生活垃圾焚烧发电项目灰渣资源化利用方案

生活垃圾焚烧发电项目灰渣资源化利用方案焚烧发电模式处理垃圾之所以受到认可，就在于这种方式可以实现垃圾的无害化、减量化处理和资源化利用，而一个垃圾焚烧发电项目其处理效果是否能真正称得上无害化、减量化和资源化，重要的评判标准之一就是该项目的灰渣处理。废弃物垃圾进入垃圾焚烧发电厂进行处理，处理产生的飞灰和炉渣等废弃物再次得到资源化利用，这样的生产处理过程才能成其为循环经济，也只有这样的项目才有资格申报成为国家级的循环经济项目。目前国内大多数垃圾焚烧厂对焚烧垃圾产生的有毒焚烧飞灰和大量炉渣仍仅是进行简单的填埋或违法抛弃。《国家危险废物名录》把固体废物焚烧飞灰列为危险废物（编号HWl8），如此高危险的飞灰和如此大量的炉渣如果堆放或填埋不仅将占用大量土地，还将产生粉尘污染、水污染等二次污染。我公司研发中心组织项目攻关，利用陶粒烧结系统将飞灰作为主要原材料进行高温煅烧生产成陶粒，同时，又开发应用了垃圾焚烧炉渣预处理后作为主要原材料生产路面砖和路基材料的技术，从而真正实现了垃圾焚烧飞灰和炉渣的无害化、资源化处理，形成了一个完整的循环经历链条，为国内垃圾焚烧发电厂灰渣的资源化综合利用开辟了一条新途径。这两项技术工艺先进、经济可行，已在我公司所属的天津双港垃圾焚烧发电厂实际应用，正在不断地发挥着巨大经济效益和社会效益。一、垃圾焚烧飞灰资源化利用方案1．飞灰资源化利用的必要性和意义目前，常用的飞灰处置方法有：固化稳定化包括水泥固化、沥青固化、熔融固化技术、化学药剂固化稳定化等，经过固化稳定化处理后的产物，如满足浸出毒性标准或者资源化利用标准，可以进入普通填埋场进行填埋处置或进行资源化利用，目前运用较广泛的是水泥固化法。以上这些传统飞灰处置方法通常处置成本较高，目前国内大多数的焚烧飞灰仍是进行简单的填埋或违法抛弃。如何采取适当的技术处理焚烧飞灰，并达到稳定化、资源化和无害化的目标，已成为当前垃圾焚烧处理企业急需解决的难题。建筑工程中陶粒作为一种新型骨料得到了大量应用。利用煤矿石、粉煤灰等工业废渣生产陶粒技术已经日渐完善，并取得了显著的经济效益和社会效益。大量的试验研究发现，垃圾焚烧发电所产生的飞灰和火电厂的粉煤灰成分极为接近，利用飞灰代替粉煤灰生产陶粒是可行的，而且这对垃圾焚烧发电和建材行业的发展均有重大意义。垃圾焚烧飞灰烧结陶粒具有容重轻、强度高、导热系数低、耐火、抗渗、吸音、化学稳定性好等特点，比天然石料具有更为优良的力学性能。是配置轻骨料混凝土及制品（承重和非承重砌块、墙板、楼板、桥梁）的主要组成材料，广泛应用于工业与民用建筑、市政、桥梁、水利、园林绿化工程、地下工程、造船工业建设等。同时，飞灰陶粒可以用于筑路工程，可显著提高道路的抗滑性能，提高车辆行驶安全性，用于软土和高寒地区可以延长道路的使用寿命。飞灰陶粒还具有的多孔、吸水和不软化特点，可以用作水的过滤剂，花卉的保湿载体和蔬菜无土栽培等。2．飞灰烧结陶粒技术工艺简介飞灰陶粒生产工艺流程如图所示飞灰来自垃圾焚烧发电系统活性碳与石灰隔离剂①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩○11①储料罐②皮带秤③板式喂料机④混料机⑤皮带机⑥造粒机⑦皮带机⑧陶粒窑⑨斗式输送机⑩旋风预除尘器○11排风机○12储料仓○13喷射器○14储料仓○15转子秤○12○13○14○15气体输送线固体物料输送线图例陶粒煤粉图2焚烧飞灰制备陶粒系统流程图污泥或粘土安全固化填埋本垃圾焚烧飞灰烧结陶粒生产线与目前世界其它烧结技术相比，技术更全面、工艺更简单。生产线结合了现代发展的新技术使投资和生产成本更低廉、符合中国国情。在资源化处理垃圾焚烧飞灰方面，将产生很大经济效益和广泛的社会效益。3．工程建设规模和主要工艺参数生活垃圾焚烧发电厂BOT项目（垃圾处理量为800吨/天），每年约产生飞灰0.8∼1.2万吨。本项目综合考虑成熟设备规格，推荐建设规模为生产陶粒3.0万立方米/年，每年可处理炉排炉飞灰1.2万吨(昀大处理能力2万吨)。