1　示范工程概述

本項(xiàng)目開(kāi)展的示范工程的飛灰處置規(guī)模為1 萬(wàn)t/ a ,建設(shè)地點(diǎn)位于華新金貓水泥(蘇州) 有限公司內(nèi)日產(chǎn)熟料2 500 t 的8 # 水泥回轉(zhuǎn)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(zhèn)境內(nèi),目前擁有兩條采用窯外預(yù)分解帶中低溫余熱發(fā)電技術(shù)日產(chǎn)熟料2 500 t 的生產(chǎn)線。

依據(jù)國(guó)家科技支撐計(jì)劃“蘇州城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展共性技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究”的項(xiàng)目申請(qǐng)書,本項(xiàng)目的處置對(duì)象為光大環(huán)保能源(蘇州) 有限公司垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目產(chǎn)生的生活垃圾焚燒飛灰。該公司在蘇州市七子山坳北側(cè)建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目一期工程“3 ×350 t/ d 生活垃圾焚燒和余熱發(fā)電項(xiàng)目”已于2006 年7 月正式轉(zhuǎn)入商業(yè)運(yùn)行,該公司采用的工藝為生活垃圾焚燒煙氣經(jīng)“半干法+ 石灰+ 活性炭+ 布袋除塵”工藝, 日產(chǎn)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(yōu)勢(shì)。

示范工程要求每天添加30t 飛灰作為替代原料后生產(chǎn)的水泥熟料物理化學(xué)性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),大氣污染物排放達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),飛灰中的二惡英類物質(zhì)分解破壞率> 9919 % ,出水水質(zhì)達(dá)到工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),熟料重金屬浸出濃度達(dá)到毒性特征浸出程序( TCL P) 標(biāo)準(zhǔn)。

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(gè)步驟,如圖1 所示。

(1) 飛灰水洗除氯。根據(jù)對(duì)光大環(huán)保能源(蘇州) 有限公司垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目生活垃圾焚燒飛灰的化學(xué)分析(如表1 所示) ,其化學(xué)組成呈現(xiàn)出2 個(gè)重要特點(diǎn): 氯鹽含量高,質(zhì)量比達(dá)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(dāng)高,此外還有相當(dāng)比例的重金屬離子。

大量氯元素的存在對(duì)水泥生產(chǎn)設(shè)備和水泥產(chǎn)品質(zhì)量都有嚴(yán)重的影響,而焚燒飛灰中的氯元素主要來(lái)源是生活垃圾中大量的餐廚垃圾及塑料等物質(zhì),氯鹽主要以KCl 、NaCl 、CaCl2 等形式存在,通過(guò)簡(jiǎn)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(shè)備為帶有攪拌機(jī)的水洗塔,在水洗塔中按照一定比例加入水和飛灰,經(jīng)過(guò)充分的攪拌后靜置使混合后液體固液分離。上清液通過(guò)水洗塔的放空口進(jìn)入廢水處理系統(tǒng),下部沉淀進(jìn)入板框壓濾機(jī)壓濾后送倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存以待進(jìn)入水泥窯。通過(guò)水洗塔去除易溶性的堿金屬氯鹽,減少?gòu)脑蠋敫G內(nèi)的氯含量,同時(shí)也可抑制飛灰煅燒過(guò)程中重金屬的高溫?fù)]發(fā)和二惡英類的二次合成。

(2) 廢水處理。在水洗過(guò)程中,不僅大量的氯元素從固相進(jìn)入到液相,飛灰中的重金屬,如Pb ,Zn ,Cu 等元素也進(jìn)入到上清液中, 這些污水必須經(jīng)過(guò)處理,否則會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染。污水處理工藝主要過(guò)程為通過(guò)在上清液中通入廢窯氣,利用廢窯氣中的 CO2 實(shí)現(xiàn)重金屬共沉淀,并降低其p H 值。此工藝的主要設(shè)備為CO2 反應(yīng)罐和沉淀池。通過(guò)在CO2 反應(yīng)罐,實(shí)現(xiàn)重金屬共沉淀,將可溶性重金屬離子轉(zhuǎn)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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