城市生活垃圾与煤混烧灰渣的熔融特性及成分分析

根据我国城市生活垃圾熔融焚烧需要添加一定量辅助燃料进行稳燃的实际情况以及垃圾成分复杂、波动性大的特点，对配比一定煤的混合垃圾焚烧灰渣的熔融特性及熔融渣的回收利用进行实验研究．实验结果表明：垃圾的熔融特性主要与垃圾渣中的以SiO2-A12O3-CaO-Fe2O3为代表成分有关，垃圾渣中SiO2/A12O3、SiO2 Al2O3、CaO Fe2O3对灰渣熔融点T3的影响与该成分在垃圾渣中存在的化学形式及其性质有关；垃圾熔融渣的物理性能优良，渣中的重金属浸出和噁英的含量均达环保标准．可以直接对垃圾熔融渣进行回收利用。     

生活垃圾焚烧发电厂设计探讨

垃圾焚烧发电是我国目前生活垃圾处理的主要方法之一。对生活垃圾焚烧发电厂设计的主要内容进行总结,并针对生活垃圾焚烧发电工艺涉及的包括不同炉型垃圾的预处理,炉型的选择,烟气的净化,灰渣的处理等关键问题进行综述,以期为垃圾焚烧发电工程设计提供借鉴。     

基于Aspen Plus的MSW气化熔融工艺全流程模拟研究

城市固体废物（MSW）气化熔融工艺能够减少二噁英的生成和熔融固化重金属,是一种清洁高效的固体废物处理方式。已有研究多针对MSW的热解特性以及污染物的生成与排放,而对气化熔融工艺系统模块之间的影响和各反应器间物质流、能量流的联动变化过程研究不足。利用Aspen Plus模拟平台,基于吉布斯自由能最小化原理,对MSW气化熔融工艺进行了全流程模拟研究,分析了垃圾干燥温度、垃圾含水率、气化温度、气化介质以及灰熔点对工艺流程节点参数、物质流和能量流的影响,并提出了优化的工艺流程和运行参数。结果表明：在垃圾热解模拟时,垃圾含水率为9%,通过烟气循环能达到能量自给;在相同条件下,以水蒸气作为气化介质的气化效率最高,且在气化温度为850℃,水蒸气当量比为50%时,达到最佳工艺效果;当气化后产生的焦炭在熔融炉内燃烧刚满足灰熔点温度时,灰熔点的升高使气化剂比例、气化气有效气体摩尔流量和碳转化率不断降低。不同工况下的物质流、能量流的变化对实际工程具有指导意义。     

纳滤膜浓缩液淋滤焚烧飞灰过程中氯盐溶出及重金属的迁移特性

为解决生活垃圾填埋场的纳滤膜浓缩液和生活垃圾焚烧飞灰协同处置中淋滤条件对氯盐和重金属溶出效果的问题,采用北京市某生活垃圾填埋场的纳滤膜浓缩液在不同液固比和酸碱条件下淋滤北京市某生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰,探讨氯离子溶出及重金属的迁移特性. 结果表明:在液固比为12∶1、8∶1和4∶1条件下,焚烧飞灰中氯离子的总溶出率分别为81%、76%和61%,液固比越大,导致填料高度越低,氯离子溶出越充分;在液固比为4∶1条件下,纳滤膜浓缩液pH分别为3.20和10.70时,氯离子可与含氧阴离子竞争吸附位置,导致氯离子的总溶出率较未调节pH时大幅提升,增幅分别为81%和83%;不同液固比和酸碱条件下,采用XRD对淋滤灰渣分析发现,淋滤灰渣中均未检测到NaCl和KCl的矿物相. 改变纳滤膜浓缩液的pH为3.20和10.70后,淋滤灰渣中重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Cd和Hg的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)和《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)标准限值要求. 研究显示,纳滤膜浓缩液淋滤飞灰可脱除焚烧飞灰中的氯盐及部分重金属,淋滤灰渣经热处理后可焚毁截留纳滤膜浓缩液的有机物,热处理后灰渣有望实现安全资源利用.      

