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生活垃圾焚烧飞灰稳定化组合处理技术及其应用

  • 拟合作方式:技术许可、技术转让、产业化合作
  • 地区: 上海
  • 行业:智能制造
  • 技术阶段:已完成样机/样品
  • 技术来源:高校/院所技术成果
项目特色:

适用于生活垃圾焚烧厂干法、半干法烟气净化系统飞灰的重金属稳定化处理。处理后 产物可达到进入生活垃圾卫生填埋场的入场要求。该技术也适用于危险废物、医疗垃圾和 污泥焚烧处理产生烟气净化系统飞灰、重金属污染型危险废物和工业污泥等污染物的稳定 化处理。

项目概要

  • 技术产品介绍


    在对我国城市生活垃圾焚烧飞灰污染性质全面表征的基础上,针对其污染特点,对飞 灰稳定化处理药剂和工艺进行了比选与实验研究,开发了具有自主知识产权的飞灰稳定化 组合处理技术。该技术组合应用基于化学机理的稳定过程和物理机理的固化过程,使飞灰 中的重金属转化为具有地质化学稳定性的极低水溶性化合物,处理后飞灰污染物浓度低于 《生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889-2008》规定的进入卫生填埋场处置的限值,满足 在卫生填埋场中处置的长期环境安全性要求。 基于上述发明专利工艺,通过关键设备的比选改进、设计和操作参数优化,本成果实 现了我国生活垃圾组成背景下的焚烧飞灰化学稳定化处理工程的长期运行,成为 GB168892008 标准颁布后国内首次工程应用实例,达到了飞灰无害化处理的领先水平。

  • 应用场景


    适用于生活垃圾焚烧厂干法、半干法烟气净化系统飞灰的重金属稳定化处理。处理后 产物可达到进入生活垃圾卫生填埋场的入场要求。该技术也适用于危险废物、医疗垃圾和 污泥焚烧处理产生烟气净化系统飞灰、重金属污染型危险废物和工业污泥等污染物的稳定 化处理。

  • 技术优势


    与国外同类技术比较,本成果稳定化处理后的飞灰产物具有长期环境安全性、填埋操 作方便、增容比小的优势,重金属稳定化指标更优。工程实践表明,飞灰稳定化处理及后 续卫生填埋处置综合成本合计为 540 元/吨,与目前主流的飞灰固化或稳定化处理后去危险 废物安全填埋场处置综合成本比较,节支达 400 元/吨以上;填埋容积亦减少 20%。本成果以卫生填埋替代成本昂贵且容量十分有限的安全填埋处置,具有明显的经济和环境效益。

  • 市场前景


    近年来,我国生活垃圾焚烧得到快速发展。截止2015年底,全国已建成生活垃圾焚烧厂219座,日处理能力达到21.6万吨,占我国城市生活垃圾无害化处理总量的比例已经超过32%,预计在2020年内将超过50%,这意味着焚烧将代替填埋,成为我国城市生活垃圾处理的主导技术。
    生活垃圾焚烧是一个剧烈的高温热化学反应过程,其环境影响和环境风险主要来自于高温焚烧产生的烟气,社会和民众最为关切的也是焚烧烟气,因而烟气净化是垃圾焚烧系统配置和运营管理的重点和焦点所在。在一定程度上,生活垃圾焚烧技术发展进步的过程就是烟气净化水平不断提高的过程。随着烟气净化水平的不断提高,排放到大气中的烟气越来越清洁,而净化系统截留捕集的细颗粒物—生活垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)变得越来越“肮脏”。因富集了毒性较强的重金属和二噁英类污染物,飞灰在世界各国均属于需要重点控制的危险废物。
    准确全面地认识我国生活垃圾焚烧飞灰的基本性质是处理技术路线选择的基础。我国生活垃圾焚烧飞灰的基本性质是:

    (1)产生量巨大。我国生活垃圾焚烧有机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉两种主流炉型,目前二者的处理能力分别约占我国生活垃圾焚烧总处理能力的2/3和1/3。机械炉排焚烧炉飞灰产生量较小,约为入炉垃圾量的3~5%;流化床焚烧炉飞灰产生量较大,约为入炉垃圾量的10~15%。据此估算,2014年我国生活垃圾焚烧飞灰产生量约400万吨,其中机械炉排焚烧炉飞灰约150万吨,流化床焚烧炉飞灰约250万吨。根据环保部发布的官方统计数据,2014年我国各类危险废物产生总量仅为3634万吨,可见飞灰在我国危险废物管理中的重要性。

    (2)富集重金属和二噁英。生活垃圾中焚烧中大部分重金属和二噁英被烟气净化系统截留而富集于飞灰中,因而飞灰是环境中重金属和二噁英的重要“汇”,是明确列入我国《国家危险废物名录》的危险废物,适用于机械炉排焚烧炉飞灰,同样适用于流化床焚烧炉飞灰,不需要再做进一步的鉴别来确定其属性。这一属性必须明确坚持,否则将带来生活垃圾焚烧环境监管和市场竞争中的混乱。

    (3)挥发性元素含量高。生活垃圾焚烧飞灰的性质随垃圾组分、季节、焚烧条件、烟气净化水平等的变化而产生较大波动,但飞灰的主要化学组分为钙、硅和铝,接近普通硅酸盐水泥,存在作为建筑材料进行资源化利用的一定物质基础。但是,飞灰中氯、硫、钾、钠等挥发性元素含量较高,对其处理和利用影响较大。特别是由于含氯塑料和食盐含量较高的厨余垃圾入炉焚烧,导致我国飞灰的氯元素含量显著高于发达国家,大大增加了飞灰处理与利用的难度。

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