專利名稱：一種用于焚燒飛灰玻璃化技術(shù)中判定玻璃體形成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體廢物處理領(lǐng)域，尤其涉及用于焚燒飛灰玻璃化技術(shù)中玻璃體形成的判定，確保形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃體，達(dá)到無害化處理目的。
背景技術(shù)：
焚燒飛灰是焚燒法處理固體廢物(如生活垃圾)的燃燒產(chǎn)物，由于重金屬浸出率高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，被列為危險(xiǎn)廢物。玻璃化是無害化焚燒飛灰的先進(jìn)技術(shù)，將焚燒飛灰和添加劑加熱到熔融狀態(tài)，經(jīng)冷卻形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃體，憑借玻璃體極低的重金屬浸出率達(dá)到無害化的目的。玻璃化技術(shù)的關(guān)鍵是形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃體，如何以較少的添加劑形成良好的玻璃體是該技術(shù)的難點(diǎn)，研究一種可以普遍適用的判定玻璃體形成的方法是該技術(shù)的研
究重點(diǎn)。焚燒飛灰一般收集于脫酸處理后的布袋除塵器，所以含鈣量很高，而硅鋁含量很低，大部分不能直接玻璃化，一般需要配合添加劑才能得到良好的玻璃體，即冷卻后形成澄清透明的玻璃化物質(zhì)。玻璃體的形成條件與處理溫度、物料成分、冷卻方式相關(guān)，當(dāng)處理溫度較高時(shí)，雜質(zhì)少易玻璃化；當(dāng)處理溫度較低時(shí)，焚燒飛灰的雜質(zhì)較多，玻璃化困難；加快冷卻速率可以促進(jìn)玻璃體形成。由于焚燒飛灰成分上的差異，為形成玻璃體需要添加劑的數(shù)量也不相同，缺乏一種普遍適用的判定玻璃體形成、計(jì)算添加劑使用量的方法，制約了玻璃化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，阻礙了我國(guó)焚燒飛灰的無害化進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)玻璃化技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于焚燒飛灰玻璃化技術(shù)中判斷玻璃體形成的方法，能夠明確給出玻璃體的形成條件，依據(jù)形成條件確定準(zhǔn)確計(jì)算添加劑的使用量，降低玻璃化處理成本，確保無害化的處理目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種用于焚燒飛灰玻璃化技術(shù)中判斷玻璃體形成的方法是1)測(cè)量飛灰中各組分Na20、K2O, CaO、SiO2和Al2O3的摩爾含量；2)按照如下公式進(jìn)行推算0/F = {[η (Na2O) +η (K2O) ] X Cl+n (CaO) X C2+n (SiO2) X 2+n (Al2O3) X 3+n (B2O3) X 3} / [n (SiO2) +n (Al2O3) X 2 X C3+n (B2O3) X 2 X C4]，其中，η 代表該組份的摩爾數(shù)，CpCyC3、和C4為系數(shù)，0/F為混合物中相對(duì)氧含量與網(wǎng)絡(luò)形成體含量的比值， B2O3的摩爾數(shù)為后續(xù)添加的摩爾數(shù)；3)當(dāng)0/F ( 3. 2時(shí)，判斷可以形成良好的玻璃體。優(yōu)選地，在處理溫度為1300 1350°C、空冷的冷卻速率大于400°C /min條件下， Ci 0· 95 j Cg 1 j C^ 0· 3 j C^ 0· 9 ο通過本發(fā)明的判斷方法，能夠較為準(zhǔn)確地判斷飛灰玻璃體的形成情況，從而依據(jù)形成條件確定準(zhǔn)確計(jì)算Si02、B2O3等添加劑的使用量，降低玻璃化處理成本，確保無害化的處理目的。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1南方某市生活垃圾焚燒飛灰，飛灰的主要組分為(質(zhì)量百分含量)妝20-2.觀％、 Ca0-62. 12%、Si02-10.46%、Al203-4.85%。根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以計(jì)算得出各主要成分的摩爾含量。