是为解决垃圾焚烧发电厂炉渣资源化利用提供一种新的处理思路，具体是一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，将炉渣按粒径分为粗炉渣、细炉渣和超细炉渣，细炉渣以及破碎后的粗炉渣作为基混炉渣，超细炉渣经除铁后先分离得到轻质物料和重质物料，重质物料再分离得到有色重金属和非金属尾渣，非金属尾渣和轻质物料混合后分离得到可燃物和颗粒物，颗粒物与部分基混炉渣混合后作为建材原料利用，剩余基混炉渣与高岭土和羟基磷灰石混合，作为微晶玻璃的成核助剂利用。
作为本发明一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的进一步优化：将焚烧炉渣过10mm振动筛，得到一级筛上物和一级筛下物，其中，一级筛上物分拣出未焚烧完全的炉渣，返回至发电厂继续焚烧，剩余为粗炉渣；一级筛下物再过1mm振动筛，得到二级筛上物和二级筛下物，二级筛上物为细炉渣，二级筛下物为超细炉渣；将粗炉渣和超细炉渣分别进行除铁，分离炉渣中的铁质金属，粗炉渣经过除铁后转入破碎机，得到粒径为5-15mm的炉渣，并与细炉渣进行混合，再次进行除铁，进一步分离炉渣中的铁质金属，得到基混炉渣。
作为本发明一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的进一步优化：：炉渣经装载机和上料斗与第一直线振动筛连接，第一直线振动筛的筛上物料经输送带转移至中转台，将未焚烧完全的炉渣分拣出，剩余的粗炉渣经输送带进入破碎机，经破碎机破碎后的物料经输送带转移至混料筒，第一直线振动筛的筛下物料经输送带进入第二直线振动筛，第二直线振动筛的筛上物料经输送带转移至混料筒，第二直线振动筛的筛下物料经输送带送入跳汰机。
作为本发明一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的进一步优化：所述输送带的上方均设置悬挂式永磁除铁器。
作为本发明一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的进一步优化：按照重量比为1-5:1-5:1-2将基混炉渣、高岭土和羟基磷灰石混合混匀，作为微晶玻璃的成核助剂使用。
作为本发明一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的进一步优化：所述超细炉渣经过除铁后转移至跳汰机，炉渣中的轻质物料位于跳汰机上层，重质物料随水流经跳汰机出料口流入渣水储存罐，经过沉降后，沉降于跳汰机床层底部比重较重的金属混和物，被定期清理出来，进行金属分类，跳汰机床层底部的炉渣放置在涡电流分选机内,经过涡电流分选机的处理,可以分离得到有色重金属和非金属尾渣。
作为本发明一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的进一步优化：所述非金属尾渣与跳汰机上层的轻质物料进入垂直风选机进行风选，上部收集的轻质物料作为可燃物送至焚烧炉燃烧利用，下部排出的重质物料与基混炉渣混合后作为建材原料利用。
作为本发明一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的进一步优化：所述跳汰机为锯齿波跳汰机。
本发明具有以下有益效果：
一、本发明的综合处理方法能够得到有色重金属、可燃物、建材原料以及微晶玻璃成型助剂等可回收利用的产物，实现了垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理；
二、本发明的综合处理方法将炉渣筛分为粗炉渣、细炉渣和超细炉渣，利用重金属易富集在超细颗粒上的特点，只针对超细炉渣进行有色重金属的回收利用，而粗炉渣和细炉渣仅回收其中的铁质金属，不再进行有色重金属的回收利用，能够大大减轻有色重金属回收的处理压力，而细炉渣和超细炉渣与高岭土、羟基磷灰石混合后，炉渣中的有色重金属与氧化硅及磷等成分能够作为微晶玻璃的助剂加以利用，通过上述特殊的有色重金属回收处理思路，不但简化了处理的工作量，并且对炉渣中的有色重金属成分进行了充分利用。
附图说明
图1为本发明垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不局限于下面的实施例。
