故清楚了解金屬在焚燒中的行為是很必要的。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),飛灰中重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于底灰中的含量,因此以垃圾焚燒飛灰中重金屬的穩(wěn)定化處理為目標(biāo),分析了目前國(guó)內(nèi)外處理垃圾焚燒飛灰的方法和重金屬在各種影響因素下的行為,并進(jìn)行了比較,為飛灰的無害化和資源化處理提供參考。
重金屬的污染特性
重金屬的危害在于它不能被微生物分解且能在生物體內(nèi)富集形成其它毒性更強(qiáng)的化合物。在環(huán)境中重金屬經(jīng)歷地質(zhì)和生物雙重循環(huán)遷移轉(zhuǎn)化,最終通過大氣、飲水、食物等渠道為人體所攝取,對(duì)人體的健康產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng),如致癌、致畸等。對(duì)于汞,由于其蒸發(fā)壓力高,焚燒處理后,主要以氣態(tài)形式排放,進(jìn)入大氣后易被微生物轉(zhuǎn)化為甲基汞,這種形態(tài)的汞毒性更大,通過食物鏈進(jìn)入人體后,損壞中樞神經(jīng),造成兒童發(fā)育畸形等危害[1]。同樣鉛、鎘對(duì)人體的危害同樣持久和不可醫(yī)治。研究表明,即使在人體內(nèi)積累小劑量的重金屬也會(huì)造成神經(jīng)末梢、腎功能等的損害,而且重金屬的污染治理非常困難。早在20世紀(jì)50年代,重金屬的環(huán)境污染問題就引起世界的廣泛關(guān)注,特別在歐洲陸續(xù)發(fā)現(xiàn)由重金屬污染導(dǎo)致的嚴(yán)重后果,使重金屬污染與防治的研究日益升溫,成為環(huán)保領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。因此,只有對(duì)生活垃圾焚燒過程中重金屬行為特征作系統(tǒng)的分析了解,才能進(jìn)一步控制垃圾焚燒過程中重金屬的排放,減少對(duì)環(huán)境的污染。
垃圾焚燒發(fā)電是近年來在國(guó)內(nèi)新興的垃圾處理方式,目前主流的垃圾焚燒廠煙氣處理脫酸工藝是旋轉(zhuǎn)霧化器半干法工藝,通過旋轉(zhuǎn)霧化器噴入石灰漿進(jìn)行脫酸。此工藝脫酸效率高,但投資維護(hù)費(fèi)用也高,霧化器需經(jīng)常清洗更換。因此,近年來在國(guó)內(nèi)的垃圾焚燒廠出現(xiàn)了新型半干法工藝,其中較有代表性的有循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝(CFB)和固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝。
循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝
該工藝具有技術(shù)成熟、裝置簡(jiǎn)單及運(yùn)行可靠、副產(chǎn)品易于回收利用、無污水排放等特點(diǎn)。脫酸劑采用商品消石灰粉,用來脫除鍋爐煙氣中HCl、SOx等酸性氣體。同時(shí)吸附劑采用活性炭,用來脫除鍋爐煙氣中二惡英、重金屬等有害物質(zhì)。
CFB由吸收劑添加系統(tǒng)、吸收塔、再循環(huán)系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。煙氣從流化床下部進(jìn)入吸收塔,與消石灰顆粒充分混合,SO2、SO3、HCl和及其他有害氣體如HF與消石灰反應(yīng),生成CaSO3?1/2H2O、CaSO4?2H2O、CaCO3和CaCl2。
工藝水用噴嘴噴入吸收塔下部,以增加煙氣濕度降低煙溫,使反應(yīng)溫度盡可能接近水露點(diǎn)溫度,從而提高脫酸效率。反應(yīng)產(chǎn)物由煙氣從吸收塔上部攜帶出去,經(jīng)除塵器分離,分離下來的固體灰渣大部分經(jīng)空氣斜槽送回循環(huán)床吸收塔,少部分固體通過氣力輸送設(shè)備送至脫酸灰?guī)臁;以h(huán)量可以根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。在文丘里縮徑處所形成的高速煙氣流與循環(huán)灰和脫酸劑固體顆粒及液體霧滴迅速混合,在反應(yīng)器中形成氣-固-液三相流。吸收劑的再循環(huán)延長(zhǎng)了脫酸反應(yīng)時(shí)間,提高了脫酸劑的利用率。
經(jīng)除塵器凈化的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送至煙囪。從風(fēng)機(jī)出口煙道上引出1條回流煙道,接入反應(yīng)器入口前煙道,并設(shè)擋板門,目的是在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣流量以保證流化床穩(wěn)定。
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