機械化學(xué)結(jié)合水洗的飛灰高效低成本無害處置方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市生活垃圾焚燒飛灰的無害化處置及資源化利用，重點涉及一種高效低成本的飛灰協(xié)同固化重金屬、降解二噁英和脫除氯的處置技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，我國城市生活垃圾年產(chǎn)生量增長迅速，2012的清運總量達到了 17081萬噸。垃圾焚燒發(fā)電是無害化程度高、減容減量大、可最大限度回收能源的高效處理方法。然而生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中重金屬及二惡英經(jīng)過凈化處理，90%以上被截留在飛灰中，因此我國相關(guān)法規(guī)將垃圾焚燒飛灰明確認(rèn)定為危險廢物，并明確規(guī)定需對其進行無害化處置。目前飛灰的處置存在以下難題:飛灰產(chǎn)生量巨大，飛灰中富含重金屬及二惡英有毒物，飛灰無害化處置技術(shù)不成熟，噸飛灰的處置成本高，飛灰不合理處置導(dǎo)致的環(huán)境污染后果嚴(yán)重。因此，妥善、高效、低成本的進行城市生活垃圾焚燒飛灰的處置，已成為行業(yè)普遍和迫切的需求，也是制約垃圾焚燒行業(yè)發(fā)展的重要問題之一。
[0003]目前，城市生活垃圾焚燒飛灰的處置方法主要為:水泥固化后填埋、水泥窯協(xié)同處置。然而這兩種方法存在以下問題:
[0004]1、水泥固化雖然能抑制飛灰中的重金屬滲濾，但是固化后飛灰的體積增加，不利于后期的運輸和填埋；
[0005]2、水泥固化處置后的飛灰結(jié)塊，不具備資源化利用的條件；
[0006]3、水泥固化處置不能對飛灰中的二惡英進行降解，而且固化重金屬的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)硅酸鈣膠體的長期穩(wěn)定性不好，這大大增加了固化后飛灰對環(huán)境的潛在威脅；
[0007]4、水泥窯協(xié)同處置是目前飛灰資源化利用的主要方式，然而飛灰的摻入量僅為1%，這導(dǎo)致現(xiàn)有的水泥窯只能實現(xiàn)有限的飛灰資源化利用，難以滿足產(chǎn)量巨大的飛灰的處置。
[0008]因此，基于以上背景，本發(fā)明提出了一種低成本、高效且全面的飛灰無害化資源化利用處置技術(shù)和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機械化學(xué)結(jié)合水洗的飛灰高效低成本無害處置方法和系統(tǒng)。該技術(shù)不僅能同時實現(xiàn)重金屬/二噁英/氯的高效固化/降解/脫除，而且具有操作簡單、成本低廉、過程環(huán)保等特點。
[0010]為了解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0011]提供一種機械化學(xué)結(jié)合水洗的飛灰高效低成本無害處置的系統(tǒng)，包括用于存儲待處置飛灰的給料倉；該系統(tǒng)還包括水平滾筒式球磨機、攪拌釜和板框壓濾機；所述給料倉的底部接于水平滾筒式球磨機上部的進料口，水平滾筒式球磨機具有密閉的筒體，筒體中放有多個不銹鋼磨球；出料管道的一端接于水平滾筒式球磨機底部，另一端接至攪拌釜上部；攪拌釜上部還接有進水管道，底部則接有出流管道；出流管道另一端接至板框壓濾機，板框壓濾機內(nèi)部的濾液導(dǎo)槽與廢水輸送管道相連。
[0012]本發(fā)明進一步提供了利用前述系統(tǒng)實現(xiàn)機械化學(xué)結(jié)合水洗的飛灰高效低成本無害處置的方法，包括以下步驟:
[0013](I)將含水率低于I %、粒徑為0.01?400 μ m的干燥飛灰由給料倉加入到水平滾筒式球磨機的密閉筒體中，使不銹鋼磨球與干燥飛灰的質(zhì)量比為4?40: I;水平滾筒式球磨機在常溫常壓空氣氣氛下密閉后開始運行，使飛灰中成分在球磨過程中化學(xué)反應(yīng)，控制反應(yīng)時間小于48個小時；
