北極星垃圾發電網訊:【摘 要】立足於焚燒爐渣資源化利用現狀，對幾種典型的資源化利用技術進行分析，包括金屬回收、製成免燒磚與路基填充料，最後通過案例分析的方式，對爐渣處理系統進行設計和應用，如垃圾焚燒系統、液壓傳動系統、煙氣淨化系統、爐渣飛灰處理系統等等，力求爐渣得到無害處理，資源化利用率得到顯著提高。
【關鍵詞】生活垃圾焚燒；爐渣；資源利用
引 言
在城市化不斷深入之下，生活垃圾數量不斷增加，為了實現生活垃圾無害化處理，垃圾焚燒與利用技術得到廣泛應用。我國相關文件明確規定， 焚燒爐渣以一般固體廢棄物處理，並對此類廢棄物的綜合利用標準加以明確，各項資源化利用技術日益成熟，帶來了可觀的經濟效益。
1 焚燒爐渣資源化利用現狀
早在幾十年前，國外發達國家便開始對生活垃圾焚燒資源利用進行研究，主要從環境影響與資源利用方面著手，對焚燒廠中產生的飛灰與爐渣進行收集和處理，使其變成二次資源投入使用。爐渣是生活垃圾焚燒的產物， 佔垃圾總重量的20% ~30% ，飛灰約佔0.5%左右。據調查，2019年全國共有5932t生活垃圾進行焚燒，產生520~780萬t的爐渣，飛灰量約13萬t，在無形中增加了爐渣的處理難度，填埋場的用地資源日益緊張。為了節約填埋用地、降低處理成本，可通過爐渣再利用的方式來實現。
在發達國家中，主要通過衛生填埋與資源利用等方式對爐渣進行處理，歐盟國家的爐渣利用率位居第一，超過總體的50% 。我國相關規定指出，爐渣可直接投入衛生填埋場中處理，但由於飛灰中含有二噁英等有害物質，需要進行特殊處理後，使有害物質含量降低到允許範圍內，才可進行衛生填埋，否則將其當作危險廢棄物處理。從理化性質上來看，爐渣具有骨料特性，內部重金屬含量、溶解鹽較低，無放射性危害，在資源利用時對環境的幹擾較小，且爐渣中有機物含量相對較少，強度高，可將其製作成建築材料投入到土木工程中。現階段，爐渣資源主要被用來製作成集料與覆蓋材料，應用到道路工程與填埋場之中。
2 生活垃圾焚燒爐渣資源化利用技術
2.1 爐渣預處理與金屬回收
為了促進爐渣資源的優化利用，需對其進行預處理，利用篩分裝置將直徑低於100 mm 的顆粒選出進入後續環節，體積超過100mm 的金屬進行破碎，人工挑出未徹底燃燒的垃圾，集中送回焚燒爐中重新焚燒。整個工藝無需對外排水，真正做到汙水野零排放冶。據調查，爐渣中含有一定的廢舊金屬，如鐵、銅、鋁等等，一般可回收的金屬含量為5% ~8% ，具有一定的回收價值，可再次利用。通過對爐渣中金屬回收性的研究顯示，爐渣中鐵、銅、鋁的回收率分別為14.8%、52.7%與73.1% 。由此可見，爐渣內部有價金屬的可回收率相對較高，回收處理具有一定的可行性。
2.2 製作環保磚
在預處理後，爐渣的含水率約為2%，密度約為1250kg/m3，吸水率約為9% ，利用飽和酸鈉溶液經過5次浸泡與烘乾後，爐渣質量損失為4.31%左右，堅固性符合免燒磚的相關要求。目前，在美國與荷蘭等地已經將生活垃圾焚燒的爐渣製作成建築材料，應用到工程建設之中，使用較為頻繁的製作方式是將爐渣與骨料按特定比例混合後，與水泥、水攪拌後形成混凝土磚。美國針對此類免燒磚對環境的影響進行實驗評估，在海底利用免燒磚建成兩座人工暗礁， 並對周圍環境變化進行連續6年的跟蹤調查，結果顯示，免燒磚中無有毒成分，滿足混凝土替代骨料的要求。Rothel等利用此類免燒磚建設船庫，並對建築內部的空氣品質進行為期2年半的監測，結果顯示，建築內部空氣中的顆粒態 PC-DD、TSP、揮發有機物等均未出現明顯改變，由此可見，爐渣中的汙染物被鎖定在水泥磚中。從總體上來看，在工程實踐與環保層面來看，利用爐渣製作環保磚十分可行。
2.3 製成路基填充料
