新型垃圾焚烧飞灰固化系统的研发应用讲解.doc

新型垃圾焚烧飞灰固化系统的研发应用  目 录 一 立项依据 1 1.1 国内外研究现状与发展趋势 1 1.2 项目开发的目的意义 1 1.3 本项目达到的技术水平及市场前景 3 二 开发内容和目标 4 2.1 项目主要目标、内容及关键技术 4 2.2 技术创新 5 2.3 主要技术经济指标 6 三 开发试验方法及技术路线 7 四 计划进度 8 五 经费预算 9 六 主要仪器设备清单 10 一 立项依据 1.1 国内外研究现状与发展趋势 1.1.1 研究背景 垃圾焚烧处理是近年来在国内大力发展的垃圾处理方式。垃圾焚烧飞灰含有二恶英及重金属等有害物，根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）规定：“生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。因此，飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。 垃圾焚烧飞灰处理系统设备市新建垃圾焚烧处理项目重要的组成设施。清华大学教授聂永丰认为“基于中国城市垃圾焚烧飞灰的性质和处理特性，焚烧飞灰的处理与利用技术必须从资源化利用和环境影响两方面加以考虑，既要考虑焚烧飞灰资源化利用的可行性，在经济成本与环境保护中找到最佳平衡点，又要使焚烧飞灰处理产物的环境特性达到所限定的标准”。依据项目运行经验，我国的飞灰含重金属、二噁英等有害物质较多，加之工艺要求高、政策支持途径少，飞灰鲜有资源化利用，飞灰的环保处理费用一般高达1000元/吨。 高额的飞灰的环保处理支出，无论是项目公司还是政府机构，都是难以承担的。为了克服飞灰处理难题，综合提升垃圾处理经济效益与环保效益，同时有力的保障并加强飞灰处理环保性、安全性，大力促进环保事业发展，国内外行业相关政府机构、院校、公司等组织都在不断开展飞灰处理工艺研发与设备制造。 1.1.2 研究现状 经过近几十年的研究，目前常用的飞灰固化处理技术有熔融固化技术、化学药剂稳定化技术、湿式化学处理技术、水泥-稳定剂固化技术等。 一、熔融固化技术 熔融固化技术也就是飞灰烧结法和高温熔融法。 （1）烧结法 飞灰烧结法是将飞灰与烧结介质进行混合烧结，如玻璃屑、玻璃粉，在1000～1100℃高温下熔融，改变飞灰的物理和化学状态改变后，降温使其固化，形成玻璃固化体，借助玻璃体结构的稳定性、致密性、安全性，确保固体化的永久稳定。 （2）高温熔融法 高温熔融法是在特定的加热炉内，使飞灰加热至1400℃，彻底焚毁有毒有害有机物，并使飞灰所含重金属与自身含有的SiOx成分进行熔融混合，从而完全改变的飞灰原有性状，不再具有危险性质。高温熔融法除了具备烧结法处理飞灰的优点之外，熔融固化的最大优点是可以得到高质量的建筑材料。然而，熔融固化需要将大量物料加温到熔点以上，无论采用电或其它加热，需要的能源和费用都相当高。 二、化学药剂（螯合）稳定化技术 化学药剂稳定技术主要是利用具有螯合功能，能从含有离子的物质中有选择地捕集、分离特定金属离子的化合物。当一种金属离子与一电子供体结合时，生成物称为络合物或配位化合物。如果与金属相结合的物质含有两个或更多的供电子基团，以致于形成具有环状结构的络合物时，则生成物不论是中性的分子或是带有电荷的离子均称为螯合物或内络合物，这种类型的成环作用称为螯合作用，而电子给予体则成为稳定剂。 三、湿式化学处理技术 湿式化学处理技术有加酸萃取、碱萃取、生物浸出萃取和烟气中和碳酸化法等。该方法是依据不同物质在酸性条件下溶解度较高的特性，将飞灰中的有害物质提取出来，例如硫磺酸、盐酸、乙酸等酸洗飞灰，并且可回收部分重金属，如锌、铅等。该工艺运行成本较低，不足之处是操作时间长、处理能力小、工艺要求高，一般在项目厂区很少使用。 四、水泥-稳定剂固化技术 水泥固化和化学药剂稳定技术结合的飞灰处理方式是目前国内垃圾焚烧处理项目常采用的技术，并形成了水泥-稳定剂固化技术。该技术是在飞灰中同时添加水泥材料和化学药剂，使飞灰中的重金属离子被捕捉、螯合，最终固定在与水泥凝固成型的固化物中。该固化物通过检测满足一定的要求，可以通过填埋进行最终处置。 1.2 项目开发的目的意义 依据工艺原理，熔融固化技术是垃圾焚烧飞灰最佳的处理技术。然而，该工艺操作温度较高、装置复杂、费用较高、控制困难，并存在熔融过程中重金属氯化物挥发的问题，所以，只在日本和欧洲有少数经济发达的国家应用。相较于熔融固化技术，化学药剂（螯合）稳定化技术具有一定的设备经济优势，单单独采用化学药剂，飞灰固化物的成形存在一定困难，对药剂的配制和混炼设备的要求都较高，也不太适于我国垃圾项目建设使用。湿式化学处理技术目前尚且处理工艺研究阶段，需进一步进行工艺实践。 水泥-稳定剂固化技术是目前国内垃圾焚烧处理项目常采用的技术，在工艺技术方面，国内外也已经累积了大量的经验，飞灰的处理费用呈良好的降低趋势。本项目