本發(fā)明涉及固體廢棄物再利用領(lǐng)域，尤其是針對水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物焚燒飛灰的處理技術(shù)，具體為一種利用水泥窯及其產(chǎn)生的尾氣兩段式處理固體廢棄物焚燒飛灰的方法。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化過程加劇，我國很多大中城市遭遇“垃圾圍城”、“污泥處置”等多重困擾。固體廢棄物處理一般有3種方式：填埋、焚燒和堆肥，目前我國固體廢棄物處理還是采用以填埋為主，堆肥和焚燒為輔的措施，這將占用大量的土地資源。隨著地價(jià)的上升，城市環(huán)境要求的不斷提高，填埋變得不再經(jīng)濟(jì)和安全，越來越多的城市開始考慮焚燒處理。焚燒處理可以使固體廢棄物體積減少80～90％，而且具有處理速度快、占地面積小、減量化和無害化效率高，并可回收能源等優(yōu)點(diǎn)，在一些經(jīng)濟(jì)水平較高、垃圾熱值高、土地資源有限的城市，將得到推廣應(yīng)用。

然而，固體廢棄物焚燒不可避免產(chǎn)生飛灰。飛灰中含有大量的重金屬和二噁英，被稱為雙料污染物。研究發(fā)現(xiàn)，飛灰中重金屬含量約占1％～9％，各種重金屬的浸出水平達(dá)到危險(xiǎn)廢物的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，可能對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重毒害作用，因此，世界各國都將飛灰列為危險(xiǎn)廢物，在填埋前必須進(jìn)行處理、處置。我國環(huán)?？偩?001年頒布的《危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)政策》中，把生活垃圾焚燒飛灰定為危險(xiǎn)廢物，規(guī)定：“生活垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰必須單獨(dú)收集”；“生活垃圾焚燒飛灰在生產(chǎn)地必須進(jìn)行必要的固化和穩(wěn)定化處理之后方可運(yùn)輸”；“生活垃圾焚燒飛灰須進(jìn)行安全填埋處置”。因此，生活垃圾焚燒飛灰填埋或資源化利用前，對重金屬的處理是必不可少的。

國內(nèi)目前對飛灰處理技術(shù)主要有安全填埋和進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置兩種方式。但由于飛灰中含有的氯較高，所以，水泥窯協(xié)同處置一般采用水洗除去飛灰中的氯元素后再進(jìn)入水泥窯焚燒，此技術(shù)環(huán)境安全，但處置工藝繁瑣，處置量小且成本費(fèi)用較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速、安全、低成本、大批量處置飛灰的技術(shù)。

一種利用水泥窯兩段式處理固體廢棄物焚燒飛灰的方法，所述方法采用的裝置為水泥窯及水泥窯后端連接的一個(gè)飛灰處理裝置，所述飛灰處理裝置包括第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒，所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端與第二段回轉(zhuǎn)鋼筒前端連接，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)部相互連通，且兩段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)均設(shè)置有螺旋槳葉；所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的前端設(shè)置有尾氣進(jìn)口和排渣口，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置第一輔料進(jìn)口；所述第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置有飛灰進(jìn)口、第二輔料進(jìn)口和煙氣出口；所述煙氣出口處連接有引風(fēng)機(jī)，所述方法包括以下步驟：

A、調(diào)整第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒轉(zhuǎn)速均為30～45r/min，從第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的飛灰進(jìn)口和第二輔料進(jìn)口中分別加入待處理的飛灰和第二輔料；所述第二輔料的成分包括鐵尾礦和高嶺石；所述鐵尾礦占飛灰質(zhì)量的5％～10％；所述高嶺石占飛灰質(zhì)量的1％～3％；

B、采用耐高溫風(fēng)管將水泥窯窯尾煙室或窯門罩中的尾氣送入飛灰處理裝置前端的尾氣進(jìn)口中，引入尾氣的初始溫度為1000～1200℃，引入尾氣的初始風(fēng)量為50000～100000m³/h，引入尾氣的初始氧含量為2％～5％；

C、在第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的第一輔料進(jìn)口中加入第一輔料，所述第一輔料包括環(huán)氧樹脂及螢石，環(huán)氧樹脂占飛灰質(zhì)量的1％～5％；螢石占飛灰質(zhì)量的0.5％～1.5％；

D、飛灰在飛灰處理裝置中處理后產(chǎn)生的煙氣從引風(fēng)機(jī)排出，飛灰與煙氣的方向?yàn)槟嫦颉?/p>

進(jìn)一步的，所述煙氣從引風(fēng)機(jī)中排出后分別進(jìn)入臭氧+紫外氧化設(shè)備、1％～5％NaOH溶液吸收后并入水泥窯尾袋收塵裝置，處理后排放。

