新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用

1、新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用目錄一 立項(xiàng)依據(jù)01.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢01.2 項(xiàng)目開發(fā)的目的意義01.3 本項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場前景2二 開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)32.1 項(xiàng)目主要目標(biāo)、內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)32.2 技術(shù)創(chuàng)新42.3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)5三 開發(fā)試驗(yàn)方法及技術(shù)路線6四 計(jì)劃進(jìn)度7五 經(jīng)費(fèi)預(yù)算8六 主要儀器設(shè)備清單9新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用一 立項(xiàng)依據(jù)1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究背景垃圾焚燒處理是近年來在國內(nèi)大力發(fā)展的垃圾處理方式。垃圾焚燒飛灰含有二惡英及重金屬等有害物，根據(jù)生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB18485-2014）規(guī)定：“生活垃圾焚燒飛灰應(yīng)按危險(xiǎn)廢

2、物管理”。因此，飛灰必須單獨(dú)收集，不得與生活垃圾、焚燒殘?jiān)然旌?，也不得與其他危險(xiǎn)廢物混合。垃圾焚燒飛灰處理系統(tǒng)設(shè)備市新建垃圾焚燒處理項(xiàng)目重要的組成設(shè)施。清華大學(xué)教授聶永豐認(rèn)為“基于中國城市垃圾焚燒飛灰的性質(zhì)和處理特性，焚燒飛灰的處理與利用技術(shù)必須從資源化利用和環(huán)境影響兩方面加以考慮，既要考慮焚燒飛灰資源化利用的可行性，在經(jīng)濟(jì)成本與環(huán)境保護(hù)中找到最佳平衡點(diǎn)，又要使焚燒飛灰處理產(chǎn)物的環(huán)境特性達(dá)到所限定的標(biāo)準(zhǔn)”。依據(jù)項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我國的飛灰含重金屬、二噁英等有害物質(zhì)較多，加之工藝要求高、政策支持途徑少，飛灰鮮有資源化利用，飛灰的環(huán)保處理費(fèi)用一般高達(dá) 1000元/噸。高額的飛灰的環(huán)保處理支出，無論是

3、項(xiàng)目公司還是政府機(jī)構(gòu)，都是難以承擔(dān)的。為了克服飛灰處理難題，綜合提升垃圾處理經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益，同時(shí)有力的保障并加強(qiáng)飛灰處理環(huán)保性、安全性，大力促進(jìn)環(huán)保事業(yè)發(fā)展，國內(nèi)外行業(yè)相關(guān)政府機(jī)構(gòu)、院校、公司等組織都在不斷開展飛灰處理工藝研發(fā)與設(shè)備制造。研究現(xiàn)狀經(jīng)過近幾十年的研究，目前常用的飛灰固化處理技術(shù)有熔融固化技術(shù)、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)、濕式化學(xué)處理技術(shù)、水泥- 穩(wěn)定劑固化技術(shù)等。一、熔融固化技術(shù)熔融固化技術(shù)也就是飛灰燒結(jié)法和高溫熔融法。（1）燒結(jié)法飛灰燒結(jié)法是將飛灰與燒結(jié)介質(zhì)進(jìn)行混合燒結(jié)，如玻璃屑、玻璃粉，在10001100高溫下熔融，改變飛灰的物理和化學(xué)狀態(tài)改變后，降溫使其固化，形成玻璃固化體，借

4、助玻璃體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、致密性、安全性，確保固體化的永久穩(wěn)定。（2）高溫熔融法專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用高溫熔融法是在特定的加熱爐內(nèi)，使飛灰加熱至 1400，徹底焚毀有毒有害有機(jī)物，并使飛灰所含重金屬與自身含有的 SiOx成分進(jìn)行熔融混合，從而完全改變的飛灰原有性狀，不再具有危險(xiǎn)性質(zhì)。高溫熔融法除了具備燒結(jié)法處理飛灰的優(yōu)點(diǎn)之外，熔融固化的最大優(yōu)點(diǎn)是可以得到高質(zhì)量的建筑材料。然而，熔融固化需要將大量物料加溫到熔點(diǎn)以上，無論采用電或其它加熱，需要的能源和費(fèi)用都相當(dāng)高。二、化學(xué)藥劑（螯合）穩(wěn)定化技術(shù)化學(xué)藥劑穩(wěn)定技術(shù)主要是利用具有螯合功能，能從含有離子的物質(zhì)中有選

