飞灰热解最新工业运行数据分析及技术研究

        垃圾飞灰的资源化利用是“无废城市”建设重要的内容之一，行业内经过十多年的发展，形成了不同的处置路线，热解法具备项目投资低，运营成本低的，产品质量稳定的三个优势。在2023年以来上马的飞灰处置装置中多数厂家选择了飞灰热解路线。

2024年2月初，浙江某生活垃圾焚烧项目（2230吨/天）的飞灰热解装置投入运营。

        嵌入式飞灰热解装置的方法为将飞灰热解装置连接到垃圾电厂的袋式过滤器后面。这有个非常大的优势是可以利用飞灰的热量最大限度的减少飞灰热解工段的能耗，同时高于100°C的飞灰因为含水量极低，流动性良好，也是保证飞灰输送设备长周期稳定运行的前提条件。

这个投用的商业项目性能参数如下：

飞灰处理能力：1.5吨~2吨/小时，年处理量1.5万吨到2万吨。这保证值根据不同客户飞灰的特性会有所调整。

飞灰进料：二噁英 大于50ng。

热解后飞灰出料：二噁英小于5ng

二噁英去除率：大于90%

能耗：处置每吨飞灰的热能消耗小于100KWH，本项目用电磁加热.    其他辅助能耗小于50KWH. 综合能耗小于150KWH/吨飞灰。

公用工程及辅料消耗：本项目90%消耗为电能，无其他辅料要求，无药剂添加。

人工：该装置采用全自动DCS操作，仅需要一块屏幕。日常操作可以和其他岗位共享，按照0.5个人工DCS操作，0.5个人工巡检即可。

投资：成套设备投资大约500万，年处理能力1.5万吨。

占用空间：长 20米（含出料螺旋，主机长度约15米），宽5米，高6米。

热解装置和飞灰水洗及资源化利用的系统优化

飞灰热解系统图

水洗水结晶蒸发物质平衡图

        飞灰处置降低成本需要做一个完整的系统优化。飞灰装置的稳定运行需要对物料成分，工艺条件做好优化的前提下选择合适的设备。未来值得改进的研究包括：

        1,飞灰呈现高碱性，在水处理时需要加酸调整PH值。根据我们的环保技术基本准则是尽可能减少系统中的物质添加，而不是独立去看垃圾焚烧厂烟气处理的成本和指标。那么是否可以从垃圾焚烧厂的脱硫工艺开始进行系统平衡，比如减少过量添加碱性物质脱硫，做到按照物质反应需要的摩尔比添加脱硫物质，通过充分混合接触来完成脱硫。
        2,前端烟气脱硫使用Ca离职还是Na离子的碱性物质？因为Ca离子对于飞灰水洗水的结晶蒸发过程形成严重结垢，需要添加大量的NaOH，碳酸钠进行除硬。与其这样，还不如在垃圾焚烧烟气处理的阶段分级使用钙，钠。或者采用更为先进的技术在高温烟气时就把硫化物和其他颗粒物进行分离。
        3,水洗水中二氧化碳含量的影响。
        4,水洗水温度的影响。虽然对于NACL来说溶解度随温度变化不大，但其他的盐类变化大，我们倾向于用高一点的温度来洗灰。
        5,水洗飞灰效率的关键因素：最关键的因素是在搅拌罐中飞灰和水进行充分接触，这个混合器的设计还有很大的优化空间。尽量减少水洗水的量，就是同比例降级了结晶蒸发的能耗，理论上50°水盐的饱和浓度接近38%，对于含盐量30%左右的飞灰来说，有可能做到一吨灰仅消耗1吨水。
        6,膜技术在飞灰烟气处理和水洗水中的应用。用0.1微米的无机膜在高温情况下对烟气做有效的分离，对整个高温状态下物质的分离非常有利的，一旦固体颗粒物被分离，那么后面烟气的脱硫脱硝的数量将呈现几何级数的降低。在水洗水处理阶段，无论走排海路线需要去除氨氮，还是走结晶蒸发分盐，0.1微米的膜过滤对于提取效率和降低项目运行成本都是至关重要。

飞灰资源化的问题：

        当我们对比飞灰玻璃体和飞灰烧结以及飞灰热解的产物时，我们发现，飞灰热解的产物颗粒均匀度更高，密度更小，在做资源化利用时的方向为：
        1,非承重的轻质砂浆混合料--为水泥提供更好的流动性，提供更轻质的密度来增加保温特性。
        2,夹心材料，把满足一般固废标准的飞灰做到绝热材料的内部，提供轻质，阻火的性能。
        3,重金属污染问题。水洗后离子态的金属进入了水体，那么飞灰中剩下的绝大多数是性质稳定的金属氧化物，我们需要研究些技术手段仅把剧毒的金属元素提取出来。（如果有的话）
        飞灰的资源化利用需要其他行业的专业公司来完成，环保公司以无害化为界面，避免重复低效率的研发行为。

2024，是需要做个选择了。