一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，该方法的整体思路是：将炉渣按粒径分为粗炉渣、细炉渣和超细炉渣，细炉渣以及破碎后的粗炉渣作为基混炉渣，超细炉渣经除铁后先分离得到轻质物料和重质物料，重质物料再分离得到有色重金属和非金属尾渣，非金属尾渣和轻质物料混合后分离得到可燃物和颗粒物，颗粒物与部分基混炉渣混合后作为建材原料利用，剩余基混炉渣与高岭土和羟基磷灰石混合，作为微晶玻璃的成核助剂利用。利用重金属易富集在超细颗粒上的特点，只针对超细炉渣进行有色重金属的回收利用，而粗炉渣和细炉渣仅回收其中的铁质金属，不再进行有色重金属的回收利用，能够大大减轻有色重金属回收的处理压力，而细炉渣和超细炉渣与高岭土、羟基磷灰石混合后，炉渣中的有色重金属与氧化硅及磷等成分能够作为微晶玻璃的助剂加以利用，通过上述特殊的有色重金属回收处理思路，不但简化了处理的工作量，并且对炉渣中的有色重金属成分进行了充分利用。
一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，主要包括以下主要处理内容：
<筛选及除铁>
将焚烧炉渣过10mm振动筛，得到一级筛上物和一级筛下物，其中，一级筛上物分拣出未焚烧完全的炉渣，返回至发电厂继续焚烧，剩余为粗炉渣；一级筛下物再过1mm振动筛，得到二级筛上物和二级筛下物，二级筛上物为细炉渣，二级筛下物为超细炉渣。
具体地：炉渣经装载机和上料斗与第一直线振动筛连接，第一直线振动筛的筛上物料经输送带转移至中转台，将未焚烧完全的炉渣分拣出，剩余的粗炉渣经输送带进入破碎机，经破碎机破碎后的物料经输送带转移至混料筒，第一直线振动筛的筛下物料经输送带进入第二直线振动筛，第二直线振动筛的筛上物料经输送带转移至混料筒，第二直线振动筛的筛下物料经输送带送入跳汰机。
关于筛选使用的设备，适合于炉渣处理的筛选设备主要有固定筛、筒形筛、振动筛和摇动筛。其中用的最多的是固定筛、筒形筛以及振动筛，本实施例选用的是直线振动筛。
直线振动筛在工作时采用了双振动电机驱动，当两台振动电机同步，反旋转时，其偏心块所产生的激振力在平行于电机轴线的方向相互抵消，在垂直于电机轴的方向叠为一合力，此振动筛机的运动轨迹为一直线。其两电机轴相对筛面有意倾角，在激振力和物料自重力的合力作用下，物料在筛面上被抛起跳跃式向前作直线运动，从而达到对物料进行筛选和分级的目的。
振动筛由于筛面强烈震动，消除了堵塞筛孔的现象，有利于物料的筛分。可用于粗，中，细粒的筛分，还可以用于脱水振动和脱泥筛分。振动筛工作部分固定不动，靠物料沿工作面滑动而使物料得到筛分。
输送带的上方均设置悬挂式永磁除铁器，该种永磁除铁器采用高性能永磁材料，高效的磁路设计，可以提供平整、大面积的磁力作用面和最大的磁场深度。与电磁除铁器相比，具有如下优势：所需上部安装空间小，运营成本低，操作简单，结构稳定，故障很少，还能避免停电引起的停机事故。自身不发热，磁场强度在正常情况下不会改变，30-90℃的环境温度不会对该类除铁器产生任何不良影响。
悬挂式除铁器的理想安装位置是在物料从输送皮带脱离的抛物线的正上方，如果合适的抛物路径可以形成，该安装方式可最大限度的利用除铁器的全部能力。因为所处理的物料直接向磁铁表面运动，自身动量有助于磁场对杂铁的捕获。当带速较慢时，物料下落的路径接近于垂直方向，磁铁位置必须后移以便更接近皮带轮。对低带速的场合，可能需要安装非磁性的皮带轮。
<粗炉渣和细炉渣的处理>
将粗炉渣和超细炉渣分别进行除铁，分离炉渣中的铁质金属，粗炉渣经过除铁后转入破碎机，得到粒径为5-15mm的炉渣，并与细炉渣进行混合，再次进行除铁，进一步分离炉渣中的铁质金属，得到基混炉渣。
炉渣的破碎主要采用辊式破碎机、颚式破碎机、冲击式破碎机和剪切式破碎机，其中颚式破碎机主要利用冲击和挤压作用，辊式破碎机靠冲击剪切和挤压作用，锤式破碎机利用冲击，摩擦和剪切作用。本实施例选用的是锤式破碎机，其属于冲击式破碎机的一种。工作原理是：给入破碎机空间的物料块，被绕中心轴告诉旋转的转子猛烈冲撞后，受到第一次破碎，然后物料从转子获得能量告诉飞向坚硬的机壁，受到第二次破碎，在冲击过程中弹回的物料再次被转子击碎，难于破碎的物料，被转子和固定板夹持而剪断，破碎产品由下部排出。锤式破碎机的轴承盒全部是用铸钢件制造，每个轴盒用四条螺丝固定。改变以前一代锤破机产品因为螺丝松动造成轴承盒磨损的重大安全隐患。使同样的设备更科学，更适用。其破碎比大，一般情况下为10-25，高者可达到50，生产能力高，产品均有，过分现象少，单位产品能耗低，结构简单，设备质量轻，操作维护简易等，从能量消耗和效率上研究，该设备破碎研磨效率高，电耗小，大大提高了生产效率并且降低了物料的生产成本。
按照重量比为1-5:1-5:1-2将基混炉渣、高岭土和羟基磷灰石混合混匀，作为助剂在微晶玻璃制备过程中进行使用。在微晶玻璃制备过程中，可以将助剂中的磷以及有色重金属元素成分作为有益成分进行利用。比如，可以将磷和有色重金属元素作为微晶玻璃的晶核剂或着色剂，也可以在玻璃粉体软化的过程中降低玻璃软化温度，加快烧结进程。