5、擇地捕集、分離特定金屬離子的化合物。當(dāng)一種金屬離子與一電子供體結(jié)合時(shí)，生成物稱為絡(luò)合物或配位化合物。如果與金屬相結(jié)合的物質(zhì)含有兩個(gè)或更多的供電子基團(tuán)，以致于形成具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物時(shí)，則生成物不論是中性的分子或是帶有電荷的離子均稱為螯合物或內(nèi)絡(luò)合物，這種類型的成環(huán)作用稱為螯合作用，而電子給予體則成為穩(wěn)定劑。三、濕式化學(xué)處理技術(shù)濕式化學(xué)處理技術(shù)有加酸萃取、堿萃取、生物浸出萃取和煙氣中和碳酸化法等。該方法是依據(jù)不同物質(zhì)在酸性條件下溶解度較高的特性，將飛灰中的有害物質(zhì)提取出來，例如硫磺酸、鹽酸、乙酸等酸洗飛灰，并且可回收部分重金屬，如鋅、鉛等。該工藝運(yùn)行成本較低，不足之處是操作時(shí)間長、處理能力小、工

6、藝要求高，一般在項(xiàng)目廠區(qū)很少使用。四、水泥 - 穩(wěn)定劑固化技術(shù)水泥固化和化學(xué)藥劑穩(wěn)定技術(shù)結(jié)合的飛灰處理方式是目前國內(nèi)垃圾焚燒處理項(xiàng)目常采用的技術(shù)， 并形成了水泥 - 穩(wěn)定劑固化技術(shù)。 該技術(shù)是在飛灰中同時(shí)添加水泥材料和化學(xué)藥劑，使飛灰中的重金屬離子被捕捉、螯合，最終固定在與水泥凝固成型的固化物中。該固化物通過檢測滿足一定的要求，可以通過填埋進(jìn)行最終處置。1.2 項(xiàng)目開發(fā)的目的意義依據(jù)工藝原理，熔融固化技術(shù)是垃圾焚燒飛灰最佳的處理技術(shù)。然而，該工藝操作溫度較高、裝置復(fù)雜、費(fèi)用較高、控制困難，并存在熔融過程中重金屬氯化物揮發(fā)的問題，所以，只在日本和歐洲有少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家應(yīng)用。相較于熔融固化技術(shù)，

7、化學(xué)藥劑（螯合）穩(wěn)定化技術(shù)具有一定的設(shè)備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，單單獨(dú)采用化學(xué)藥劑，飛灰專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用固化物的成形存在一定困難，對藥劑的配制和混煉設(shè)備的要求都較高，也不太適于我國垃圾項(xiàng)目建設(shè)使用。濕式化學(xué)處理技術(shù)目前尚且處理工藝研究階段，需進(jìn)一步進(jìn)行工藝實(shí)踐。水泥 - 穩(wěn)定劑固化技術(shù)是目前國內(nèi)垃圾焚燒處理項(xiàng)目常采用的技術(shù)，在工藝技術(shù)方面，國內(nèi)外也已經(jīng)累積了大量的經(jīng)驗(yàn)，飛灰的處理費(fèi)用呈良好的降低趨勢。本項(xiàng)目研究新型垃圾焚燒飛灰處理系統(tǒng)，目的是提升水泥 - 穩(wěn)定劑固化技術(shù)水平， 提高該工藝處理自動(dòng)化水平，減少占地面積，節(jié)約資源，形成一體化研發(fā)制，并在國內(nèi)外垃圾

8、焚燒處理項(xiàng)目飛灰處理領(lǐng)域進(jìn)行推廣。1.3 本項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場前景本項(xiàng)目針對垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研究與工程應(yīng)用現(xiàn)狀，本著開源節(jié)流的原則，自行研究開發(fā)適于國內(nèi)生活垃圾焚燒處理項(xiàng)目建設(shè)的新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)。（1）使用該裝置能有效的對垃圾焚燒飛灰進(jìn)行固化處理，達(dá)到飛灰處理穩(wěn)定化、固定化基本目標(biāo)，并符合最終安全處置要求。（2）本裝置運(yùn)用工藝技術(shù)簡單有效、設(shè)計(jì)簡單、自動(dòng)化程度高，能高效運(yùn)行。此外，該裝置的研發(fā)能降低垃圾焚燒處理項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營的設(shè)備投入、空間占地面積投入、藥劑投入，具備經(jīng)濟(jì)效益顯著，研發(fā)成功后能在國內(nèi)外垃圾焚燒處理項(xiàng)目飛灰處理領(lǐng)域進(jìn)行推廣，市場前景廣闊。專業(yè)文檔供參考，如有幫助

