一种垃圾焚烧飞灰固化方法与装置[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810948100.5
(22)申请日 2018.08.20
(71)申请人 长安大学
地址 710064 陕西省西安市雁塔区二环南
路中段126号
(72)发明人 赵鹏　王兆丰　景明海　郭术光　
(74)专利代理机构 西安恒泰知识产权代理事务
所 61216
代理人 史玫
(51)Int.Cl.
B09B 3/00(2006.01)
(54)发明名称
一种垃圾焚烧飞灰固化方法与装置
(57)摘要
本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰固化方法与
装置。

所涉及的垃圾焚烧飞灰固化方法包括将垃
圾焚烧飞灰调湿后，物料依次经挤压升温、保温
保压处理。

所涉及的装置包括施压装置、导热装
置和加热装置；导热装置包括第一导热板和第二
导热板，第一导热板和第二导热板平行设置，施
压装置包括第一压头和第二压头，第一压头和第
二压头设置在所述第一导热板和第二导热板之
间且第一压头和第二压头可在第一导热板和第
二导热板之间相对运动；第一导热板、第二导热
板、第一压头和第二压头的四者围成的中间区域
是垃圾焚烧飞灰放置区域；加热装置用于加热第
一导热板和第二导热板。

本发明的处理方法工艺
简单，飞灰体积减少80％；热处理温度低，能耗
低，
无二次环境污染。

权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 109127664 A 2019.01.04
C N 109127664
A
1.一种垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于，方法包括：将垃圾焚烧飞灰调湿后，湿料依次经挤压升温、保温保压处理。

2.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰的粒度为45微米筛余小于12wt％。

3.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于，所述调湿用水质量为垃圾焚烧飞灰质量的1-10wt％。

4.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于，所述保温保压是在60-300℃、10-400Mpa条件下保持5-60分钟。

5.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰固化方法，其特征在于，固化后的垃圾焚烧飞灰材料抗压强度为20-600Mpa。

6.一种垃圾焚烧飞灰无害化处理方法，其特征在于，方法包括采用权利要求1至5中任一权利要求所述方法固化垃圾焚烧飞灰，之后将重金属浸出合格的固化材料填埋。

7.一种垃圾焚烧飞灰固化装置，其特征在于，该垃圾焚烧飞灰固化用装置包括施压装置、导热装置和加热装置；所述导热装置包括第一导热板和第二导热板，所述第一导热板和第二导热板平行设置；所述施压装置包括第一压头和第二压头，所述第一压头和第二压头设置在所述第一导热板和第二导热板之间且第一压头和第二压头可在第一导热板和第二导热板之间相对运动；所述第一导热板、第二导热板、第一压头和第二压头四者的中间区域为垃圾焚烧飞灰放置区域；所述加热装置用于加热第一导热板和第二导热板。

8.如权利要求7所述的垃圾焚烧飞灰固化装置，其特征在于，所述加热装置为蒸汽加热管，所述蒸汽加热管布设在所述第一导热板和第二导热板外侧。

权　利　要　求　书1/1页CN 109127664 A
一种垃圾焚烧飞灰固化方法与装置
技术领域
[0001]本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理技术，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰固化方法与装置。

背景技术
[0002]传统的垃圾焚烧飞灰主要为：分离萃取技术和热处理技术等。

其中：分离萃类技术工艺复杂，设备昂贵，成本高；热处理类技术存在高温、高能耗和高排放问题，但是在实际应用中，垃圾焚烧飞灰热处理后资源化、减量化方面有一定优势，尤其是熔化技术的无害化和减量化十分明显，在发达国家得到应用。

[0003]随着人们生活水平的提高，环保意识的提高，垃圾焚烧飞灰的化学组成也发生了明显的变化，突出特点是高含盐量和高氧化钙含量，使得传统的熔融技术遇到困难，在不添加助溶剂的情况下，垃圾焚烧飞灰的熔融温度超过1500℃，加上二次飞灰处理，极高的能耗，熔融工艺出现前所未有的技术困难。

而即使采用烧结技术，烧结温度很高，飞灰中的盐分直接影响烧结制品质量，烧结前需进行水洗脱盐处理，成本提高，工艺复杂，而且烧结制品的重金属浸出风险依然存在。

发明内容
[0004]针对现有技术的缺陷或不足，本发明目的之一在于提供一种垃圾焚烧飞灰固化方法。

[0005]本发明所提供的垃圾焚烧飞灰固化方法包括：将垃圾焚烧飞灰调湿后，湿料依次经挤压升温、保温保压处理。

本发明的方法尤其适用于来自生活垃圾和医疗垃圾焚烧后除尘获得的具有氯盐、重金属和二噁英危害的危险固体废弃物。

[0006]优选的，本发明方法处理的垃圾焚烧飞灰的粒度为45微米筛余小于12wt％。

[0007]优选的，本发明方法中调湿用水质量为垃圾焚烧飞灰质量的1-10wt％。

[0008]优选的，本发明方法中保温保压是在60-300℃、10-400Mpa条件下保持5-60分钟。

[0009]进一步，本发明方法固化后的材料抗压强度为20-600Mpa。

[0010]另一方面，本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理方法。

所提供的垃圾焚烧飞灰无害化处理方法包括采用权利要求1至5中任一权利要求所述方法固化垃圾焚烧飞灰，之后将重金属浸出合格的固化材料填埋。

[0011]另一方面，本发明同时还提供了一种垃圾焚烧飞灰固化装置。

所提供的垃圾焚烧飞灰固化用装置包括施压装置、导热装置和加热装置；所述导热装置包括第一导热板和第二导热板，所述第一导热板和第二导热板平行设置，所述施压装置包括第一压头和第二压头，所述第一压头和第二压头设置在所述第一导热板和第二导热板之间且第一压头和第二压头可在第一导热板和第二导热板之间相对运动；所述第一导热板、第二导热板、第一压头和第二压头四者的中间区域为垃圾焚烧飞灰放置区域；所述加热装置用于加热第一导热板和第二导热板。

