生活垃圾焚烧发电飞灰处理方法
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生活垃圾焚烧飞灰处置过程中氯盐解决途径的探讨摘要生活垃圾焚烧发电因具有减量化、占用土地资源少及可实现能源化的优势,目前已成为我国生活垃圾处置的主流方式。
生活垃圾焚烧飞灰(以下简称“飞灰”)是生活垃圾焚烧烟气净化系统收集而得到的粉状物质,因其富集大量的重金属和二噁英类污染物,固其属于危险废物(HW18),必须得到安全合规处置。
目前,主流的飞灰处置方法是螯合固化后填埋和水泥窑协同处置,二者都具有很大的局限性。
近年来,等离子体熔融处置飞灰逐渐得到应用,其具有减容率高,无害化彻底的独特优势。
垃圾焚烧飞灰中氯元素含量高达20%,在等离子体熔融处置过程中会产生大量的氯盐,不仅会给企业带来极大的经济负担,若解决途径不合法更可能引起环境污染事件。
因此,急需给等离子体熔融处置飞灰过程中产生的氯盐寻求一个合理的解决途径。
关键词:垃圾焚烧氯盐重金属1.氯盐的产生飞灰在熔融炉中,经高温电弧加热至1300-1500℃,充分熔融反应后形成气相和液相,气相上升流经高温氧化室后进入烟气净化系统,液相分层为上下两部分,上层为密度较轻的硅酸盐熔体,下层为密度较重的金属液。
熔融烟气中主要有害成分为高浓度酸性气体(HCl、SO2等)和含重金属的氯盐颗粒物。
烟气急冷和两级水洗产生的高盐废水经预处理+蒸发结晶系统蒸发结晶产生结晶盐,主要成分是NaCl和KCl。
1.危险性鉴别由于熔融烟气中含有一定量的重金属,虽然经过烟气急冷和二级水洗后,99.99%的重金属都会进入水相中,但是仍然不能保证氯盐中不含有重金属污染物。
因此需要按照《GB5085.3 危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》[2]的规定进行危险性鉴别,若超过鉴别标准的规定,则应该将此氯盐定义成危废,按照危险废物的要求进行管理。
若经鉴别不属于危险废物,且根据实际运营情况分析,烟气中的重金属被水洗去除后,剩余的重金属含量极低,即使全部重金属浸出,其浓度仍远低于浸出毒性的限值,此类氯盐绝大多数不属于危险废物。
附件
生活垃圾焚烧飞灰稳定化预处理技术要求
生活垃圾焚烧飞灰应在焚烧厂出厂之前进行预处理,避免飞灰扬尘,保证飞灰满足填埋场入库相关要求,生活垃圾焚烧飞灰稳定化预处理提出如下要求:
1.预处理车间有防尘、防泄漏、密闭的飞灰料仓和螯合剂或稳定剂的料仓;
2.预处理车间处置规模与飞灰预处置量相匹配,主要预处理设备要求备用;
3.飞灰输送环节采用密闭方式,控制扬尘产生;
4.飞灰采用密闭方式输送至预处理车间临时储仓,按照飞灰预处置量和预处理运营能力优化临时储仓的数量;
5.飞灰预处理作业在密闭容器中进行,保证作业空间无扬
尘;
6.应配备飞灰浸出毒性检测实验室和飞灰稳定固化养护场
所;
7.飞灰预处理后应进行检测,符合标准后送至填埋场进行填埋;
8.飞灰产生量、预处理批次量均需记录,同时执行危险废物电子联单制度;
9.建立生活垃圾焚烧飞灰预处理运行的相关管理制度和操
作规范;
10.做好应急预案,具备应急储存条件。
水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术要求一、概述在城市化进程加快的生活垃圾产生量逐年增加,如何有效处理和处置生活垃圾成为了亟待解决的问题。
水泥窑协同处置生活垃圾的技术成为了一种被广泛关注和研究的方法。
生活垃圾焚烧产生的飞灰含有大量氯盐,直接排放会对环境造成严重影响。
开发水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术势在必行。
二、水泥窑协同处置生活垃圾焚烧的优势1. 能有效减少生活垃圾占用的土地资源。