9、請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用二 開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)2.1 項(xiàng)目主要目標(biāo)、內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目目標(biāo)本裝置核心技術(shù)采用“水泥 - 穩(wěn)定劑固化技術(shù)”，通過本次研發(fā)，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰處理的穩(wěn)定化、固定化處理效果的同時(shí)，具有一定的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。本項(xiàng)目研究目標(biāo)有：（1）在現(xiàn)有理論與技術(shù)基礎(chǔ)上提高整個(gè)處理裝置的穩(wěn)定化、固定化處理效果、 運(yùn)行穩(wěn)定性、降低投資、降低處理成本、優(yōu)化工藝，研發(fā)適于國內(nèi)生活垃圾焚燒飛灰固化的設(shè)備。（2）設(shè)計(jì)研發(fā)并優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、流程設(shè)計(jì)、并通過工程實(shí)踐調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，提高飛灰固化處理的自動(dòng)化水平。研發(fā)內(nèi)容（1）工藝原理研究：依據(jù)現(xiàn)有“水泥- 穩(wěn)定劑固化技

10、術(shù)”運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，針對國內(nèi)垃圾焚燒項(xiàng)目的建設(shè)及飛灰的性狀特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)化改良。（2）裝置設(shè)計(jì)研究： 按優(yōu)化的工藝流程進(jìn)行裝置的一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)裝置的配置的集約高效，減少設(shè)備投資的同時(shí)，縮短飛灰固化處理時(shí)間與設(shè)備運(yùn)行能耗、物耗。（3）自動(dòng)化設(shè)計(jì)研究： 實(shí)現(xiàn)飛灰固化裝置的一體化設(shè)計(jì)同時(shí)，進(jìn)行該裝置的自動(dòng)化設(shè)計(jì)研究，進(jìn)一步減少人力操作成本。關(guān)鍵技術(shù)新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)廣泛借鑒目前國內(nèi)外研發(fā)現(xiàn)狀與工藝特點(diǎn)，選用目前研究應(yīng)用最為廣泛的“水泥- 穩(wěn)定劑固化技術(shù)”，針對垃圾焚燒項(xiàng)目的應(yīng)用進(jìn)行研發(fā)。本產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)有：（1）一體化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：以往的飛灰水泥- 穩(wěn)定劑固化技術(shù)構(gòu)成設(shè)備多、占地面積大、處理流程廠，加大了

11、飛灰的單位處理成本也浪費(fèi)了寶貴的空間資源。本飛灰固化系統(tǒng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，可以精簡設(shè)備、減少占用空間、處理流程也大大縮短。因此，這是該裝置整體技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵之一。（2）定量設(shè)計(jì)：本飛灰固化系統(tǒng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的同時(shí)，藥劑投加、反應(yīng)時(shí)間、成品出料均采用定量設(shè)計(jì)。這不僅避免了資源的浪費(fèi)，也能使得飛灰處理效果更專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用加有保障。因此，這是該裝置整體技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵之一。（3）自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)：本飛灰固化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)，采用PLC 系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)控制并與垃圾項(xiàng)目廠區(qū)核心控制系統(tǒng)相連，可以實(shí)時(shí)對飛灰固化進(jìn)行調(diào)控，有利于提高現(xiàn)場作業(yè)效率， 也能實(shí)現(xiàn)對

12、飛灰處理的監(jiān)控， 這是該裝置整體技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵之一。（4）針對性設(shè)計(jì)：針對國內(nèi)生活垃圾飛灰的特點(diǎn)，對本系統(tǒng)部分結(jié)構(gòu)、參數(shù)進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，利于發(fā)揮本系統(tǒng)的處理效率，這也是該裝置整體技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵之一。2.2 技術(shù)創(chuàng)新本新型垃圾焚燒飛灰固化體統(tǒng)，主要由括除塵器、粉狀水泥儲料倉、第一定量螺旋輸送機(jī)、第二定量螺旋輸送機(jī)、攪拌桶、漿液泵、壓濾機(jī)和進(jìn)水裝置組成。定量螺旋輸送機(jī)為現(xiàn)有技術(shù)， 是集機(jī)械傳動(dòng)和稱重為一體的裝置， 采用水泥和水來固化飛灰，可使飛灰較好地凝固在一起，且能減少揚(yáng)塵。系統(tǒng)的第一定量螺旋輸送機(jī)的進(jìn)料口與除塵器的出灰口相連，出料口與攪拌桶相連；第二定量螺旋輸送機(jī)的進(jìn)料口與粉狀水泥儲料倉相連，出料

