專利名稱：一種污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置及其脫除方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術領域。具體涉及一種污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置及其脫除方法。
背景技術：
固體廢棄物焚燒處理最大限度地實現(xiàn)污泥的減量化、無害化、資源化，而且可以減少占用土地資源和回收利用熱能，與其他處置方法相比具有明顯的優(yōu)勢。隨著城市污泥焚燒方式的普遍采用和推廣，導致焚燒飛灰大量產(chǎn)生。飛灰中含有高浸出濃度的重金屬、鹽類以及高毒性的二噁英、呋喃(PCDD/FS)等有害物質，若不進行妥善處理或處置，重金屬及有害物質將在生態(tài)環(huán)境中遷移，污染地下水、土壤和空氣，最終危害人類健康。目前，國內外對污泥焚燒飛灰無害化處理方法主要有以下4種熔融固化/玻璃化；水泥固化；化學藥劑穩(wěn)定化；酸或其他溶劑提取法。這些經(jīng)無害化技術處理過的飛灰，從環(huán)境長期的安全性考慮， 仍會對環(huán)境構成潛在的危害。目前，常用于脫除飛灰中重金屬Pb的方法多是物理化學法，即飛灰經(jīng)過水洗后， 除去飛灰中大量的鈉、鉀和鈣等鹽分，減小飛灰的堿性，然后用酸或堿對飛灰中重金屬進行提取。但是這種方法還存在很多問題，如提取過程中產(chǎn)生的廢水和廢酸堿液必須進行嚴格處理。因此具有流程長、投資和運行費用高、易產(chǎn)生嚴重二次污染、綜合效益低等缺點。因此，高溫熔融固化的研究基礎上，利用“逆向”處理法，即在高溫熱處理過程中，結合飛灰中重金屬的沸點控制爐溫，并且在氯化劑的存在下，使重金屬Pb在加熱過程中最大限度揮發(fā)并回收，這不僅解決了飛灰的無害化問題，而且回收了有用的重金屬Pb資源。

發(fā)明內容
為解決以上飛灰中脫除重金屬Pb的不足，本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單，操作方便，降低成本的一種污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置與脫除方法。通過這種技術處理后的污泥焚燒飛灰，可以明顯降低飛灰中的易揮發(fā)元素Pb，從而降低污泥焚燒飛灰的毒性，以便飛灰的下一步處理處置。本發(fā)明提供的一種污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置主體采用高溫氣氛管式電爐，爐膛材料采用多晶莫來纖維真空吸附劑制成，高溫氣氛管式電爐中安裝剛玉管，剛玉管兩端分別連接導管，導管前端連接供氣裝置，后端連接尾氣吸收裝置，各裝置之間均密封連接；高溫氣氛管式電爐還連接溫控儀，溫控儀的溫度調節(jié)范圍為O 1600°C;尾氣吸收裝置是至少兩個連續(xù)的吸收瓶，上述吸收瓶連接的導管還連接抽氣泵。上述吸收瓶放置在冰槽中，吸收瓶中有吸收液，吸收液為質量百分比5% 10%HN03。吸收液的主要目的是吸收飛灰高溫過程中產(chǎn)生的尾氣，尾氣滿足大氣污染物排放標準。上述供氣裝置是裝有保護氣的鋼瓶，壓力可調，保護氣為惰性氣體，供氣裝置以 100mL/min的速率吹入載氣，以帶出從飛灰中蒸發(fā)出的污染氣體。
上述尾氣吸收裝置在吸收瓶后還連接硅膠過濾裝置。上述導管還連接流量計。本發(fā)明還提供一種使用所述的污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置的脫除方法，包括如下步驟將飛灰在105°C下干燥24h，然后按飛灰與氯化劑中氯的質量比為 100:5 15的比例添加氯化劑，混合均勻，當高溫氣氛管式電爐爐膛達到預設溫度1000 1300°C時，將載有20 50g污泥焚燒飛灰的瓷舟緩慢推入爐膛，同時將載氣調至設定流量并關閉爐門并啟動抽氣泵，使飛灰在此條件下停留時間40 60min。上述添加的氯化劑是為NaCl、A1C13、CaCl2其中的一種，添加氯化劑的量按照折算后氯化物中氯的質量計算。在以上條件下，污泥焚燒飛灰中Pb的脫除率可以達到95% 99%，飛灰中Pb的浸出含量低于危險廢物浸出標準(GB5085-1996)。本發(fā)明的有益效果