進(jìn)一步的，當(dāng)步驟C完成后，在第二段回轉(zhuǎn)鋼筒中，引入的尾氣溫度降為750～850℃，風(fēng)量降為20000～60000m³/h，氧含量降為1％～3％。

進(jìn)一步的，所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均設(shè)置內(nèi)襯耐火材料。

進(jìn)一步的，所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均為圓柱形鋼筒，長徑比3～5:1，圓柱形鋼筒的中心軸線與水平方向的夾角為2～6°，從前端到后端為自下而上的傾斜。

進(jìn)一步的，所述第一輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第一輔料進(jìn)口。

進(jìn)一步的，所述第二輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第二輔料進(jìn)口。

本發(fā)明在第二段旋轉(zhuǎn)鋼筒中加入飛灰和第二輔料，第二輔料的主要成分為：鐵尾礦和高嶺石。加入第二輔料的主要作用是：(1)吸附第一段揮發(fā)產(chǎn)生的煙氣中的重金屬；(2)形成類似水泥熟料的礦物相；(3)根據(jù)飛灰中的物料的揮發(fā)特點(diǎn)，蒸發(fā)出飛灰中的氯化鉀鹽。飛灰和第二輔料的加入要在尾氣引入之前進(jìn)行，飛灰和第二輔料的添加量在加入之前就根據(jù)引入的尾氣的相關(guān)參數(shù)計(jì)算好了，引入尾氣的初始溫度為1000～1200℃，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，飛灰與第二輔料與引入的尾氣進(jìn)入熱交換，最終尾氣在第二段回轉(zhuǎn)鋼筒中的溫度下降為750～850℃時(shí)飛灰的處理達(dá)到理想的技術(shù)效果，要達(dá)到這個(gè)溫度，在加入如飛灰和第二輔料之前就要將加入量計(jì)算好。引入尾氣的初始風(fēng)量為50000～100000m³/h，因?yàn)榛剞D(zhuǎn)鋼筒的轉(zhuǎn)速的設(shè)定及輔料的加入，最終尾氣在第二段回轉(zhuǎn)鋼筒中的風(fēng)量下降為20000～60000m³/h時(shí)飛灰的處理達(dá)到理想的技術(shù)效果。

在飛灰處理裝置的第一段回轉(zhuǎn)鋼筒中，再加入第一輔料，第一輔料主要為環(huán)氧樹脂及螢石混合物，螢石的主要作用是降低飛灰的熔融溫度，環(huán)氧樹脂的主要作用是加速二噁英的分解；加入第一輔料后，飛灰的熔融溫度降低至1000～1100℃，二噁英分解率達(dá)到99％以上。引入尾氣的初始氧含量為2％～5％，在加入第一輔料后隨著二噁英的脫除有所消耗，當(dāng)尾氣在第二段回轉(zhuǎn)鋼筒中的含氧量下降為1％～3％時(shí)飛灰的處理達(dá)到理想的技術(shù)效果。

本發(fā)明的有益效果：

1)該方法利用水泥窯熱力系統(tǒng)，將水泥窯熱源與固體廢棄物焚燒飛灰處置相結(jié)合，不僅可以充分利用水泥窯的熱能，而且可以快速、安全、低成本、大批量處置飛灰，大大降低飛灰處理的成本。

2)經(jīng)過處理后的飛灰，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與水泥熟料類似，可作為水泥混合材使用，添加量可達(dá)到35％以上。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對發(fā)明作一詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明灰飛處置裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為的灰飛處置工作示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，一種利用水泥窯兩段式處理固體廢棄物焚燒飛灰的方法，所述方法采用的裝置為水泥窯及水泥窯后端1連接的一個(gè)飛灰處理裝置，所述飛灰處理裝置包括第一段回轉(zhuǎn)鋼筒2和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒3，所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端與第二段回轉(zhuǎn)鋼筒前端連接，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)部相互連通，且兩段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)均設(shè)置有螺旋槳葉201和301；所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的前端設(shè)置有尾氣(余熱)進(jìn)口202和排渣口203，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置第一輔料進(jìn)口204；所述第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置有飛灰進(jìn)口302、第二輔料進(jìn)口303和煙氣出口304；所述煙氣出口處連接有引風(fēng)機(jī)(圖中未示出)，所述方法包括以下步驟：

