CN105602648A - 一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂及其制备方法，二噁英抑制剂的成分包括：电石渣、尿素、污泥、脱硫石膏、二氧化钛、高锰酸钾、激活剂；各成分的重量份数比为：电石渣15~25、尿素15~25、污泥15~25、脱硫石膏10~20、二氧化钛8~12、高锰酸钾8~12、激活剂？3~10。将电石渣水洗与干化后的污泥混合，再依次与粉碎后脱硫石膏混合，加入尿素及二氧化钛混合，加入高锰酸钾和激活剂，边混合边搅拌，得到二噁英抑制剂。在生活垃圾进入焚烧炉前，添加质量比为1～10%的二噁英抑制剂混合10分钟后，再进入垃圾传送带，垃圾焚烧后二噁英可削减65~85%。
Description
技术领域
本发明属于固体废物处置领域，特别是涉及垃圾焚烧烟气控制的二噁英抑制剂，控制垃圾焚烧处理烟气中的二噁英排放。具体涉及一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂及其制备方法。
背景技术
随着城市规模的不断扩大，城市人口的日益增长以及人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾的产生量在逐渐增加。早在1996年，中国的城市垃圾清运量就已经达到了1亿吨，而且每年以8%~10%的速度增长。垃圾的历年堆存量达到60多亿吨，全国有200多座城市陷入垃圾的包围之中，垃圾堆存侵占的土地面积多达5亿多平方米。垃圾处理已经成为制约中国城市环境的重要问题。
焚烧处理可以大规模快速处理废弃物的同时回收部分能量，可使生活垃圾减容80%～95%，使得垃圾的最终处置量降到最低，并能利用高温分解垃圾中的有害成分，杀灭垃圾中的病原体和寄生虫卵；垃圾燃烧时产生的热能还可充分回收，用于供热和发电。与其他处理方法相比，焚烧法不仅符合垃圾处理的“三化”原则，而且具有占地面积小，运行稳定，处理时间短等多种优点，在许多国家和地区已经成为城市生活垃圾处理的首选方案。
由于其土地资源稀缺，垃圾焚烧在一些发达国家非常常见，如日本建起了6000多座垃圾焚烧炉，占据世界垃圾焚烧炉数量的首位。丹麦和瑞典一直是利用焚烧垃圾产生电力的先驱者，应用已有一个多世纪，2005年，丹麦的垃圾焚化供应了国内4.8%的电力，以及13.7%的取暖消耗。欧洲其它一些国家尤其是如荷兰、德国和法国极度依赖焚烧来处理城市垃圾。根据中国《城市建设统计年报》，我国垃圾焚烧厂的数量及平均处理规模逐年增加，垃圾处理设施在垃圾无害化处理设施中的比例也在增加，这些都说明焚烧技术在我国垃圾处理中所占的分量越来越重。预测，未来10年，中国垃圾焚烧处理总量比例将由现在的2%～3%上升到10%～20%。
然而，由于我国居民的生活习惯及垃圾混合收集模式，导致我国的生活垃圾含水率高并且含有大量的塑料、金属类物质，为二噁英的生成提供了物质基础。加上垃圾焚烧炉燃烧温度低(850℃以下)，物料在高温下停留时间短(一般为1～3秒)，废弃物很难完全分解，可能产生不完全燃烧产物和某些有害气体如酸性气体和二噁英等，造成大气污染；灰渣中的飞灰里也腹肌了大量的二噁英，属危险废弃物，如果运输、贮存、处理和处置不当，将会对人类健康、生态环境形成严重的危害，因此，尾气和飞灰的二噁英处理一直是困扰垃圾焚烧厂建设的主要因素。人们对传统生活垃圾焚烧炉的环保方面的担心，我国计划建设的生活垃圾焚烧厂的建设遇到了相当大的阻力，很多城市规划的垃圾焚烧厂迟迟未能开工建设。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于垃圾焚烧烟气控制的二噁英抑制剂，解决垃圾焚烧焚烧时二噁英排放超标造成的严重环境污染等问题，使垃圾焚烧的烟气能够达标排放，降低后期处理的难度，根据二噁英类化合物产生的特征，研制可以从源头抑制二噁英合成的添加剂，从而达到抑制二噁英排放的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂，所述二噁英抑制剂的成分包括：电石渣、尿素、污泥、脱硫石膏、二氧化钛、高锰酸钾、激活剂；各成分的重量份数比为：电石渣15~25、尿素15~25、污泥15~25、脱硫石膏10~20、二氧化钛8~12、高锰酸钾8~12、激活剂3~10。
