生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺技术剖析.docx

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1、生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺技术剖析目录摘要1弓I言11 .生活垃圾焚烧处理现状22 .生活垃圾焚烧炉渣理化性能33 .生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺技术剖析43.1.湿法处理原理43.2.工艺流程41.3. 主要设备54 .生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺技术存在的问题64. 1.有色金属铝流失65. 2.水耗高66. 3.占地面积大77. 4.污泥、污水产生量大，二次污染严重78. 5.再生砌块出现开裂现象85 .炉渣湿式处理的工艺提升86 .生活垃圾焚烧炉渣处理工艺技术展望8参考文献：9摘要我国生活垃圾清运量已经超过1.8亿tao焚烧处理作为减量化的有效手段，已经在全国范围内普遍推广。生活垃圾

2、焚烧后会产生焚烧量20%25%的炉渣。国内焚烧发电项目全部投产后，预计每年将产生超过2000万t炉渣。炉渣的及时稳定消纳成为保证生活垃圾焚烧发电项目顺利运行的关键。目前，国内对炉渣的处理主要采取湿法方式，在水的冲击作用下，实现铁、铜、锌等有价金属的回收，分选后的炉渣制备再生砌块。但湿法处理存在铝流失、水耗高、占地面积大、污泥污水产量大、再生砌块易开裂等问题，所以探索新型炉渣处理工艺技术迫在眉睫。关键词：生活垃圾；焚烧；炉渣；湿法处理引言随着我国城市化进程的加快，城市生活垃圾产生量迅速增加。2015年我国生活垃圾清运量已经超过1.8亿t,超过200多个城市出现“垃圾围城”的现象，土地资源被大量占

3、用。有效解决生活垃圾污染问题，实现城市生活垃圾的无害化处理和综合利用，是城市居民和政府面临的重大问题。对生活垃圾进行焚烧处理，可实现生活垃圾的减量化、无害化、资源化，解决生活垃圾处理的难题。目前，生活垃圾焚烧发电项目在国内广泛推广，近几年呈现井喷式建设现象。到2015年底，国内投产、在建、签约的生活垃圾焚烧发电项目共计330座，焚烧生活垃圾能力超过30万td(Ho目前北京市常住人口超过2100万人，每天产生生活垃圾超过2.1万t,生活垃圾处理已经成为北京市亟需解决的问题。北京市投产、在建的生活垃圾焚烧发电项目超过10个，总处理规模超过16万t/d。目前已投产的有2个，包括首钢鲁家山生物质能源项

4、目和朝阳区高安屯垃圾焚烧发电项目，日处理规模分别为3000,1600td(,生活垃圾焚烧后会产生焚烧量20%25%的炉渣，随着国内生活垃圾焚烧发电项目逐步投产，炉渣的产生量迅猛增长。北京市投产、在建生活垃圾焚烧项目预计每年产生炉渣150万3若国内生活垃圾焚烧项目全部投产，预计每年产生炉渣2000万t。目前炉渣处置主要以填埋为主，但随着炉渣产量的增长，直接填埋会侵占大量填埋场库容。近些年，人们对炉渣进行简单湿式处理，选出炉渣中夹杂的有价金属铁和铜锌，对分选后的炉渣压制生产再生砌块网。但湿法处理存在一定的问题，本文通过对炉渣湿法处理工艺技术进行剖析，以期为实现炉渣的及时稳定消纳提供参考。1 .生活

5、垃圾焚烧处理现状人口压力增大，自然资源不足，城镇化建设加快，都使生活垃圾成倍增长。快速增长的城市生活垃圾，给城市土地造成了巨大压力。许多地方出现了垃圾占地较大，垃圾资源处理不及时的问题。为了实现垃圾的快速处理，在保护生态的前提下，进行垃圾无害化处理。就目前技术而言，垃圾处理主要依靠焚烧处理，焚烧不仅可以有效地减少垃圾数量，而且产生的多是粉末。在燃烧过程中产生的热量还可以用于发电或其他能源供给产业。相比较于填埋和自然降解处理速度快，环境污染小。随着垃圾焚烧处理技术推广，焚烧产生的炉渣数量逐渐增多，以前炉渣处理主要以填埋为主，但是由于填埋量增多，造成土地污染。因此，近几年逐渐推行炉渣的湿处理。通过

