垃圾焚烧飞灰生产陶粒时的定量喷入系统设计和应用.pdf

广东建材2013年第5期
生产技术
垃圾焚烧飞灰生产陶粒时的
定量喷人系统设计和应用
陈越云
(广州建材企业集团有限公司)
摘要:本文以某陶粒厂在陶粒生产过程中,将坟圾焚烧飞灰喷入陶粒回转窑生产陶粒的技术创新
为例,介绍垃圾焚烧飞灰贮存、管道输送及定量喷入设备系统的设计与应用。通过对现有陶粒生产设
备的技术改造,满足在陶粒生产中加入垃圾焚烧飞灰的工艺设计要求,可对垃圾焚烧飞灰进行无害
化、资源化处理,环保效果十分显著。
关键词:垃圾焚烧飞灰:陶粒:储存;喷入:无害化:资源化
1前言
2技术改造的关键点
垃圾焚烧飞灰是城市生活垃圾在焚烧过程中排H
(1)垃圾焚烧飞灰是危害性较大的危险废物,处置过
的含有多种有毒物质的粉尘,国家有规定不允许未经处程必须防止二次污染。城市生活垃焚烧灰渣根据其收
理直接作填埋处置;虽然垃圾采取焚烧方式处理可减容集位置的不同,主要分为底灰和飞灰。垃圾焚烧飞灰是
70%~90%,解次目前垃圾填埋土地成本高、无法满足填指在烟气净化系统和热回收利用系统中收集而得的残
埋容量要求等问题,以及可利用垃圾焚烧产生的高温燃余物。垃圾焚烧飞灰包括烟灰、加入的化学药剂残余物
气回收热能进行利用的优点,但按照垃圾焚烧飞灰质量及化学反应产物,其物理和化学性质随焚烧厂烟气净化
占焚烧垃圾质量的3%~5%计算,城市每年通过垃圾焚系统的类型不同而有所变化。垃圾焚烧飞灰约占灰渣总
烧排放的垃圾焚烧飞灰量仍是十分巨大的
量的20%左右,约占焚烧垃圾总量的3%~5%。生活垃圾
垃圾焚烧飞灰的处理常用水泥固化等方法稳定其焚烧飞灰不但富集了铅、镉、铬、汞等重金属,而且也是
中的有害物质,再到填埋场填埋。这不仅占用大量土地,二英类物质主要富集体,目前被认为是危害性较大的
而且存在有毒物质渗出、对环境造成二次伤害的隐患。危险废物。因此,垃圾焚烧飞灰在贮存、运输、处理处置
所以我们借鉴日本等发达国家通过开发垃圾焚烧飞灰各个环节都存在一定的环境风险,其危害性不容忽视,
的实用价值,实现其资源化利用方式,结合广州市李坑防止垃圾焚烧飞灰的二次污染是安全处置的前提,要求
垃圾焚烧发电厂的实际情况,认为利用垃圾爕烧飞灰烧储存、输送和使用的全过程必须在密闭的条件下,避免
制陶粒是一种良好的垃圾焚烧飞灰固体废物资源化利垃圾焚烧飞灰的逸出而产生污染
用的环保处理方式。
(2)加入垃圾焚烧飞灰的方法是安全处置的关键。陶
本文介绍对现有陶粒生产线进行技术改造,设计并粒生产过程中,有两种途径可以加入垃圾焚烧飞灰,
实施利用专用密闭储料罐、采用罗茨风机为输送动力气种是在原材料混和过程中加入,拉圾焚烧飞灰和其他原
源、通过专用输送管道,选用变频调速技术无级调节、定材料从回转窑的窑尾加入,逐步从低温区进入高温区煅
量投放垃圾焚烧飞灰物料生产飞灰陶粒的新工艺设备烧;另一种是从窑头的高温区喷入,垃圾焚烧飞灰直接
技术方案,实现了技改的目的。该垃圾焚烧飞灰处理方进入回转密中超过1000度的煅烧区,垃圾焚烧飞灰迅
案的优点是投资小,对垃圾焚烧飞灰中有毒物质的固化速被高温分解处理,其大部分直接和粘土质原料进行高
性能好,并且能充分的发挥垃圾焚烧飞灰的有用价值,温反应形成陶粒,剩余部分才随烟气经过尾气处理系统
没有造成二次污染,经对生产试验产品进行质量检测,回收后,再与其它原料混合重新入窑煅烧,飞灰中有害
其各项指标均达到陶粒产品出厂的国家标准,达到在陶元素的泄露机会大大降低,处置更安全,但操作比较困