<超细炉渣的处理>
超细炉渣经过除铁后转移至跳汰机，炉渣中的轻质物料位于跳汰机上层，重质物料随水流经跳汰机出料口流入渣水储存罐，经过沉降后，沉降于跳汰机床层底部比重较重的金属混和物，被定期清理出来，进行金属分类，跳汰机床层底部的炉渣放置在涡电流分选机内,经过涡电流分选机的处理,可以分离得到有色重金属和非金属尾渣。
跳汰机为锯齿波跳汰机，锯齿波跳汰机脉动曲线呈锯齿波形，上升水流快于下降水流，上升时间短下降时间长，增强了床层的松散度，缓解了吸力作用，使物料中的重矿粒得到充分沉降，大大提高了设备的选别能力和精矿回收率。入选物料给到床层上面，与床石和水组成粒群体系。当水流向上冲击时粒群体系呈松散悬浮状态，这时轻、重、大、小不同的矿粒具有不同的沉降速度，大密度的粗颗粒沉降于下层。当水流下降时产生吸力作用，出现“析离”现象，即密度大而粒度小的矿粒穿过粗颗粒的间隙进入下层，由于隔膜上下运动多次循环，粒群体系按密度进行了分层，从而起到分选作用。
非金属尾渣与跳汰机上层的轻质物料进入垂直风选机进行风选，上部收集的轻质物料作为可燃物送至焚烧炉燃烧利用，下部排出的重质物料与基混炉渣混合后作为建材原料利用。垂直风选机工作气流速度为4.5-5.5m/s，用以回收20mm以下粒径颗粒中的可燃物。
本发明的综合处理方法能够得到有色重金属、可燃物、建材原料以及微晶玻璃成型助剂等可回收利用的产物，实现了垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (6)
1.一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，其特征在于：将炉渣按粒径分为粗炉渣、细炉渣和超细炉渣，细炉渣以及破碎后的粗炉渣作为基混炉渣，超细炉渣经除铁后先分离得到轻质物料和重质物料，重质物料再分离得到有色重金属和非金属尾渣，非金属尾渣和轻质物料混合后分离得到可燃物和颗粒物，颗粒物与部分基混炉渣混合后作为建材原料利用，剩余基混炉渣与高岭土和羟基磷灰石混合，作为微晶玻璃的成核助剂利用；
具体地，将焚烧炉渣过10mm振动筛，得到一级筛上物和一级筛下物，其中，一级筛上物分拣出未焚烧完全的炉渣，返回至发电厂继续焚烧，剩余为粗炉渣；一级筛下物再过1mm振动筛，得到二级筛上物和二级筛下物，二级筛上物为细炉渣，二级筛下物为超细炉渣；将粗炉渣和超细炉渣分别进行除铁，分离炉渣中的铁质金属，粗炉渣经过除铁后转入破碎机，得到粒径为5-15mm的炉渣，并与细炉渣进行混合，再次进行除铁，进一步分离炉渣中的铁质金属，得到基混炉渣；
炉渣经装载机和上料斗与第一直线振动筛连接，第一直线振动筛的筛上物料经输送带转移至中转台，将未焚烧完全的炉渣分拣出，剩余的粗炉渣经输送带进入破碎机，经破碎机破碎后的物料经输送带转移至混料筒，第一直线振动筛的筛下物料经输送带进入第二直线振动筛，第二直线振动筛的筛上物料经输送带转移至混料筒，第二直线振动筛的筛下物料经输送带送入跳汰机。
2.如权利要求1所述一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，其特征在于：所述输送带的上方均设置悬挂式永磁除铁器。
3.如权利要求1所述一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，其特征在于：按照重量比为1-5:1-5:1-2将基混炉渣、高岭土和羟基磷灰石混合混匀，作为微晶玻璃的成核助剂使用。
4.如权利要求1所述一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，其特征在于：所述超细炉渣经过除铁后转移至跳汰机，炉渣中的轻质物料位于跳汰机上层，重质物料随水流经跳汰机出料口流入渣水储存罐，经过沉降后，沉降于跳汰机床层底部比重较重的金属混和物，被定期清理出来，进行金属分类，跳汰机床层底部的炉渣放置在涡电流分选机内,经过涡电流分选机的处理,可以分离得到有色重金属和非金属尾渣。
5.如权利要求4所述一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，其特征在于：所述非金属尾渣与跳汰机上层的轻质物料进入垂直风选机进行风选，上部收集的轻质物料作为可燃物送至焚烧炉燃烧利用，下部排出的重质物料与基混炉渣混合后作为建材原料利用。
6.如权利要求1所述一种垃圾焚烧发电厂炉渣的资源化综合处理方法，其特征在于：所述跳汰机为锯齿波跳汰机。
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