[0012]一些实施方式中，本发明装置中的加热装置为蒸汽加热管，所述蒸汽加热管布设在所述第一导热板和第二导热板外侧。

[0013]与现有技术相比，本发明的垃圾焚烧飞灰处理方法的有益效果是：
[0014](1)本发明的处理方法工艺简单，飞灰体积减少350％-400％；
[0015](2)本发明热处理温度低，能耗低；
[0016](3)本发明的处理方法无外加材料绿色环保，无二次环境污染，属于生态固化新技术。

附图说明
[0017]图1为本发明装置的结构参考示意图。

具体实施方式
[0018]本发明的挤压升温也称加压升温，是指在对物料施加压力的情况下对物料加热，例如在物料上侧和下侧施加相对方向的压力对物料挤压，同时逐渐加热升温达到对物料加热的目的。

[0019]本发明的室温指室内温度，一般20℃左右(18～25℃)的温度条件。

[0020]本发明的导热板处理向待固化物料传递热量外，两个导热板结合两个压头还充当固化模板的作用。

[0021]以下是发明人提供的具体实施例，以对本发明做进一步解释说明。

[0022]实施例1：
[0023]将某垃圾焚烧厂飞灰进行重金属浸出浓度进行测试结果如下表1，可以看出，Cd、Pb严重超标，属于危险废弃物。

[0024]表1原始飞灰重金属浸出浓度与国标对比
[0025]
[0026]将垃圾焚烧飞灰100克和6克水混合调湿均匀后，施压过程中升温，至90℃、200Mpa 保温保压30分钟，测量熔渣的重金属浸出浓度见下表2，从中可以看出，完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求。

[0027]表2固化处理后超标重金属离子浸出浓度与原始飞灰和国标对比与物理性能
[0028]
[0029]优选实施方案中，将取自生活垃圾焚烧厂的垃圾焚烧飞灰烘干球磨2小时后，45微米筛余小于12wt％后，备用。

[0030]实施例2：
[0031]将垃圾焚烧飞灰100克、水1克混合调湿均匀后，施压过程中升温至60℃、100Mpa保温保压45分钟，测量熔渣的重金属浸出浓度见下表3，从中可以看出，完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求。

[0032]表3固化处理后超标重金属离子浸出浓度与原始飞灰和国标对比与物理性能
[0033]
[0034]实施例3：
[0035]将垃圾焚烧飞灰100克、水3克混合调湿均匀后，施压过程中升温至150℃、10Mpa保温保压60分钟，测量熔渣的重金属浸出浓度见下表2，从中可以看出，完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求。

[0036]表4固化处理后超标重金属离子浸出浓度与原始飞灰和国标对比与物理性能
[0037]
[0038]实施例4：
[0039]将垃圾焚烧飞灰100克、水8克混合调湿均匀后，施压过程中升温至200℃、300Mpa 保温保压5分钟，测量熔渣的重金属浸出浓度见下表5，从中可以看出，完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求。

[0040]表5固化处理后超标重金属离子浸出浓度与原始飞灰和国标对比与物理性能
[0041]
[0042]实施例5：
[0043]将垃圾焚烧飞灰100克、水10克混合调湿均匀后，施压过程中升温至300℃、40Mpa 保温保压20分钟，测量熔渣的重金属浸出浓度见下表6，从中可以看出，完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求。

[0044]表6固化处理后超标重金属离子浸出浓度与原始飞灰和国标对比与物理性能
[0045]
[0046]实施例6：
[0047]将垃圾焚烧飞灰100克、水7克混合调湿均匀后，施压过程中升温至120℃、195Mpa 保温保压28分钟，测量熔渣的重金属浸出浓度见下表2，从中可以看出，完全达到了生活垃圾填埋场污染物控制指标的要求。

[0048]表7固化处理后超标重金属离子浸出浓度与原始飞灰和国标对比与物理性能
[0049]
[0050]实施例7：
[0051]该实施例的垃圾焚烧飞灰固化用装置除了动力装置等常规工作部件外，如图1所示，其核心结构部分包括施压装置、导热装置和加热装置；导热装置包括第一导热板3和第二导热板6，第一导热板3和第二导热板6左右相对平行设置，也可以根据实际生产需要上下设置；施压装置包括第一压头1和第二压头5，第一压头1和第二压头5设置在第一导热板和第二导热板之间且第一压头和第二压头可在第一导热板和第二导热板之间相对运动对位
于四者中间区域的垃圾焚烧飞灰材料2施加压力；加热装置用于加热第一导热板和第二导热板，加热装置可根据实际生产条件选用合适的加热方式。

[0052]为充分利用废弃能源，一种实施方式中，加热装置可选用蒸汽加热装置，具体在第一导热板和第二导热板的外侧设置蒸汽管道4。

[0053]工作原理：在机械压力施压过程中，垃圾焚烧飞灰湿物料被加热到60-300℃，保温保压一定时间后，冷却，脱模，即可获得致密固化材料。

进一步经重金属溶出检测合格后可填埋，实现垃圾焚烧飞灰治理的目的。

图1。