蘇州市生活垃圾焚燒飛灰水泥窯煅燒資源化示范工程
1 示范工程概述
本項目開展的示范工程的飛灰處置規模為1 萬t/ a ,建設地點位于華新金貓水泥(蘇州) 有限公司內日產熟料2 500 t 的8 # 水泥回轉窯旁,占地面積400 m2 。華新金貓水泥(蘇州) 有限公司地處蘇州西郊木瀆鎮境內,目前擁有兩條采用窯外預分解帶中低溫余熱發電技術日產熟料2 500 t 的生產線。
依據國家科技支撐計劃“蘇州城市循環經濟發展共性技術開發與應用研究”的項目申請書,本項目的處置對象為光大環保能源(蘇州) 有限公司垃圾焚燒發電項目產生的生活垃圾焚燒飛灰。該公司在蘇州市七子山坳北側建設的垃圾焚燒發電項目一期工程“3 ×350 t/ d 生活垃圾焚燒和余熱發電項目”已于2006 年7 月正式轉入商業運行,該公司采用的工藝為生活垃圾焚燒煙氣經“半干法+ 石灰+ 活性炭+ 布袋除塵”工藝, 日產垃圾焚燒飛灰約30 t 。兩家公司相距僅1km ,雙方合作具有天然的地理優勢。
示范工程要求每天添加30t 飛灰作為替代原料后生產的水泥熟料物理化學性能滿足國家標準,大氣污染物排放達到國家相關標準,飛灰中的二惡英類物質分解破壞率> 9919 % ,出水水質達到工業污水排放標準一級標準,熟料重金屬浸出濃度達到毒性特征浸出程序( TCL P) 標準。
2 示范工程工藝流程
本示范工程的工藝流程從功能上基本可以分為2 個步驟,如圖1 所示。
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(1) 飛灰水洗除氯。根據對光大環保能源(蘇州) 有限公司垃圾焚燒發電項目生活垃圾焚燒飛灰的化學分析(如表1 所示) ,其化學組成呈現出2 個重要特點: 氯鹽含量高,質量比達到將近20 %;易溶鹽含量高。焚燒飛灰中易溶性成分,堿金屬離子、氯離子、硫酸根離子的比例相當高,此外還有相當比例的重金屬離子。
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大量氯元素的存在對水泥生產設備和水泥產品質量都有嚴重的影響,而焚燒飛灰中的氯元素主要來源是生活垃圾中大量的餐廚垃圾及塑料等物質,氯鹽主要以KCl 、NaCl 、CaCl2 等形式存在,通過簡單的水洗工藝就可以除去飛灰中大部分的氯鹽。水洗工藝主要設備為帶有攪拌機的水洗塔,在水洗塔中按照一定比例加入水和飛灰,經過充分的攪拌后靜置使混合后液體固液分離。上清液通過水洗塔的放空口進入廢水處理系統,下部沉淀進入板框壓濾機壓濾后送倉庫儲存以待進入水泥窯。通過水洗塔去除易溶性的堿金屬氯鹽,減少從原料帶入窯內的氯含量,同時也可抑制飛灰煅燒過程中重金屬的高溫揮發和二惡英類的二次合成。
(2) 廢水處理。在水洗過程中,不僅大量的氯元素從固相進入到液相,飛灰中的重金屬,如Pb ,Zn ,Cu 等元素也進入到上清液中, 這些污水必須經過處理,否則會給環境帶來嚴重的二次污染。污水處理工藝主要過程為通過在上清液中通入廢窯氣,利用廢窯氣中的 CO2 實現重金屬共沉淀,并降低其p H 值。此工藝的主要設備為CO2 反應罐和沉淀池。通過在CO2 反應罐,實現重金屬共沉淀,將可溶性重金屬離子轉化為難溶的重金屬化合物,降低廢水中重金屬濃度和p H 值。
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