垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法

280 编辑：中冶有色技术网来源：中国科学院山西煤炭化学研究所

2023-12-26 11:33:58

权利要求书： 1.一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，其特征在于：所述方法将垃圾焚烧后得到的垃圾飞灰与含碳物料、粘结剂均匀混合后挤压成型，将成型的混合物加入高温熔融气化炉进行处理，从而得到高温燃气和高温熔渣，高温燃气作为燃料气直接回收至循环流化床垃圾焚烧炉助燃发电，替代煤以达到稳定燃烧效果，高温熔渣经急冷后得到玻璃体；

所述方法包括以下步骤：

步骤一：收集：将垃圾在流化床垃圾焚烧炉焚烧后得到的烟气通过过滤器、静电除尘器及旋风分离器进行净化除尘后得到垃圾飞灰；

步骤二：混料：将100份的垃圾飞灰、5～80份的含碳物料及0～5份的粘结剂进行充分混合，得到粒度为5?50mm，单位热值＞2500kcal/kg的混合物；

步骤三：成型：将所述步骤二中得到的混合物通过成型机挤压成型；

步骤四：高温熔融气化：将所述步骤三中挤压成型的混合物放入高温熔融气化炉中，在

1400℃～1600℃下进行高温熔融气化处理，从而得到高温燃气和高温熔渣；

步骤五：回收：所述步骤四得到的高温燃气作为燃烧气送至流化床垃圾焚烧炉，高温熔渣经急冷后得到玻璃体，从而实现无害化处理。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，其特征在于：所述步骤二中含碳物料为煤、生物质、半焦中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，其特征在于：所述步骤二中粘结剂为黏土、膨润土、高岭土、石灰、煤沥青、煤焦油、淀粉、木质纤维素中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，其特征在于：所述步骤四得到的高温燃气的温度为400℃～600℃。

