CN116511222A - 飞灰活化再利用方法与*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞灰活化再利用方法与***，属于飞灰处理技术领域。该方法包括以下步骤：收集：收集喷雾塔下飞灰；机械活化：对飞灰进行机械活化；蒸汽反应：步骤“活化”后的飞灰与蒸汽发生反应；再循环：步骤“蒸汽反应”后的飞灰部分或全部返回喷雾塔。该装置包括喷雾塔，与所述喷雾塔相连接的用于收集并输送飞灰的螺旋给料器，所述螺旋给料器连接至用于机械活化飞灰的机械活化设备；所述机械活化设备连接至蒸汽活化分配装置，所述蒸汽活化分配装置连接至设置在喷雾塔上的分布器。本发明将喷雾塔或布袋除尘器的飞灰重新循环再利用，采用机械+蒸汽活化的方式提高飞灰中熟石灰的活性，研究再循环输运方式确保***稳定运行，最终实现飞灰减量。

Description

飞灰活化再利用方法与***

技术领域

本发明属于飞灰处理技术领域，涉及一种飞灰活化再利用方法与***。

背景技术

生活垃圾焚烧已成为我国生活垃圾处理的主流技术，其主要采用炉排炉进行焚烧。焚烧过程中会产生占垃圾总质量3～5％的焚烧飞灰，飞灰中因含二噁英、重金属等污染物，因此被列为危险废物(HW18)，若处置不当，会给环境和人体健康带来威胁。截至2020年底，我国共有垃圾焚烧厂463座，处理能力为56.78万吨/天，每年的飞灰产量约568万吨，随着垃圾焚烧技术的大力推广，飞灰的妥善处置已成为制约行业发展的瓶颈问题

当前的飞灰处理主要包括以下三种：

一、飞灰填埋技术

飞灰填埋技术具体包括：①飞灰直接进入为危废处理厂；②飞灰经固化/稳定化后进入生活垃圾场填埋；

固化/稳定化后的飞灰重量会增加30～40％，填埋会占用大量的国家土地资源，由此可见飞灰固化填埋技术长期看来，不符合我国的可持续发展理念。根据《城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案》的通知，原则上地级以上城市以及具备焚烧处理能力的县(市、区)，不再新建原生生活垃圾填埋场，现有生活垃圾填埋场主要作为垃圾无害化处理的应急保障设施使用。因此生活垃圾填埋场的飞灰填埋库容十分紧张。

二、飞灰资源化利用技术

飞灰资源化利用技术具体包括：①高温熔融；②水洗分盐资源化技术；

高温熔融技术具有减容效果好、固化效果好、能有效降低重金属浸出毒性和充分分解二噁英等优点，具有较大的应用前景，但设备能耗较高、烟气处理难度大、产生二次飞灰等问题限制了其规模化应用。

飞灰水洗分盐资源化技术可以实现垃圾焚烧飞灰的无害化和资源化利用，但目前尚且处于中试阶段，产业化应用还需深度研发

三、水泥窑协同处置飞灰

该技术在现有技术中占比较小，水泥行业产能波动较大，该技术对飞灰的处置能力也相对有限。

随着垃圾焚烧处理量逐年升高，飞灰产量势必将持续增加，飞灰妥善处理的压力也会越来越大。除在多路径开展具有普适性的飞灰处理和资源化技术研究外，若能实现飞灰活化再利用，就可以降低企业运营成本，提高企业核心竞争力，减缓企业和政府对飞灰的处置压力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞灰活化再利用方法与***，以实现飞灰的活化再利用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种飞灰活化再利用方法，包括以下步骤：

收集：收集喷雾塔下飞灰；

机械活化：对飞灰进行研磨活化；

蒸汽反应：步骤“活化”后的飞灰与蒸汽发生反应；

再循环：步骤“蒸汽反应”后的飞灰部分或全部返回喷雾塔。

可选的，步骤“收集”中，还收集布袋除尘器下飞灰，并将收集到的布袋除尘器下飞灰与喷雾塔下飞灰进行汇合。

可选的，步骤“机械活化”中，对飞灰进行加热。

可选的，在步骤“机械活化”后，称量所述飞灰质量，返回步骤“机械活化”和/或进行步骤“蒸汽反应”。

可选的，在步骤“机械活化”及步骤“蒸汽反应”之间持续加热飞灰。

一种飞灰活化再利用装置，包括喷雾塔，与所述喷雾塔相连接的用于收集并输送飞灰的螺旋给料器，所述螺旋给料器连接至用于机械活化飞灰的机械活化设备；所述机械活化设备连接至蒸汽活化分配装置，所述蒸汽活化分配装置连接至设置在所述喷雾塔上的分布器。

