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危險廢物焚燒飛灰處理處置技術(shù)
發(fā)布時間:2020-03-05 來源:海螺創(chuàng)業(yè)

    摘要:針對危險廢物焚燒飛灰的來源和危害,對目前的處理處置技術(shù)進(jìn)行了介紹和比較,本文分析了各項技術(shù)的優(yōu)缺點,就當(dāng)前技術(shù)存在的問題,提出了今后改進(jìn)和發(fā)展的方向。

    1危險廢物焚燒飛灰的來源及其危害

    1.1飛灰的來源

    危險廢物焚燒飛灰是焚燒爐尾氣處理過程中所產(chǎn)生的。飛灰的數(shù)量和特性因不同的焚燒廢物、焚燒工藝和焚燒設(shè)備而有所不同。圖1是典型回轉(zhuǎn)窯焚燒危險廢物過程中所產(chǎn)生飛灰。根據(jù)工序可以分為鍋爐灰、急冷塔灰、布袋灰等,其中比較典型的為布袋灰。

    典型回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝的焚燒飛灰一般占整個焚燒廢物的10 %左右,其鍋爐灰約占5 %,急冷塔飛灰約占15 %,布袋飛灰約占80 %。目前,危險廢物焚燒所產(chǎn)生的飛灰并沒有官方統(tǒng)計。僅東江環(huán)保股份有限公司每年產(chǎn)生的飛灰量約為2萬。

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    圖1回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝尾氣處理原則工藝流程

    1.2飛灰的危害危險

    廢物焚燒飛灰屬于危險廢物,其危害主要來自三個方面:(1)水溶性鹽,(2)重金屬,(3)二噁英。

    1.2.1水溶性鹽

    飛灰中含有大量水溶性鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽,其本身雖然沒有毒性,但是水溶性鹽的存在,會對飛灰的無害化、資源化處理造成極大的危害。在無害化填埋處置后,固化體中的水溶性鹽會慢慢浸出,一方面造成固化體崩塌,致使重金屬也會浸出;另一方面,可溶性鹽進(jìn)入滲濾液中,會造成滲濾液處理難度增大,且得到雜鹽又無出路。在高溫固化過程中,雖然飛灰經(jīng)過玻璃化后可以作為建筑材料,但是水溶性鹽作為氯化揮發(fā)試劑,在高溫玻璃化過程中,不僅嚴(yán)重影響重金屬的固化,而且會嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和侵蝕耐火材料。因此,在無害化、資源化之前,一般要將飛灰中的水溶性鹽分離出來。

    1.3.2重金屬

    飛灰中含有大量的重金屬及其化合物,主要有Cr6+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等。重金屬不僅嚴(yán)重污染土壤、水源等,而且對人體也有極大的毒性。對人體的危害主要表現(xiàn)為慢性中毒、腦病變、貧血、慢性腎衰竭和致癌等。

    1.3.3二噁英

    飛灰中含有二噁英類物質(zhì),主要包括多氯二苯并二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs),是一種劇毒物質(zhì),是氰化物的130倍,是砒霜的900倍,有“世紀(jì)之毒”之稱。

    2危險廢物焚燒飛灰的處理處置技術(shù)

    目前飛灰的主要處理技術(shù)有:(1)常溫固化法,(2)水熱固化法,(3)高溫固化法。

    2.1常溫固化法

    常溫固化法就是在環(huán)境溫度下,利用穩(wěn)定劑/固化劑將重金屬穩(wěn)定化、固化后進(jìn)行填埋處置。常溫固化法是目前飛灰處理的主要方法,也是目前唯一工業(yè)化的方法。常溫固化法有水泥固化法、石灰固化法和瀝青固化法,其中以水泥固化法為主。

    常溫固化法的優(yōu)點:

    (1)成本較低,一般300~400元/噸;

    (2)工藝簡單,易操作。

    常溫固化法的缺點:

    (1)增量較大,一般增量20 %~30 %;

    (2)水溶性鹽會慢慢浸出,增加滲濾液處理難度和處理成本,且得到的雜鹽是危險廢物;

    (3)隨著水溶性鹽的浸出,不僅造成固化體存在崩裂可能,而且也造成重金屬浸出而進(jìn)入滲濾液中;

    (4)二噁英只是固化,沒有焚毀,其危害依然存在。

    2.2水熱固化法

    水熱固化法是在高溫、高壓下對飛灰中的重金屬進(jìn)行固化、二噁英進(jìn)行氧化分解,最好進(jìn)行填埋處置。水熱固化重金屬的原理是在高溫、高壓下,將飛灰中常規(guī)化合物(CaO、SiO2、Al2O3、MgO)合成類沸石礦物,利用沸石的離子吸附、離子交換和物理包裹將重金屬穩(wěn)定和固化其中;在固化重金屬的同時,利用氧氣等氧化劑,在高溫、高壓下,將飛灰中二噁英氧化分解。該方法目前正處在實驗室研究階段。

    水熱固化法的優(yōu)點:

    (1)重金屬固化率可以達(dá)到95 %;

    (2)能夠分解大部分二噁英。

    水熱固化法的缺點:

    (1)需要高溫、高壓設(shè)備,且對設(shè)備材質(zhì)的耐腐蝕性要求非常高;

    (2)處理成本高;

    (3)二噁英分解不徹底,一般為75 %~85 %;

    (4)水溶性鹽沒有得到利用。

    2.3高溫固化法

    高溫固化法是在1000~1500℃的高溫下,將飛灰中大部分重金屬固化在玻璃渣網(wǎng)格中,同時二噁英被徹底焚毀,高溫化后的熔渣可以作為建材用料。由于無害化非常徹底,減量化在50 %以上,因此高溫固化法是目前飛灰處理處置的熱門領(lǐng)域。

    高溫固化法根據(jù)溫度又可以分為燒結(jié)法(1000~1200℃)和熔融法(1300~1500℃)。由于高溫熔融法比燒結(jié)法減量化更大(65 %以上),且熔融渣可以作為高檔微晶板材、巖棉的原料,因此高溫熔融法是飛灰減量化、無害化、高價值化研究的重點。

    熔融法的設(shè)備根據(jù)熱源又可分為兩大類:燃料式熔融爐和電熱式熔融爐。燃料式熔融爐主要有:表面熔融爐、內(nèi)部熔融爐、焦炭床熔融爐、旋流熔融爐等。電熱式熔爐主要有:電弧熔融爐、電阻熔融爐、電感熔融爐、等離子體熔融爐等。

    在眾多熔融爐中,等離子體熔融爐的優(yōu)點較為突出:

    (1)溫度高、能量密度高,熱量集中,傳熱效率高;

    摘自中國固廢網(wǎng)