基于ANSYS Fluent系统的炉排炉垃圾焚烧过程数值模拟

为系统深入地研究机械炉排式垃圾焚烧炉内的焚烧特性,利用ANSYS Fluent软件进行了炉排炉内垃圾焚烧特性的数值模拟,模拟结果与实际运行数据基本一致。在此基础上,对炉排运行速度、进料含水率及助燃风含氧量等关键燃烧特性参数对垃圾焚烧过程的影响规律进行了模拟研究。     

重庆市垃圾焚烧厂汞的分布特征与大气汞排放因子研究

垃圾焚烧是大气汞的重要排放源之一.为了解重庆市垃圾焚烧行业大气汞污染水平,研究选取了重庆市典型生活垃圾焚烧厂和医疗垃圾焚烧厂,采用美国环保署的30B标准方法对烟气汞排放进行了现场测试,同时采集垃圾焚烧后的飞灰和炉渣样品进行分析.结果表明,测试得到生活垃圾焚烧厂和医疗垃圾焚烧厂排放的烟气中汞质量浓度分别为(26.4±22.7)μg·m-3和(3.1±0.8)μg·m-3;生活垃圾和医疗垃圾焚烧飞灰中汞含量分别为(5 279.2±798.0)μg·kg-1和(11 709.5±460.5)μg·kg-1.生活垃圾焚烧过程中仅0.7%汞残留在炉渣中,65.3%在飞灰中,烟气排放占34.0%,脱汞效率为66.0%;医疗垃圾焚烧过程中0.2%汞残留在炉渣中,67.5%存在飞灰中,烟气排放占32.3%,脱汞效率为67.7%.实测得到重庆市生活垃圾焚烧和医疗垃圾焚烧厂大气汞排放因子分别为(126.7±109.0)μg·kg-1和(46.5±12.0)μg·kg-1.与国内珠三角地区生活垃圾焚烧厂相比,重庆市生活垃圾焚烧厂的大气汞排放因子较低.     

生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺技术剖析

我国生活垃圾清运量已经超过1.8亿t/a。焚烧处理作为减量化的有效手段,已经在全国范围内普遍推广。生活垃圾焚烧后会产生焚烧量20%~25%的炉渣。国内焚烧发电项目全部投产后,预计每年将产生超过2 000万t炉渣。炉渣的及时稳定消纳成为保证生活垃圾焚烧发电项目顺利运行的关键。目前,国内对炉渣的处理主要采取湿法方式,在水的冲击作用下,实现铁、铜、锌等有价金属的回收,分选后的炉渣制备再生砌块。但湿法处理存在铝流失、水耗高、占地面积大、污泥污水产量大、再生砌块易开裂等问题,所以探索新型炉渣处理工艺技术迫在眉睫。     

城市生活垃圾焚烧飞灰中钾盐浸出研究

通过物理化学表征手段和多因素水浸试验对城市生活垃圾焚烧飞灰的性质和飞灰中钾盐浸出规律进行研究.结果表明,飞灰的主要成分为CaO、KCl和NaCl,平均粒径为12.599μm,水洗后的飞灰颗粒粒径会变大,而比表面积变小.粒径范围0.037~0.075 mm飞灰中的金属元素含量对飞灰金属总量贡献率全部在60%左右.浸出过程中,在pH=12的条件下,搅拌强度为400 r·min~(-1),浸出温度为90℃,采用液固质量比为5∶1能使氯化钾的浸出率达到90%以上.浸出液中含有大量的可溶性氯化钾表明飞灰中的钾盐可以通过水洗、过滤、纯化、分布结晶的方式收,氯化钾晶体纯度可达到90%.     

垃圾焚烧飞灰冶金性能研究

垃圾焚烧飞灰是危险废物因而必须进行处理.用冶金高温熔融分离来处理飞灰是一个新的无害化处理方法.在了解飞灰特性的基础上,研究了飞灰的冶金性能.对飞灰进行冷固结造球,并分析了球团的强度和浸出毒性;测试了球团的粘度和熔化性温度;进行了飞灰球团高温熔融分离实验,分析了熔渣中的重金属和浸出毒性.实验结果表明,飞灰的矿物组成主要是CaO、SiO2等氧化物;选择7%消石灰,添加1%糖浆进行飞灰冷固结,并养护18d,单个球团平均抗压强度可达到1005 N,球团的浸出毒性没有超标.飞灰的熔化性温度范围为1250～1290℃,此时的熔渣粘度较低;飞灰高温熔融分离的适宜工艺参数为:熔融温度1400℃,熔融时问10min,球团碱度1.8,金属熔池与飞灰球团配比为5:4,金属熔融分离效果很好;飞灰经过1300℃以上的高温熔融,熔渣远远低于浸出毒性标准.     

