本發(fā)明屬于環(huán)保和冶金工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生活垃圾飛灰去除重金屬的裝置及其使用方法。尤其涉及一種生活垃圾焚燒飛灰去除重金屬的裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
采用焚燒方法處理城市生活垃圾成為當(dāng)今的主流。城市垃圾在其焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題，主要包括：易形成煙塵顆粒物、酸性氣體、重金屬和二惡英等二次污染物，其中重金屬的污染尤為值得關(guān)注。當(dāng)垃圾進(jìn)行焚燒處理時(shí)，其所含的重金屬則會(huì)發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化，一般富集于直徑小于1mm的飛灰顆粒中，所以垃圾焚燒產(chǎn)物中重金屬的污染控制一般是針對(duì)飛灰而言。若將焚燒飛灰直接進(jìn)行填埋或不當(dāng)處理，在自然環(huán)境下由于酸雨等因素的作用，酸性環(huán)境下重金屬將逐漸滲濾出來(lái)，重新進(jìn)入環(huán)境，污染地下水源而危害人類。
目前垃圾焚燒飛灰的穩(wěn)定化處理方法主要有：低溫固化(包括水泥固化、石灰固化、有機(jī)聚合物固化等)，高溫?zé)崽幚?包括熔融及燒結(jié))、藥劑穩(wěn)定化處理等。低溫固化技術(shù)較為成熟，處理費(fèi)用相對(duì)較低，但處理后固化物體積和重量會(huì)增加，固化物內(nèi)的重金屬和二惡英有浸出的可能性，按目前國(guó)家政策，飛灰進(jìn)行低溫固化處理后由于仍需要進(jìn)入安全填埋場(chǎng)填埋，因此，對(duì)填埋場(chǎng)的防滲處理和運(yùn)行管理要求較高，并增加了飛灰最終處理費(fèi)用。化學(xué)藥劑穩(wěn)定化是利用化學(xué)藥劑通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過(guò)程。藥劑固化、穩(wěn)定化的研究很多，但因?yàn)樘盥駡?chǎng)或經(jīng)處理后飛灰的再利用的環(huán)境條件與飛灰固化穩(wěn)定化的條件相差很大，因此其環(huán)境效應(yīng)還有待于長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和研究結(jié)果來(lái)驗(yàn)證。高溫熔融法高溫熔融的飛灰固化產(chǎn)物安全，可有效去除二惡英，并可進(jìn)行資源化利用，但處理能耗高，對(duì)處理過(guò)程產(chǎn)生的氣體需要進(jìn)行二次處理，導(dǎo)致單純的飛灰熔融處理運(yùn)行費(fèi)用比水泥固化高。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明創(chuàng)新的提出采用低溫?zé)Y(jié)法來(lái)去除飛灰中的重金屬，并依據(jù)此方法提出一種去除飛灰中重金屬的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種生活垃圾飛灰去除重金屬的裝置及其使用方法，解決了廢物焚燒飛灰無(wú)害化處理處置的問(wèn)題。
一種生活垃圾飛灰去除重金屬的裝置，包括飛灰儲(chǔ)倉(cāng)1、造球設(shè)備2、斗式提升機(jī)3、布料器4、燒結(jié)爐5、孰料倉(cāng)6、燃燒室7、燃油噴槍8、旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9及布袋除塵器10。造球設(shè)備2在飛灰儲(chǔ)倉(cāng)1右側(cè)，造球設(shè)備2通過(guò)斗式提升機(jī)3與布料器4相連接，燒結(jié)爐5在布料器4下方，孰料倉(cāng)6上方是燒結(jié)爐5，燃燒室7位于燒結(jié)爐5右側(cè)，燃油噴槍8從右側(cè)接入燃燒室7中，旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9通過(guò)煙氣管道與燒結(jié)爐5相連接，燃燒室7通過(guò)熱空氣管道與旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9相連接，布袋除塵器10通過(guò)煙氣管道與旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9連接。