A、調(diào)整第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒轉(zhuǎn)速均為30～45r/min，從第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的飛灰進(jìn)口和第二輔料進(jìn)口中分別加入待處理的飛灰和第二輔料；所述第二輔料的成分包括鐵尾礦和高嶺石；所述鐵尾礦占飛灰質(zhì)量的5％～10％；所述高嶺石占飛灰質(zhì)量的1％～3％；

B、采用耐高溫風(fēng)管將水泥窯窯尾煙室或窯門罩中的尾氣送入飛灰處理裝置前端的尾氣進(jìn)口中，引入尾氣的初始溫度為1000～1200℃，引入尾氣的初始風(fēng)量為50000～100000m³/h，引入尾氣的初始氧含量為2％～5％；

C、在第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的第一輔料進(jìn)口中加入第一輔料，所述第一輔料包括環(huán)氧樹脂及螢石，環(huán)氧樹脂占飛灰質(zhì)量的1％～5％；螢石占飛灰質(zhì)量的0.5％～1.5％；此時(shí)在第二段回轉(zhuǎn)鋼筒中，引入的尾氣溫度降為750～850℃，風(fēng)量降為20000～60000m³/h，氧含量降為1％～3％。

D、飛灰在飛灰處理裝置中處理后產(chǎn)生的煙氣從引風(fēng)機(jī)排出，飛灰與煙氣的方向?yàn)槟嫦颉?/p>

煙氣從引風(fēng)機(jī)中排出后分別進(jìn)入臭氧+紫外氧化設(shè)備、1％～5％NaOH溶液吸收后并入水泥窯尾袋收塵裝置，處理后排放。

第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均設(shè)置內(nèi)襯耐火材料。第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均為圓柱形鋼筒，長徑比3～5:1，圓柱形鋼筒的中心軸線與水平方向的夾角為2～6°，自從前端到后端為自下而上的傾斜。

第一輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第一輔料進(jìn)口。第二輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第二輔料進(jìn)口。

所述固體廢棄物包括城市生活垃圾、污泥、陳腐垃圾。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種利用水泥窯兩段式處理固體廢棄物焚燒飛灰的方法，所述方法采用的裝置為水泥窯及水泥窯后端連接的一個(gè)飛灰處理裝置，所述飛灰處理裝置包括第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒，所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端與第二段回轉(zhuǎn)鋼筒前端連接，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)部相互連通，且兩段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)均設(shè)置有螺旋槳葉；所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的前端設(shè)置有尾氣(余熱)進(jìn)口和排渣口，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置第一輔料進(jìn)口；所述第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置有飛灰進(jìn)口、第二輔料進(jìn)口和煙氣出口；所述煙氣出口處連接有引風(fēng)機(jī)，所述方法包括以下步驟：

A、調(diào)整第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒轉(zhuǎn)速均為30r/min，從第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的飛灰進(jìn)口和第二輔料進(jìn)口中分別加入待處理的飛灰和第二輔料；所述第二輔料的成分包括鐵尾礦和高嶺石；所述鐵尾礦占飛灰質(zhì)量的10％；所述高嶺石占飛灰質(zhì)量的1％；

B、采用耐高溫風(fēng)管將水泥窯窯尾煙室或窯門罩中的尾氣送入飛灰處理裝置前端的尾氣進(jìn)口中，引入尾氣的初始溫度為1000℃，引入尾氣的初始風(fēng)量為80000m³/h，引入尾氣的初始氧含量為3％；

C、在第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的第一輔料進(jìn)口中加入第一輔料，所述第一輔料包括環(huán)氧樹脂及螢石，環(huán)氧樹脂占飛灰質(zhì)量的5％；螢石占飛灰質(zhì)量的0.5％；此時(shí)在第二段回轉(zhuǎn)鋼筒中，引入的尾氣溫度降為800℃，風(fēng)量降為50000m³/h，氧含量降為1.8％。

D、飛灰在飛灰處理裝置中處理后產(chǎn)生的煙氣從引風(fēng)機(jī)排出，飛灰與煙氣的方向?yàn)槟嫦颉?/p>

煙氣從引風(fēng)機(jī)中排出后分別進(jìn)入臭氧+紫外氧化設(shè)備、1％～5％NaOH溶液吸收后并入水泥窯尾袋收塵裝置，處理后排放。

第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均設(shè)置內(nèi)襯耐火材料。第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均為圓柱形鋼筒，長徑比5:1，圓柱形鋼筒的中心軸線與水平方向的夾角為4.5°，自從前端到后端為自下而上的傾斜。

第一輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第一輔料進(jìn)口。第二輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第二輔料進(jìn)口。

