5.10 焚烧产生的灰渣及其控制在线视频

大家好

这节课我们学习焚烧灰渣及其控制

在焚烧系统当中产生的固体残渣主要包括

细渣、底灰、锅炉灰和飞灰

我们分别做一个简单的介绍

细渣

细渣是由炉床上炉条间的细缝落下

经由集灰斗进行收集而成的

它的主要成分有玻璃碎片

熔融的铝金属和其它金属

细渣一般可并入底灰进行收集处置

再一个我们来看一下底灰

焚烧炉的炉床的尾端排出来的残渣

我们把它称为底灰

它主要含有燃烧后的灰分

以及未燃尽的残余的有机物

一般经过水冷以后再排出

底灰当中未燃尽有机物的量

它是衡量焚烧设备性能的一个重要的指标

我们一般用底灰燃尽指数ABI

或者是热灼减率P来表示

热灼减率它就等于底灰原来的质量

减去底灰经过灼热以后剩余的质量

然后比上底灰原来的质量

热灼减率和底灰燃尽指数之和等于百分之百

所以底灰燃尽指数就等于百分之百减去热灼减率

美国一般采用底灰燃尽指数ABI

来表示焚烧的性能

一般来说运行良好的焚烧系统

ABI应该达到95%到99%

我们国家一般是采用热灼减率

来表示焚烧炉的性能

我们一般要求生活垃圾焚烧系统

底灰的热灼减率小于5%

焚烧底灰在处置前应该进行浸出毒性实验

如果浸出毒性超过填埋场的入场控制标准

就需要经过预处理达标以后

才能进行填埋场的处置

再一种是锅炉灰

锅炉灰是焚烧尾气中悬浮颗粒

被锅炉炉管阻挡而掉落于集灰斗

或者是粘附于锅炉管上再被吹灰器吹落形成的

锅炉灰可以单独收集

也可以并入飞灰一起进行收集

再一个是飞灰

飞灰是指焚烧尾气污染控制设备

所收集的细微的颗粒物

一般来说是通过除尘设备

比如说旋风除尘器静电除尘器布袋除尘器

等所收集的中和反应物

以及未完全反应的碱剂等细微颗粒

由于焚烧时

炉膛的温度高于大多数重金属的气化温度

因此飞灰当中重金属的含量比较高

有些国家已经把飞灰确定为危险废物

我们国家的废物管理当中

也明确将飞灰划入危险废物的范畴

在处置之前必须进行固化稳定化的处理

焚烧灰渣的处理处置及再利用

是近年来发展比较迅速的一门新型的研究课题

西方各国都有针对国情制定的灰渣的处理处置

和再利用的政策

一般来说

飞灰在最终的处理处置之前

要进行固化稳定化的处理

我们综合各国的情况来看一下

焚烧灰渣它的处理处置技术

它包括中间处理和最终的处置技术

中间的处理就是稳定化处理和固化处理

最终的处置是进行填埋处置或者是矿坑的贮存

我们主要来看固化稳定化的处理

固化处理主要包括水泥固化高温熔融固化

以及高温烧结

稳定化的处理包括

尾气中和碳酸化法以及化学处理法

化学处理法又包括加酸萃取法

以及化学稳定法等等

我们分别做一个简单的介绍

首先我们来看固化

首先是水泥固化

水泥固化是通过在飞灰当中加入硅酸盐水泥

形成类似于岩石的高强度的块状物

水泥因为富含高碱度的氢氧基

所以可以将重金属转变成氢氧化物

等低溶解性的物质从而将重金属固定

它的主要原理可以归纳为凝硬反应和水合反应两种

焚烧飞灰当中的二氧化硅 三氧化二铝

与水泥当中的氢氧化钙发生凝硬反应

生成晶体状的钙铝酸盐以及钙硅胶体

填充在水泥固化时所形成的微小空隙

不仅提高了固化体的强度和耐久性

同时还降低了固化体的透水性

反应以后飞灰中的重金属离子被包裹于结晶相中

形成比较稳定的结构

由于焚烧飞灰中氯盐硫酸盐等无机盐含量相对较高

在水泥固化反应时

氧化钙会与氯盐生成的氯化钙

因吸湿作用导致固化体的膨胀崩裂

从而影响到水泥固化体中重金属的稳定性

水泥当中的氧化钙三氧化二铝成分

也容易与硫酸根发生反应而被侵蚀

增大固化体中重金属的浸出可能性

被填埋后仍有可能重金属重新被浸出

此外还存在固化体增容比大

不能解决焚烧飞灰当中二恶英的无害化等问题

再一种方法是高温熔融

高温熔融是在不添加助熔剂的条件下