2. 能将有机废弃物转化为能源,实现资源化利用。
3. 能通过水泥窑的高温烧烤,彻底处理有机废弃物,减少了焚烧后的垃圾量。
4. 由于水泥窑内部环境酸碱度较高,有机垃圾燃烧后的飞灰中氯盐含量较高,处理飞灰能减少对周围环境的负面影响。
三、水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术要求1. 高效除盐工艺技术水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术要求能够高效去除飞灰中的氯盐,以减少对周围环境的污染。
该工艺技术需要选择合适的溶剂去除氯盐,并且要求去除效率高、成本低。
2. 安全稳定工艺流程水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术要求具有安全稳定的工艺流程,能够有效避免化学反应失控、设备事故等问题,确保处置过程的安全性和稳定性。
3. 资源化利用要求水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术要求也要能够实现飞灰资源化利用,将去除氯盐后的飞灰再次利用,例如用于水泥生产等领域,从而减少环境负荷,实现循环经济。
4. 降低能耗要求水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术要求还要求降低能耗,减少对环境的二次污染,确保环保效益。
四、水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰水洗除盐工艺技术发展趋势1. 微生物除盐技术的应用目前,一些微生物技术已经在飞灰去除氯盐方面展现出了较好的应用前景,该技术具有环境友好、效率高等特点。
2. 高效去除氯盐溶剂的研究研究人员还在积极探索高效去除氯盐的溶剂,其中包括一些物理或化学方法,以提高除盐效率。
生活垃圾焚烧发电项目灰渣资源化利用方案焚烧发电模式处理垃圾之所以受到认可,就在于这种方式可以实现垃圾的无害化、减量化处理和资源化利用,而一个垃圾焚烧发电项目其处理效果是否能真正称得上无害化、减量化和资源化,重要的评判标准之一就是该项目的灰渣处理。
废弃物垃圾进入垃圾焚烧发电厂进行处理,处理产生的飞灰和炉渣等废弃物再次得到资源化利用,这样的生产处理过程才能成其为循环经济,也只有这样的项目才有资格申报成为国家级的循环经济项目。
目前国内大多数垃圾焚烧厂对焚烧垃圾产生的有毒焚烧飞灰和大量炉渣仍仅是进行简单的填埋或违法抛弃。
《国家危险废物名录》把固体废物焚烧飞灰列为危险废物(编号HWl8),如此高危险的飞灰和如此大量的炉渣如果堆放或填埋不仅将占用大量土地,还将产生粉尘污染、水污染等二次污染。
我公司研发中心组织项目攻关,利用陶粒烧结系统将飞灰作为主要原材料进行高温煅烧生产成陶粒,同时,又开发应用了垃圾焚烧炉渣预处理后作为主要原材料生产路面砖和路基材料的技术,从而真正实现了垃圾焚烧飞灰和炉渣的无害化、资源化处理,形成了一个完整的循环经历链条,为国内垃圾焚烧发电厂灰渣的资源化综合利用开辟了一条新途径。
这两项技术工艺先进、经济可行,已在我公司所属的天津双港垃圾焚烧发电厂实际应用,正在不断地发挥着巨大经济效益和社会效益。
一、垃圾焚烧飞灰资源化利用方案 1.飞灰资源化利用的必要性和意义目前,常用的飞灰处置方法有:固化稳定化包括水泥固化、沥青固化、熔融固化技术、化学药剂固化稳定化等,经过固化稳定化处理后的产物,如满足浸出毒性标准或者资源化利用标准,可以进入普通填埋场进行填埋处置或进行资源化利用,目前运用较广泛的是水泥固化法。
以上这些传统飞灰处置方法通常处置成本较高,目前国内大多数的焚烧飞灰仍是进行简单的填埋或违法抛弃。