粒生产中利用垃圾焚烧飞灰无害化资源综合利用的目难,加入的参数如果不合适,会增加看火难度以及降低
的
陶粒的质量。
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3)精确稳定的加入是有效处置的保证。适量稳定的烧飞灰生产陶粒时造成二次污染。技改后的工艺流程如
加入垃圾焚烧飞灰不会对陶粒的质量造成不利影响,过图1所示。
量的加入将影响陶粒的膨胀性能,降低成品质量。
根据垃圾焚烧飞灰生产陶粒的工艺设计方案,在原
3项目技改方案
陶粒生产线上增加了有关机械设备,使之适用于垃圾焚
烧飞灰的贮存、输送及定量喷入的工艺应用系统要求,
3.1现有陶粒生产线情况
具体实施采取利用专用密闭储料罐、采用罗茨风机为输
该陶粒生产线以粘土质材料为原料,采用回转窑工送动力气源、通过专用输送管道,通过变频调速给料的
艺生产陶粒,包括计量配料、搅拌均化、回转窑煅烧、熟技术方案,实现精确定量喷入垃圾菼烧飞灰(如图2所
料冷却和分级筛选等工艺过程。
生产陶粒的主体设备主要包括原料贮存仓、喂料设
备、引风机、回转窑、燃料系统、控制系统和尾气处理系
统等。其中,陶粒回转窑设备由回转筒体、支承装置、窑
头、窑尾密封裝置等部分组成。密体与水平呈3%~4%的
倾角放置在支承装置上,物料在高的一端进入窑内,在
窑体做回转运动的作用下,物料从高处(窑尾)滚落下移
至低处(窑头),同时,在窑头处,高压风机将燃料喷入窑
内,并使其充分燃烧,产生的热量使物料发生物理和化
学变化,料球膨胀并烧结。
3.2项目技改方案的确定
图2
本方案以垃圾焚烧飞灰得到无害化和资源化处置,
没有造成二次污染,而且陶粒的性能没有受到影响符3.3拉圾荧燒飞灰加入系统的主要参数
合国家相关产品质量要求为原则,其工艺设计方案是:
(1)储灰罐:30t
根据垃圾焚烧飞灰的化学成分、细度以及含水率等物理
(2)罗茨风机型号和主要技术指标:JSR50,
和化学指标,采取在窑头喷入垃圾焚烧飞灰的方法,根7,.5kW,3m/min,60kpa
据陶粒生产原材料的性能按原料总干基的4%~15%比
3)输送距离:30m;
例将垃圾焚烧飞灰从常温直接喷入回转窑内不低于
(4)喷入量:0.4~3t/h。
100C的高温段,使垃圾焚烧飞灰突然急速升温,保证3.4垃圾焚烧飞灰的密闭储存
垃圾焚烧飞灰迅速高温分解,直接和粘土质原料进行高根据垃圾焚烧飞灰的特性以及工艺要求,在陶粒回
温反应形成陶粒;烟气中垃圾焚烧飞灰的残余物经过回转密窑头设立类似散装水泥罐结构的储料罐(如图3所
转密窑尾尾气处理系统收尘汇集后,通过配料设备与其示),保证物料的储存、入罐、出罐的密闭安全性。主要部
它原材料混合后再次从窑尾入窑处理,防止利用垃圾焚件由罐体钢结构部分、爬梯、护栏、上料管、除尘器、压力
安全阀、高低料位计、卸料阀等组成。罐体为圆柱形钢结
构,顶部设有除尘器及压力安全阀,防止粉尘泄漏,下部
装有破拱装置,防止粉料结块,使粉料卸出顺畅。将从垃
电
圾焚烧发电厂取得的垃圾焚烧飞灰通过专用的密闭罐
河道污泥
车运到陶粒生产厂,泵送入密闭的垃圾焚烧飞灰工作储
?分
硫铁矿渣
料罐备用,确保垃圾焚烧飞灰转移过程中没有泄漏而产
生二次污染。
3.5气力输送方式的确定
气力输送按照采用空气的压力高低不同,分为高压
图1
输送和低压输送。在正压条件下输送物料称为压送输
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