CN218811433U - 一种焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒的装置，包括配浆槽、浮选柱、搅拌器、造粒机、回转窑、二燃室及烟气净化系统，焚烧飞灰与药剂通过配浆槽制成浆液，送进浮选柱中浮选去除飞灰中的氯盐，同时实现二噁英和碳组分的共分离，分别得到尾灰和精灰两种产物；将尾灰混配少量烧结助剂造粒后从窑尾送入回转窑烧结得到陶粒产品，后续可用于路基和堤坝材料，实现焚烧飞灰的资源化利用；同时精灰作为辅助燃料与煤粉一起从回转窑的窑头喷入进行高温焚烧，实现精灰燃料化利用的同时借助高温将二噁英彻底分解。本方法可在在环境友好条件下实现飞灰的无害化处理和高附加值再利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种环境污染治理方法，特别涉及一种垃圾焚烧飞灰的处理方法。
背景技术
生活垃圾焚烧产生相当量的二噁英，目前国内外常用活性炭喷射与布袋除尘技术去除烟气中的二噁英，2014年我国将垃圾焚烧烟气中二噁英排放标准从1.0ng-TEQ/m3提高到0.1ng-TEQ/m3。为达到烟气排放标准，焚烧厂需在烟道中喷入大量活性炭来吸附烟气中的二噁英，这样焚烧产生的二噁英大部分(70％～90％)被活性炭从烟气转移到焚烧飞灰中，这些吸附二恶英的活性炭转移到布袋飞灰中，导致飞灰中二噁英和碳组分(活性炭和未燃碳)含量均较高。2020年我国焚烧飞灰产生量达到700万吨《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》(HJ1134-2020)提出焚烧飞灰烧结陶粒、熔融及水泥窑协同处置等技术，为焚烧飞灰的无害化及资源化处理指明了方向。其中，利用焚烧飞灰中含有一定量的SiO2、Al2O3等成陶组分，可用于烧结制备多孔陶粒，但未经处理的飞灰氯盐(CaCl2、NaCl及KCl等)及碳组分含量高、导致其SiO2、Al2O3含量较少，烧制陶粒时需要添加的辅料量达到飞灰质量1.5～2倍，且陶粒产品性能不理想。同时，飞灰中高氯盐易导致回转窑腐蚀严重、大量重金属氯化挥发、大量高氯的二次灰尘仍需要水泥固化填埋处理、尾部烟气净化投资和运行高成本等问题。飞灰中氯盐可以为二噁英二次合成提供氯源，并削弱二噁英的分解作用，故传统焚烧飞灰陶粒烧结回转窑工艺必须设置二燃室和急冷室。鉴于焚烧飞灰中高含量的氯盐、碳组分及二噁英的存在带来诸多问题，迫切需要在烧制陶粒技术上对其特性开展焚烧飞灰预处理，确保二噁英完全分解及飞灰的高效建材化利用。
专利CN115014086A公开了一种垃圾焚烧飞灰水洗、脱氯后造粒的烧制陶粒方法，该方法通过水洗预处理洗脱氯盐，但水洗后飞灰中仍有相当量的碳组分和二噁英存在，会影响陶粒产品质量、烟气排放中二噁英的风险仍然存在，且废水和蒸发盐产品中容易残存二噁英。专利CN104275245A公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰分步浮选去毒的方法，该方法通过飞灰浮选预处理可将碳组分和二噁英到精灰中，精灰后续送垃圾焚烧炉再燃实现98％以上的二噁英分解，但未考虑尾灰的资源化利用。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒的装置，其针对垃圾焚烧飞灰成分特点及污染物分布特征，通过焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒方法，移除飞灰中二噁英、氯盐，并进一步分别有效利用飞灰中的碳组分和硅铝成分，在实现飞灰无害化处理的同时进行高附加值利用。
一种焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒的装置，包括配浆槽、浮选柱、搅拌器、造粒机、回转窑、二燃室、余热回收装置、急冷塔、脱硫塔、布袋除尘器、引风机及烟囱；
配浆槽侧面出口连接浮选柱入口，浮选柱的上部出口连接回转窑的窑头，下部出口通过搅拌器、造粒机与回转窑窑尾进料口连接；窑尾烟气出口连接二燃室进口，二燃室的出口依次连接余热回收装置、急冷塔、脱硫塔、布袋除尘器，除尘器出口通过引风机与烟囱入口连接。
本实用新型所采取的技术方案包括如下步骤：(1)焚烧飞灰和水在配件槽形成浆液送入浮选柱的入口，经浮选后得到精灰和尾灰；(2)尾灰和烧结助剂一起送入搅拌器，通过造粒机后送入回转窑的尾部，陶粒产品从回转窑的头部产出；(3)精灰从回转窑的窑头与煤粉一起喷入窑内，经高温燃烧后进入二燃室余热回收，之后进入烟气净化系统从烟囱排出。
本实用新型具有的优点和积极效果是：(1)焚烧飞灰经过浮选后，将二噁英与碳组分(活性炭与未燃碳)移除到精灰中，与煤粉一起作为燃料从窑头喷入回转窑，在1200°左右的高温下充分停留，使得二噁英彻底分解，且碳组分作为辅助燃料，有效降低了煤的消耗量，同时避免了飞灰未经浮选直接燃烧导致的碳组分对陶粒质量的影响；(2)浮选后得到的尾灰，其SiO2、Al2O3的含量相比未浮选的飞灰有明显提升，尾灰烧制陶粒需要添加的辅料与飞灰质量相当，在陶粒产品性能提高的同时极大地提高了回转窑的焚烧飞灰处理量；(3)飞灰通过浮选能够达到和水洗同样的脱氯效果，同时还移除了二噁英，且有效避免了尾部烟气中二噁英的二次合成。浮选产生的废液中加入重金属沉淀剂再过滤，分离回收得到较干净重金属沉淀盐后，废液经污水处理后安全排放。该方法实施后，传统污泥陶粒烧结窑在回转窑前添加浮选装置、尾部添加二燃室和急冷装置，可实现焚烧飞灰烧制陶粒。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