如何采取适当的技术处理焚烧飞灰,并达到稳定化、资源化和无害化的目标,已成为当前垃圾焚烧处理企业急需解决的难题。
生活垃圾焚烧飞灰由于含有重金属等有毒物质被定义为危险废物“飞灰”是垃圾焚烧的主要产物之一,含有重金属和二噁英等污染物。
2008年《国家危险废物名录》修订时明确“生活垃圾焚烧飞灰”属于危险废物,具有毒性,危废类别为HW18。
“飞灰”是危险废物吗?《国家危险废物名录》(2016修订)(节选)废物类别行业来源废物代码危险废物危险特性HW18772-002-18生活垃圾焚烧飞灰T772-003-18危险废物焚烧、热解等处置过程产生的底渣、飞灰和废水处理污泥(医疗废物焚烧处置产生的底渣除外)T772-004-18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T772-005-18固体废物焚烧过程中废气处理产生的废活性炭T注:危险特性,包括腐蚀性(Corrosivity,C)、毒性(Toxicity,T)、易燃性(Ignitability,I)、反应性(Reactivity,R)和感染性(Infectivity,In)。
“飞灰”的主要处置方式有哪些?关于“生活垃圾焚烧飞灰”的处置,目前我国主要采用以下两种方式:1.经螯合固化后,进入生活垃圾填埋场进行填埋处置;2.进入水泥窑协同处置。
注意:根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)的规定,“生活垃圾焚烧飞灰”如进入生活垃圾填埋场处置,应满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)的要求;如进入水泥窑处置,应满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB 30485-2013)的要求。
《危险废物豁免管理清单》(节选)豁免条件豁免内容4772-002-18 生活垃圾焚烧飞灰处置满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中6.3条要求。
进入生活垃圾填埋场填埋。
填埋过程不按危险废物管理。
4772-002-18 生活垃圾焚烧飞灰处置满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB 30485-2013)的进入水泥窑协同处置。
生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术要求1.总体要求1.1 应根据后续利用或处置方式对飞灰污染控制的要求,选择适当的处理技术。
1.2 对飞灰处理和处置技术,有专用污染控制标准的,执行专用污染控制标准。
2 收集、贮存、运输污染控制要求2.1 飞灰贮存设施应具备防扬尘、防雨、防渗(漏)等措施,并应符合 GB 18597 的要求。
2.2 飞灰贮存设施收集的废气直接排放的,其颗粒物应不超过 GB 16297 规定的排放浓度限值。
如果收集的废气导入生活垃圾焚烧炉烟气排放系统排放,应不影响焚烧炉烟气达标排放。
2.3 在飞灰贮存、运输过程中,应采用封闭包装或置于密封容器内,或使用封闭槽罐车散装运输。
2.4 飞灰收集、运输、贮存的其他要求应符合 HJ 2025 的规定。
2.5 飞灰处理产物的收集、运输、贮存应根据其管理属性分别符合相关标准的要求。
3 处理和处置污染控制要求3.1 飞灰处理工艺包括水洗、固化/稳定化、成型化、低温热分解、高温烧结、高温熔融等。
应满足以下要求:a) 飞灰处理设施应具备对飞灰进料量、处理温度、处理时间等运行参数的自动控制功能。
b) 飞灰处理应设置检修飞灰、不合格飞灰处理产物的处理系统或者返料再处理装置。
