本發明涉及工程,特別涉及一種生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝。
背景技術:
1、生活垃圾焚燒飛灰(簡稱“飛灰”),來源于垃圾焚燒發電廠煙氣收集系統得到的細微顆粒物。以機械爐排爐飛灰為例,飛灰主要成分為鈣硅鈉鉀鐵鋁鎂鹽,其中cao質量分數最高,為20.4-37.9%;飛灰氯含量也高達25%,其中可溶性氯占總氯的比例為40.6-83.9%。與一般工業固廢的焚燒爐渣不同,飛灰作為危險廢物(hw18),其主要危害物質為重金屬(zn、pb、cu、cr、cd、ni和hg等)和二噁英類有機化合物。
2、飛灰資源化利用是大勢所趨,其應用方式主要包括水洗-水泥窯協同處置、高溫熔融、燒結和低溫熱分解等技術。其中,目前僅水洗-水泥窯協同處置有相對完善的標準和技術規范,但該技術應用推廣仍受限于水泥產能及地區的水泥窯建設條件,對于周邊沒有水泥生產線區域,無法低成本依托水泥窯進行飛灰處置;低溫熱分解技術能有效去除二噁英,但未對飛灰重金屬進行總量削減,其建材化產品仍存在重金屬風險隱患,影響了下游市場應用積極性;此外,引入大型新設備如高溫熔融爐、燒結爐等進行飛灰資源化處置,其投入成本高、能耗大,再加上飛灰外運處置費用,導致綜合處理成本過高。綜上,飛灰的資源化利用方式和資源化利用產物去向仍是環保行業的痛點和堵點。
3、可見,現有技術還有待改進和提高。
技術實現思路
1、鑒于上述現有技術需依托外部處置設施、產品氯和重金屬風險隱患大、處置成本高等不足之處,本發明的目的在于提供一種生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,用于解決現有技術中飛灰處理成本過高問題和飛灰處置去處難題。
2、為了達到上述目的,本發明采取了以下技術方案:一種生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,包括如下步驟:s1.生活垃圾焚燒飛灰入場后碾細至小于100目,計量后轉運輸送至水洗單元,經水洗單元的一、二級水洗后對泥水混合物進行固液分離,得到水洗脫氯飛灰濕渣和一、二級水洗濾液;s2.水洗脫氯飛灰濕渣輸送至酸洗罐,經酸洗浸提液酸洗后對泥水混合物進行固液分離,得到酸洗飛灰濕渣和酸洗濾液;s3.對酸洗飛灰濕渣進行再次水洗,固液分離后得到預處理的脫氯脫重金屬飛灰濕渣和三級水洗濾液;s4.將預處理的脫氯脫重金屬飛灰濕渣與高熱值的一般工業固廢或已陳化低含水率高熱值的生活垃圾均勻混料、破碎、調濕和壓制制成飛灰衍生燃料棒;s5.將飛灰衍生燃料棒與生活垃圾料坑內的垃圾原料均勻摻和,利用垃圾焚燒廠現有焚燒系統協同進行二次焚燒,以完成飛灰的二噁英解毒;s6.二次焚燒得到的爐渣進行固體廢物鑒別和危險廢物鑒別,滿足一般工業固廢檢測要求后,進入配套焚燒爐渣資源化利用中心進行資源化利用。
3、于本發明的一實施例中,步驟s1中,所述生活垃圾焚燒飛灰水洗的液固比為2-5:1,水洗攪拌時間15-30min,所述二級水洗的水洗液源于步驟s3中的三級水洗濾液,二級水洗濾液回收作為一級水洗液使用。
4、于本發明的一實施例中,步驟s1-s3中,采用三級逆流水洗-酸洗的方式進行飛灰脫氯脫重金屬;所述一級水洗濾液進行蒸發結晶得到混鹽,或經脫除重金屬及脫除鈣、鎂等硬度離子后利用mvr方式進行蒸鹽及分鹽,冷凝水作為水洗補充液繼續洗滌下一批次飛灰;酸洗廢液通過混凝沉淀藥劑處理,沉淀物脫水后得到重金屬殘渣,進一步蒸發干化后納入危險廢物處置終端進行處理,余液排入生活垃圾焚燒發電廠配套的滲濾液處理系統協同處理。
5、于本發明的一實施例中,步驟s2中,所述酸洗浸提液為醋酸、檸檬酸、硝酸、硫酸和磷酸中的一種或多種,酸濃度為1-5mol/l,液固比為2-5:1,酸洗攪拌時間30-60min。
6、于本發明的一實施例中,步驟s3中,所述預處理飛灰濕渣的可溶氯含量低于1%,含水率40%-60%,浸出液中重金屬鉛、鋅、銅、鎘、鉻、鎳、砷、錳的濃度低于hj?1134-2020限值要求。
7、于本發明的一實施例中,步驟s4中,所述飛灰衍生燃料棒以預處理的脫氯脫重金屬飛灰濕渣為主料,輔以其他低氯及低重金屬含量的固體廢物如廢棄紡織物、廢紙、廢木屑等的一種或多種,經粉碎機、混合機和成型機壓制得到。
8、于本發明的一實施例中,步驟s4中,所述飛灰衍生燃料棒壓制壓力10-20mpa,呈棒狀、餅狀或球狀,平均粒徑為1-5cm,含水率15-30%,熱值為7.5-12mj/kg。
9、于本發明的一實施例中,步驟s5-s6中,控制投入垃圾焚燒爐的飛灰衍生燃料棒和生活垃圾均勻混合共燃燒,所述飛灰衍生燃料棒的摻燒比不高于5%。