进一步的，所述各成分的重量份数比为：电石渣20、尿素20、污泥20、脱硫石膏15、二氧化钛10、高锰酸钾10、激活剂5。
进一步的，所述电石渣为水洗后的物料，水洗后的电石渣自然晾晒至含水率为10%~15%以下，粉磨至粒度为80目筛余小于5%；所述污泥的含水率为30%，粉碎为颗粒状，粒径为3mm~5mm；所述脱硫石膏为粉状，粒度为80目筛余小于5%。
进一步的，所述激活剂的成分为氧化镁，过氧化氢及铁粉，各成分的重量份数比为：氧化镁1~3，过氧化氢3~5，铁粉3~5。该激活剂为氧化-还原体系的激活剂，不仅兼具氧化与还原两种特性，而且具有较强的缓冲性能。
一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂的制备方法，所述二噁英抑制剂的成分包括：电石渣、尿素、污泥、脱硫石膏、二氧化钛、高锰酸钾、激活剂；各成分的重量份数比为：电石渣15~25、尿素15~25、污泥15~25、脱硫石膏10~20、二氧化钛8~12、高锰酸钾8~12、激活剂3~10；所述制备方法包括以下步骤：
1）将电石渣水洗、自然晾晒、粉磨后，与干化后、粉碎后的污泥混合，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10~15转/分钟，搅拌时间为3~5分钟；
2）将步骤1）搅拌后的混合物与粉碎后脱硫石膏混合，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10~15转/分钟，搅拌时间为3~5分钟；
3）将步骤2）搅拌后的混合物中加入尿素及二氧化钛，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为20~20转/分钟，搅拌时间为5~10分钟；
4)将步骤3）搅拌后的混合物加入高锰酸钾和激活剂氧化镁及过氧化氢，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为25~30转/分钟，搅拌时间为2~3分钟，最后加入铁粉，搅拌1~2分钟，得到粉体状的所述二噁英抑制剂。
此制备工艺中，关键参数为物料的先后加入顺序与搅拌工艺。物料添加的先后顺序不能错误，否则会影响制备的物质成分，搅拌工艺会影响反应时间。
所述二噁英抑制剂的使用方法，在生活垃圾进入焚烧炉前，添加与其质量比为1～10%的所述二噁英抑制剂，所述二噁英抑制剂为粉体，将垃圾与所述二噁英抑制剂搅拌混合10分钟以上后，再进入垃圾传送带。
本发明的有益效果为：
1)本发明二噁英抑制剂适用于垃圾焚烧、气化、热解等热处理；
2）本发明二噁英抑制剂采用电石渣、污泥、脱硫石膏等作为添加剂制备的主要原料，实现了以废治废；
3）本发明二噁英抑制剂在源头抑制二噁英的产生。
4）在生活垃圾进入焚烧炉前，添加质量比为1～10%的添加剂，垃圾焚烧后二噁英可削减65~85%。
具体实施方式
实施例1
一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂，所述二噁英抑制剂的成分包括：电石渣、尿素、污泥、脱硫石膏、二氧化钛、高锰酸钾、激活剂；各成分的重量份数比为：电石渣15~25、尿素15~25、污泥15~25、脱硫石膏10~20、二氧化钛8~12、高锰酸钾8~12、激活剂3~10。
优选的方案为所述各成分的质量百分比为：电石渣20%、尿素20%、污泥20%、脱硫石膏15%、二氧化钛10%、高锰酸钾10%、激活剂5%。
该电石渣为水洗后的物料，水洗过程为2次漂洗，水灰比为3~5:1，即3~5份水水洗1份电石渣（质量比），水洗后的电石渣自然晾晒至含水率为10%~15%以下，然后粉磨至粒度为80目筛余小于5%。尿素为颗粒状，市场常用商品。将污泥的含水率降为30%，然后粉碎为颗粒状，粒径为3mm~5mm；脱硫石膏为粉状，粒度为80目筛余小于5%。二氧化钛及高锰酸钾均为市场商品。激活剂为晶体，自主研发。
激活剂的主要成分为：氧化镁，过氧化氢及铁粉。其配置比例为（质量比）：1~3:3~5：3~5。