c) 飞灰处理过程产生的废水应优先返回工艺过程进行循环使用或综合利用。
废水处理后直接向环境排放的,应符合 GB 8978 的要求。
d) 飞灰低温热分解、高温烧结和高温熔融过程排放废气中的颗粒物、重金属、二噁英类等大气污染物应不超过 GB 18484 规定的排放浓度限值。
e) 在飞灰处理过程中,应采取防止飞灰飘散和遗撒的措施。
飞灰及其处理产物装卸、中转、投加等易产生粉尘的区域应密闭并配备布袋除尘器等高效除尘装置,排放废气中颗粒物应不超过 GB 16297 规定的排放浓度限值。
除尘装置收集的粉尘应返回飞灰贮存设施或处理处置工艺过程。
f) 在飞灰处理过程中,因飞灰的装卸、设备故障及检修等原因造成撒落的飞灰应及时收集,并返回飞灰贮存设施或处理处置工艺过程。
生活垃圾焚烧飞灰二噁英控制技术介绍城市生活垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)是指城市生活垃圾焚烧设施烟气净化系统收集的粉尘和沉降在烟道和烟囱底部的底灰。
粉煤灰含有二恶英等剧毒物质和Cr、Hg等微量重金属,被列入国家危险废物名录(代码:hw18)。
二恶英是持久性有机污染物(POPs),包括多氯二苯并对二噁英(PCDD) 和多氯苯并呋喃(pcdes)。
近年来,随着生活垃圾的增加和垃圾焚烧发电行业的逐年增加,飞灰量迅速增加。
飞灰是二噁英污染的主要载体之一。
研究表明,飞灰中PCDD/Fs的浓度和毒性当量因焚烧垃圾的种类、焚烧炉类型、焚烧能力和除尘设备的不同而有很大差异,焚烧源产生的二噁英总量中约有一半来自飞灰.所以必须控制好二噁英等有害物质的排放,才可以保证人们的生活健康,实现人们生活的进步。
在应对当前二噁英德处理之中,主要有以下的集中方式。
1、高温熔融技术高温熔融技术是指将粉煤灰或其处理产物与其他铝硅酸盐组分和助熔剂混合,然后在1300℃以上的高温下完全熔融,包括在高温下分解二噁英,然后用水淬火成形成熔融玻璃制品,主要是等离子体中产生的电弧,加热空气和温度较高的气体等混合形成高温等离子体,实现二恶英的高效降解。
在这种方法中,主要使用方式是让二噁英等有害物质进入处理单元,然后通过燃烧、熔化的方式完成二噁英的处理。
熔炼技术具有减容率高、渣性稳定、无重金属浸出等优点,同时该技术能耗高、设备投资大,会产生二次飞灰。
一般而言,国内外粉煤灰中氯含量差异较大,技术趋于成熟,但在国内尚处于发展阶段。
除此之外,还有高温烧结技术。
高温烧结技术主要是将粉煤灰或其处理产品与其他铝硅酸盐组分和熔剂混合,在高温下部分熔化,冷却后形成烧结产品。
高温烧结与高温熔炼技术的区别主要体现在两个方面:一是高温烧结的温度范围一般在900℃~-1100℃之间,高温熔炼的温度范围一般在1300℃之间和1500℃;二是形成产物的差异。
玻璃化烧结体的最终产品是通过高温烧结形成的,致密玻璃体的最终产品是通过高温熔化形成的。
生活垃圾焚烧飞灰处置途径分析发布时间:2022-08-31T10:17:15.056Z 来源:《科技新时代》2022年3期作者:金洲[导读] 随着我国社会经济不断发展金洲安徽海螺川崎节能设备制造有限公司安徽芜湖 241070摘要:随着我国社会经济不断发展,生活垃圾的合理处理处置成为社会发展的重要问题之一,焚烧作为一种有效、减容、热能利用的处置方式,在国内广泛推广应用,截止2018年底,生活垃圾焚烧处理规模已经达到10185万吨/年,占总处理量的45.1%。
生活垃圾焚烧厂的数量、规模逐年增加,产生大量富集重金属、可溶性氯盐、二噁英等持久性有机污染物的焚烧飞灰。
飞灰的无害化处置、资源化利用也成为重点关注问题。
关键词:生活垃圾;焚烧;飞灰;处置途径1飞灰性质生活垃圾焚烧飞灰是指生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰,被列入《国家危险废物名录》(2021版),类别HW18焚烧处置残渣,废物代码772-002-18。