13、口也與攪拌桶相連。系統(tǒng)的進(jìn)水裝置也與攪拌桶相連用于定量地向攪拌桶輸送水，用于定量地向攪拌桶輸送水。系統(tǒng)的攪拌桶與漿液泵的入口相連，漿液泵的出口與壓濾機(jī)的進(jìn)料口相連。壓濾機(jī)設(shè)有排渣機(jī)構(gòu)和濾液排出口，壓濾機(jī)主要于固液分離，分離出的固化物可通過排渣機(jī)構(gòu)排出，分離出的液體可通過濾液排出口排出。系統(tǒng)攪拌桶內(nèi)的攪拌器主要用于將飛灰、水泥和水?dāng)嚢杈鶆?。本裝置具有以下特點(diǎn)：（1）新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)采用第一定量螺旋輸送機(jī)定量輸送飛灰， 采用第二定量螺旋輸送機(jī)定量輸送水泥，無需設(shè)置專門的稱重系統(tǒng)，簡化了結(jié)構(gòu)、節(jié)約了成本，并且采用壓濾機(jī)將混合物進(jìn)行固液分離，不僅使壓濾機(jī)分離出的固化物成形效果好，而且在各組分的

14、配比出現(xiàn)輕微的偏差時(shí)，也不會對成形效果產(chǎn)生太大的影響。（2）本系統(tǒng)進(jìn)水裝置的結(jié)構(gòu)簡單、 操作方便，只要通過控制濾液泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速即可定量控制水量。本系統(tǒng)還對壓濾機(jī)分離出的濾液進(jìn)行循環(huán)利用，避免了濾液對環(huán)境的污染。（3）本系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，可集中布置于除塵器下方。（4）本系統(tǒng)采用自動(dòng)化控制， 同時(shí)與項(xiàng)目廠區(qū)核心控制系統(tǒng)相連， 可以進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整與監(jiān)控。專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用2.3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號指標(biāo)名稱指標(biāo)一、技術(shù)指標(biāo)1核心工藝水泥 - 穩(wěn)定劑固化技術(shù)2控制方式PLC3處理能力520t/d4處理達(dá)標(biāo)率>99.99%經(jīng)

15、濟(jì)指標(biāo)1配備功率15kw2使用壽命10year3維護(hù)周期（ month）64正常運(yùn)行率>95%5試劑有效利用效率>98%專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用三 開發(fā)試驗(yàn)方法及技術(shù)路線本項(xiàng)目工藝流程如圖所示。首先進(jìn)行飛灰固化系統(tǒng)的技術(shù)研究與理論模型建立：對生活垃圾焚燒處理產(chǎn)生的飛灰特點(diǎn)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有處理技術(shù)特點(diǎn)，確定本處理裝置技術(shù)，并確定各技術(shù)參數(shù)。其次，搭建處理裝置并進(jìn)行中試試驗(yàn)：中試試驗(yàn)的研究內(nèi)容有飛灰進(jìn)料控制、藥劑進(jìn)料控制、固化穩(wěn)定化反應(yīng)傳質(zhì)研究、壓濾成型等。最后，在中試試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)與完善：在實(shí)際操作中確定裝置設(shè)計(jì)可行，

16、各參數(shù)設(shè)計(jì)符合要求，并最終建立自動(dòng)化控制。氣現(xiàn)處各技術(shù)研體有理參究與理特技技數(shù)論模型點(diǎn)術(shù)術(shù)確建立分研選定析究擇氣漿氣漿中試裝體液液液置搭建進(jìn)噴傳部與中試氣射質(zhì)件試驗(yàn)布布研研置置究制參技數(shù)理論實(shí)際應(yīng)術(shù)驗(yàn)反應(yīng)用完善完證模型善確建立定技術(shù)路線圖專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用四 計(jì)劃進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)度表起始時(shí)間結(jié)束時(shí)間持續(xù)時(shí)間進(jìn)度目標(biāo)要求2016.102016.1290 天項(xiàng)目相關(guān)資料和信息的收集。2017.12017.6180 天選擇技術(shù)方案、選購相關(guān)設(shè)備及器材、飛灰固化系統(tǒng)制作。對飛灰固化系統(tǒng)進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)，初步2017.72017.12180 天確定最佳設(shè)計(jì)參數(shù)并完成相關(guān)試驗(yàn)報(bào)告。2018.12018.0260 天在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)和安裝布置，并建立自動(dòng)化控制系統(tǒng)。2018.32018.6120 天項(xiàng)目實(shí)踐，驗(yàn)證并確定各設(shè)計(jì)參數(shù)。2018.72018.10120 天市場推廣，并拓展本裝置應(yīng)用領(lǐng)域。專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。新型垃圾焚燒飛灰固化系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用五 經(jīng)費(fèi)預(yù)算項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支出預(yù)算表經(jīng)費(fèi)支出預(yù)算內(nèi)容預(yù)算數(shù)2016 年2017 年2018 年新產(chǎn)品設(shè)計(jì)費(fèi) /萬元工藝規(guī)程制定費(fèi) /萬元設(shè)備調(diào)試費(fèi) /萬元用于研究開發(fā)的原材料、半成品試制費(fèi)/