一种危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺

摘要

一种危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺，是将焚烧炉窑内的高温炉渣通过焚烧炉窑出口设置的转向阀分别向各个熔融窑交替输入高温炉渣，通过熔融窑的辅料入口向熔融窑内输入调节辅料，使各个熔融窑交替调节熔融炉渣的组成，改变其酸度值，实时分析熔融炉内的熔融炉渣组成，使酸度值调节至1.0‑1.4的矿渣棉标准、大于1.6的岩棉标准或玻璃棉标准；调整合格酸度值后的各个熔融窑内的液态熔岩经离心喷丝形成风冷玻璃态炉渣纤维；熔融窑内炉渣中的重金属，经加热，高温下还原重金属至金属态，排出后得到合金资源。本工艺主要利用危废焚烧窑产生的高温炉渣显热，能耗低，处理效率高，避免形成危废名录HW18中772‑003‑18项有关危废特征。

权利要求

1.一种危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺，其特征是：

(1)在焚烧炉窑的出口设置转向阀，焚烧炉窑的出口通过设置的转向阀至少与两个熔融窑连接，熔融窑中设置辅料入口；

(2)将危险废物在焚烧炉窑内焚烧，产生高温炉渣；

(3)将焚烧炉窑内的高温炉渣通过焚烧炉窑出口设置的转向阀分别向各个熔融窑交替输入高温炉渣，通过熔融窑的辅料入口向熔融窑内输入调节辅料，使各个熔融窑交替调节熔融炉渣的组成，改变其酸度值MK，MK＝W(SiO2+Al2O3)/W(NaO2+CaO+MgO)，W表示重量百分比，各氧化物的符号代表成分中各种氧化物的百分比含量，实时分析熔融炉内的熔融炉渣组成，使酸度值调节至1.0-1.4的矿渣棉标准、大于1.6的岩棉标准或玻璃棉标准；所述调节辅料是石英砂、商品玻璃或纯碱；

(4)调整合格酸度值后的各个熔融窑内的液态熔岩经离心喷丝形成风冷玻璃态炉渣纤维；

(5)熔融窑内炉渣中的重金属，经加热，在1400℃-1650℃的高温下还原重金属至金属态，炉渣中的残炭作为还原剂还原重金属氧化物至液态，或者通过添加焦炭粉形成还原氛围，使重金属氧化物转化为液态金属；由于重金属的比重大于熔岩状态的液体炉渣，因此重金属混合物会沉积在熔融窑底部，排出后得到合金资源。

说明书

一种危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于对危险废物焚烧炉渣进行处理的工艺，属于危险废物处理技术领域。

背景技术

[0002] 危险废物焚烧过程产生的飞灰和炉渣都是难以最终处置的危险废物。按照《国家危险废物名录》(2016)，仅对于HW18环境治理业产生的焚烧处置残渣中772-003-18项目，危险废物等离子体、高温熔融等处置过程产生的非玻璃态物质和飞灰做出了危险废物属性的规定。其中的玻璃态(非晶态)未予限定。因此危废焚烧炉渣的高温熔融与玻璃态转化成为该废物处置的重点关注方式。

[0003] 由于炉渣熔融需要高温与高能源消耗，实际的工程实践较少。尽管有后续炉渣纤维和泡沫玻璃的潜在应用扩展，但目前最主要的熔渣后处理仍以水淬为主，除水资源浪费以外，离子浸出、水淬渣的处置等均会产生诸多的问题。

[0004] CN105817459A公开的《一种利用等离子技术处理危险废物焚烧炉渣的方法》，通过利用等离子体产生的高温将炉渣中残留的包括二恶英在内的有毒有机物进行分解破坏，并通过加热及冷却处理形成封闭结构的高硬度、高强度玻化渣，将炉渣中含有的重金属离子固化，可避免产生二次污染。该方法在等离子体状态下进行加热，设备投入大、能耗高、成本高、水淬渣效益低且资源化利用难度大、耗水量大、实际的工程应用仍受到诸多限制。

发明内容

[0005] 本发明针对现有危险废物焚烧炉渣处理技术存在的不足，提出一种能耗低、效率高，避免炉渣产生危废特征的危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺。

[0006] 本发明的危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺，是：

[0007] (1)在焚烧炉窑的出口设置转向阀，焚烧炉窑的出口通过设置的转向阀至少与两个熔融窑连接，熔融窑中设置辅料入口；

[0008] (2)将危险废物在焚烧炉窑内焚烧，产生高温炉渣(固态炉渣或液态炉渣)；

[0009] (3)将焚烧炉窑内的高温炉渣通过焚烧炉窑出口设置的转向阀分别向各个熔融窑交替输入高温炉渣，通过熔融窑的辅料入口向熔融窑内输入调节辅料，使各个熔融窑交替调节熔融炉渣的组成，改变其酸度值MK，MK＝W(SiO2+Al2O3)/W(NaO2+CaO+MgO)(W表示重量百分比，各氧化物的符号代表成分中各种氧化物的百分比含量)，实时分析熔融炉内的熔融炉渣组成，使酸度值调节至1.0-1.4的矿渣棉标准、大于1.6的岩棉标准或玻璃棉标准；