加入第一輔料后，飛灰的熔融溫度降低至1000℃，二惡英分解率達(dá)到99％以上；處置飛灰后產(chǎn)生的尾氣從引風(fēng)機(jī)排出，分別進(jìn)入臭氧+紫外氧化設(shè)備、1％NaOH溶液吸收后并入水泥窯尾袋收塵裝置，處理后達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過處理后的飛灰，其化學(xué)成分主要為：Ca₂(SiO₄)₂、Ca₈(SiO₄)₃、Ca₁₂Al₁₄O₃₃、Ca₈Mg(SiO₄)₄、Ca₃(SiO₄)O等，且微觀結(jié)構(gòu)與水泥熟料類似，可作為水泥混合材使用，添加量可達(dá)到35％以上。經(jīng)過第二段蒸發(fā)的煙氣中，氯化鉀的含量占鹽分總量的90％以上，可進(jìn)一步提純作為鉀肥銷售。

實(shí)施例2

如圖1所示，一種利用水泥窯兩段式處理固體廢棄物焚燒飛灰的方法，所述方法采用的裝置為水泥窯及水泥窯后端連接的一個(gè)飛灰處理裝置，所述飛灰處理裝置包括第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒，所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端與第二段回轉(zhuǎn)鋼筒前端連接，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)部相互連通，且兩段回轉(zhuǎn)鋼筒內(nèi)均設(shè)置有螺旋槳葉；所述第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的前端設(shè)置有尾氣(余熱)進(jìn)口和排渣口，第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置第一輔料進(jìn)口；所述第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的后端設(shè)置有飛灰進(jìn)口、第二輔料進(jìn)口和煙氣出口；所述煙氣出口處連接有引風(fēng)機(jī)，所述方法包括以下步驟：

A、調(diào)整第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒轉(zhuǎn)速均為35r/min，從第二段回轉(zhuǎn)鋼筒的飛灰進(jìn)口和第二輔料進(jìn)口中分別加入待處理的飛灰和第二輔料；所述第二輔料的成分包括鐵尾礦和高嶺石；所述鐵尾礦占飛灰質(zhì)量的5％；所述高嶺石占飛灰質(zhì)量的1％；

B、采用耐高溫風(fēng)管將水泥窯窯尾煙室或窯門罩中的尾氣送入飛灰處理裝置前端的尾氣進(jìn)口中，引入尾氣的初始溫度為1100℃，引入尾氣的初始風(fēng)量為100000m³/h，引入尾氣的初始氧含量為4.8％；

C、在第一段回轉(zhuǎn)鋼筒的第一輔料進(jìn)口中加入第一輔料，所述第一輔料包括環(huán)氧樹脂及螢石，環(huán)氧樹脂占飛灰質(zhì)量的5％；螢石占飛灰質(zhì)量的1.5％；此時(shí)在第二段回轉(zhuǎn)鋼筒中，引入的尾氣溫度降為850℃，風(fēng)量降為60000m³/h，氧含量降為3％。

D、飛灰在飛灰處理裝置中處理后產(chǎn)生的煙氣從引風(fēng)機(jī)排出，飛灰與煙氣的方向?yàn)槟嫦颉?/p>

煙氣從引風(fēng)機(jī)中排出后分別進(jìn)入臭氧+紫外氧化設(shè)備、1％～5％NaOH溶液吸收后并入水泥窯尾袋收塵裝置，處理后排放。

第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均設(shè)置內(nèi)襯耐火材料。第一段回轉(zhuǎn)鋼筒和第二段回轉(zhuǎn)鋼筒均為圓柱形鋼筒，長徑比3.5:1，圓柱形鋼筒的中心軸線與水平方向的夾角為3°，自從前端到后端為自下而上的傾斜。

第一輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第一輔料進(jìn)口。第二輔料采用螺旋輸送機(jī)輸送到第二輔料進(jìn)口。

加入第一輔料后，飛灰的熔融溫度降低至1100度，二惡英分解率達(dá)到99％以上；處置飛灰后產(chǎn)生的尾氣從引風(fēng)機(jī)排出，分別進(jìn)入臭氧+紫外氧化設(shè)備、1％NaOH溶液吸收后并入水泥窯尾袋收塵裝置，處理后達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過處理后的飛灰，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與水泥熟料類似，可作為水泥混合材使用，添加量可達(dá)到40％以上。經(jīng)過第二段蒸發(fā)的煙氣中，氯化鉀的含量占鹽分總量的92％以上，可進(jìn)一步提純作為鉀肥銷售。