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生活垃圾焚燒飛灰如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好及高度資源化處置?來(lái)聽聽北方工業(yè)大學(xué)副教授的工藝!

2024-01-11 08:29:35來(lái)源:環(huán)保在線 編輯:康康 關(guān)鍵詞:生活垃圾焚燒飛灰處置閱讀量:55597

導(dǎo)讀:在2023年12月線上舉辦的2023視環(huán)會(huì)-秋季展的高峰論壇上,來(lái)自北方工業(yè)大學(xué)的副教授耿超帶來(lái)了題為《生活垃圾焚燒飛灰新型處理技術(shù)》的演講。
  垃圾飛灰是生活垃圾在進(jìn)行焚燒處理過(guò)程中,高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行收集與處理之后所產(chǎn)生的殘留物,這些殘留物因含有有害成分而被歸屬為《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》明確的危險(xiǎn)廢物,管理處置不當(dāng)將造成次生環(huán)境污染和健康影響。
 
  飛灰資源化處置是必然趨勢(shì),但目前其無(wú)害化處置與資源化利用仍面臨不少難題。
 
  在2023年12月線上舉辦的2023視環(huán)會(huì)-秋季展的高峰論壇上,來(lái)自北方工業(yè)大學(xué)的副教授耿超帶來(lái)了題為《生活垃圾焚燒飛灰新型處理技術(shù)》的演講。
 

 

  耿教授介紹了生活垃圾焚燒飛灰的特性及主要處理技術(shù),并詳細(xì)講解了新型生活垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)——飛灰-赤泥共還原工藝
 
  據(jù)耿教授介紹,由于焚燒已經(jīng)代替填埋成為城市生活垃圾的主要處理方式,因此飛灰的產(chǎn)生量也達(dá)到了1500萬(wàn)噸/年。飛灰具有高堿、重金屬含量高、二噁英含量高等特性。目前飛灰處理主要技術(shù)路徑包括固化/穩(wěn)定化+填埋處置、飛灰水泥窯協(xié)同處置、建材化利用等。
 
  飛灰水泥窯協(xié)同處置工藝目前應(yīng)用較為廣泛,但水泥窯協(xié)同處置工藝需新增大量設(shè)備,水泥窯煅燒、水洗脫鹽、化學(xué)沉淀、蒸發(fā)結(jié)晶碳排放量大;同時(shí),飛灰處理量?jī)H占水泥窯生產(chǎn)規(guī)模的1-3%,但是對(duì)水泥產(chǎn)品重金屬總量貢獻(xiàn)巨大,并存在Hg排放超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn);蒸發(fā)制取的工業(yè)鹽按照衍生規(guī)則仍為危險(xiǎn)廢物,利用價(jià)值低;重金屬大部分存留在水泥中,產(chǎn)品壽命終結(jié)后仍然存在廢物的處置及利用問(wèn)題。
 
  此外,耿教授介紹,飛灰熔融玻璃化被認(rèn)為是一種減容效果顯著、無(wú)害化徹底的較為理想的工藝,重金屬可被固定在玻璃結(jié)構(gòu)中,二噁英被高溫分解,玻璃體可以做建材化產(chǎn)品。但同時(shí),熔融處理飛灰的過(guò)程需要在1400-1600 ℃,能耗高、碳排放量大,熔融1500℃處理一噸垃圾焚燒飛灰碳排放1190kg,且高溫下飛灰中的高氯對(duì)設(shè)備腐蝕性較大。
 
  經(jīng)過(guò)分析,耿教授認(rèn)為,目前亟須開發(fā)環(huán)境友好、資源化程度高的新型飛灰處理技術(shù)。隨后,耿教授詳細(xì)介紹了飛灰-赤泥共還原工藝。
 
  赤泥是制鋁工業(yè)提取Al2O3排出的工業(yè)固廢,隨著我國(guó)電解鋁、電子、機(jī)械等行業(yè)的快速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)金屬鋁的需求量增大,赤泥產(chǎn)生量也隨之遞增,2022年赤泥產(chǎn)生量超1億噸,綜合利用率僅為8%,累計(jì)堆存量超多8億噸,因此亟須開發(fā)高效清潔的赤泥綜合利用技術(shù)。
 
  耿教授介紹,飛灰和赤泥具有一定的互補(bǔ)性,在SiO2-Al2O3-CaO的礦物體系中,為高鈣低硅鋁體系(紅色區(qū)域),赤泥為低鈣高硅鋁體系(黃色區(qū)域),飛灰赤泥在硅酸鹽元素體系上呈現(xiàn)較好的互補(bǔ)性,為高溫造渣提供條件(綠色區(qū)域)。
 

 

  飛灰中的碳、鈣、重金屬組分和赤泥中的鐵、硅、鋁組分對(duì)共還原體系的協(xié)同增效效應(yīng),實(shí)現(xiàn)飛灰和赤泥中重金屬的定向回收和玻璃材料的高效轉(zhuǎn)化。
 

 

  飛灰與赤泥經(jīng)過(guò)共還原工藝,可生成鐵合金(親鐵重金屬)及玻璃材料。鐵合金產(chǎn)品較為純凈,表面無(wú)其它的雜質(zhì),滿足耐候鋼原料要求;而生成的玻璃材料質(zhì)地均勻,具有玻璃光澤,xrd為玻璃結(jié)構(gòu),同時(shí),留在玻璃材料中的重金屬得到有效的固定。
 
  生成的玻璃材料作為一般固廢處理,可作為處置場(chǎng)導(dǎo)氣層或?qū)艑犹娲牧嫌猛镜鹊叵虏牧鲜褂?,也可作為路基材料、混凝土骨料、摻合料或者水泥混合材料等建筑材料使用,毒性浸出結(jié)果均滿足生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 16889-2007)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
 
  耿教授介紹,玻璃材料的粒度分布比礦渣更接近水泥,性能與高爐礦渣相似,在堿激發(fā)下表現(xiàn)很好的膠凝性可代替礦渣作為波特蘭水泥生產(chǎn)原料;根據(jù)熱重確定核化、晶化和熔融階段,制備得到了以鈣鋁黃長(zhǎng)石為主的微晶玻璃,微晶玻璃各性能良好,滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
 
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