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  1. 工作原理

    垃圾焚燒火電廠爐渣資源化利用處理技術

    來源:鞏義市三久重工科技有限公司 發布時間:2017-07-27 10:42 瀏覽次數:
      近幾年來,我國已有不少城市建成投產生活垃圾焚燒發電廠,通過焚燒,大大減少了垃圾的體積,從根焚毀垃圾中的毒性物質,同時回收利用焚燒產生的 廢熱。然而,焚燒過程中產生的副產物爐渣(包括爐排上殘留的焚燒殘渣和從爐排間掉落的顆粒物)因其資源豐富,產生量仍然較大(約占垃圾質量的 20%~30%),且對環境具有一定的污染,因而日益備受人們的關注,并且已有不少的專家學者對其資源化利用進行了深入的研究。已有的研究和工程實踐表 明,爐渣的資源化利用是可行的,但是由于爐渣中含有一定數量的Fe、有色金屬(主要為Cu、Al)和未燃盡的剩余垃圾 等,若直接利用可能會對人類健康和環境造成不利影響,另外,由于這些物質的存在也不能滿足資源化利用所規定的技術要求,因此爐渣在資源化利用前,須對其進 行分選預處理,以回收利用Fe、Cu、Al等廢舊金屬,分離收集未燃盡的剩余垃圾,并妥善處理。
      爐渣是由陶瓷和磚石碎片、石頭、玻璃、熔渣、鐵和其他廢舊金屬及未燃盡的可燃物組成的不均勻混合物。大顆粒爐渣(>20mm)以陶瓷、磚 塊和鐵為主,小顆粒爐渣(<20mm)則主要為熔渣和玻璃。原狀爐渣呈黑褐色,風干后為灰色,含水率為10.5%~19.0%,自然堆積密度為 0.86g/cm³,振搗實密度則為1.05g/cm³。焚燒爐渣有刺激性氣味,像臭雞蛋,久聞有眩暈感。爐渣中Fe的總含量在5%~8%,主要為鐵罐和 少量的鐵絲、鐵釘和瓶蓋之類的物質。去除鐵后的爐渣主要含熔渣、陶瓷碎片、磚石和玻璃,可燃物的總量小于0.5%,比較適合做材料利用。由于爐渣含Fe及 有色金屬(主要為Al),與酸性液體接觸時,會產生H2,在爐渣資源化利用時可能會造成膨脹等不利影響。爐渣粒徑分布主要集中在2~50mm的范圍內(占 61.1%~77.2%),小于0.074mm的顆粒不到0.6%,基本符合道路建材(骨料、級配碎石或級配礫石等)的級配要求。
      焚燒爐渣的化學成分中,SiO2的含量醉高,達45.03%,其次為CaO和Al2O3,分別為18.94%和9.55%,堿含量為 5.81%,其他化學成分的含量相對較少。爐渣的化學成分與用于水泥混凝土工業中的硅質混和材料,是10分相似的。爐渣礦物組成主要為α-SiO2,其次是 方解石、鈣長石等,與用于建筑的天然骨料相似。
      分選目的將爐渣中可回收利用的或不利于資源化利用要求的物料分離收集,并妥善處理。將Fe、Cu、Al等廢舊金屬分離收集并回收利用;將未燃盡 的布匹、塑料袋與長木條等可燃垃圾分離收集,返送垃圾焚燒發電廠內進行二次燃燒;將熔渣、陶瓷類碎片、玻璃和其他一些不可燃物質在分選過程中,經破碎和篩 分后進行資源化利用或者運至垃圾填埋場作無害化填埋處理。
      廣東省佛山市某垃圾焚燒發電廠,設計日處理城市生活垃圾700t,爐渣產生量約為140~210t/d。其配套設計的爐渣分選處理場,主要采用破碎、篩分、磁力分選、跳汰分選、搖床分選等固體廢物處理技術,取得10分滿意的效果。通過分選預處理,每天分離收集Fe、Cu、Al等廢舊金屬4~5t,未燃盡的剩余垃圾40~50t,其余為剩余爐渣。剩余爐渣性質穩定,粒徑分布均勻,可滿足資源化利用的技術要求。