6、湿式重力筛选对炉渣中的金属进行提取，剩下的环保砂通过压缩转变为建筑材料。不仅减少了炉渣填埋的压力，还很好的利用了炉渣资源。虽然炉渣的湿法处理，还不算成熟，但已经是目前较为环保的处理方式。炉渣问题的解决间接的解决了生活垃圾处理难的问题。生活垃圾焚烧炉渣湿法处理是我国可持续发展道路上一项重要的技术。2 .生活垃圾焚烧炉渣理化性能生活垃圾燃烧后生成的炉渣主要含有Si、Ca,A1等化学成分。炉渣的毒性低于危险废物排放标准。根据生活垃圾焚烧污染控制标准炉渣是一般固体废弃物。炉渣通过筛选处理，是可以对炉渣中的物质进行分离回收和再利用的。湿法处理工艺就是针对燃烧后的炉渣进行回收。回收的主要部分是未燃烧尽的物

7、质，以及有色金属。从未燃尽的炉渣中可以提取出玻璃、块状废铁、有色金属、砖石、磁性铁粉等。湿法处理工艺可以有效地将金属物质进行分离，方便金属物质的回收再利用。目前在国内生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺基本相同。生活垃圾焚烧炉渣湿法处理原理是通过水流对炉渣内的不同质量物质进行筛选。质量较大的物质被流速较低的水流滞留下，质量较小的物质被水流冲走进行二次筛选，通过水流和机械对生活垃圾焚烧炉渣进行筛选利用。完整过程如下：生活垃圾通过焚烧后形成炉渣，在通过人工分拣，将炉渣内的未燃尽物质挑选出来。再通过破碎机进行粉碎，粉碎后的原渣首先通过磁选机过滤出铁。然后剩下的渣料通过跳汰机、摇床、抛铝机分选出铜和铝等有色金

8、属，最后剩下的环保砂作为环保砖的制作骨料。通过炉渣分选工艺实现对炉渣的完全性回收利用。炉渣的化学成分以Si、CaAI为主，浸出毒性低于GB5085.32007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别要求，放射性低于GB65662010建筑材料放射性核素限量的要求。根据生活垃圾焚烧污染控制标准明确规定：焚烧炉渣按一般固体废弃物处理。通过对炉渣中未燃尽杂物的分离、有价金属的分选回收，对炉渣尾渣进行资源化利用和稳定消纳。生活垃圾焚烧炉渣呈黑褐色，多孔轻质，堆积密度为1.11.3gcm3,主要成分以熔渣为主，夹杂部分玻璃、陶瓷、砖石、金属物以及未燃尽杂物等不均匀混合物网。首钢鲁家山生物质能源项目投产后，每年产生炉

9、渣超过20万t。炉渣中熔渣比例超过80%,玻璃、陶瓷、砖石比例超过10%,块状废铁和磁性铁粉的比例超过5%,有色金属的比例为3%。5%。，其余为未燃尽杂物。炉渣粒径分布较均匀，超过85%的炉渣粒径在050mm,具备制备资源化产品的级配要求。3 .生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺技术剖析炉渣中含有一定量的未燃尽杂物和铁、铝、铜、锌等有价金属。对炉渣中未燃尽杂物进行分离，对有价金属进行分选是炉渣处理的两个主要环节。目前，国内生活垃圾焚烧炉渣主要采取湿法进行处理，处理工艺基本相似：通过人工拣选分离炉渣中的杂物；在水力条件下，将物料进行破碎后通过磁选机分选出金属铁，通过重选设备选出炉渣中的有色金属；分选后

10、的炉渣尾渣通过简单摊晒后，制备各种再生产品。3. 1.湿法处理原理湿法处理的原理为重选，由于炉渣中的熔渣、玻璃、陶瓷等非金属物质的密度为122.7gcn?间，铁、铜、锌等金属的密度为79gc?,两类物质存在较大的比重差。在水的冲击作用下，通过重力分选设备，实现炉渣中金属与非金属材料之间的分离，选出炉渣中的铁、铜、锌等金属。选出金属后的尾渣，制备免烧砌块或无机混合料，实现对生活垃圾焚烧炉渣的消纳。4. 2.工艺流程生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺主要包括除杂、除铁、破碎、有色金属分选、贵金属分选、资源化处理等环节。主要流程如下：炉渣经铲车上料至带格栅的上料斗，未燃尽杂物通过人工清理避免进入分选线；进

11、入料斗的物料，通过皮带输送，经过人工拣选及跨带式磁选机磁选，选出大块废铁；选铁后的物料进入锤式破碎机进行破碎，经过磁滚筒将磁性粉选出；分选后的物料进入跳汰机进行重力分选，跳汰机底层的重介质进入摇床进行提纯除杂，选出重质有色金属；跳汰机上层的尾渣进入滚筒筛，筛出尾渣中夹杂的杂物，经过沉淀池沉淀后，得到较纯净的尾渣；跳汰机中间部位的重质混合物经过锤式破碎机破碎后，利用磁滚筒选出磁性粉，进入摇床进行提纯除杂，选出重质有色金属;对于分选出的重质有色金属，通过人工拣选，选出部分金、银等贵金属；分选后的尾渣经过简单摊晒后，制备再生产品。湿法分选工艺流程详见图Io3. 图I炉渣湿法分选工艺流程4. 3.主要