说明书：一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法技术领域[0001] 本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法。背景技术[0002] 随着我国城镇化的快速发展和人民生活水平的日益提高，城镇生活垃圾产生量随之也快速增长。目前我国为实现垃圾的无害化、减量化和资源化处理，一部分热值低的垃圾通过循环流化床焚烧炉进行焚烧，得到可燃烟气后再燃烧来进行发电。在利用循环流化床焚烧炉焚烧垃圾时，由于垃圾的热值低，难以单独燃烧，需要煤、半焦，甚至燃油作为增燃剂才能实现稳定燃烧，加之循环流化床焚烧炉的工艺特性，造成可燃烟气中带出的垃圾飞灰量大，通常为焚烧垃圾量的10％～20％。[0003] 垃圾飞灰中含有Cd、Pb、Zn、Cr等多种有害重金属物质和盐类，其中：Na、Ca、K等氯化物为主的可溶盐量大约占15％～25％，Cr、Cd、Hg、Cu、Ni、Zn和Pb等重金属元素和二噁英类有害物，无法自然降解，极易在生物体内富集，并最终通过生物链危害人类健康。目前飞灰被认定为危险固体废弃物，必须进行无害化、资源化利用。因此，如何安全有效地处置垃圾焚烧飞灰即成为急需解决的环境和社会问题。发明内容[0004] 为解决现有技术的缺点和不足，本发明提供一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，从而可解决传统流化床垃圾焚烧炉为稳燃需掺烧煤或半焦等助燃燃料，以及烟气带出飞灰量大，难以处理的问题。[0005] 为实现本发明目的而提供的一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，所述方法将垃圾焚烧后得到的垃圾飞灰与含碳物料、粘结剂均匀混合后挤压成型，将成型的混合物加入高温熔融气化炉进行处理，从而得到高温燃气和高温熔渣，高温燃气作为燃料气直接回收至循环流化床垃圾焚烧炉助燃发电，替代煤以达到稳定燃烧效果，高温熔渣经急冷后得到玻璃体。[0006] 作为上述方案的进一步改进，所述方法包括以下步骤：[0007] 步骤一：收集：将垃圾在流化床垃圾焚烧炉焚烧后得到的烟气通过过滤器、静电除尘器及旋风分离器进行净化除尘后得到垃圾飞灰；[0008] 步骤二：混料：将100份的垃圾飞灰、20～80份的含碳物料及0～5份的粘结剂进行充分混合；[0009] 步骤三：成型：将所述步骤二中得到的混合物通过成型机挤压成型；[0010] 步骤四：高温熔融气化：将所述步骤三中挤压成型的混合物放入高温熔融气化炉中，在一定温度t下进行高温熔融气化处理，从而得到高温燃气和高温熔渣；[0011] 步骤五：回收：所述步骤四得到的高温燃气作为燃烧气回收到流化床垃圾焚烧炉，高温熔渣经急冷后得到玻璃体，从而实现无害化处理。[0012] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤二中含碳物料为煤、生物质、半焦中的至少一种。[0013] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤二中粘结剂为黏土、膨润土、高岭土、石灰、煤沥青、煤焦油、淀粉、木质纤维素中的至少一种。[0014] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤二中得到的混合物粒度为5?50mm，单位热值＞2500kcal/kg。[0015] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤四的温度t为1400℃～1600℃。[0016] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤四得到的高温燃气的温度为400℃～600℃。[0017] 本发明的有益效果是：[0018] 与现有技术相比，本发明提供的一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，从流化床垃圾焚烧炉产生的烟气中收集的垃圾飞灰，与含碳物料、粘结剂进行混合并挤压成型，成型后的混合物进入高温熔融气化炉中进行高温气化反应，经高温熔融得到的灰渣急冷后成为玻璃体，可以将重金属永久固化在玻璃体内，同时高温还原气氛也实现了二噁英的分解，使得飞灰实现了无害化处理；高温气化过程生成的高温燃气再送入流化床垃圾焚烧炉，气体燃料的助燃更强化了流化床垃圾焚烧炉的稳定燃烧。[0019] 综上所述，本方法解决了传统流化床垃圾焚烧炉为稳燃需掺烧煤或半焦等助燃燃料，以及烟气带出飞灰量大，难以处理的问题，为流化床焚烧炉垃圾发电提供了一种更优化的方法。附图说明[0020] 图1为本发明的流程图；具体实施方式[0021] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明：[0022] 实施例1[0023] 如图1，一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，包括以下步骤：[0024] 步骤一：收集：将垃圾在流化床垃圾焚烧炉焚烧后得到的烟气通过袋式过滤器、静电除尘器及旋风分离器进行净化除尘后得到垃圾飞灰；[0025] 步骤二：混料：将100份的垃圾飞灰、20份的煤及1份的黏土、膨润土、高岭土、石灰混合物进行充分混合；[0026] 步骤三：成型：将所述步骤二中得到的混合物通过成型机挤压成型；[0027] 步骤四：气化：将所述步骤三中挤压成型的混合物放入高温熔融气化炉中，在1400℃下进行气化处理，从而得到高温熔渣和460℃的高温燃气；[0028] 步骤五：回收：所述步骤四得到的高温燃气作为燃烧气回收到流化床垃圾焚烧炉，高温熔渣经急冷后得到玻璃体，从而实现无害化处理。[0029] 其中：所述步骤二中混合物的粒度为5?50mm，单位热值＞2500kcal/kg。[0030] 实施例2[0031] 如图1，一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，包括以下步骤：[0032] 步骤一：收集：将垃圾在流化床垃圾焚烧炉焚烧后得到的烟气通过袋式过滤器、静电除尘器及旋风分离器进行净化除尘后得到垃圾飞灰；[0033] 步骤二：混料：将100份的垃圾飞灰、50份的含碳物料及3份的煤沥青、煤焦油、淀粉、木质纤维素的混合物进行充分混合；[0034] 步骤三：成型：将所述步骤二中得到的混合物通过成型机挤压成型；[0035] 步骤四：气化：将所述步骤三中挤压成型的混合物放入高温熔融气化炉中，在1500℃下进行气化处理，从而得到高温熔渣和515℃的高温燃气；[0036] 步骤五：回收：所述步骤四得到的高温燃气作为燃烧气回收到流化床垃圾焚烧炉，高温熔渣经急冷后得到玻璃体，从而实现无害化处理。[0037] 其中：所述步骤二中混合物的粒度为5?50mm，单位热值＞2500kcal/kg。[0038] 实施例3[0039] 如图1，一种垃圾飞灰高温熔融无害化处理耦合焚烧发电的方法，包括以下步骤：[0040] 步骤一：收集：将垃圾在流化床垃圾焚烧炉焚烧后得到的烟气通过袋式过滤器、静电除尘器及旋风分离器进行净化除尘后得到垃圾飞灰；[0041] 步骤二：混料：将100份的垃圾飞灰、80份的含碳物料及5份的高岭土、石灰、煤沥青、煤焦油的混合物进行充分混合；[0042] 步骤三：成型：将所述步骤二中得到的混合物通过成型机挤压成型；[0043] 步骤四：气化：将所述步骤三中挤压成型的混合物放入高温熔融气化炉中，在1600℃下进行气化处理，从而得到高温熔渣和582℃的高温燃气；[0044] 步骤五：回收：所述步骤四得到的高温燃气作为燃烧气回收到流化床垃圾焚烧炉，高温熔渣经急冷后得到玻璃体，从而实现无害化处理。[0045] 其中：所述步骤二中混合物的粒度为5?50mm，单位热值＞2500kcal/kg。[0046] 以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。