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全国建材行业节能环保绿色低碳典型企业经验系列材料之七

北京金隅琉水环保科技有限公司典型经验

来源:中国建筑材料联合会(官网)  撰稿人:  发布时间:2020年05月07日 浏览:
摘要:

本技术实现了飞灰处置的无害化、减量化和资源化,符合我国危险废物无害化处置政策导向及发展循环经济的理念,技术整体达到国际领先水平,推广该技术必将对北京乃至全国的环境保护和可持续发展工作发挥重要作用。

全国建材行业节能环保绿色低碳典型企业经验系列材料之七

北京金隅琉水环保科技有限公司典型经验

  一、企业低碳发展典型经验和案例-窑尾烟气CO2捕捉及工程化应用技术

  1、技术原理

  应用变压吸附技术将水泥窑尾烟气中低浓度的CO2提浓至40%,用于飞灰水洗液水质调节,达到减排治污环保的多重效果。

  2、工艺路线

  120℃的回转窑烟气进入装置后,先经冷却器冷却至40℃后,再通过压缩加压到0.2MPa(G),进入气水分离器除去液态水。进入PSA1段,PSA1为粗提浓段。原料气自吸附塔底部进入正处于吸附状态的塔内,在吸附床层的依次选择吸附下,原料气中的CO2等易被吸附组分被吸附下来,未被吸附的混合气从塔顶流出,得到20%的CO2产品气。PSA2段为产品提浓段,来自PSA1段底部的中间气经真空泵吸出加压至0.2MPa后进入正处于吸附状态的塔内,20%左右的中间气中的CO2等易被吸附组分被吸附下来,未被吸附的混合气从塔顶流出,控制出塔气CO2纯度,得到40%的CO2产品气。

  将40%的CO2产品气通入到飞灰处置线水处理工段的缓存水池,水池内下部布满若干孔径向下的同心圆穿孔管,CO2气体经过穿孔管以微小气泡形式进入到飞灰水洗液中(大部分硬度已去除,此时硬度在1800mg/L左右),通过气液反应产生CO32-和H+,并分别与Ca2+和OH-反应,使得飞灰水洗液硬度得到去除和pH降低到中性,满足后续MVR水质要求。

  具体工艺示意图如下:

  3、取得的成果和进展

  通过CO2变压吸附技术工程化并成功应用于生产实践之中,年捕捉利用二氧化碳1000吨以上,截至目前已经成功减排二氧化碳3000多吨,同时节约碳酸钠和工业盐酸等化工试剂2000多吨。

  对窑尾二氧化碳进行提纯并用于飞灰处置水处理调节酸碱度,有效降低了水泥窑碳排放量,并将碳资源合理利用,为国内水泥行业开展碳捕集工作发挥了引领示范作用,社会效益显著。

  二、企业资源综合利用典型经验和案例-飞灰水洗脱氯预处理及水泥窑协同处置技术

  1、技术原理

  生活垃圾焚烧飞灰经多级水洗浸提、固液分离去除飞灰中的氯及碱金属等对水泥窑有害的元素后密闭输送至水泥窑的高温段进行危险特性的消除和水泥生产原料的替代,飞灰中的重金属会固溶或置换进入水泥熟料矿物中完成固化及稳定化过程,飞灰中的二噁英在1000℃左右的高温彻底分解,且不具备二次合成条件。最终实现垃圾焚烧飞灰的无害化、资源化和彻底减量化的大规模处置。

  水洗产生的废水经重金属捕集、化学沉淀除硬度、逐级过滤降浊度、pH值调节等多级预处理措施后通过多效蒸发、钾钠盐分离工艺实现盐水分离,飞灰水洗液中的钾、钠资源得到分类回收,洗灰废水实现再生,再生水全部回用于飞灰水洗工段,实现零排放。

  2、工艺路线

  该技术主要包括飞灰水洗烘干、飞灰水洗液处理回用、水泥窑协同处置等三大工艺单元。

  1)飞灰水洗烘干单元:密闭运输车送来的飞灰通过气力输送管道进入飞灰储仓,飞灰从储仓中经计量后输送到搅拌罐中与计量好的水混合洗涤,料浆经固液分离设备后形成湿泥和滤液。湿泥进入气流烘干机,烘干机采用篦冷机废气作为热源,在烘干机内,湿泥通过与热废气直接接触的方式进行烘干处理后进入飞灰成品料仓。滤液进入飞灰水洗液处理回用单元。

