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飛灰的資源化處置

2021.11.27

概述

隨著我國城鎮化的快速發展和人民生活水平的日益提升,城鎮生活垃圾產量也隨之快速增長。對于大量的生活垃圾其處置問題備受關注。生活垃圾焚燒發電因具有減量化明顯、占用土地資源少及可實現能源化的優勢,逐漸成為我國生活垃圾處置的主流方式。城市生活垃圾焚燒能力占無害化總能力比例達到50%,東部地區達到60%。垃圾焚燒產業爆發式增長,飛灰產生量巨大。到2020年底,垃圾總焚燒量達59.14萬噸/日,年產生飛灰量約為1000萬噸,飛灰資源化處置勢在必行。

飛灰的危害

飛灰毒性危害極大,其含有最毒的無機物“重金屬”和最毒的有機物“二噁英”。含有常見對人體危害最大的5種重金屬:鉛、鉻、汞、砷、鎘。這些重金屬在水中不能被分解,與水中的其他毒素結合生成毒性更大的有機物,屬于危險廢物(HW18)。

飛灰一旦排放到環境中,將會對水,空氣、 土壤造成嚴重的污染和破壞,同時對生物體也產生極大危害。因此如何合理利用飛灰,實現廢棄資源的再度利用已迫在眉睫。

飛灰的處理工藝

通過物理或化學反應,對飛灰中的重金屬、二噁英類、氯鹽等一種或幾種物質進行一定程度的去除,或者抑制其可浸出性,使處理后的飛灰滿足后續利用或處置要求的過程。

  • 1、低溫熱分解:將飛灰在缺氧或無氧氣氛下,通過低于500℃的低溫熱分解反應,將其中的二噁英類脫氯解毒的過程。
  • 2、高溫燒結:將飛灰或其處理產物與其他硅鋁質組分、助熔劑進行混合后,通過高溫使其部分熔融, 冷卻后形成燒結體產物的過程。
  • 3、高溫熔融 :將飛灰或其處理產物與其他硅鋁質組分、助熔劑進行混合后,通過高溫使其完全熔融, 再經過水淬等急冷處理,形成致密玻璃體產物的過程。
  • 4、固化與穩定化技術:這種處理方法能夠使危險廢物中涉及的全部污染組分,表現出化學惰性,或是將其包容起來,從而方便對其進行處置、利用或是運輸。

(1)瀝青固化技術

瀝青的化學穩定性較好,同時具備一定的粘接性、彈性、塑性,能夠抵御很多酸、堿類物質的腐蝕。瀝青固化是將瀝青固化劑、飛灰攪拌在一起,在特定的配比、堿度、溫度下,讓其產生皂化反應,從而使有害物質能夠均勻的附著于瀝青中,從而產生固化體。瀝青固化的具體方法主要有兩種,其一是加熱瀝青,在高溫作用下,將瀝青變為熔融膠粘性液體,摻和飛灰,并借助瀝青的粘合作用將危廢包裹,冷卻后便能得到固化體。第二,通過對乳化劑的使用,對瀝青進行乳化處理,而后將乳化瀝青、飛灰混合起來,再進行破乳、脫水等一系列操作,就能得到瀝青固化體,這種方法在室溫下就能完成。

(2)水泥固化技術

該技術是對固化劑、飛灰進行混合處理,讓其產生新的物質——固化體,使危廢中的有害成分被封鎖在固化體中。最常用的危廢固化劑就是膠凝材料水泥,因而在焚燒飛灰處理中,水泥固化技術是一種常用的處理辦法。將飛灰倒入水泥基質中,經過既定條件的醞釀,在化學、物理作用下,就能產生一些微小的金屬氧化物,從而使污染物的遷移得到控制。在此過程中,要使固化的效果得到提升,保證固化體的性能,在固化過程中,就要根據危廢的性質以及其對產品質量的要求,選擇適宜的添加劑類型、劑量。

(3)化學藥劑穩定化技術

該技術是借助化學藥劑的化學反應,讓有毒、有害物質的毒害水平下降,逐漸轉變為毒性低、溶解性低的物質。在飛灰處理處置中,采用化學藥劑穩定化技術,不僅能夠達到無害化的要求,同時也能保證少增容甚至不增容,使處理的效率得以提升,進而提升飛灰處理的經濟效益?;瘜W藥劑穩定化技術的應用,必須建立在特定的范圍內,它主要應用在重金屬廢物的處理中?,F階段,金屬穩定化技術已經十分豐富,像pH值控制技術、離子交換技術、沉淀技術等。