飞灰一般呈灰白色或深灰色,颗粒细小(粒径一般在1-150μm),比表面积大(3-18m2/g),主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、K2O等氧化物、重金属的氯化物,其中氯元素平均含量在17.99-23.7%,同时含有二噁英持久性有机污染物。
2飞灰处理处置途径2.1高温热处理法高温热处理方法是高温处理飞灰,分解固化飞灰中的有害有机物,如:二噁英和重金属,达到对环境没有威胁和资源化应用的技术手段。
该技术可分为低温烧结法、高温熔融法以及熔融玻璃化法。
熔融处置飞灰是当前比较超前、高效的处置技术。
目前,已经有很多关于飞灰烧结制备轻骨料、陶粒的研究。
低温烧结法是在温度为900~1100℃下,飞灰中的固体颗粒发生化学反应而聚集成团。
该过程中,颗粒质检的空隙逐渐减少,飞灰中的除Pb以外的大部分重金属形成氧化物,达到国标的浸出浓度。
高温熔融/玻璃化法是将飞灰在1100~1500℃下熔融,玻璃化法是将添加剂和飞灰混合,温度较高于熔融温度。
生活垃圾焚烧发电飞灰处理方法
1、稳定化填埋
稳定化填埋是指通过添加稳定剂完成飞灰的稳定固化,再将固化的飞灰进行填埋。
通过对飞灰固化后12种重金属浸出检测,基本能满足国家《生活垃圾填埋场控制标准》对重金属浸出浓度的要求。
其原理是通过稳定剂中具有配位能力的硫酰胺类共聚物与过渡态重金属离子(或化合物)发生螯合沉淀反应,使过渡态重金属离子被稳定在絮凝沉淀物中。
目前,全国约80%的飞灰采用稳定化填埋技术处理。
该技术虽然解决了飞灰处理问题,但是占用土地资源,同时稳定化填埋形成的絮凝沉淀物的稳定性仍需进一步探索。
2、高温熔融技术
飞灰高温熔融是指在燃料炉内将飞灰加热到1400℃,将飞灰熔融,熔融后的飞灰将晶体聚集重排并熔解结晶,再经过冷却则会形成致密稳定的玻璃体,实现飞灰的解毒处理,形成的玻璃体可作为建筑材料。
该方法既解决了飞灰污染环境、危害人体健康的问题,同时还可以作为建材,做到了无害化、减容化、资源化,已受到广泛关注。
3、高温烧结技术
高温烧结法是将飞灰与黏土、助熔剂等混合后,在1000~1400℃高温下煅烧使其部分熔融,冷却后形成烧结体产物。
飞灰中挥发性重金属、可溶盐等物质经过高温煅烧浓缩,在急冷降温过程中凝结形成浓缩盐灰,通过酸洗结晶工艺回收重金属和可溶盐,作为有色金属冶炼原料及工业盐产品对外出售;不易挥发的重金属在高温煅烧过程中
通过硅酸盐反应固化在产品矿物晶格中,最终使建材基材的重金属含量和浸出量双降低。
高温烧结技术将飞灰煅烧制成陶粒,减少了资源浪费,实现了危险废物的无害化、资源化处理。
该方法在安全处置飞灰的同时,又制成陶粒产品进行下游生产,减少了因制备陶粒对原料的开采。
4、水泥窑协同处置技术
飞灰与石灰石的主要成分相似,可替代烧制水泥熟料。
水泥窑协同处置技术是将飞灰作为水泥原料,彻底分解二噁英,将重金属固化在水泥熟料中[8]。
飞灰中的盐分随温度降低逐渐转化为固态,在气液固相间不断转化,容易造成结皮堵塞。
目前在飞灰入窑前用水洗,能有效抑制结皮堵塞。
自国家鼓励水泥窑协同处置固体废物及危险废物的相关政策陆续出台,水泥窑协同处置飞灰技术的关注度急剧增加,各省水泥厂也陆续开展水泥窑协同处置飞灰项目。
5、危废填埋场填埋
危险废物填埋场填埋是将飞灰用吨袋等容器密闭包装后,由危险废物运输车辆运送至危险废物填埋场进行填埋处理。
该方法是目前飞灰处置最稳妥的方法之一。
但危废填埋场的建设和运营费用较生活垃圾填埋场高,生活垃圾焚烧处理厂在经济上难以平衡,同时该方法处置飞灰达不到节约土地和循环利用资源目的,故此方法较少应用。