生活垃圾焚燒爐渣分選工藝的探討

生活垃圾焚燒爐渣分選工藝的探討

1垃圾焚燒殘液資源利用的研究進(jìn)展近年來(lái)，中國(guó)許多城市都建了起來(lái)，生產(chǎn)出了生活的垃圾焚燒廠。通過(guò)焚燒，垃圾體積顯著減少，垃圾中的毒性物質(zhì)被完全燃燒。同時(shí)，回收和利用燃燒產(chǎn)生的熱量。然而,焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物爐渣(包括爐排上殘留的焚燒殘?jiān)蛷臓t排間掉落的顆粒物)因其資源豐富,產(chǎn)生量仍然較大(約占垃圾質(zhì)量的20%～30%),且對(duì)環(huán)境具有一定的污染,因而日益?zhèn)涫苋藗兊年P(guān)注,并且已有不少的專家學(xué)者對(duì)其資源化利用進(jìn)行了深入的研究。已有的研究和工程實(shí)踐表明,爐渣的資源化利用是可行的,但是由于爐渣中含有一定數(shù)量的Fe、有色金屬(主要為Cu、Al)和未燃盡的剩余垃圾等,若直接利用可能會(huì)對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境造成不利影響,另外,由于這些物質(zhì)的存在也不能滿足資源化利用所規(guī)定的技術(shù)要求,因此爐渣在資源化利用前,須對(duì)其進(jìn)行分選預(yù)處理,以回收利用Fe、Cu、Al等廢舊金屬,分離收集未燃盡的剩余垃圾,并妥善處理。2爐渣的性質(zhì)2.1垃圾焚燒爐渣的性質(zhì)爐渣是由陶瓷和磚石碎片、石頭、玻璃、熔渣、鐵和其他廢舊金屬及未燃盡的可燃物組成的不均勻混合物。大顆粒爐渣(>20mm)以陶瓷、磚塊和鐵為主,小顆粒爐渣(<20mm)則主要為熔渣和玻璃。原狀爐渣呈黑褐色,風(fēng)干后為灰色,含水率為10.5%～19.0%,自然堆積密度為0.86g/cm3,振搗實(shí)密度則為1.05g/cm3。焚燒爐渣有刺激性氣味,像臭雞蛋,久聞?dòng)醒灨?。爐渣中Fe的總含量在5%～8%,主要為鐵罐和少量的鐵絲、鐵釘和瓶蓋之類(lèi)的物質(zhì)。去除鐵后的爐渣主要含熔渣、陶瓷碎片、磚石和玻璃,可燃物的總量小于0.5%,比較適合做材料利用。由于爐渣含F(xiàn)e及有色金屬(主要為Al),與酸性液體接觸時(shí),會(huì)產(chǎn)生H2,在爐渣資源化利用時(shí)可能會(huì)造成膨脹等不利影響。爐渣粒徑分布主要集中在2～50mm的范圍內(nèi)(占61.1%～77.2%),小于0.074mm的顆粒不到0.6%,基本符合道路建材(骨料、級(jí)配碎石或級(jí)配礫石等)的級(jí)配要求。2.2爐渣的化學(xué)成分焚燒爐渣的化學(xué)成分中,SiO2的含量最高,達(dá)45.03%,其次為CaO和Al2O3,分別為18.94%和9.55%,堿含量為5.81%,其他化學(xué)成分的含量相對(duì)較少。爐渣的化學(xué)成分與用于水泥混凝土工業(yè)中的硅質(zhì)混和材料,是十分相似的。爐渣礦物組成主要為α-SiO2,其次是方解石、鈣長(zhǎng)石等,與用于建筑的天然骨料相似。3分離和管理3.1廢舊金屬回收利用將爐渣中可回收利用的或不利于資源化利用要求的物料分離收集,并妥善處理。