工程主要工艺参数：年处理飞灰：1.2万吨（炉排炉）年产陶粒：3.0万立方米占地面积：5940平方米建筑面积：2100平方米飞灰处理范围：干排灰或湿排灰总装机功率:220千瓦4．工程投资费用投资费用估算926.5万元，主要包括固定资产投资和流动资金，各项投资费用估算见下表。项目金额（万元）1、固定资产投资额882.61.1建筑工程2251.2设备购置628.31.3安装、调试29.32、流动资金43.9总计926.55．经济效益分析：⑴成本计算以年产量3.0万立方米（日产100m3）的生产规模，生产每立方米飞灰陶粒生产成本如下：成本内容金额元/m3备注原料40.04燃料110.14电费53.60工资24.86设备折旧60.27生产管理17.89其它13.85收尘器灰处理等费用合计320.65元⑵效益分析从以上成本核算可知每立方米陶粒生产成本为320.65元，折算为飞灰的处理成本为401元/吨飞灰。如利用自产的陶粒生产空心砌块产品，则可创二次经济效益，飞灰处理成本还可进一步降低。飞灰按危险废物作安全固化填埋的处理费用为1200元/吨，若采用陶粒法处理飞灰年节约处理费用为（1200-401）×1.2=959万元。每立方米陶粒市场售价为100元左右，则每年陶粒销售收入为300万元。综合分析可知，对日处理垃圾800吨的“扬州市生活垃圾焚烧发电厂BOT项目”每年仅需花费660万元即可完成对飞灰的无害化与资源化处理处置。本项技术在“扬州市生活垃圾焚烧发电厂BOT项目”上的应用，解决了垃圾焚烧发电厂普遍存在的垃圾焚烧飞灰的处置和利用难题，同时可以大大减轻飞灰处理对垃圾焚烧发电厂造成的沉重经济负担，有效降低垃圾处理费成本，减轻了二噁英对项目周边居民生命健康的威胁，因此经济效益和社会效益均很大。二、垃圾焚烧炉渣资源化利用方案1．垃圾焚烧炉渣资源化利用的必要性和意义经过长期监测与分析，垃圾焚烧炉渣主要由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃和其它一些不可燃物质及未燃有机物组成。炉渣的可浸出重金属（如Pb、Cd、和Hg等）和溶解盐的浓度在各种灰渣中基本上是昀低的，其物理化学和工程性质与轻质的天然骨料相似。炉渣被认为是昀有利用价值的部分，而且这对垃圾焚烧发电和建材行业的发展均有重大意义。2．炉渣预处理与资源化利用工艺目前国际上灰渣的资源化利用途径主要有：①石油沥青路面的替代骨料；②水泥/混凝土的替代骨料；③填埋场覆盖材料；④路堤、路基等的填充材料等。如果考虑其利用位置，主要是被用作陆地水泥基及沥青基工程（如道路、停车场等）和海洋建筑工程（如人工暗礁、护岸等）。焚烧炉渣是指由炉床尾端排出的残余物，主要由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃和其它不燃物质及末燃有机物组成，约占灰渣总重的80％。炉渣的粒度在很大程度上影响着其综合利用性能。生产实践表明，炉渣粒径的大小决定生产工业废渣免烧砖时是否需要另外再加入骨料。在废渣免烧砖的配合料中，掺加适量颗粒级配合适的骨料，可防止砖分层，减少收缩，改善成型时砖坯的排气性能，增加密实度，从而提高砖的强度和耐久性，并可节约胶结料用量，降低成本。有关研究得出结论，原状炉渣粒径分布均匀，含有一些大颗粒，物理组分复杂、强度高、坚固性好；与天然石料相比，含水率和吸水率高、密度小；过筛后炉渣的工程性质优于原状炉渣。磁选及涡电分选实验结果表明，焚烧炉渣中的铁及有铝等色金属含量可达5%~8%。这部分金属的有效回收不但可以进一步提高炉渣的工程性能，大量的废金属本身就可带来可观的经济效益。具体预处理工艺如下：至碎石库至废铁库至废有色金属至炉渣成品库3．建设规模和主要工艺参数根据我们对垃圾焚烧项目产生炉渣量的统计和计算分析，结合其它项目厂家类似处理工程的建设和运行经验，本着统筹规划、分步实施，并为后续项目建设预留空间的原则，确定本工程建设规模和主要的工艺参数。考虑到实际情况拟建规模为处理炉渣5万吨/年。工程主要工艺参数如下：年处理炉渣：5万吨年产渣砖：700万块（13.5万平米）占地面积：20亩建筑面积：1000平方米4．