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飛灰的資源化處置-高溫熔融固化

2021.11.27

概述

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提升,城鎮(zhèn)生活垃圾產(chǎn)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(guān)注。生活垃圾焚燒發(fā)電因具有減量化明顯、占用土地資源少及可實現(xiàn)能源化的優(yōu)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(dá)到50%,東部地區(qū)達(dá)到60%。垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長,飛灰產(chǎn)生量巨大。到2020年底,垃圾總焚燒量達(dá)59.14萬噸/日,年產(chǎn)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(jī)物“重金屬”和最毒的有機(jī)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(jié)合生成毒性更大的有機(jī)物,屬于危險廢物(HW18)。

飛灰一旦排放到環(huán)境中,將會對水,空氣、 土壤造成嚴(yán)重的污染和破壞,同時對生物體也產(chǎn)生極大危害。因此如何合理利用飛灰,實現(xiàn)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(xué)反應(yīng),對飛灰中的重金屬、二噁英類、氯鹽等一種或幾種物質(zhì)進(jìn)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(xù)利用或處置要求的過程。

  • 1、低溫?zé)岱纸猓簩w灰在缺氧或無氧氣氛下,通過低于500℃的低溫?zé)岱纸夥磻?yīng),將其中的二噁英類脫氯解毒的過程。
  • 2、高溫?zé)Y(jié):將飛灰或其處理產(chǎn)物與其他硅鋁質(zhì)組分、助熔劑進(jìn)行混合后,通過高溫使其部分熔融, 冷卻后形成燒結(jié)體產(chǎn)物的過程。
  • 3、高溫熔融 :將飛灰或其處理產(chǎn)物與其他硅鋁質(zhì)組分、助熔劑進(jìn)行混合后,通過高溫使其完全熔融, 再經(jīng)過水淬等急冷處理,形成致密玻璃體產(chǎn)物的過程。
  • 4、固化與穩(wěn)定化技術(shù):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(xiàn)出化學(xué)惰性,或是將其包容起來,從而方便對其進(jìn)行處置、利用或是運(yùn)輸。

(1)瀝青固化技術(shù)

瀝青的化學(xué)穩(wěn)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(zhì)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(chǎn)生皂化反應(yīng),從而使有害物質(zhì)能夠均勻的附著于瀝青中,從而產(chǎn)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?yōu)槿廴谀z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(jìn)行乳化處理,而后將乳化瀝青、飛灰混合起來,再進(jìn)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(shù)

該技術(shù)是對固化劑、飛灰進(jìn)行混合處理,讓其產(chǎn)生新的物質(zhì)——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(shù)是一種常用的處理辦法。將飛灰倒入水泥基質(zhì)中,經(jīng)過既定條件的醞釀,在化學(xué)、物理作用下,就能產(chǎn)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(jù)危廢的性質(zhì)以及其對產(chǎn)品質(zhì)量的要求,選擇適宜的添加劑類型、劑量。

(3)化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)

該技術(shù)是借助化學(xué)藥劑的化學(xué)反應(yīng),讓有毒、有害物質(zhì)的毒害水平下降,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘缘?、溶解性低的物質(zhì)。在飛灰處理處置中,采用化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù),不僅能夠達(dá)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(jìn)而提升飛灰處理的經(jīng)濟(jì)效益?;瘜W(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)的應(yīng)用,必須建立在特定的范圍內(nèi),它主要應(yīng)用在重金屬廢物的處理中?,F(xiàn)階段,金屬穩(wěn)定化技術(shù)已經(jīng)十分豐富,像pH值控制技術(shù)、離子交換技術(shù)、沉淀技術(shù)等。

5、水洗脫鹽預(yù)處理(FWD)+水泥窯協(xié)同處置技術(shù):利用三級或多級逆流漂洗技術(shù)對飛灰、窯灰或類似粉體物料進(jìn)行水洗以脫除物料中的可溶性物質(zhì),進(jìn)而達(dá)到二次利用或脫毒的目的。實現(xiàn)飛灰高效脫鹽,進(jìn)而實現(xiàn)全部資源化利用。經(jīng)FWD技術(shù)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(shè)備

GRL系列鋼帶熔融成型造粒機(jī)是一種新型實用的熔融性成型造粒機(jī),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(jī)是一種經(jīng)濟(jì)而可靠的生產(chǎn)工藝,能夠加工Φ4-12mm的顆粒,這些產(chǎn)品十分均勻,呈半球狀、條狀和片狀,穩(wěn)定、無熱應(yīng)力而且純度質(zhì)量都很高。

通過造粒機(jī)布料器將來自上游工序熱融態(tài)物料均勻地鋪設(shè)于其下方勻速移動的鋼帶上,鋼帶下方設(shè)置有連續(xù)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(dá)到成型造粒的目的。依據(jù)物性和使用要求,其布料器可選擇斷續(xù)滴下、連續(xù)拉條和全寬度溢流等不同形式,來滿足生產(chǎn)半球狀、條狀、片狀等不同形狀的產(chǎn)品。

GRL系列<鋼帶熔融成型造粒機(jī)流程圖

設(shè)備特點

  1. 減少粉塵,改善操作環(huán)境;連續(xù)作業(yè),提高生產(chǎn)效率;顆粒規(guī)整,商品價值得到提升。
  2. 采用薄鋼帶傳熱和強(qiáng)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(jié)合面產(chǎn)生分離,卸料時粉塵極少,顆粒形狀得到完整保護(hù)。
  4. 鋼帶和布料器均采用變頻調(diào)速,可根據(jù)生產(chǎn)能力、環(huán)境條件和物性方便地調(diào)節(jié)與控制。

應(yīng)用范圍

該機(jī)適用于熔點(軟化點)在50-300℃以內(nèi)需冷凝造粒、拉條切粒和冷卻結(jié)片破碎的各類物料,典型應(yīng)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(huán)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(wěn)定劑622/944等物料。還可廣泛適用于粉末狀物料和糕團(tuán)狀粘性物料的快速降溫冷卻過程,如乳化炸藥基質(zhì)、水晶石基質(zhì)、氟硅酸鈉等。

鋼帶熔融成型造粒機(jī)產(chǎn)品案例

技術(shù)參數(shù)

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(jī)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(chǎn)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(shù)據(jù)僅供選型時參考,如有變動,恕不另行通知。

技術(shù)要求

  1. 根據(jù)加工產(chǎn)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(zhuǎn)速,以免影響生產(chǎn)能力及粒狀質(zhì)量。
  2. 物料必須過濾固體雜質(zhì)不得進(jìn)入造粒機(jī)頭內(nèi),否則會造成機(jī)頭磨損或堵塞,影響造粒質(zhì)量。
  3. 溫度控制應(yīng)根據(jù)熔點溫度來定,保溫要求溫度變化不得超過±3℃。冷卻系統(tǒng)應(yīng)加濾網(wǎng),冷卻水溫度一般在5℃-25℃間(水溫低、成型快、粒狀好、產(chǎn)量高)。

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