將Fe、Cu、Al等廢舊金屬分離收集并回收利用;將未燃盡的布匹、塑料袋與長(zhǎng)木條等可燃垃圾分離收集,返送垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi)進(jìn)行二次燃燒;將熔渣、陶瓷類(lèi)碎片、玻璃和其他一些不可燃物質(zhì)在分選過(guò)程中,經(jīng)破碎和篩分后進(jìn)行資源化利用或者運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)作無(wú)害化填埋處理。3.2爐渣選擇場(chǎng)及預(yù)處理廣東省佛山市某垃圾焚燒發(fā)電廠,設(shè)計(jì)日處理城市生活垃圾700t,爐渣產(chǎn)生量約為140～210t/d。其配套設(shè)計(jì)的爐渣分選處理場(chǎng),主要采用破碎、篩分、磁力分選、跳汰分選、搖床分選等固體廢物處理技術(shù),取得十分滿意的效果。通過(guò)分選預(yù)處理,每天分離收集Fe、Cu、Al等廢舊金屬4～5t,未燃盡的剩余垃圾40～50t,其余為剩余爐渣。剩余爐渣性質(zhì)穩(wěn)定,粒徑分布均勻,可滿足資源化利用的技術(shù)要求。爐渣分選處理工藝流程如圖1所示。3.3帶輸送破碎垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒爐產(chǎn)生的爐渣經(jīng)出渣機(jī)輸送,直接裝入運(yùn)輸車(chē),經(jīng)地磅計(jì)重后,運(yùn)達(dá)并卸放于爐渣分選處理場(chǎng)的分選前堆放場(chǎng)。分選前堆放場(chǎng)設(shè)計(jì)堆放時(shí)間為2～3d,爐渣含有的水分在此被分離收集,爐渣含水率降低,初步干化爐渣。用鏟車(chē)將干化后的爐渣運(yùn)至分選處理車(chē)間,并提升至喂料機(jī)。喂料機(jī)上設(shè)有粗格網(wǎng),網(wǎng)格尺寸150mm×150mm,可將大件塑料袋、長(zhǎng)木條等物質(zhì)截留,通過(guò)人工分揀將其分離收集。爐渣從喂料機(jī)落入皮帶輸送機(jī)Ⅰ,經(jīng)輸送并提升進(jìn)入50mm轉(zhuǎn)筒篩。大于50mm的篩上物,主要含有粗大石頭、溶渣、塑料袋、布匹、粗大鐵件等,其中粗大石頭和溶渣等經(jīng)皮帶輸送機(jī)Ⅱ輸送進(jìn)入破碎機(jī)Ⅰ內(nèi)進(jìn)行破碎處理,然后再通過(guò)鏟車(chē)返送入喂料機(jī)。在皮帶輸送機(jī)Ⅱ輸送過(guò)程中,塑料袋和布匹等通過(guò)人工分揀被分離收集;粗大鐵件通過(guò)磁選機(jī)Ⅰ被分離收集,實(shí)現(xiàn)第一次分離收集Fe。小于50mm的篩下物,經(jīng)皮帶輸送機(jī)Ⅲ輸送并提升,經(jīng)水力沖洗后進(jìn)入破碎機(jī)Ⅱ。在輸送機(jī)Ⅲ的中部,設(shè)有1臺(tái)磁選機(jī)Ⅱ,在輸送過(guò)程中,在磁力的作用下實(shí)現(xiàn)第二次分離收集Fe。爐渣經(jīng)破碎機(jī)Ⅱ破碎后,在水力作用下,自流進(jìn)入跳汰機(jī)。在水力輸送過(guò)程中,設(shè)有2臺(tái)磁選機(jī),從而實(shí)現(xiàn)第3次分離收集Fe,金屬鐵件再進(jìn)入破碎機(jī)Ⅲ內(nèi)進(jìn)行破碎處理,將金屬鐵件破碎成細(xì)小均勻金屬的顆粒,以便于后續(xù)金屬的分類(lèi)收集。