然后，按照與飛灰的重量百分比為1 10添加SiO2，根據(jù)公式0/F= {[n(Na2O) + η (K2O) ] X Ci+n (CaO) X C2+n (SiO2) X 2+n (Al2O3) X 3+n (B2O3) X 3} / [n (SiO2) +n (Al2O3) X 2 X C3 +H(B2O3) X2XCJ進(jìn)行計(jì)算，其中，η代表該組份的摩爾數(shù)，CpCy C3、和C4為系數(shù)，0/F為混合物中相對(duì)氧含量與網(wǎng)絡(luò)形成體含量的比值；在處理溫度1350°C、空冷的冷卻速率400°C / min 下，C1 = 0. 95, C2 = 1, C3 = 0. 3, C4 = 0. 9。經(jīng)過計(jì)算，混合物(飛灰和SiO2)組分的0/F = 4. 0，因此在處理溫度1350°C下， 空冷后得到沙石裝固體，沒有形成玻璃體。實(shí)施例2南方某市生活垃圾焚燒飛灰，添加20%的SW2后混合物組分的0/F = 3. 2，在處理溫度1350°C下，空冷后得到澄清茶色的良好玻璃體。其中，飛灰各組份的摩爾含量與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3南方某市生活垃圾焚燒飛灰，添加10%的S^2和5%的化03后混合物組分的0/F =3. 2，在處理溫度1350°C下，空冷后得到澄清棕色的良好玻璃體。其中，飛灰各組份的摩爾含量與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4南方某市生活垃圾焚燒飛灰，添加10%的化03后混合物組分的0/F = 3. 2，在處理溫度1350°C下，空冷后得到澄清棕色的良好玻璃體。其中，飛灰各組份的摩爾含量與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種用于焚燒飛灰玻璃化技術(shù)中判斷玻璃體形成的方法是1)測(cè)量飛灰中各組分Na20、K2O,CaO、SiO2和Al2O3的摩爾含量；2)按照如下公式進(jìn)行推算:0/F= {[η (Na2O) +η (K2O) ] X C1+!! (CaO) X C2+n (SiO2) X2+n( Al2O3) X 3+n (B2O3) X 3} / [n (SiO2) +n (Al2O3) X 2 X C3+n (B2O3) X 2 X C4]，其中，η 代表該組份的摩爾數(shù)，C1, C2, C3、和C4為系數(shù)，0/F為混合物中相對(duì)氧含量與網(wǎng)絡(luò)形成體含量的比值，B2O3 的摩爾數(shù)為后續(xù)添加的摩爾數(shù)；3)當(dāng)0/F( 3. 2時(shí)，可以形成良好的玻璃體。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在處理溫度為1300 1350°C、空冷的冷卻速率大于 4000C /min 條件下，C1 = 0. 95，C2 = 1，C3 = 0. 3，C4 = 0. 9。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于焚燒飛灰玻璃化技術(shù)中判斷玻璃體形成的方法，該方法是1)測(cè)量飛灰中各組分Na2O、K2O、CaO、SiO2和Al2O3摩爾含量；2)按照如下公式進(jìn)行推算O/F＝{[n(Na2O)+n(K2O)]×C1+n(CaO)×C2+n(SiO2)×2+n(Al2O3)×3+n(B2O3)×3}/[n(SiO2)+n(Al2O3)×2×C3+n(B2O3)×2×C4]，其中，n代表該組份的摩爾數(shù)，C1、C2、C3、和C4為系數(shù)，O/F為混合物中相對(duì)氧含量與網(wǎng)絡(luò)形成體含量的比值，B2O3的摩爾數(shù)為后續(xù)添加的摩爾數(shù)；3)當(dāng)O/F≤3.2時(shí)，判斷可以形成良好的玻璃體。通過本發(fā)明的判斷方法，能夠較為準(zhǔn)確地判斷飛灰玻璃體的形成情況，從而依據(jù)形成條件確定準(zhǔn)確計(jì)算SiO2、B2O3等添加劑的使用量，降低玻璃化處理成本，確保無害化的處理目的。
文檔編號(hào)C03C6/00GK102424527SQ201110213199
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者張金龍, 盛宏至 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所