      垃圾焚燒發電廠焚燒爐產生的爐渣經出渣機輸送,直接裝入運輸車,經地磅計重后,運達并卸放于爐渣分選處理場的分選前堆放場。分選前堆放場設計堆 放時間為2~3d,爐渣含有的水分在此被分離收集,爐渣含水率降低,初步干化爐渣。用鏟車將干化后的爐渣運至分選處理車間,并提升至喂料機。喂料機上設有 粗格網,網格尺寸150mm×150mm,可將大件塑料袋、長木條等物質截留,通過人工分揀將其分離收集。爐渣從喂料機落入皮帶輸送機Ⅰ,經輸送并提升進 入50mm轉筒篩。大于50mm的篩上物,主要含有粗大石頭、溶渣、塑料袋、布匹、粗大鐵件等,其中粗大石頭和溶渣等經皮帶輸送機Ⅱ輸送進入破碎機Ⅰ內進 行破碎處理,然后再通過鏟車返送入喂料機。在皮帶輸送機Ⅱ輸送過程中,塑料袋和布匹等通過人工分揀被分離收集;粗大鐵件通過磁選機Ⅰ被分離收集,實現首1 次分離收集Fe。小于50mm的篩下物,經皮帶輸送機Ⅲ輸送并提升,經水力沖洗后進入破碎機Ⅱ。在輸送機Ⅲ的中部,設有1臺磁選機Ⅱ,在輸送過程中,在磁 力的作用下實現第二次分離收集Fe。爐渣經破碎機Ⅱ破碎后,在水力作用下,自流進入跳汰機。 在水力輸送過程中,設有2臺磁選機,從而實現第3次分離收集Fe,金屬鐵件再進入破碎機Ⅲ內進行破碎處理,將金屬鐵件破碎成細小均勻金屬的顆粒,以便于后 續金屬的分類收集。破碎后再經磁選機Ⅳ磁選分離,實現第4次分離收集Fe。磁選物進入8mm轉筒篩分離收集Fe,未被磁選的進入搖床處理,在搖床溝槽和水 力的作用下,首1次分離收集有色金屬顆粒,如Cu、Al等。跳汰機設置2臺,在水介質的作用下,密度大的有色金屬顆粒群(如Cu、Al等)集中到底層,密 度小的顆粒群(爐渣)進入上層。上層的爐渣被水平水流帶到機外成為輕產物,下層的有色金屬透過篩板排出成為重產物,重產物繼續進入3臺搖床,實現有色金屬 顆粒的第2次分離收集。跳汰機上層輕產物隨水流進入25mm轉筒篩,25mm轉筒篩的篩上物為相對細少的未燃盡的垃圾,如塑料、布塊等。篩下物為細小的粒 徑均勻的爐渣,其主要成分為SiO2、CaO和Al2O3等,篩下物隨水流進入分選后堆放場,進行渣水分離。成品爐渣用鏟車裝車后,運至干化場進行干化處 理。經干化處理后即可綜合利用或者運到垃圾填埋場進行無害化填埋處理。分離出來的水,經沉淀池沉淀處理后進入循環水池,然后通過循環泵供分選設備循環使 用。
      爐渣經分選預處理后,爐渣中的Fe、Cu、Al等廢舊金屬得到回收利用,爐渣中未燃盡的剩余垃圾得到分離收集,并妥善處理,剩余爐渣可以綜合利 用,根據相關的研究及工程實踐,剩余爐渣資源化利用途徑主要有:石油瀝青路面的替代骨料;水泥或混凝土的替代骨料;填埋場覆蓋材料;路堤、路基等的填充材 料;制造環保磚等。
      綜合利用破碎、篩分、磁力分選、跳汰分選、搖床分選等固廢處理技術,對爐渣進行分選預處理,可有效回收利用 Fe、Cu、Al等廢舊金屬,有效分離收集未燃盡的剩余垃圾,并妥善處理,從而使爐渣的性質滿足資源化利用的技術要求,變廢為寶。經分選處理后的爐渣具有 如下特點:氣味明顯減弱;廢舊金屬和未燃盡的剩余垃圾基本被去除;剩余爐渣顆粒較細,粒徑分布均勻,其性質穩定,滿足建筑材料所規定的技術要求;容積更 小,方便運輸或貯存。在爐渣分選處理場內,要注意污水及循環水的收集與處理,避免對環境造成二次污染。

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