破碎后再經(jīng)磁選機(jī)Ⅳ磁選分離,實(shí)現(xiàn)第4次分離收集Fe。磁選物進(jìn)入8mm轉(zhuǎn)筒篩分離收集Fe,未被磁選的進(jìn)入搖床處理,在搖床溝槽和水力的作用下,第1次分離收集有色金屬顆粒,如Cu、Al等。跳汰機(jī)設(shè)置2臺(tái),在水介質(zhì)的作用下,密度大的有色金屬顆粒群(如Cu、Al等)集中到底層,密度小的顆粒群(爐渣)進(jìn)入上層。上層的爐渣被水平水流帶到機(jī)外成為輕產(chǎn)物,下層的有色金屬透過(guò)篩板排出成為重產(chǎn)物,重產(chǎn)物繼續(xù)進(jìn)入3臺(tái)搖床,實(shí)現(xiàn)有色金屬顆粒的第2次分離收集。跳汰機(jī)上層輕產(chǎn)物隨水流進(jìn)入25mm轉(zhuǎn)筒篩,25mm轉(zhuǎn)筒篩的篩上物為相對(duì)細(xì)少的未燃盡的垃圾,如塑料、布?jí)K等。篩下物為細(xì)小的粒徑均勻的爐渣,其主要成分為SiO2、CaO和Al2O3等,篩下物隨水流進(jìn)入分選后堆放場(chǎng),進(jìn)行渣水分離。成品爐渣用鏟車(chē)裝車(chē)后,運(yùn)至干化場(chǎng)進(jìn)行干化處理。經(jīng)干化處理后即可綜合利用或者運(yùn)到垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行無(wú)害化填埋處理。分離出來(lái)的水,經(jīng)沉淀池沉淀處理后進(jìn)入循環(huán)水池,然后通過(guò)循環(huán)泵供分選設(shè)備循環(huán)使用。3.4監(jiān)獄室垃圾分選處理場(chǎng)內(nèi)主要構(gòu)筑物有:分選處理車(chē)間1間,分選前堆放場(chǎng)1個(gè),分選后堆放場(chǎng)1個(gè),循環(huán)水池1組,辦公樓(設(shè)有辦公室、維修間、宿舍、廚房、衛(wèi)生間等)1幢,門(mén)衛(wèi)室1間,以及場(chǎng)內(nèi)配套的道路、綠化、消防、照明等設(shè)施。3.5mm初始監(jiān)獄垃圾分選處理場(chǎng)內(nèi)主要設(shè)備有:50mm、25mm、8mm滾筒式篩分機(jī)各1臺(tái),皮帶輸送機(jī)4臺(tái),破碎機(jī)5臺(tái),磁選機(jī)5臺(tái),跳汰機(jī)2臺(tái),搖床4臺(tái),循環(huán)水泵6臺(tái),斗車(chē)2臺(tái),清洗攪拌機(jī)1臺(tái),運(yùn)輸車(chē)輛6臺(tái),鏟車(chē)2臺(tái)等。4剩余爐渣的綜合利用爐渣經(jīng)分選預(yù)處理后,爐渣中的Fe、Cu、Al等廢舊金屬得到回收利用,爐渣中未燃盡的剩余垃圾得到分離收集,并妥善處理,剩余爐渣可以綜合利用,根據(jù)相關(guān)的研究及工程實(shí)踐,剩余爐渣資源化利用途徑主要有:石油瀝青路面的替代骨料;水泥或混凝土的替代骨料;填埋場(chǎng)覆蓋材料;路堤、路基等的填充材料;制造環(huán)保磚等。5廢舊金屬的分離式回收(1)綜合利用破碎、篩分、磁力分選、跳汰分選、搖床分選等固廢處理技術(shù),對(duì)爐渣進(jìn)行分選預(yù)處理,可有效回收利用Fe、Cu、Al等廢舊金屬,有效分離收集未燃盡的剩余垃圾,并妥善處理,從而使?fàn)t渣的性質(zhì)滿足資源