异羟肟酸处理垃圾焚烧飞灰的稳定性研究

在研究垃圾焚烧飞灰的成分和对飞灰进行毒性浸出实验的基础上,采用二异羟肟酸新配体(LH2)作为重金属离子螯合剂,对焚烧飞灰进行稳定化处理.研究结果表明,垃圾飞灰主要是Si、Ca、Al、Fe、S、K、Na和Mg等的氧化物,飞灰具有一定的毒性;LH2可用作飞灰中重金属离子的处理剂,当其投加量为2.5%(质量分数),重金属离子的浸出值能达到在卫生填埋场和城市生活垃圾进行共处理的要求,并表现出较好的抗酸冲击性能.     

钻井废泥浆固相物无害化处理试验研究

在国内现有的几种钻井泥浆固相物无害化处理方法基础上,本文提出了先破胶分离处理后,再分别对分离后的固相物进行焚烧、制作烧结砖和免烧砖的工艺并进行试验研究。通过对试验结果进行系统分析,指出了对泥浆固相物进行焚烧在设备选择、安置和尾气处理上存在难度,制作废泥浆烧结砖在能耗上的缺陷,确定了利用废泥浆回相物制作免烧砖的配方及处理工艺,并经测定,其机械强度符合蒸压加气混凝土砌块的抗压强度（GB11945—1989）,其浸毒液也能达到国家污水综合排放标准（GB8978—1996）一级标准。较好地满足了废弃泥浆的无害化处理,实现环境可持续发展的要求。     

烟台市医疗废物处置现状与发展研究

通过对烟台市医疗废物处置的现状综述,分析当前医药垃圾处置技术的优缺点,力求使烟台市医药垃圾的处置少走弯路,找到一种适合烟台医药垃圾处置的捷径。     

传统酸浸和微波酸浸处理飞灰重金属的效果及重金属的形态变化特征

采用HCl作为浸出剂,在不同的浸出条件下对垃圾焚烧飞灰中重金属进行浸出试验,并采用连续提取程序对酸浸稳定化处理前后的Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn进行形态分析,研究了传统酸浸和微波酸浸对7种重金属的浸出效率及处理前后的形态变化特征.结果表明,酸浸处理能够有效地从飞灰中提取重金属,浸出效率依次为Zn≈Pb＞Cd＞Mn＞Cu＞Cr＞Ni.微波效应可以明显提高大部分重金属的浸出效率,在液固比(L/S)=25 mL/g、时间7 min和1 mol·L-1HCl条件下Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的浸出率分别为80.17%、15.05%、58.25%、62.42%、8.88%、89.25%和93.03%.对飞灰酸浸残渣进行的连续提取实验表明,传统和微波酸浸处理后飞灰中重金属的可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态明显减少,重金属以残留态存在为主,飞灰稳定性显著提高.     

Approach of technical decision-making by element flow analysis and Monte-Carlo simulation of municipal solid waste stream

This paper deals with the procedure and methodology which can be used to select the optimal treatment and disposal technology of municipal solid waste （MSW）, and to provide practical and effective technical support to policy-making, on the basis of study on solid waste management status and development trend in China and abroad. Focusing on various treatment and disposal technologies and processes of MSW, this study established a Monte-Carlo mathematical model of cost minimization for MSW handling subjected to environmental constraints. A new method of element stream （such as C, H, O, N, S） analysis in combination with economic stream analysis of MSW was developed. By following the streams of different treatment processes consisting of various techniques from generation, separation, transfer, transport, treatment, recycling and disposal of the wastes, the element constitution as well as its economic distribution in terms of possibility functions was identified. Every technique step was evaluated economically. The Mont-Carlo method was then conducted for model calibration. Sensitivity analysis was also carried out to identify the most sensitive factors. Model calibration indicated that landfill with power generation of landfill gas was economically the optimal technology at the present stage under the condition of more than 58% of C, H, O, N, S going to landfill. Whether or not to generate electricity was the most sensitive factor. If landfilling cost increases, MSW separation treatment was recommended by screening first followed with incinerating partially and composting partially with residue landfilling. The possibility of incineration model selection as the optimal technology was affected by the city scale. For big cities and metropolitans with large MSW generation, possibility for constructing large-scale incineration facilities increases, whereas, for middle and small cities, the effectiveness of incinerating waste decreases.