本添加剂的配置方法为：将电石渣水洗、自然晾晒、粉磨后，与干化后、粉碎后的污泥混合，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10转分钟，搅拌时间为5分钟；然后再与粉碎后脱硫石膏混合，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10转分钟，搅拌时间为5分钟；再加入尿素及二氧化钛，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10转分钟，搅拌时间为5分钟；最后加入高锰酸钾和激活剂，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10转分钟，搅拌时间为5分钟。
实施例2
将实施例1所述优选配方的二噁英抑制剂应用于垃圾焚烧处理之中。
在含水率为35%的陈腐垃圾进入焚烧炉前，在10吨垃圾中添加0.5吨的二噁英抑制剂并采用铲车将垃圾与二噁英抑制剂反复混合10次，以达到充分混合，垃圾经过焚烧后，产生的烟气中，在尾气处理前端采样，未经处理时的二噁英含量比未添加该添加剂前降低68%以上，减少了后期处理难度。
实施例3
将实施例1所述优选配方的二噁英抑制剂应用于垃圾焚烧处理之中。
在含水率为60%的原生生活垃圾进入气化炉前，在5吨垃圾中添加0.3吨的添加剂并用抓斗将垃圾与添加剂反复翻堆，达到充分混合，垃圾经过气化后，产生的氢气、一氧化碳、烃类、氯代烃等气化可燃气体中，二噁英含量比未添加该添加剂前降低80%以上。
实施例4
将实施例1所述优选配方的二噁英抑制剂应用于垃圾焚烧处理之中。
在分类后的、含水率为45%的可燃垃圾进入热解炉前，在50吨垃圾中添加5吨的添加剂并采用螺旋设备将垃圾与添加剂充分混合，垃圾经过热解后，产生的甲烷、氢气及烃类混合物的可燃气体中，二噁英含量比未添加该添加剂前降低83%以上。
Claims (6)
1.一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂，其特征在于：所述二噁英抑制剂的成分包括：电石渣、尿素、污泥、脱硫石膏、二氧化钛、高锰酸钾、激活剂；各成分的重量份数比为：电石渣15~25、尿素15~25、污泥15~25、脱硫石膏10~20、二氧化钛8~12、高锰酸钾8~12、激活剂3~10。
2.根据权利要求1所述二噁英抑制剂，其特征在于：所述各成分的重量份数比为：电石渣20、尿素20、污泥20、脱硫石膏15、二氧化钛10、高锰酸钾10、激活剂5。
3.根据权利要求1所述二噁英抑制剂，其特征在于：所述电石渣为水洗后的物料，水洗后的电石渣自然晾晒至含水率为10%~15%以下，粉磨至粒度为80目筛余小于5%；所述污泥的含水率为30%，粉碎为颗粒状，粒径为3mm~5mm；所述脱硫石膏为粉状，粒度为80目筛余小于5%。
4.根据权利要求1所述二噁英抑制剂，其特征在于：所述激活剂的成分为氧化镁、过氧化氢及铁粉，各成分的重量份数比为：氧化镁1~3，过氧化氢3~5，铁粉3~5。
5.一种适用于垃圾焚烧处理的二噁英抑制剂的制备方法，其特征在于：所述二噁英抑制剂的成分包括：电石渣、尿素、污泥、脱硫石膏、二氧化钛、高锰酸钾、激活剂；各成分的重量份数比为：电石渣15~25、尿素15~25、污泥15~25、脱硫石膏10~20、二氧化钛8~12、高锰酸钾8~12、激活剂3~10；所述制备方法包括以下步骤：1）将电石渣水洗、自然晾晒、粉磨后，与干化后、粉碎后的污泥混合，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10~15转/分钟，搅拌时间为3~10分钟；
2）将步骤1）搅拌后的混合物与粉碎后脱硫石膏混合，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10~15转/分钟，搅拌时间为3~10分钟；
3)将步骤2）搅拌后的混合物中加入尿素及二氧化钛，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10~15转/分钟，搅拌时间为3~10分钟；
4)将步骤3）搅拌后的混合物加入高锰酸钾和激活剂，边混合边搅拌，搅拌采用捏合机，搅拌桨叶转速为10~15转分钟，搅拌时间为3~10分钟，得到粉体状的所述二噁英抑制剂。
6.权利要求1~4所述二噁英抑制剂的使用方法，其特征在于：在生活垃圾进入焚烧炉前，添加与其质量比为1～10%的所述二噁英抑制剂，所述二噁英抑制剂为粉体，将垃圾与所述二噁英抑制剂搅拌混合10分钟以上后，再进入垃圾传送带。
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