城市生活垃圾熔融焚烧试验研究

在1350±10℃的焚烧温度下对昆明市城市生活垃圾进行了熔融焚烧试验,结果表明:减容减量化良好,排渣通畅,O、Si、Ca、Al、Fe为构成灰渣的主要元素,检测到的重金属元素含量符合国家排放标准,灰渣呈碱性,二次污染物的产生与焚烧温度、稳定性有关。     

医用玻璃及医疗垃圾灰渣的结渣特性研究

医疗垃圾的特性和成分是改善焚烧装置设计、运行及控制性能的重要参数.为了研究医用玻璃对医疗垃圾焚烧炉的影响,从医疗废物处置中心采集了玻璃和灰渣样品,分析了其化学组分和熔融温度.与煤灰成分相比,医用玻璃中的SiO2和碱金属氧化物含量较高.通过不同玻璃间的比较,总结了化学组分对熔融温度的影响.软化温度随着SiO2、CaO含量的增加而升高,但随B2O3、Na2O含量的增加而迅速降低.改变不同玻璃的混合比例.研究了混合玻璃的熔融特性.利用煤灰结渣指数对医疗垃圾灰渣的结渣倾向进行了判定.结果显示,仅沾污指数能够对灰渣得出适宜的判别.     

垃圾裂解技术实现废物资源化

日前,一种新型的污染少、无需对垃圾进行分类的生活垃圾裂解技术在福建福清市通过评定。该技术在全国尚属首例。生活垃圾裂解技术是将生活垃圾在隔绝空气的条件下进行加热,使生活垃圾断裂成为小分子的碳氢化合物。在裂化后生成炭黑类的渣,而生活垃圾中的硫、氯及重金属等有害物质都残留在这些废渣中。该裂化技术在处理生活垃圾时,将温度控制在35 0℃以下,并与空气隔绝,杜绝了二恶英的大量生成。裂化后所产生的炭黑经过80 0℃的焚烧,产生的烟气为裂化炉提供热源,剩渣再用电炉融化制块后进行填理。裂化时产生的气体用压缩冷冻法提取液化气后,…     

垃圾炭气化特性研究

生活垃圾热解技术具有巨大的应用前景,其热解可以产生高附加值产物热解油、热解气和垃圾炭。垃圾炭的性质决定了其用途。该文研究垃圾炭的粒度、堆密度、实密度、热稳定性、反应活性、胶质层厚度等性质,为垃圾炭气化工艺提供理论支持。实验结果表明:垃圾炭硬度较低,破碎时粉化率高、热稳定性较差;垃圾炭的CO_2反应活性较差,950℃最高时仅有81.5%,达不到流化床气化炉的要求;垃圾炭的着火温度较高为399℃,对流化床气化炉点火开车会造成一定影响;垃圾炭灰熔点ST低于1 150℃,容易出现气化灰渣高温下熔融现象,破坏流化床气化炉的正常操作。     

城市生活垃圾低污染气化熔融系统研究

为彻底消除城市生活垃圾焚烧过程中的二次污染,对流化床气化与旋风燃烧熔融系统进行了研究.我国典型城市生活垃圾流化床气化试验表明,最佳气化温度为600℃左右;对垃圾焚烧飞灰进行熔融特性试验表明,垃圾焚烧飞灰在1 300℃左右、垃圾掺煤焚烧飞灰在1 400℃左右时,能顺利熔融,二分解率99.99%以上,重金属有效固化.结合我国实际,提出了2种气化熔融系统方案:①基于垃圾综合处理的筛上物气化熔融技术方案;②原生垃圾+辅助燃料气化熔融技术方案;并进行相应的热力性能分析,研究表明2种方案都能较好满足气化熔融要求.     