[0010] 所述调节辅料是石英砂、普通商品玻璃粉或纯碱；

[0011] 熔融窑的加热方式可采用燃料燃烧或电加热方式，优先选等离子体加热、电极加热、高频加热炉加热和电弧炉加热方式。优选(常用)玻璃炉窑电加热方式，减少废气及污染物的排放。

[0012] (4)调整合格酸度值后的各个熔融窑内的液态熔岩经离心喷丝形成风冷玻璃态炉渣纤维；

[0013] (5)熔融窑内炉渣中的重金属，经加热，在1400℃-1650℃(超过大部分重金属熔点)的高温下还原重金属至金属态，炉渣中的残炭为还原剂还原重金属氧化物至液态，或者通过添加焦炭粉形成还原氛围，使重金属氧化物转化为液态金属；由于重金属的比重远大于熔岩状态的液体炉渣，因此重金属混合物会沉积在熔融窑底部，排出后得到合金资源。

[0014] 本发明主要利用危废焚烧窑产生的高温炉渣显热，利用两个以上熔融窑交替调整液态炉渣的组成，并利用离心风冷技术代替水淬处理方法，最终获得急冷玻璃态炉渣纤维，能耗低，处理效率高，避免炉渣最终形成危废名录HW18中772-003-18项所述的有关危废特征。高重金属含量的危废焚烧以及熔融炉渣的调节组成可方便获得金属态合金，从而回收金属。

附图说明

[0015] 图1是本发明危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺的流程图。

具体实施方式

[0016] 本发明的危险废物焚烧炉渣的熔融处理工艺的流程如图1所示，主要利用危废焚烧窑产生的高温炉渣显热，利用2个以上熔融窑交替调整熔融炉渣的组成，并利用离心风冷技术代替水淬处理方法，最终获得急冷玻璃态炉渣纤维，避免危废名录HW18中772-003-18项有关危废特征。

[0017] 具体过程如下所述。

[0018] (1)在焚烧炉窑的出口设置转向阀，焚烧炉窑的出口通过设置的转向阀至少与两个熔融窑连接，熔融窑中设置辅料入口。

[0019] (2)将危险废物在焚烧炉窑内焚烧，产生高温炉渣。利用焚烧炉窑的高温炉渣热量，节约能源。不论是固态炉渣还是液态炉渣。

[0020] (3)利用焚烧窑出口的转向阀，分别向各个熔融窑交替输入高温炉渣，通过熔融窑的辅料入口，可方便地向熔融窑内输入调节辅料(如石英砂、商品碎玻璃或纯碱)，调节窑内炉料的酸度值。酸度值是一个表征矿棉熔体高温黏度、成纤性能、易熔性和耐水性的重要的综合性参数。酸度值MK＝W(SiO2+Al2O3)/W(NaO2+CaO+MgO)，其中W表示重量百分比，各氧化物的符号代表成分中各种氧化物的含量百分数。调节辅料的输入量，按工艺要求可参考调节至1.0-1.4的矿渣棉标准、大于1.6的岩棉标准或玻璃棉标准。实时分析熔融炉内炉料组成，以调节最终熔岩组分，使其酸度值达到工艺要求。

[0021] 熔融窑的加热方式可采用燃料燃烧或电加热方式，优先选等离子体加热、电极加热、高频加热炉加热和电弧炉加热方式。优选(常用)玻璃炉窑电加热方式，减少废气及污染物的排放。

[0022] (4)调整合格酸度值后的各个熔融窑内的液态熔岩经离心喷丝方式形成风冷玻璃态炉渣纤维。与水淬方式相比，节约大量水资源。

[0023] (5)熔融窑内高重金属含量的炉渣，经加热，在超过大部分重金属熔点(1400℃-1650℃)的高温下还原重金属至金属态。可以通过添加适量焦炭粉，形成还原氛围，使重金属氧化物转化为液态金属，实际操作中焦炭粉的添加试情况定，部分情况下炉渣中的残炭也足够还原金属氧化物至液态。大部分重金属的比重大于7.8，远大于熔岩状态的液体炉渣的2.4，因此重金属混合物会沉积在熔融窑底部，可通过底阀释放排出，得到合金资源。

[0024] 由于重金属的比重大于熔岩状态的液体炉渣，因此重金属混合物会沉积在熔融窑底部，排出后得到合金资源。

[0025] 上述工艺主要针对高温炉渣，以达到节能目的，2个以上的熔融窑交替使用，熔融窑加热方式多样，既提高了效率，又保证了处理效果，最终采用风冷喷丝方式处置最终炉渣。