其中：
1为配浆槽，2为浮选柱，3搅拌器，4为造粒机，5为回转窑，6为二燃室，7为余热回收装置，8为急冷室，9为脱硫塔，10为布袋除尘器，11为引风机，12为烟囱。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
参见附图1，焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒的装置的设备，包括：配浆槽1，浮选柱2，搅拌器3，造粒机4，回转窑5，二燃室6，余热回收装置7，急冷室8，脱硫塔9，布袋除尘器10，引风机11，烟囱12。
焚烧飞灰与水在配浆槽1形成浆液送入浮选柱2的入口，经浮选脱氯后得到精灰和尾灰。尾灰产物和烧结助剂一起送入搅拌器3，通过造粒机4后送入回转窑5的尾部，陶粒产品从回转窑5的头部产出；精灰产物送入回转窑5的窑头与煤粉一起喷入窑内，作辅助燃料，高温燃烧后产生的烟气经二燃室6、余热回收装置7，然后进入烟气净化系统依次经过急冷室8，脱硫塔9，布袋除尘器10，引风机11从烟囱12排出。
下面结合具体的实施例说明焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒的方法。
实施例1：某垃圾焚烧飞灰(即布袋飞灰)化学成分及热灼减率及二噁英含量见表1。
焚烧飞灰在固液比1：20、捕捉剂煤油(12kg/t)及起泡剂松醇油(3kg/t)下进行浮选，得到精灰和尾灰产物，其中精灰中的二噁英从原灰中5.6ng-TEQ/g升高29.0ng-TEQ/g，精灰中热灼减率从原灰中11.1％升高到56.4％，其热值达到12.5MJ/kg、与褐煤相当，精灰替代部分燃煤从窑头喷入回转窑内高温燃烧；浮选后尾灰中SiO2和Al2O3含量分别从原灰中的17.13％、2.85％升高到32.52％、5.15％，尾灰中氯盐含量也从飞灰中的20.43％降低到2.85％，残余氯盐主要是有机化合物和水不溶性氯化物盐；尾灰与黄金尾矿按照1.1∶1的质量比进行混合造粒后从窑尾送入回转窑进行高温烧结，烧结后陶粒抗压强度为8.52MPa，表观密度为1523.5kg/m3，堆积密度为997.5kg/m3，吸水率为0.26％，陶粒产品性能满足相关性能要求；陶粒中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属的浸出浓度均满足《污水综合排放标准》；陶粒窑烟囱废气中污染物的排放浓度符合《危险废物焚烧污染控制标准》GB18484规定指标，其中烟气中二噁英浓度为0.08ng-TEQ/Nm3。
表1某垃圾焚烧飞灰(即布袋飞灰)化学成分及热灼减率及二噁英含量
实施例2：焚烧飞灰浮选操作条件及精灰、尾灰产物与实施例1一致，精灰同时是替代部分燃煤从窑头喷入回转窑内高温燃烧；尾灰与污染土按照1∶1的质量比进行混合造粒后从窑尾送入回转窑进行高温烧结，烧结后陶粒抗压强度为8.33MPa，表观密度为1648.4g/m3，堆积密度为964.2kg/m3，吸水率为0.29％，陶粒产品性能满足相关性能要求；陶粒中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属的浸出浓度均满足《污水综合排放标准》；陶粒窑烟囱废气中污染物的排放浓度符合《危险废物焚烧污染控制标准》GB18484规定指标，其中烟气中二噁英浓度为0.07ng-TEQ/Nm3。
实施例3：焚烧飞灰浮选操作条件及精灰、尾灰产物与实施例1一致，精灰同时是替代部分燃煤从窑头喷入回转窑内高温燃烧；尾灰、尾矿、污染土按照5∶3∶2的质量比进行混合造粒后从窑尾送入回转窑进行高温烧结，烧结后陶粒抗压强度为7.94MPa，表观密度为1657.4g/m3，堆积密度为933.8kg/m3，吸水率为0.32％，陶粒产品性能满足相关性能要求；陶粒中Cu、Pb、Zn及Cd等重金属的浸出浓度均满足《污水综合排放标准》；陶粒窑烟囱废气中污染物的排放浓度符合《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2020)规定指标，其中烟气中二噁英浓度为0.09ng-TEQ/Nm3。
上述实施例阐述的是垃圾焚烧飞灰无害化处理及资源化利用新工艺，本实用新型并不局限于生活垃圾焚烧飞灰，还适用于含氯高的医疗垃圾焚烧飞灰。浮选机不限于浮选柱，还可以是用于煤及粉煤灰的浮选设备。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种焚烧飞灰浮选耦合回转窑烧制陶粒的装置，其特征在于，包括配浆槽、浮选柱、搅拌器、造粒机、回转窑、二燃室、余热回收装置、急冷塔、脱硫塔、布袋除尘器、引风机及烟囱；
所述配浆槽的侧面出口连接所述浮选柱的入口，所述浮选柱的上部出口连接回转窑的窑头，所述浮选柱下部出口经所述搅拌器、所述造粒机与所述回转窑窑尾进料口连接；所述回转窑窑尾烟气出口连接二燃室进口，二燃室的出口依次连接所述余热回收装置、所述急冷塔、所述脱硫塔及所述布袋除尘器，布袋除尘器出口经引风机与烟囱入口连接。
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