在物化性質、工程特性方面，爐渣與輕質天然骨料較為相似。經過工藝處理後的爐渣可與瀝青、水泥等材料一同鋪設路面。針對此類混合料的金屬元素滲出情況進行檢測可知，鎘、鉛與鋅的釋放量相對較低，通過對環境、人類健康、生命周期等因素進行評價，發現管理技術與風險之間存在緊密聯繫，如若管理技術科學合理，可有效降低風險發生概率，避免對環境產生的不良幹擾。在美國、歐洲等發達國家中，已經成功地將爐渣應用到停車場、道路等地基填充之中，在我國也較為普遍，例如，上海苗圃路便是典型的成功案例。針對路表彎沉、路況、基層強度等指標進行監測，發現爐渣在基層材料中的應用十分可行，且長期應用後依然效果良好。
3 工程方案設計
本項目建設於玉溪市紅塔區，總佔地面積70 982.6m2 ，廠址為山地，但存在雨水衝刷形成的山坳，用地條件一般。廠內功能分區明確，包括生活區、生產區域輔助生產區，各項設施組成一個協調整體，具有安全、美觀、成本低等特點。
3.1 垃圾焚燒系統
在本項目中，焚燒爐屬於核心設備，對焚燒發電工藝路線與造價具有決定作用。在該系統中，爐排面由多個爐瓦連接而成，爐排片相互重疊，動靜結合，每排之間錯開，由驅動機構促進排片交替運動，使垃圾充分攪拌與翻滾，提高燃燒效率，垃圾受自重與爐排推力的作用，直接進入渣鬥之中。爐排分為乾燥、燃燒與燃盡三段，空氣從爐排下方經過中間縫隙進入爐膛，起到助燃作用。該系統的另一部分為出渣機，可將燃燒完畢的灰渣推出爐外，如圖1所示。在該設備運行中，可將殘留的汙水去除，使灰渣的含水量處於 15% ~25% 之間，機內水溫始終低於60℃。
3.2 液壓傳動系統
通過液壓油缸對出渣裝置、爐排等進行驅動，執行機構具有單獨的控制閥，可將電機、油缸、油壓泵等均匯集到同一個平臺中，以此減少管道數量，有效預防管道銜接處出現洩漏。將各個油缸的集油口匯集到相同之處，在各個埠設置壓力監測口，通過結構判斷調壓情況，為調壓工作提供便利。在同一個位置可對液壓油溫度計、壓力表、油量機等設備的壓力進行調整，將電氣控制部件的電線均收納到中央集束櫃中，為外接線提供更多便利。在液壓系統運行中，液壓站不但能夠就地控制，還支持 DCS系統控制。
3.3 煙氣淨化系統
鍋爐出口的煙氣溫度範圍為190℃~240℃，煙氣經過煙道進入反應塔上方的溶液噴射系統中。溶液中的主要成分為石灰漿，與煙氣中的酸性氣體發生反應，溶液中水分蒸發，使煙氣溫度下降，在反應塔的出口處溫度為155℃左右，經過煙道進入除塵器之中。在除塵器與反應塔煙道中設置了Ca(OH)2乾粉噴射系統，噴射粉末吸附在布袋上與煙氣充分混合，煙氣中的二噁英、重金屬、粉塵等汙染物被活性炭吸附後分離，經過灰鬥排出，由輸送設備將其送到灰倉中。從除塵器中傳出的煙氣為清潔型，經過80m高的煙囪排入大氣。
3.4 爐渣飛灰處理系統
飛灰由煙氣淨化而產生，該系統採用機械傳輸的方式，將焚燒線中收集的飛灰排放至刮板輸送機中，利用提升機運送到飛灰貯倉上方，經過輸送機分配到兩個貯倉中，由水泥罐車將水泥運送到水泥料倉，將飛灰與水泥按照特定比例計量後運送到混煉機中，並對物料充分攪拌，按照比例加入水、水泥、螯合劑等，加入量與飛灰重量相接近，加水量為飛灰重量的15%，加水泥量為飛灰重量的3% ，加螯合劑量為 25% ，具體的處理流程如圖2所示。
4 結論
綜上所述，通過對生活垃圾焚燒爐渣進行預處理後，使其成為多種資源得到綜合利用，在解決爐渣出路的同時還節省了物料。對於發電廠來說，應採用科學完善的爐渣處理系統，使爐渣得到有效處理和淨化，有效緩解環保問題，推動焚燒技術在國內外不斷推廣和應用，為環保工作做出更多貢獻。
投稿聯繫：0335-3030550 郵箱：huanbaowang#bjxmail.com（請將#換成@）
北極星環保網聲明：此資訊系轉載自北極星環保網合作媒體或網際網路其它網站，北極星環保網登載此文出於傳遞更多信息之目的，並不意味著贊同其觀點或證實其描述。文章內容僅供參考。