飛灰由造球設(shè)備2造球后，通過(guò)斗式提升機(jī)3進(jìn)入布料器，飛灰小球由布料器4布置于燒結(jié)爐5中，預(yù)熱后的新空氣與輕質(zhì)柴油在燃燒室7內(nèi)燃燒，燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄈ霟Y(jié)爐5中加熱飛灰小球，高溫?zé)煔獗凰偷叫D(zhuǎn)式蓄熱換熱器9中與新空氣完成熱交換，處理后的飛灰小球由孰料倉(cāng)6收集。
一種生活垃圾飛灰去除重金屬的裝置的使用方法，具體步驟及參數(shù)如下：
1、造球：將生活垃圾飛灰制粒，垃圾焚燒飛灰被儲(chǔ)存在飛灰儲(chǔ)倉(cāng)1中，將生活垃圾飛灰與重量比為1.0％～1.8％粘合劑放入造球設(shè)備造球。制成粒徑16mm～18mm的生料球。
2、生料球被斗式提升機(jī)3提升到布料器4內(nèi)，由布料器4將生料球送入燒結(jié)爐5，燒結(jié)爐5內(nèi)溫度為950℃～1100℃，生料球在燒結(jié)爐5內(nèi)加熱處理20min～25min，燒結(jié)料層厚度為1.2m～1.6m，在此過(guò)程中生料球溫度不斷升高，大部分揮發(fā)性金屬如Hg、Cd、Pb、Zn等蒸發(fā)析出，飛灰中少量殘?zhí)家驳玫匠浞秩紵?/p>
3、產(chǎn)生的煙氣通過(guò)旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9預(yù)熱助燃空氣，燒結(jié)爐5內(nèi)高溫?zé)煔庥身敳康臒煔夤艿肋M(jìn)入旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9，旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9縱向平均分隔為八個(gè)區(qū)域，其中五格走煙氣，三格走空氣，20～40s自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9有內(nèi)蓄熱體，蓄熱體為陶瓷小球。在旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9中煙氣在≤0.7秒的時(shí)間內(nèi)從≥800℃冷卻到≤200℃，并將大部分的能量?jī)?chǔ)存于蓄熱體中。可有效地抑制二惡英在煙氣冷卻過(guò)程的再合成。
4、低溫?zé)煔膺M(jìn)入布袋除塵器10，98％～99.5％含重金屬的灰塵被布袋吸附并排出，重金屬灰塵通過(guò)固化、穩(wěn)定化或其它方法處理，處理后的煙氣再由引風(fēng)機(jī)送入焚燒爐煙氣凈化系統(tǒng)處理后排入大氣。
5、收集：處理后的生料球變?yōu)槭炝嫌墒肓蟼}(cāng)6收集，以便后續(xù)資源化處理利用。
常溫空氣吸收了蓄熱體貯存的高溫?zé)煔獾臒崮?，升溫到?70℃，實(shí)現(xiàn)助燃空氣的高溫預(yù)熱以及煙氣余熱回收，減少燃料消耗。預(yù)熱空氣通過(guò)管道經(jīng)燃燒室7進(jìn)入燒結(jié)爐5。煙氣入口設(shè)于燒結(jié)爐5底部，在此，高溫空氣和燃油充分混合燃燒加熱生料球，系統(tǒng)空燃比取1.05～1.2，多余的高溫空氣使得飛灰中少量殘?zhí)家材艹浞秩紵?/p>
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
1、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，易于操作，使廢物焚燒飛灰得到無(wú)害化處理處置，有效降低垃圾飛灰的處理成本，解決了飛灰重金屬問(wèn)題，完全消除重金屬等污染，促進(jìn)城市垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，有效改善社會(huì)環(huán)境效益。
2、每天24小時(shí)能處理生活垃圾飛灰55噸，處理飛灰成本比傳統(tǒng)水泥固化+安全填埋技術(shù)低800～1000元/噸，采用連續(xù)式工作方式，耗能、投入低，產(chǎn)量、收益高，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1為本裝置的示意圖。其中，飛灰儲(chǔ)倉(cāng)1、造球設(shè)備2、斗式提升機(jī)3、布料器4、燒結(jié)爐5、孰料倉(cāng)6、燃燒室7、燃油噴槍8、旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9、布袋除塵器10。