可选的，还包括布袋除尘器，所述布袋除尘器下飞灰经螺旋输送机输送至所述螺旋分布器。

可选的，所述机械活化设备经计量给料器连接至所述蒸汽活化分配装置；所述计量给料器经平衡管连接至所述机械活化设备。

可选的，所述蒸汽活化分配装置，包括蒸汽活化混合管、进汽口、进灰口以及至少一个出灰口，所述进灰口设置在所述蒸汽活化混合管的一端，所述出灰口设置在蒸汽活化混合管的另一端，且所述进灰口的内径大于任一个所述出灰口的内径，所述进汽口切向接入所述蒸汽活化混合管靠近所述进灰口的一端。

可选的，从所述出灰口向进灰口的方向看，所述进汽口为顺时针方向切向接入蒸汽活化混合管。

可选的，所述进灰口和出灰口均设为锥形，且所述锥形远离所述蒸汽活化混合管的一端为小径端。

可选的，所述蒸汽活化混合管为空心圆柱体。

可选的，所述进汽口呈矩形。

可选的，所述出灰口为1～4个。

可选的，所述计量给料器经罗茨风机连接至所述蒸汽活化分配装置；还包括连接至所述蒸汽活化分配装置的蒸汽发生装置。

可选的，所述机械活化设备和/或所述计量给料器)上设有外置伴热单元。

本发明的有益效果在于：

根据废物处理的3R原则(Reduce、Reuse、Recycle)，收集并活化再利用是飞灰处理的最佳策略。飞灰中含有大量未参与脱酸反应的熟石灰，为减少飞灰产量以及熟石灰的再利用，本发明将喷雾塔或布袋除尘器的飞灰重新循环再利用，采用活化方式提高飞灰中熟石灰的活性，研究再循环输运方式确保***稳定运行，最终实现飞灰减量。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的装置示意图；

图2为本发明的流程示意图；

图3为本发明中蒸汽活化分配装置的示意图；

图4为图3的A向视图；

图5为图3的B向视图

标记名称：

1-喷雾塔，2-分布器，3-布袋除尘器，4-第二电动三通，5-螺旋输送机，6-第一电动三通，7-螺旋给料器，8-机械活化设备，9-第一外置伴热单元，10-第二外置伴热单元，11-计量给料器，12-罗茨风机，13-蒸汽发生装置，14-蒸汽活化分配装置，141-蒸汽活化混合管，142-进汽口，143-进灰口，144-出灰口。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

飞灰中含有大量未反应的熟石灰，这些熟石灰颗粒表面被脱酸反应生成物包裹，失去了反应活性，在飞灰再循环输送过程中，经蒸汽活化或机械研磨活化后，飞灰颗粒破裂，使其内部未反应完全的熟石灰再次暴露出来，熟石灰活性被激发，烟气中酸性气体可与其继续接触进行反应。在循环接触反应的过程，通过调整飞灰再循环量、喷入位置以及采用不同的活化方式，评估飞灰再循环量对于烟气净化和飞灰产量的影响效果，找到最佳的飞灰活化及再利用方案，实现飞灰减量，同时确保脱酸效果。

本发明的设备及方法请参阅图1-图2，从喷雾塔1下和布袋除尘器3下取一定量的飞灰，喷雾塔1下的飞灰，直接通过第一电动三通6进入螺旋给料器7中，第一电动三通6一端连接喷雾塔1、一端连接螺旋给料器7、一端连接原厂刮板输送机。布袋除尘器3下的飞灰首先通过第二电动三通4送入螺旋输送机5上，第二电动三通4一端连接布袋除尘器3、一端连接螺旋输送机5、一端连接原厂刮板输送机。通过螺旋输送机5送入螺旋给料器7，与喷雾塔1下的飞灰汇合，汇合后的飞灰进入机械活化设备8。

机械活化设备8采用飞刀旋转剪切研磨，其作用是将飞灰颗粒表面破坏，内部未反应得熟石灰再次暴露出来。研磨后的飞灰落入计量给料器11进行定量给料，满足***运行负荷要求。机械活化设备8上设有第一外置伴热单元9，计量给料器11上设有第二外置伴热单元10。计量给料器11通过分配管回连至机械活化设备8。

所述蒸汽活化分配装置14如图3-图5所示，包括蒸汽活化混合管141、进汽口142、进灰口143及出灰口144，所述进汽口142切向接入蒸汽活化混合管141，所述蒸汽活化混合管141入口设有进灰口143，蒸汽活化混合管141出口设有出灰口144，进灰口143的内径大于出灰口144的内径。

