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北极星固废网讯:摘要:垃圾焚烧飞灰水洗提盐(FWD)和水泥窑协同处置技术是飞灰资源化处置技术。技术的主要原理是利用飞灰中氯盐易溶于水的特性,和飞灰成分与水泥原料成分比较相近的特点,首先将飞灰中的氯盐通过水洗的方法进行分离制盐,然后把脱氯后的飞灰利用水泥窑协同处置高温煅烧制成水泥熟料。该技术包括五个系统,分别是飞灰洗脱系统、水质净化系统、蒸发制盐系统、烘干系统和入窑系统。该项技术已成功应用于飞灰的规模化处置工程,氯元素去除率达95%以上,可将飞灰处置成工业二级副产盐和水泥熟料原料,整个工艺无废气、废水外排,完全实现了飞灰处置的资源化、无害化、减量化。该技术充分利用了水泥窑高温窑炉的特点和飞灰的特有性质,尤其适用于水泥行业的环保转型和危废的资源化处置,其有很好的发展前景。

生活垃圾焚烧飞灰是在生活垃圾焚烧发电过程中主要收集于烟气管道、烟气净化装置、旋风分离器和布袋除尘器等容重较轻、粒径细小的粉体物质[1]。随着烟气净化水平的不断提高,排放到大气中的烟气越来越清洁,而净化系统截留捕集的细颗粒物(飞灰)成分越来越复杂、危害性越来越大。飞灰中主要的危害性物质含有苯并芘、苯并蒽、二噁英等有机污染物和Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等重金属。除此之外,还含有NaCl和KCl等可溶性盐以及与水泥熟料比较相近的CaO、SiO2、Al2O3等成分。

由于垃圾焚烧产业爆发式增长,未来飞灰产量巨大,到2020年底,垃圾总焚烧量达59.14万t/d,年产生飞灰量约为1000万t。我国垃圾焚烧主要以机械炉排炉焚烧厂和循环流化床焚烧厂为主,炉排炉产生飞灰量约占垃圾焚烧量的3%~5%,含氯量为12%~20%;循环流化床产生飞灰量约占垃圾焚烧量的10%~15%,含氯量为3%~5%。

随着飞灰填埋场地的减少,飞灰的资源化处置越来越受到政府和社会各界环保人士的重视[2]。当前国家环保部、工信部及各地方环保部门大力推广水泥窑协同处置。对飞灰的资源化处置不仅有助于实现垃圾的蓝色焚烧,同时在水泥产能过剩的当下,有助于水泥企业进行环保转型,将水泥生产企业由“污染排放型”的工业生产企业升级成为“飞灰终结者”的城市污染消纳型企业。

目前垃圾焚烧飞灰的水泥窑协同处置方式主要为直喷+水泥窑协同处置技术和水洗提盐(FWD)和水泥窑协同处置技术。这两种处置方式对飞灰的处置能力、适应能力及对水泥生产的影响都有很大不同。

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直喷入窑的原理是直接将飞灰喷入水泥窑,然后通过旁路放风将飞灰中的钾、钠、硫、氯放出,利用水泥窑高温对重金属和二噁英进行固化和分解。但它有很大的局限:①处置能力较低,并且要保证绝对均匀入窑;②有二次污染物,旁路放风放出的高含氯窑灰处理将会是企业新的难题,仍需进行水洗脱盐处理;③对水泥的生产有影响,需旁路放风,会影响熟料产能,入窑速度控制不好会造成窑系统结皮;④虽然建设和直接处置费用较低,但比较适宜处置少量的含氯量在3%以下的飞灰。

水洗提盐的原理是利用水洗对飞灰中的钾、钠、硫、氯进行提取,制成工业产品,余下部分送入水泥窑进行高温煅烧,利用水泥窑高温对重金属和二噁英进行固化和分解。适应能力很强,相比于直喷入窑有很大的优势。①处置能力较大,可以达到熟料产能的5%甚至更高;②无二次污染物;③对水泥的生产几乎没有影响;④虽然建设和直接处置费用较高,但各种飞灰均可处理。

利用垃圾焚烧飞灰水洗提盐(FWD)和水泥窑协同处置技术是先对飞灰进行水洗提盐[3],降低飞灰中的氯含量在1%以下,再利用水泥窑协同处置。这套技术不仅成本合理而且技术安全可靠,目前在我国已有工程化应用实例,取得了很好的应用效果,是目前解决生活垃圾焚烧飞灰的最优选择。

生活垃圾焚烧飞灰水洗提盐(FWD)和水泥窑协同处置技术由飞灰洗脱系统、水质净化系统、蒸发制盐系统、烘干系统和入窑煅烧系统五大系统组成。技术能够达到自动连续下料,水洗效果稳定,用水量小,重金属和二噁英转移率低,运行稳定,自动化程度高,经预处理后的飞灰含氯量可达到≤1%的特点。生活垃圾焚烧飞灰水洗提盐(FWD)和水泥窑协同处置工艺见图1。

飞灰洗脱系统的主要功能是将飞灰中的钾、钠、硫、氯等离子通过水洗工艺,使其从飞灰中分离出来,以满足飞灰入窑要求。

本系统采用逆流漂洗技术,飞灰浆液经过第一级洗脱反应器和洗脱分离器固液分离后,洗脱灰进入下一级的洗脱反应器中进行第二次洗涤,洗脱液进入到水质净化处理系统。洗涤次数和用水量根据飞灰中氯含量的检测结果决定。一般情况下,二次水洗可以有效去除飞灰中的氯离子,为保证飞灰洗脱系统的处理效果,进行第三次洗脱,确保氯离子的有效去除率在95%以上。第三次洗脱分离后的洗脱灰进行贮存,其含氯量控制在1%以内,贮存的洗脱灰送入水泥企业进行湿灰干化处理,进入水泥窑进行高温煅烧生成水泥熟料。

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