1、工藝流程簡單、易操作、產(chǎn)生煙氣量小、無二次污染。2、污泥焚燒飛灰經(jīng)高溫處理后，得到的金屬可作為冶金材料或者將其富礦化，以待進冶煉，實現(xiàn)了廢物的回收再利用，同時也減輕了填埋場的負擔。3、該裝置可以回收廢舊電池、廢舊電路板及其邊角料和含有金屬Pb的電子部件中的Pb和氣體金屬Pb。通過這種技術處理后的污泥焚燒飛灰中重金屬Pb含量有明顯的降低，并且飛灰高溫脫除后的殘余物浸出液Pb含量低于GB5085-1996限值，處置后便于飛灰后一步的處理。


圖1是本發(fā)明的高溫管式爐去除飛灰中Pb的裝置示意圖。其中1.載氣；2.高溫氣氛管式電爐；3.剛玉管；4.溫控儀；5.瓷舟；6.冰槽； 7.導管；8.吸收液；9.硅膠；10.抽氣泵；11.流量計。
具體實施例方式(一)本發(fā)明的原材料
污泥焚燒飛灰是某干化污泥焚燒廠布袋除塵上的飛灰，飛灰呈暗灰色粉末狀，烘干后顏色變淡，含水率為0. 97%-2. 54%。采用X射線熒光光譜儀(XRF)采用歸一化法對飛灰主要化學成分測定結果見表1。
權利要求
1.一種污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置，其特征在于該裝置主體采用高溫氣氛管式電爐，高溫氣氛管式電爐中安裝剛玉管，剛玉管兩端分別連接導管，導管前端連接供氣裝置，后端連接尾氣吸收裝置，各裝置之間均密封連接；高溫氣氛管式電爐還連接溫控儀， 溫控儀的溫度調節(jié)范圍為O 1600°C ；尾氣吸收裝置是至少兩個連續(xù)的吸收瓶，上述吸收瓶還連接抽氣泵。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于上述吸收瓶放置在冰槽中，吸收瓶中有吸收液，吸收液為質量百分比5% 10%HN03。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于上述供氣裝置是裝有保護氣的鋼瓶，壓力可調，保護氣為惰性氣體，供氣裝置以lOOmL/min的速率吹入載氣。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于上述尾氣吸收裝置在吸收瓶后還連接硅膠過濾裝置。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于上述導管還連接流量計。
6.一種使用權利要求1所述污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置的脫除方法，其特征在于包括如下步驟將飛灰在105°C下干燥24h，然后按飛灰與氯化劑中氯的質量比為 100:5 15的比例添加氯化劑，混合均勻，當高溫氣氛管式電爐爐膛達到預設溫度1000 1300°C時，將載有20 50g污泥焚燒飛灰的瓷舟緩慢推入爐膛，同時將載氣調至設定流量并關閉爐門并啟動抽氣泵，使飛灰在此條件下停留時間40 60min。
7.根據(jù)權利要求6所述的污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除方法，其特征在于上述添加的氯化劑是為NaCl、A1C13、CaCl2其中的一種，添加氯化劑的量按照折算后氯化物中氯的質量計算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥焚燒飛灰中重金屬Pb的脫除裝置及其脫除方法，該裝置主體采用高溫氣氛管式電爐，管式爐前端連接供氣裝置，管式爐后端連接尾氣吸收裝置；高溫管式爐配置人工智能調溫系統(tǒng)，溫度可調范圍為0-1600℃；在以上裝置中，將載有污泥焚燒飛灰的瓷舟緩慢推入爐膛，同時將載氣調至設定流量并關閉爐門并啟動抽氣泵，使飛灰在此條件下停留時間40～60min；在此條件下污泥焚燒飛灰中Pb的脫除率達到95%～99%；本發(fā)明工藝流程簡單、易操作、產(chǎn)生煙氣量小、無二次污染；此裝置還可以回收廢舊電池、廢舊電路板及其邊角料和含有金屬Pb的電子部件中的Pb和氣體金屬Pb。
文檔編號F23G7/00GK102183026SQ20111004340
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權日2011年2月23日
發(fā)明者劉敬勇, 孫水裕, 宋衛(wèi)鋒, 戴文燦, 謝武明, 鐘勝, 黃紹松 申請人:廣東工業(yè)大學