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飞灰处置的必经之路

2017年10月26日作者:来源:固废网

    飞灰处置的必经之路

  飞灰始于2008年版《国家危险废物名录》,飞灰作为危险废物,危险特性被定为毒性,主要处理方式为填埋,但是随着飞灰的产量大量增加,填埋场地压力剧增,加之填埋场使用寿命有限。飞灰需要一种新的处理方式对其进行无害化和资源化处置。

  水泥窑协同处置飞灰经过几年的发展,已经具有成熟的生产线,生产过程中完全实现了飞灰处置“无害化、资源化、零污染,零排放”的处理效果,已经成为环保产业处置飞灰不可或缺的方式。

  同时,国家在2016年《国家危险废物名录》的修改中增加了《危险废物豁免管理清单》,《豁免清单》中明确指出,属危险废物的生活垃圾焚烧飞灰在处置环节,在满足《水泥窑协同处置固体污染废物控制标准》(GB30485-2013)进入水泥窑协同处置条件下,水泥窑协同处置过程不按危险废物管理,即水泥企业不需要持有危险废物综合经营许可证。由此可见水泥窑协同处置飞灰将是飞灰处置的必经之路。

  水泥窑协同处置危险废物

  利用水泥窑协同处置飞灰的可行性

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  图1飞灰的常规成分

  由图1中可以看出飞灰的主要化学成分为钙、硅、铝、铁等,符合生产普通硅酸盐水泥原材料要求,飞灰可以充当部分水泥原料,通过水泥窑进行资源化利用,生产水泥熟料。但飞灰中氯离子含量过高,将影响水泥企业生产,因此需要对其进行飞灰预处理。如表1所示,垃圾焚烧发电厂的飞灰经过预处理后的主要成分为钙、硅、铝、铁等,共占总量的60%以上,这些都是水泥熟料所需要的成分,因此,可以利用预处理后的飞灰作为熟料的配料进行烧制水泥,通过对水泥生料配料进行微调即可生产出合格的水泥熟料。

  表1 水洗后飞灰全分析(单位:%)

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  根据水泥回转窑对生料的含氯量不超过0.015%的要求,考虑到其他生料也有带入氯离子的可能,因此飞灰加入量定为5%,加入5%飞灰配料后生料的化学成分如表2所示,煅烧出的熟料物化性能结果如表3、4所示,采用本方法处置飞灰生产出的水泥物理性能如表5所示。

  表2 添加5%飞灰后生料化学成分(单位:%)

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  表3 熟料的成分分析结果(单位:%)

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  表4 熟料的物理性能

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  表5 制备出水泥的物理性能

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  从表中数据和实际工程案例总结,飞灰在水泥窑内的全部煅烧过程中,对窑内的运行工况无任何干扰,同时加入飞灰后不但对熟料性能没有任何影响,而且生产的水泥符合《通用硅酸盐水泥》GB175-2007的性能要求。因此,用经过预处理后的飞灰进行水泥煅烧对水泥回转窑运行和水泥质量的可行性是毋庸置疑的。

  飞灰处置是垃圾焚烧的“最后1公里”,水泥窑协同处置飞灰,即保护了生态环境,又实现了飞灰的资源综合再利用,符合循环经济的发展方向,能够进一步解决困扰多年的垃圾飞灰处置出路问题,实现了社会效益、环保效益和经济效益的有效统一,为水泥企业环保转型和可持续发展提供了坚实的保障。

  建设水泥窑协同处置飞灰的条件

  从上述部分可以看出,水泥窑协同处置飞灰将是以后飞灰处理的主要途径。

  而对于水泥企业来说,如何才能建设一条飞灰生产线来助力企业的环保转型,将是现阶段各企业最关心的问题。

  从国家法律法规上分析,水泥窑协同处置飞灰必须需符合《水泥窑协同处置固体污染废物控制标准》(GB30485-2013)中所规定的条款,如单线设计熟料生产规模不小于2000吨/天的新型干法水泥窑;采用窑磨一体机模式;水泥窑及窑尾余热利用系统采用高效布袋除尘器作为烟气除尘设施等技术要求。

  从技术角度上分析,水泥窑协同处置飞灰具有先天的优势,水泥窑本身即是高温熔融技术的一种体现。飞灰之所以定性为危险废物主要原因是其中含有二噁英和重金属,可对自然界和人体产生严重危害。现有技术中对两种污染物最好的处置方式就是高温煅烧,温度要求1200℃以上。而水泥企业根据其自身特点完全可以独立完成对两种污染的无害化处理。以水泥回转窑为例,其生产过程中窑内温度可以达到1400℃高温且具有碱性环境,可以彻底分解二噁英,并将重金属元素固化在水泥熟料中。

  而水泥窑处理飞灰最大的难点就是从垃圾焚烧飞灰中进行“脱氯”处理,从飞灰的主要成分中可以看出(图1),飞灰中存在大量的氯离子。如此大量的氯离子进入水泥窑将会对窑体产生巨大危害,同时水泥质量也难保证,因此必须对其进行“脱氯”处理。水泥企业如从事水泥窑协同处置飞灰,将建设一条飞灰预处理生产线,其主要任务就是利用科学的处理技术和成熟的生产工艺,对飞灰进行无害化和资源化的处置,保证飞灰入窑前的技术要求。

  从当今水泥行业前景分析,水泥行业产能过剩已经成为不争的事实,中国水泥协会在2017年的水泥行业推进去产能强自律增效益大会中提出水泥企业的错峰生产将常态化。工信部和环保部联合发布的《2016-2020年期间水泥错峰生产通知》中明确指出“承担居民供暖、协同处置城市生活垃圾及有毒废弃物等任务的生产线原则上可以不进行错峰生产。”因此水泥行业如想在今后的生产过程中不进行错峰生产,那么就需要满足《通知》中的规定要求。

  绝大部分水泥企业都处于城市郊区或远离城市的地域,因此水泥企业的环保转型将是企业生存保障的重要指标。而水泥窑协同处置飞灰将是水泥企业环保转型的最佳途径之一。

  根据党和国家制定的《十三五城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,要求十三五期间,全国规划新增生活垃圾无害化处置能力50.97万吨/日,直辖市、计划单列市和省会城市垃圾无害化处理率达100%,其他设市城市达到95%以上。垃圾焚烧产业爆发式增长,未来飞灰产量巨大。到2020年底,垃圾总焚烧量达59.14万吨/日,年产生飞灰量约为1000万吨。

  随着垃圾焚烧企业的将迅速崛起,垃圾焚烧飞灰的产生量也随之增加,但是一个500万人口的城市,一天的飞灰量约为200吨左右,那么一条4000吨或两条2000吨的水泥窑生产线将足已处置所有飞灰。

  综上所述,水泥企业如果想通过水泥窑协同处置飞灰来进行环保转型,那么在未来的飞灰处理市场中将占领主导优势,促进企业绿色低碳循环经济发展的先行地位。


编辑:治废专家02