10、本發明的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,具有以下有益效果:
11、1.充分利用垃圾焚燒廠的現有設備(焚燒系統、滲瀝液處理系統、煙氣處理系統等)和各種資源(可燃生活垃圾、一般工業固廢、熱蒸汽等)進行場內飛灰處置,節省了大型新設備的投入成本,也節省了外運處置的運輸成本;
12、2.通過“水洗-酸洗”將飛灰中的氯鹽和水溶態、酸提取態重金屬進行脫除,有效避免了氯離子和重金屬在系統中不斷累積富集而造成“死循環”,預處理后飛灰氯含量極低,斷絕了飛灰回爐焚燒過程中二噁英再生的可能性,同時,在爐溫高溫環境下,飛灰中二噁英可以充分分解,即使在最不利情況下,原焚燒場內煙氣處理系統能夠有效兜底,剩余形態的重金屬化學狀態進一步固化穩定;
13、3.兩級水洗脫除大部分的可溶性氯,且有效洗滌出鉛和鋅,減少酸洗階段的酸損耗;酸洗強化重金屬脫除,進一步脫除非可溶性氯化物;酸洗后水洗防止酸洗濾餅中的可溶鹽及重金屬雜質進入熱分解工序,提高熱處理穩定性,并進一步降低預處理后飛灰重金屬浸出量;
14、4.飛灰衍生燃料棒rdf壓制簡單、配比靈活,成型強度要求低。成型飛灰衍生燃料棒含水率約20%,由含水率40-50%的金屬飛灰濕渣和低含水率的一般工業固廢摻和壓制,可利用膜濃縮液協同調濕,減輕納濾濃縮液減量系統壓力;
15、5.本工藝對現有垃圾焚燒系統及煙氣處理系統處理影響小,無需改造生產線,可通過前端增設飛灰預處理工序兼容于垃圾焚燒發電廠,實現污染物場內處置閉環,適用于飛灰產量20-50t/d的焚燒發電廠廠內建設;
16、6.一些飛灰資源化利用產品建材化應用時存在風險隱患(未進行脫氯和削減重金屬而有再溶出風險),下游企業接納意愿低。本工藝的終端產物(爐渣)中氯含量和重金屬總量削減,環境風險更低;本工藝破解垃圾焚燒發電廠飛灰資源化利用成本高及終端產品銷路不暢難題,是一種極具發展潛力的飛灰資源化利用技術,具有重大的社會效益。
1.一種生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據權利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,步驟s1中,所述生活垃圾焚燒飛灰水洗的液固比為2-5:1,水洗攪拌時間15-30min,所述二級水洗的水洗液源于步驟s3中的三級水洗濾液,二級水洗濾液回收作為一級水洗液使用。
3.根據權利要求2所述的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,步驟s1-s3中,采用三級逆流水洗-酸洗的方式進行飛灰脫氯脫重金屬;所述一級水洗濾液進行蒸發結晶得到混鹽,或經脫除重金屬及脫除鈣、鎂等硬度離子后利用mvr方式進行蒸鹽及分鹽,冷凝水作為水洗補充液繼續洗滌下一批次飛灰;酸洗廢液通過混凝沉淀藥劑處理,沉淀物脫水后得到重金屬殘渣,進一步蒸發干化后納入危險廢物處置終端進行處理,余液排入生活垃圾焚燒發電廠配套的滲濾液處理系統協同處理。
4.根據權利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,步驟s2中,所述酸洗浸提液為醋酸、檸檬酸、硝酸、硫酸和磷酸中的一種或多種,酸濃度為1-5mol/l,液固比為2-5:1,酸洗攪拌時間30-60min。
5.根據權利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,步驟s3中,所述預處理飛灰濕渣的可溶氯含量低于1%,含水率40%-60%,浸出液中重金屬鉛、鋅、銅、鎘、鉻、鎳、砷、錳的濃度低于hj?1134-2020限值要求。
6.根據權利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,步驟s4中,所述飛灰衍生燃料棒以預處理的飛灰濕渣為主料,輔以其他低氯及低重金屬含量的固體廢物如廢棄紡織物、廢紙、廢木屑等的一種或多種,經粉碎機、混合機和成型機壓制得到。
7.根據權利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,所述飛灰衍生燃料棒壓制壓力10-20mpa,呈棒狀、餅狀或球狀,平均粒徑為1-5cm,含水率15-30%,熱值為7.5-12mj/kg。
8.根據權利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰焚燒發電廠內自解毒工藝,其特征在于,步驟s5-s6中,控制投入垃圾焚燒爐的飛灰衍生燃料棒和生活垃圾均勻混合共燃燒,所述飛灰衍生燃料棒的摻燒比不高于5%。