其中，所述进灰口143数量为1个，出灰口144数量为1～4个。所述进汽口142为蒸汽进入的进气口，所以将其称为进汽口142。

本发明充分利用飞灰混合分配过程与蒸汽充分活化，更科学，更有效促进的形成活化飞灰的形成，通过将进灰口143和出灰口144分别设置在蒸汽活化混合管141的两端，并且在所述蒸汽活化混合管141靠近进灰口143的一端采用切向接入的连接方式连接进汽管，能够更好的与飞灰形成更好的混合作用，同时飞灰在切向进入的蒸汽下会形成螺旋上升流，从而能够在蒸汽活化混合管141得到充分的活化时间，提升其活化效果；其次所述出灰口144设为至少两一个，能够更好的进行飞灰的分配，适用于不同的烟道，可根据不同的烟道特征选择出灰口144数量。

优选地，所述进灰口143和出灰口144均设为锥形，且远离所述蒸汽活化混合管141的一端为小径端。

该蒸汽活化分配装置14充分利用飞灰混合分配过程与蒸汽充分活化，通过将进灰口143和出灰口144分别设置在蒸汽活化混合管141的两端，并且在所述蒸汽活化混合管141靠近进灰口143的一端采用切向接入的连接方式连接进汽口142，能够更好的与飞灰形成更好的混合作用，同时飞灰在切向进入的蒸汽下会形成螺旋上升流，从而能够在蒸汽活化混合管141得到充分的活化时间，提升其活化效果；其次所述出灰口144设为至少一个，能够更好的进行飞灰的分配，适用于不同的烟道，可根据不同的烟道特征选择出灰口数量。

给料后，用气力输送的方式，用罗茨风机12将飞灰送入蒸汽活化分配装置14中，与蒸汽发生反应。蒸汽活化分配装置14由蒸汽发生装置13供应蒸汽。水蒸汽向颗粒内部的渗入会改善颗粒的孔隙结构，有利于二氧化硫继续向颗粒内部的扩散；另一方面水蒸汽会通过产物层渗入颗粒内部与飞灰中的氧化钙反应，生成摩尔体积更大的氢氧化钙，进而颗粒体积的膨胀致使产物层破裂，更多的未反应氢氧化钙被暴露出来。反应后的全部飞灰或部分飞灰重新通过分布器2，进入喷雾塔1进行脱酸反应。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种飞灰活化再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

收集：收集喷雾塔(1)下飞灰；

机械活化：对飞灰进行机械活化；

蒸汽反应：步骤“活化”后的飞灰与蒸汽发生反应；

再循环：步骤“蒸汽反应”后的飞灰部分或全部返回喷雾塔(1)。

2.根据权利要求1所述的飞灰活化再利用方法，其特征在于，步骤“收集”中，还收集布袋除尘器(3)下飞灰，并将收集到的布袋除尘器(3)下飞灰与喷雾塔(1)下飞灰进行汇合。

3.根据权利要求1所述的飞灰活化再利用方法，其特征在于，步骤“机械活化”中，对飞灰进行加热。

4.根据权利要求1所述的飞灰活化再利用方法，其特征在于，在步骤“机械活化”后，称量所述飞灰质量，返回步骤“机械活化”和/或进行步骤“蒸汽反应”。

5.根据权利要求1～4任一项中所述的飞灰活化再利用方法，其特征在于，在步骤“机械活化”及步骤“蒸汽反应”之间持续加热飞灰。

6.一种飞灰活化再利用装置，其特征在于，包括喷雾塔(1)，与所述喷雾塔(1)相连接的用于收集并输送飞灰的螺旋给料器(7)，所述螺旋给料器(7)连接至用于机械活化飞灰的机械活化设备(8)；所述机械活化设备(8)连接至蒸汽活化分配装置(14)，所述蒸汽活化分配装置(14)连接至设置在所述喷雾塔(1)上的分布器(2)。

7.根据权利要求6所述的飞灰活化再利用装置，其特征在于，还包括布袋除尘器(3)，所述布袋除尘器(3)下飞灰经螺旋输送机(5)输送至所述螺旋分布器(2)。

8.根据权利要求6所述的飞灰活化再利用装置，其特征在于，所述机械活化设备(8)经计量给料器(11)连接至所述蒸汽活化分配装置(14)；所述计量给料器(11)经平衡管连接至所述机械活化设备(8)。

9.根据权利要求8所述的飞灰活化再利用装置，其特征在于，所述蒸汽活化分配装置(14)包括蒸汽活化混合管(141)、进汽口(142)、进灰口(143)以及至少一个出灰口(144)，所述进灰口(143)设置在所述蒸汽活化混合管(141)的一端，所述出灰口(144)设置在蒸汽活化混合管(141)的另一端，且所述进灰口(143)的内径大于任一个所述出灰口(144)的内径，所述进汽口(142)切向接入所述蒸汽活化混合管(141)靠近所述进灰口(143)的一端。

10.根据权利要求8或9所述的飞灰活化再利用装置，其特征在于，所述机械活化设备(8)和/或所述计量给料器(11)上设有外置伴热单元(9)。