  2)飞灰水洗液处理回用单元:加入化学试剂将滤液中重金属离子和钙镁离子以沉淀的方式去除,形成的少量污泥进入烘干机经烘干处理后进入飞灰成品料仓。上清液经深度过滤处理后通过蒸发结晶成套工艺设备进行盐、水分离,盐作为工业产品外售,冷凝水作为清水全部回用于水洗单元。

  3)水泥窑协同处置单元:飞灰成品料仓中粉体物料通过气力输送设备密闭输送至1000℃的窑尾烟室,进行水泥窑煅烧处置。

水泥窑协同处置飞灰工艺流程简图

  3、技术装备情况及效果

  (1)技术实施效果

  琉水公司现有两条飞灰处置工程线分别依托1#和2#水泥回转窑建设,其中1#水泥窑飞灰处置规模为40000t/a,2#水泥窑飞灰处置规模为30000t/a。北京市70%的生活垃圾焚烧飞灰在琉水进行安全处置,取得了显著的社会、环境效益。保证了北京市多条生活垃圾焚烧发电厂的顺利运行,有效解决了困扰北京市垃圾飞灰处置难题,在推动首都环境保护、民生保障及可持续发展等方面发挥了重要作用。

  (2)污染治理水平

  通过将建材、环保、盐化工、精细化工等领域的技术进行有效结合,集成开发出了一套完整的生活垃圾焚烧飞灰资源化利用技术。在全球范围内首次建成两条处理能力最大、高效安全稳定的水泥窑协同处置飞灰工业线(见下图),其运行过程中各项指标均满足相关要求,飞灰烘干、飞灰料仓废气排放符合北京市《大气污染物综合排放标准》(DB11/501-2017);水泥窑烟气符合《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485-2013)、北京市《危险废物焚烧大气污染物排放标准》(DB11/503-2007)和北京市《水泥工业大气污染物排放标准》(DB11/1054-2013)对应的最高允许排放浓度限值,水泥熟料可浸出重金属含量符合《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB30760-2014)中限值;水泥产品符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)有关要求。结晶盐产品符合《水泥窑协同处置飞灰预处理产品 水洗氯化物》(T/CCAS 010-2019)标准要求。

  水泥窑协同处置飞灰技术通过了国家环保部和中国环境科学学会联合委托的第三方评估,纳入了2016年国家环保部颁布实施的《国家危险废物名录》豁免清单管理。

  (3)技术装备成熟度

  国家环保部、中国环境科学学会、中国建材联合会、北京市环保局、中国环保产业协会、京津冀各省市的环保产业协会、北京工业大学等高校、中国环境科学研究院等,在“水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术研讨会”上,评价利用水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰项目填补了国内飞灰处置领域技术空白,水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术是飞灰“三化”处置(无害化、资源化、减量化)的最优路线,值得在全国范围内推广。

  2016年6月14日,国家环保部发布的2016年新版《国家危险废物名录》中指出,生活垃圾焚烧飞灰(危废代码772-002-18)在满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485-2013)进入水泥窑协同处置不按危险废物管理。

  2018年1月8日,国家环境保护部公告2017年《国家先进污染防治技术目录(固体废物处理处置、环境噪声与振动控制领域)》,……水泥窑协同处置飞灰技术是其中之一,并指出其具有创新性,技术指标先进、治理效果好,达到实际工程应用水平,具有工程示范价值。

  2018年6月5日,工业和信息化部发布《建材工业鼓励推广应用的技术和产品目录(2018-2019年本)》,其中第一个推广的技术为“水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰技术”,指出该技术已稳定运行三年,具有系统运行稳定、年处理量大、工业化自动化程度高等特点。

  4、取得的经济效益和社会效益

  (1)经济效益:

  按照飞灰处置费2200元/吨计算,年新增收入1.5亿元以上,创造利润500万/年。

  (2)社会效益:

  垃圾焚烧飞灰水泥窑协同处置技术将飞灰处置与水泥生产有机的结合起来,使飞灰无害化处置生产和资源利用融为一体,符合垃圾无害化处理要求,解决了“垃圾围城”的最后一公里路难题,社会、环境效益显著。

  5、下一步发展路径和方向

  本技术实现了飞灰处置的无害化、减量化和资源化,符合我国危险废物无害化处置政策导向及发展循环经济的理念,技术整体达到国际领先水平,推广该技术必将对北京乃至全国的环境保护和可持续发展工作发挥重要作用。

责任编辑:单建庆
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