利用水泥窑资源化处理焚烧飞灰技术.doc

利用水泥窑资源化处理焚烧飞灰技术的发展2009-04-11 23:45 环卫科技网1 水泥窑处理焚烧飞灰技术的优势和可行性 水泥窑协同处理危险废物具有独特优势：烧成区煅烧温度高，物料的煅烧温度为1450，窑内气体最高温度达2 000， 远远高于焚烧炉的850和1200，二恶英可被彻底破坏；物料停留时间长，气体在超过1000的区域停留时间长达8s，而在焚烧炉中则只有2s；水泥窑中的碱性气氛有利于挥发分在气体阶段进行吸附，对hf、hc1、so：有很强的中和作用；1 450时的熟料反应温度可把重金属以化学方式固化到熟料中，而且由于硬化水泥石的致密性，经适当处理，可以有效阻止飞灰中有害物质的溶出；废气的冷却速度快，避免了二恶英与呋喃的重新合成。 而且，焚烧飞灰颗粒微细，比表面积大，除少量有害物质和氯、硫、碱含量过高外，主要成分不仅与水泥熟料相近，而且与水泥工业普遍利用的粉煤灰、矿渣等废物差别不大，可以作为原料的一部分得到充分利用，彻底实现资源化而避免进入填埋场。国际公约巴塞尔公约、斯德哥尔摩公约(中国均是公约国之一)的条文中明确规定：“水泥生产过程中危险物(含废物)的协同处理(系指通过废物代替一次燃料或原料)方法已被认为是对环境无害的处理方法”。 大量研究表明，焚烧飞灰中的重金属浸出和高温挥发可以通过物理化学处理和矿物相的包容设计来进行常温和高温下的晶格和化学稳定，实现重金属的稳定安全处理。用水泥窑煅烧不但可以有效固化重金属，彻底破除二恶英，从而避免纯粹采用煅烧或熔融工艺的高能源消耗，降低焚烧飞灰处理费用，同时替代日益短缺的水泥工业原材料。目前我国的水泥产量已超过10亿t，如果以每吨水泥吸纳和处理005t(即5)飞灰计算，则水泥工业每年可以处理500万t焚烧飞灰。当然不是所有的水泥厂都可以利用或有条件处理焚烧飞灰，但只要有10的水泥厂有条件或可以利用，在目前就可以彻底消除垃圾焚烧飞灰，实现垃圾焚烧飞灰的资源化和无害化安全处置。水泥生产协同处理焚烧飞灰可以因地制宜，就地处理利用，避免长途运输的高额运输费用以及可能引起的二次污染，因此这种技术在我国具有较大优势，是将来我国焚烧飞灰处理技术的重要发展方向之一。 2 国内外相关技术的发展现状 国际上于20世纪70年代开始研究利用水泥窑处置工业废物，首次试验于1974年在加拿大lawrence水泥厂进行，随后美国的peerless、lonestar等十多家水泥厂先后进行了试验，通过试验证实水泥窑焚烧废溶剂、废油等可燃性废物不但节约了能源，且对环境、水泥的质量无影响。目前，美国大部分水泥厂使用液体的可燃性废料，而且他们正逐步趋向于使用污泥和固体废料。欧洲联合会自1994年开始利用回转窑焚烧危险废物，1996年，瑞士的hcb rekingen水泥厂成为世界上第一个具有利用、处置废物的环境管理系统的水泥厂。nordic公司在它的slite水泥厂采用了废橡胶、废塑料为二次燃料，以替代部分煤粉。1997年日本秩父小野田公司以城市垃圾焚烧飞灰和下水道污泥等为主要原料(原料中城市垃圾焚烧飞灰占2030)生产出了高强度水泥，并建成世界上第一座生态水泥厂，2001年日本太平洋水泥株式会社建成了世界上第一条利用垃圾焚烧飞灰生产普通硅酸盐水泥生产线 。台湾“中央大学”利用垃圾焚烧飞灰制成炉渣，这种炉渣经激发具有火山灰活性，再用炉灰和炉渣生产出生态水泥。还有一些发达国家将水泥厂和垃圾处理厂联合起来，既能生产水泥，又处理垃圾，回收能源的同时保护了环境，收到了很好的经济效益和社会效益。 我国在20世纪90年代初也已开展了利用水泥窑处理危险废物的研究。上海金山水泥厂已连续多年成功利用水泥窑焚烧危险废物；上海建材集团和同济大学合作已在其下属几个水泥厂成功地进行了利用污泥等废物煅烧水泥熟料的工业性试验；北京水泥厂利用水泥窑处理有毒有害废物也取得了一定成果；北京金隅集团红树林环保技术公司正在筹建利用垃圾焚烧飞灰生产水泥项目。 发达国家利用水泥窑焚烧废物已经积累了