12、设备生活垃圾焚烧炉渣湿法处理流程的主要设备包括跨带式磁选机、锤式破碎机、滚筒筛、湿式磁选机、跳汰机和摇床。锤式破碎机主要是依靠锤头冲击实现物料破碎。电机带动转子作高速旋转，高速回转的锤头冲击、剪切撕裂物料致物料破碎。同时，物料自身的重力使物料从高速旋转的锤头冲向腔体内筛网，大于筛孔尺寸的物料阻留在筛网上，继续受锤头的打击和研磨，直到破碎至所需出料粒度后，通过筛网排出机外。跳汰机在工作过程中，通过橡胶隔膜做上下往复运动，造成水的上下鼓动。水流通过筛网进入跳汰室，在水向上冲击下，使炉渣呈松散状态，比重较大的金属因局部压强及沉淀速度较大而进入底层，比重小的非金属物质则转移到上层。当水流回落，液面下降

13、时，比重较大的细小金属颗粒通过筛网流出跳汰室，并从跳汰机底部精矿口排出。在水的往复作用下，重质金属逐渐在跳汰室中沉积，需定期停机进行人工清理、收集。摇床主要对跳汰机精矿口排出的细颗粒金属混合物以及经破碎后的细颗粒金属混合物进行精选。摇床台面不断做上下往复振动，在水流的持续冲击作用下，重质金属和熔渣在运动过程中会在台面形成不同的排线，从而实现对金属混合物的除渣提纯。4.生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺技术存在的问题4. 1.有色金属铝流失根据有色金属的不同质量和密度。在水循环分离过程中。一些密度和质量接近于水的有色金属很难分离。例如金属铝，金属铝的比量较小，它与玻璃、陶瓷等物质比重接近。而玻璃、陶瓷

14、的物质在分解阶段就己经被挑出。而没被分拣出的玻璃、陶瓷物质，在水循环分离的第一步，就由于质量问题，被分拣出来，金属铝也在其中。与其他重金属物质进行到二次分离。二次分离过程中，有许多的重金属物质被分离出来，如铁，锌、铜、金、银等物质。再进入重金属分离阶段，而铝在第一阶段就被分离出来了。铝在湿法回收过程中就被流失和浪费掉了。铝在生活垃圾焚烧炉渣中占比较高仅次于铁。因此金属铝物质的无法提取，以及金属铝的流失都是资源的浪费。因此，部分重金属的精细提取和回收，依旧是湿法工艺的回收难点，有待攻克和创新。在湿法处理过程中，密度差别越大，分离效果越好。由表1所示：金属铝的比重较小(2.7gcn?),与熔渣、玻

15、璃、陶瓷等接近，无法以重选分离，导致金属铝流失。然而，金属铝是炉渣中除金属铁以外比例最高的金属，其流失量非常可观。表1炉渣中主要物质的密度渣石子砂玻璃陶瓷铝铁锌铜银金1.22.22.32.52.72.77.87.18.910.519.34. 2.水耗高湿法处理工艺，主要依靠水流。对生活垃圾焚烧炉渣进行分选。这个过程中需要大量的水进行循环。需要用水进行循环。用水量是筛选炉渣的数倍。其次在筛选的过程中需要沉淀和晾晒，这些过程都会使水大量蒸发和损耗。因此，湿法处理对水资源的消耗较大，而且进行湿法处理后的水资源，易于形成炉渣浆液。重复利用的概率较小。大多数筛选后的渣浆，还会进行免烧晾晒，做成砖块，回收利用。水资源都从中流失掉。因受地区限制，部分水资源紧缺的地域或特定季节，例如北方的冬季水资源较匮乏，河流结冰取水困难，在这个季节，对生活垃圾燃烧炉渣处理采用湿工艺的话，成本就会提升。因此水资源的大量使用和因用水而造成的经济压力，都成为生活垃圾燃烧炉渣湿法处理工业的弊端。湿法处理需将炉渣配制成浆液，整个过程用水量大，循环水用量是炉渣分选量的4倍。处理过程中，循环水池中水的自然蒸发、沉淀洗砂后炉渣的自然摊晒，均会损失数量可观的水资源。此外，北方地区冬季因结冰有4个月无法正常生产，而若配备供暖设施，则生产成本增加。4. 3.占地面积大炉渣湿法处理需配置庞大的水循环系统，建设多级沉