具體實(shí)施方式
下面僅結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
一種生活垃圾飛灰去除重金屬的裝置，包括飛灰儲(chǔ)倉(cāng)1、造球設(shè)備2、斗式提升機(jī)3、布料器4、燒結(jié)爐5、孰料倉(cāng)6、燃燒室7、燃油噴槍8、旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9及布袋除塵器10。造球設(shè)備2在飛灰儲(chǔ)倉(cāng)1右側(cè)，造球設(shè)備2通過(guò)斗式提升機(jī)3與布料器4相連接，燒結(jié)爐5在布料器4下方，孰料倉(cāng)6上方是燒結(jié)爐5，燃燒室7位于燒結(jié)爐5右側(cè)，燃油噴槍8從右側(cè)接入燃燒室7中，旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9通過(guò)煙氣管道與燒結(jié)爐5相連接，燃燒室7通過(guò)熱空氣管道與旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9相連接，布袋除塵器10通過(guò)煙氣管道與旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9連接。
1、造球：將生活垃圾飛灰制粒，垃圾焚燒飛灰被儲(chǔ)存在飛灰儲(chǔ)倉(cāng)中，將生活垃圾飛灰與重量比為1.8％粘合劑放入造球設(shè)備造球。制成粒徑16mm的生料球。
2、生料球被斗式提升機(jī)3提升到布料器4內(nèi)，由布料器4將生料球均勻送入燒結(jié)爐5，燒結(jié)爐5內(nèi)溫度為950℃，生料球在燒結(jié)爐5內(nèi)加熱處理20min，燒結(jié)料層厚度1.4m，在此過(guò)程中生料球溫度不斷升高，大部分揮發(fā)性金屬如Hg、Cd、Pb、Zn等蒸發(fā)析出，飛灰中少量殘?zhí)家驳玫匠浞秩紵?/p>
3、產(chǎn)生的煙氣通過(guò)旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9預(yù)熱助燃空氣，燒結(jié)爐5內(nèi)高溫?zé)煔庥身敳康臒煔夤艿肋M(jìn)入旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9，旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9縱向平均分隔為八個(gè)區(qū)域，其中五格走煙氣，三格走空氣，按設(shè)定周期20s自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9有內(nèi)蓄熱體，蓄熱體為陶瓷小球，其中陶瓷小球數(shù)量根據(jù)換熱量確定。煙氣在旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9中從≥800℃驟降到≤200℃，并將大部分的能量?jī)?chǔ)存于蓄熱體中。旋轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器9中，煙氣可以在≤0.7秒的時(shí)間內(nèi)從≥800℃冷卻到≤200℃，可有效地抑制二惡英在煙氣冷卻過(guò)程的再合成。
4、低溫?zé)煔膺M(jìn)入布袋除塵器10，99％含重金屬的灰塵被布袋吸附并排出，處理后的煙氣再由引風(fēng)機(jī)送入焚燒爐煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行處理后排入大氣常溫空氣吸收了蓄熱體貯存的高溫?zé)煔獾臒崮?，升溫到約≥770℃，實(shí)現(xiàn)助燃空氣的高溫預(yù)熱以及煙氣余熱回收，減少燃料消耗。預(yù)熱空氣通過(guò)管道經(jīng)燃燒室7進(jìn)入燒結(jié)爐5。煙氣入口設(shè)于燒結(jié)爐5底部，在此，高溫空氣和燃油充分混合燃燒加熱生料球，系統(tǒng)空燃比取1.1，多余的高溫空氣使得飛灰中少量殘?zhí)家材艹浞秩紵?/p>
5、收集：處理后的生料球變?yōu)槭炝嫌墒肓蟼}(cāng)6收集，以便后續(xù)資源化處理利用。