5、水洗脫鹽預處理(FWD)+水泥窯協同處置技術:利用三級或多級逆流漂洗技術對飛灰、窯灰或類似粉體物料進行水洗以脫除物料中的可溶性物質,進而達到二次利用或脫毒的目的。實現飛灰高效脫鹽,進而實現全部資源化利用。經FWD技術處理后的飛灰或窯灰,氯元素去除率≧95%,含水率低于2%。

熔融成型造粒設備

GRL系列鋼帶熔融成型造粒機是一種新型實用的熔融性成型造粒機,采用薄鋼帶傳熱和霧化噴淋冷卻使熔融液得到迅速固化成型。該機是一種經濟而可靠的生產工藝,能夠加工Φ4-12mm的顆粒,這些產品十分均勻,呈半球狀、條狀和片狀,穩定、無熱應力而且純度質量都很高。

通過造粒機布料器將來自上游工序熱融態物料均勻地鋪設于其下方勻速移動的鋼帶上,鋼帶下方設置有連續噴淋、冷卻裝置,迫使鋼帶上方的物料在移動過程得以迅速冷卻、固化,從而達到成型造粒的目的。依據物性和使用要求,其布料器可選擇斷續滴下、連續拉條和全寬度溢流等不同形式,來滿足生產半球狀、條狀、片狀等不同形狀的產品。

GRL系列<鋼帶熔融成型造粒機流程圖

設備特點

  1. 減少粉塵,改善操作環境;連續作業,提高生產效率;顆粒規整,商品價值得到提升。
  2. 采用薄鋼帶傳熱和強制噴淋冷卻,使熱融物料得以迅速冷卻、固化成型。
  3. 由于鋼帶在卸料端的換向彎曲,使固化物料與鋼帶的結合面產生分離,卸料時粉塵極少,顆粒形狀得到完整保護。
  4. 鋼帶和布料器均采用變頻調速,可根據生產能力、環境條件和物性方便地調節與控制。

應用范圍

該機適用于熔點(軟化點)在50-300℃以內需冷凝造粒、拉條切粒和冷卻結片破碎的各類物料,典型應用物料有:如石油樹脂、酚醛樹脂、硫磺、石蠟、瀝青、特種蠟瀝青、松香及松香樹脂、雕白塊、順酐、對硝基氯化苯、防老劑、熱溶膠、硬脂酸鹽、脂肪酸、偏酐、硫酸鋁、氯化鈣、聚酰胺樹脂、間苯二胺、鄰苯二酚、硫氫化鈉、環氧樹脂、橡膠加助劑、精制對二氯苯、偏酐、硬脂酸、C5樹脂、C9樹脂、C5C9聚合樹脂、硫化堿、熱溶膠、尿素、橡膠和塑料助劑、熱熔膠、各類添加劑、橡膠和塑料助劑 、抗氧化劑、防老劑、光穩定劑622/944等物料。還可廣泛適用于粉末狀物料和糕團狀粘性物料的快速降溫冷卻過程,如乳化炸藥基質、水晶石基質、氟硅酸鈉等。

鋼帶熔融成型造粒機產品案例

技術參數

型號 GRL60-A GRL60-B GRL60-C GRL60-D GRL120-A GRL120-B GRL120-C GRL120-D
有效傳熱面積(m2) 2.6 3.6 4.6 5.3 7.3 9.3 10.8 16.6
主/輔電機功率(kw) 1.5/0.75 1.5/0.75 1.5/1.1 1.5/1.1 3/1.5 3/1.5 3/1.5 4/2.2
外形尺寸(mm)
長 L 5600 7200 8800 10050 7200 8800 10050 14800
寬 W 1200 1200 1200 1200 1700 1700 1700 1700
高 H 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800
生產能力(kg/h) 80-100 100-150 120-180 150-250 300-380 360-420 380-500 500-800
總重(kg) 1360 1580 1880 2060 2380 2590 2830 4210

注: 以上數據僅供選型時參考,如有變動,恕不另行通知。

技術要求

  1. 根據加工產品的熔點(凝固點)、物料溫度粘度及冷卻效果的不同,來選擇輸送速度及布料器轉速,以免影響生產能力及粒狀質量。
  2. 物料必須過濾固體雜質不得進入造粒機頭內,否則會造成機頭磨損或堵塞,影響造粒質量。
  3. 溫度控制應根據熔點溫度來定,保溫要求溫度變化不得超過±3℃。冷卻系統應加濾網,冷卻水溫度一般在5℃-25℃間(水溫低、成型快、粒狀好、產量高)。

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