200吨飞灰稳定化预处理技术方案2.doc
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1、垃圾焚烧发电项目飞灰稳定化预处理飞灰稳定化预处理技术方案一、设计要求中科汾阳飞灰稳定化处理的规模为:100吨/天. 飞灰稳定化处理方案拟选用“螯合剂+水泥+水”的方式,飞灰稳定固化后(达到国家新标准GB16889-2008),用车运输到生活垃圾填埋场填埋。二、垃圾焚烧飞灰稳定化处理技术概况1、螯合物稳定化螯合剂是一类具有螯合功能,能从含有金属离子的溶液中有选择捕集、分离特定金属离子的化合物。当一种金属离子与一电子供体结合时,生成物称为络合物或配位化合物。如果与金属相结合的物质(分子或离子)含有两个或更多的供电子基团,以致于形成具有环状结构的络合物时,则生成物不论是中性的分子或是带有电荷的离子均
2、称为螯合物或内络合物,这种类型的成环作用称为螯合作用,而电子给予体则成为螯合剂。在一个螯合物内,金属离子与各给电子之间,由于键与键的极性大小不同,分为“基本上离子型”与“基本上共价型”两种,这主要取决于金属与给电子原子的类型。由于共价键强度比离子键强,所以当中心金属离子与配位体键共价性强时,形成的螯合物比较稳定。螯合剂中作为配位原子的有第五族第七族三族中的元素,又主要以O、N、S等元素为主。在以焚烧为处理生活垃圾主要手段的日本,螯合剂是处理飞灰的常用药剂。2、飞灰稳定化螯合剂种类见下表类型官能团特点二醋酸型CH2NCH2COOHCH2COOH因为本身呈酸性,作用于碱性的飞灰(pH12)效果不佳
3、。磷酸盐型CH2POHOOH对重金属螯合效果初期不佳,但经过长时间(几个月)养护后效果明显。硫氢基型SH易与重金属结合,但单键结合容易断键,导致重金属溶出,而且与飞灰反应过程中产生硫化氢气体。二硫胺基型SSNHC在高碱性(pH12)环境中仍具有强螯合能力。是目前日本最广泛使用的螯合剂类型。三、工艺选择本工程采用(螯合剂+水泥+水)固化/稳定化处理飞灰工艺。采用的螯合剂是一种有机化合物,外观呈白色结水加水溶解稀释后使用。无论是在实际工程应用中还是实验室测试,都表明螯合剂是一种高效、稳定的飞灰稳定化药剂。国内外公开文献表明,焚烧飞灰浸出浓度超标的主要是Pb,其它还有Hg和Cd。使用本螯合剂处理飞灰
4、,采用TCLP法溶出Pb的实验数据见下表。表 飞灰螯合实验结果项目试验1试验2试验3试验4焚烧飞灰(g)100 100100100螯合剂(g)0012水泥(g)020200水(g)30302928铅(mg/l)14.41.40.05以下0.05以下上述实验表明,飞灰中加入水泥可以降低重金属浸出浓度,从而少用螯合剂,但当螯合剂加量为飞灰量的2%以上时,添加水泥对浸出浓度影响不大。添加水泥后,飞灰固化物的抗压强度增加,单轴抗压强度能达到10kg/cm2以上。固化物进入填埋场后,高抗压强度有利于压实作业时保持其块状形态,减弱酸性液体的侵蚀。对于不同的焚烧飞灰,螯合剂和水泥的最佳配比是有差别的,需要在
5、实际工程中通过试验得出。四、主要工艺流程及说明 飞灰由飞灰储仓经过定量给料机(调速器控制)定量输送给双轴搅拌混合机,与此同时,水泥贮仓中的水泥也通过定量给料机(调速器控制)定量输送给双轴搅拌混合机。按一定比例的飞灰和水泥在双轴搅拌混合机内混合,同时螯合剂稀释液经过输送泵计量向双轴搅拌混合机供给螯合剂。飞灰、螯合剂、水泥在双轴搅拌混合机内混合,飞灰中的重金属类与螯合剂反应,生成螯和物从而被稳定化。搅拌机出来的被稳定化后的飞灰,送到飞灰坑。五、预计处理后达到的标准生活垃圾焚烧飞灰经过预处理后能够满足生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008),如下:(1)含水率小于30%;(2)二噁英含
6、量低于3 g TEQ/Kg;(3)按照HJ/T 300 制备的浸出液中危害成分浓度低于下表规定的限值。浸出液污染物浓度限值序号污染物项目浓度限值(mg/L)1汞0.052铜403锌1004铅0.255镉0.156铍0.027钡258镍0.59砷0.310总铬4.511六价铬1.512硒0.1六、工程方案设计1、出灰系统灰库输出口设置一个排灰口,分别设置一台手动插板门,一台电动插板门。飞灰通过一台给料机(调速器控制)定量地输送给双轴搅拌混合机。2、水泥贮存及输出系统水泥设置储存罐一座,容积为30m3,罐体采用圆筒形设计,采用Q235-A钢板材焊接而成,罐体圆锥部分角度设计应合理,水泥安息角按50
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