工程投资费用投资费用估算950万元，主要包括固定资产投资和流动资金。5．经济效益分析：生产每平米免烧地面成本计算表：成本内容金额元/m２备注原料2.5电费3.5工资2.8设备折旧3其它3合计14.8元从以上成本核算可知每平米免烧砖生产成本为14.8元，按目前市场销售价格25元/m3计算。每平米可获利10.2元，每年13.5万平米可创产值338万元，实现利润138万元；炉渣中废铁含量为2.5%，5万吨炉渣可回收废铁0.125万吨，废铁市场价格按600元/吨，每年获利75万元。铺路材料暂定在10元/吨，实现利润20万元。该项目符合国家环保产业政策，技术和设备达到国际先进水平，产品性能优越、用途广泛、市场容量大，能合理消化大量的垃圾焚烧炉渣，变废为宝，经济和环保效益显著。该项技术在“扬州市生活垃圾焚烧发电厂BOT项目”应用后，炉渣制砖、废金属回收、炉渣作路基材料等，每年预计可创造230万的利润。三、垃圾焚烧发电烟气净化设备成套技术烟气净化系统是垃圾焚烧发电的关键技术之一，系统投资一般占项目总投资的1/3。我国烟气净化系统的核心设备与技术依赖进口。泰达环保公司为了提高垃圾焚烧发电项目的投资、建设及运营水平，深入掌握垃圾焚烧发电烟气净化核心技术。公司承担的2006年天津市重大科技攻关课题《垃圾焚烧发电烟气净化成套装备的开发》已经结题，并通过专家验收，成功开发了垃圾焚烧发电半干式烟气净化设备成套技术。首台旋转喷雾器已经研制成功，并在双港垃圾焚烧发电厂成功试运行。目前，垃圾焚烧发电烟气净化成套技术与装备已面向全国进行推广，与进口设备相比可节省30％以上的烟气净化系统投资。如能取得“扬州市生活垃圾焚烧发电厂BOT项目”特许经营权，我们也将把这项技术应用到该项目上发挥经济效益与社会效益。特别需要说明的是，我公司自成立之日起就十分重视企业研发工作，强调自主创新，早在2005年就正式成立了研发中心，并投入巨大的人力物力。经过几年的努力，在固废综合利用与可再生能源领域陆续取得了多项实用的科技发明并取得了专利，目前研发中心已完成数项国际、国内领先的环保科研成果，包括《利用水泥回转窑处置城市生活垃圾焚烧飞灰》、《利用城市垃圾焚烧飞灰烧制陶粒》、《用于城市生活垃圾掺烧污泥发电的富氧燃烧技术》、《烟气净化与余热回收一体化装置》、《垃圾除臭装置》；正在承担中国光华科技基金项目《小城镇生活垃圾处理模式的研究》、《飞灰资源化利用研究》，天津市建委科技项目《污泥的有效资源化利用研究》、《污泥富氧化焚烧处理研究》，天津市科技攻关计划重大科技项目《垃圾焚烧发电烟气净化系统成套装备的开发》，天津市科技支撑计划重大项目《垃圾焚烧发电二恶英减排控制与飞灰资源化处理技术集成与工程示范》等；获得与申请发明专利6项，实用新型专利9项。这些专利技术绝大多数已经先后在我公司所属企业和业内其它企业中应用，取得了非常良好的经济效益和社会效益。如果有幸取得“扬州市生活垃圾焚烧发电厂BOT项目”经营权，我公司将适当采用这些自主专利技术，提升项目建设运营质量。天津泰达环保有限公司附表1研发中心获得科技成果情况名称用途说明垃圾焚烧烟气净化系统成套技术装备净化烟气，有效去除烟气有害成分，确保烟气达标排放主要利用吸收、吸附装置去除烟气中的有害物质，核心设备高速旋转喷雾器已试制成功，获天津市重大科技项目资金150万经费支持，申请国家1项发明专利。利用水泥回转窑处置城市垃圾焚烧飞灰垃圾焚烧飞灰无害化、资源化处置利用水泥窑高温熔融、固化、分解飞灰中的有害物，制备建筑材料水泥，属于环境保护高新技术领域，市级专家鉴定国内先进水平。利用城市垃圾焚烧飞灰烧制陶粒垃圾焚烧飞灰无害化、资源化处置利用飞灰为主要原料生产陶粒，通过高温熔融、固化、分解飞灰中的有害物，市级专家鉴定国内先进水平。申请国家1项发明专利。垃圾焚烧厂抓吊控制室观察窗全自动清洗系统用于解决危险区域观察窗清洗问题全自动完成擦窗作业，避免人工擦洗对人员的安全和健康威胁，属于环境保护高新技术领域，专家鉴定国际先进水平，申请国家10项发明专