利用高于物质熔点的温度

使飞灰达到熔融状态

经过冷却后产生的熔渣

同时达到减容与无害化的效果

焚烧飞灰在1100到1500度高温下熔化成液态

飞灰中的有机物发生热分解 燃烧及气化

而无机物熔融成不均匀的固相基质

经过熔融处理飞灰中的二恶英等有机污染物

受热以后被分解破坏

而飞灰当中所含的沸点比较低的重金属盐类

部分发生气化其余则转移到熔渣中

而飞灰中的二氧化硅在熔融处理过程中

会形成硅氧网状结构

使转移到熔渣中的重金属被包覆固化于网状结构中

大大降低了重金属浸出的可能性

另外稳定的熔渣可作为路基材料

或用来烧制玻璃陶瓷实现资源化利用

但是熔融过程当中产生的含气化重金属的尾气

仍然是需要面对的二次污染物

再一种方法是高温烧结

高温烧结原为陶瓷材料 粉末冶金

所采用的高温烧结技术

近年来被应用于处理某些环境污染物

将高温烧结技术应用于城市生活垃圾

焚烧飞灰的烧结再利用研究也取得了一定的进展

高温烧结是通过提供粉末颗粒足够的扩散能量

将粉末颗粒中大部分甚至全部气孔排除

在低于熔点温度下

将粉末颗粒变成致密坚硬的烧结体

并使之符合某种材料特性的要求

烧结温度通常发生在主要成分

绝对熔融温度的二分之一到三分之二之间

焚烧飞灰中含有大量的重金属化合物

因此重金属在热处理过程中的行为

会影响到烧结过程中的各种操作条件

与烧结体的后续利用特性

在高温条件下

飞灰中的重金属一般会挥发和发生稳定化反应

通过高温使飞灰中重金属挥发再将其冷凝

可实现部分重金属的回收

重金属的稳定化则是将重金属包裹于反应产物中

或者是生成稳定化合物

使其不再释放到周围环境中

因此要利用高温烧结技术处理焚烧飞灰

就必须对焚烧飞灰进行适当的预处理

通过调整焚烧飞灰的组成

控制重金属的挥发等措施

达到优化处理效果的目的

再一种方法是加酸萃取处理

加酸萃取是利用盐酸等无机酸来降低PH值

将重金属离子从焚烧飞灰当中溶出

然后再对溶液添加药剂

生成难溶性重金属化合物的一种处理技术

使用的药剂种类主要分为

无机重金属稳定药剂以及有机液体螯合剂两类

另外我们可以利用废气当中的二氧化碳溶于水

生成碳酸或者是碳酸根

与飞灰中重金属反应

生成难溶性的碳酸盐或者是氢氧化物

从而实现将飞灰中重金属的稳定化处理

再一种方法是化学药剂处理

由于水泥固化体易受焚烧飞灰中氯盐的影响而崩裂

所以必须辅以其他的化学添加剂

以确保固化体内重金属物质的长期稳定

药剂稳定化的基本原理是

利用化学药剂与飞灰中的重金属等物质

发生化学反应

将污染物转变成溶解度小且化学性质稳定的物质

一般用于焚烧飞灰中

重金属稳定化处理的化学添加剂主要有

无机重金属稳定药剂以及有机螯合剂两大类

其中无机重金属稳定药剂一般是磷酸盐

硫化物铁氧化物等等

有机螯合剂多为含硫碱性药剂

目前一些国家将水泥固化法和化学药剂法联合使用

即利用化学药剂与重金属的强结合性能

将重金属稳定化

降低重金属的溶解性与迁移性

弥补单独使用水泥固化法

无法保证固化体长期稳定的缺点

同时使用水泥还可以增强化学药剂固化体的强度

焚烧灰渣目前已经从防止二次公害的角度

逐渐演变为再资源化利用的角度

针对焚烧灰渣开发的各种资源化技术也快速发展

这是一些灰渣再利用的技术

比如说我们可以直接把焚烧底灰用来做路床的基材

可以做水泥的原料

可以做混凝土的混合材料

可以做混凝土的二次制品的原料

可以做土壤改良剂以及填埋场的覆盖土等等

我们也可以把底灰进行加工处理进行再利用

比如说通过造粒

我们可以用作园艺用的土壤

通过烧结我们可以作为轻质的骨料

通过烧结也可以来作为透水性的铺路的材料

或者是厚的陶土

也可以通过成形来做一些装饰品做瓷砖等等

这节课就到这里

谢谢大家

到此为止关于整个焚烧处理就给大家介绍完了

希望大家通过这章的学习

对于焚烧有一个比较系统的了解