[0014](2)將球磨后的飛灰輸送至攪拌釜中后，在60分鐘內(nèi)向攪拌釜中添加水，飛灰與水的質(zhì)量比為1: 6?30 ;啟動攪拌釜使飛灰與水混合，在室溫條件攪拌20?120分鐘；
[0015](3)將攪拌所得的混合物送入板框壓濾機進行固液分離操作，分離后的廢水送至污水處理廠處置，脫水后的固體在空氣中晾干，得到無害且具備資源化利用條件的飛灰。
[0016]本發(fā)明中，所述水平滾筒式球磨機的滾筒轉(zhuǎn)速為42?18rpm，滾筒容積為20L?30m3。
[0017]本發(fā)明中，所述攪拌爸中的攪拌器轉(zhuǎn)速為100?600rpm，攪拌爸的容積范圍為IL ?20m3。
[0018]本發(fā)明中，所述板框壓濾機的過濾壓強為0.5?2.5MPa，壓濾時間為10?120分鐘。
[0019]本發(fā)明中，所述板框壓濾機的壓濾面積為0.5?500m2，濾布的孔徑〈I μ m。
[0020]發(fā)明原理描述:
[0021]相比【背景技術(shù)】中的兩種飛灰處置方法，機械化學(xué)法(Mechanochemisty)是一種工藝流程簡單、工作條件溫和、能耗小的飛灰處置方法，它顯著的優(yōu)點是能同時實現(xiàn)飛灰中的重金屬的固化的二惡英的降解。飛灰中固有的鈣、鋁、鎂晶體化合物可以作為飛灰中重金屬固化和二噁英降解的添加劑，實現(xiàn)低成本的高效無害化處置。處置后的飛灰在物理特性上有別于水泥固化方法的體積增大、結(jié)塊，而是粒度變小、比表面積變大；在化學(xué)特性上，顆粒內(nèi)晶格產(chǎn)生缺陷或者畸變、固體分散度增大、產(chǎn)生新生表面和大量自由基，顆?；钚源蟠笤鰪姟ｏw灰中的氯鹽會破壞重金屬的穩(wěn)定，同時極大地限制飛灰的資源化利用，機械化學(xué)處置之后的飛灰結(jié)合水洗工藝可以充分去除飛灰中絕大部分的可溶性氯鹽。此外被激活的飛灰顆粒與水混合將進一步發(fā)生飛灰中各組分之間的化學(xué)擴散和反應(yīng)，實現(xiàn)重金屬的深入固化和二噁英的深入降解。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0023](I)可同時高效實現(xiàn)飛灰的重金屬固化、二噁英降解和氯脫除，處置后飛灰徹底無害化且具備資源化利用的條件；
[0024](2)處置后的飛灰，鉛、鋅、銅、鉻、鎘、鎳等容易滲出到環(huán)境中的重金屬固化率在70 %以上，其中鉛、銅、鉻的固化率高達90 %以上，二噁英的降解率在80 %以上，氯的脫除率在90%以上；
[0025](3)由于利用了飛灰中固有的金屬化合物，本處置技術(shù)無外加添加劑，所以處置成本低廉；
[0026](4)該工藝整體在常溫常壓大氣氣氛條件下進行，工藝流程簡單，反應(yīng)條件溫和，過程環(huán)保，無有害副產(chǎn)物產(chǎn)生；
[0027](5)該工藝系統(tǒng)可以實現(xiàn)飛灰I?500t/d的大規(guī)模無害化處置，且設(shè)備投入和運行成本低廉，處置效果顯著，工藝流程實現(xiàn)簡單。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0029]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記:1給料倉；2干燥飛灰；3水平滾筒式球磨機；4不銹鋼磨球；5出料管道；6攪拌釜；7進水管道；8攪拌器；9混合流體；10出流管道；11板框壓濾機；12飛灰濾餅；13濾液導(dǎo)槽；14廢水輸送管道。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0032]本發(fā)明所述的機械化學(xué)結(jié)合水洗的飛灰高效低成本無害處置的系統(tǒng)，包括用于存儲待處置飛灰的給料倉1，水平滾筒式球磨機3、攪拌釜6和板框壓濾機11 ;給料倉I的底部接于水平滾筒式球磨機3上部的進料口，水平滾筒式球磨機3具有密閉的筒體，筒體中放有多個不銹鋼磨球4 ;出料管道5的一端接于水平滾筒式球磨機3的底部，另一端接至攪拌釜6的上部；攪拌釜6的上部還接有進水管道7，底部則接有出流管道10 ;出流管道10的另一端接至板框壓濾機1