城市有机垃圾蚯蚓堆肥处理的实验研究

采用蚯蚓堆肥处理4种不同有机废物,通过分析样品的温度、有机分含量、pH值以及实验前后样品的质量等参数的变化,比较蚯蚓堆肥处理不同有机垃圾的效果。实验结果表明:1.在合理条件下,蚯蚓堆肥可以直接处理生活有机垃圾和污泥(包括其堆肥后产物);2.在同样的实验条件下,蚯蚓堆肥处理生活有机垃圾和污泥及其堆肥后产物过程中,其处理城市生活有机垃圾的效果最好,减量化和物降解率分别为69.8%和75%。     

医疗垃圾焚烧飞灰的重金属浸出特性及其稳定化处理研究

通过对医疗垃圾飞灰的浸出特性和高温熔融处理实验,研究了浸出时间、液固比、pH值和颗粒尺寸对重金属浸出特性的影响以及飞灰熔融对重金属稳定化处理效果.结果表明,随着浸出时间的增加,飞灰绝大部分重金属的浸出浓度增高,浸出毒性增强;液固比(L/S)增加,大部分重金属的浸出率大大提高,其中重金属Cd的浸出率最大,在液固比为90时,飞灰中的Cd的浸出率达到70%以上;pH为中性左右的时候,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属的浸出液浓度最低;颗粒尺寸在较大或者较小时,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属浸出浓度较小,大部分重金属在颗粒尺寸250～900μm时,重金属的浸出浓度较高;飞灰高温熔融后,重金属的浸出毒性大大降低,说明熔融对重金属有很好的固化效果.     

粉煤灰对含铬废水的吸附研究

通过静态吸附实验,研究原状粉煤灰与粉煤灰滤料对Cr(Ⅵ)的吸附效果的影响,并通过正交实验进行实验结果对比。实验确定粉煤灰滤料的吸附平衡时间为90 min,在pH为3的条件下适于进行吸附实验;同时,粉煤灰滤料的吸附性能优于原状粉煤灰,六价铬溶液的初始浓度、滤料的投加量以及温度的改变对吸附性能具有显著影响,且粉煤灰滤料吸附时所受影响更为明显。     

酸改性粉煤灰处理焦化废水的工艺研究

研究了粉煤灰与少量的硫酸烧渣和适量的固体NaCl混合 ,将混合物在加热条件下用稀硫酸处理 ,制得集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂。这种混凝剂与无机高分子絮凝剂PSA配合用于焦化废水的处理 ,SS、CODCr、色度和酚的去除率分别为 95 %、86 %、96 %和 92 %。混凝沉降速度快 ,污泥体积小 ,处理费用低 ,结合显微照片探讨了酸浸粉煤灰混凝剂对含酚废水的混凝沉降机理     

螯合型表面活性剂对垃圾焚烧飞灰改性的研究

以垃圾焚烧飞灰的高附加值资源化和稳定化为目标,研究了螯合型表面活性剂对垃圾焚烧飞灰改性活化和对重金属的稳定螯合效果.通过活化指数和红外光谱分析,在改性剂用量7.0mL/100g飞灰、改性时间15min和改性温度75℃的条件下,ACS1改性飞灰的活化指数可达95%以上.美国环保局固体废弃物浸出毒性试验表明,螯合型表面活性剂对飞灰中重金属具有较强的束缚能力.     

稻壳灰中温热处理稳固化垃圾飞灰重金属

利用稻壳灰与某垃圾电厂产生的飞灰为原料,对飞灰和稻壳灰与飞灰的混合物进行中温热处理,探究热处理工艺参数对稻壳灰稳固化垃圾飞灰重金属的影响.在一定温度范围内,反应主要产物为CSSF（即Ca₁₀（SiO₄）₃（SO₄）₃F₂）、Ca₃SiO₅等硅酸盐结晶相,这些物质会包覆重金属,同时,飞灰重金属Pb、Zn、Cu、Cd中相对不稳定的酸溶态和可还原态向更稳定的可氧化态或残渣态转变,使Pb、Zn、Cu、Cd的浸出浓度显著降低;热处理时间延长,稻壳灰添加量增加,会使热处理样中硅酸盐种类增多,结晶度提高,导致重金属的浸出浓度逐渐降低;稻壳灰添加量在2%~4%范围内,经中温热处理样品的重金属浸出浓度较低,添加量过高时（超过6%时）,重金属浸出浓度逐渐升高.     

CFB锅炉燃烧高硫石油焦的灰渣综合利用研究

循环流化床锅炉在燃烧含硫石油焦时,通过加入石灰石在燃烧的过程中以固态的形式脱硫,燃烧后将产生大量的灰渣,过去处理灰渣最通常的方式是作土地填埋。从灰渣的化学、物理特性试验研究出发,寻找循环流化床灰渣在建筑材料、农业应用和水泥添加剂方面的利用途径,研究了更加经济有效的灰渣处理方法。     

回转窑热解气化炉处理生活垃圾特性

基于目前固定床热解气化法在常温下进行存在燃气热值和气化效率较低、燃料适用范围小和预处理复杂等问题,采用控制变量法设计探究了不同预热空气温度和过量空气系数对小型回转窑式热解气化炉处理村镇生活垃圾的影响.结果表明:预热空气温度升高有利于垃圾热解气化产气,但有一定的局限性,当温度超过600 ℃时垃圾的气化产气明显下降;当过量空气系数为0.4时,垃圾的热解气化效率达到最大值,并且焦油产量最小.垃圾原样在过量空气系数为0.4、空气预热温度为500 ℃下对底渣、飞灰进行重金属含量的分析测试结果显示,飞灰中的铅含量远高于GB 18598—2001《危险废物填埋污染控制标准》相关标准限值,需要经过处理才能排放,二英采样分析结果显示其含量均低于GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值.研究显示,该回转窑式热解气化工艺处理生活垃圾的最佳过量空气系数为0.4,最佳空气预热温度为500 ℃,在此最佳工况条件下焦油产量小,飞灰及焦渣中重金属含量小,ρ(二英)低于0.10 ng/m3.      

高铝粉煤灰脱硅反应工艺优化及机理探讨

为探究高铝粉煤灰脱硅最佳工艺条件及了解其脱硅过程物相转化机理,通过正交试验研究了w(NaOH)(10%~30%)、灰碱比(质量比,取1∶0.3~1∶2.0)、时间(1.0~4.0 h)和温度(90~150 ℃)对脱硅效率及铝硅比(质量比)的影响. 结果表明:w(NaOH)为20%、灰碱比为1∶0.5、反应时间为2.0 h、反应温度为120 ℃是粉煤灰脱硅反应的最佳条件;在最佳条件下铝硅比由原灰的1.23升至2.02以上,脱硅效率达38.6%.反应温度、灰碱比、碱液浓度、时间对脱硅率的影响依次减弱. 通过定量X射线衍射(XRD)分析了脱硅前后物相的变化,当温度高于120 ℃时,有大量方钠石形成,并且方钠石生成量(X)与铝硅比(Y)呈显著负相关,有Y=-0.012 8X+2.03 (R2=0.930,P<0.01). 由扫描电镜(SEM)对粉煤灰脱硅前后的表观形貌变化观察可知,粉煤灰在脱硅过程中非晶态SiO₂部分溶解,从而进一步证实了方钠石的生成是影响脱硅效率的关键因素.      

低温碱溶粉煤灰中硅和铝的溶出规律研究

采用低温碱溶法对粉煤灰中硅和铝(分别以氧化硅和氧化铝计)的溶出规律进行了研究,考察了粉煤灰热处理温度、碱浓度、溶出时间、溶出温度等因素对粉煤灰中硅和铝溶出量的影响.结果表明:在热处理温度为950℃,碱浓度为2～3 mol/L,溶出温度为120～130℃,溶出时间为4～6 h时,氧化硅的溶出量为29.23%,氧化铝的溶出量为1.26%,溶出比为23.63,可实现粉煤灰中硅和铝的分步溶出,并利用XRD对溶出结果进行了分析.      

粉煤灰净化低浓度SO2烟气试验研究

中国是一个以煤为主要燃料的国家,粉煤灰的综合利用问题早已受到人们的关注。褐煤粉煤灰中含有较多的碱性物质,它是一种优良且价廉的低浓度二氧化硫烟气脱硫吸收剂。试验研究结果表明,采用粉煤炭吸收液碱法脱硫在技术上是可行的,控制吸收液pH值大于6即可获得良好的脱硫效果。试验中考察了固液比、pH、温度、SO₂浓度和气体流墓等因素对粉煤灰吸收液净化效率的影响情况。粉煤灰碱法脱硫在经济性方面优于石灰/石灰石法。