利用水泥窑共处置垃圾焚烧飞灰工程化关键技术研究报告

本篇文章10230字，读完约26分钟

水泥回转窑具有理想的焚烧条件:焚烧温度高，气体和物料停留时间长，高温气体在水泥窑内湍流强，使得垃圾焚烧更加彻底。然而，由于垃圾焚烧飞灰中氯化物含量较高，水泥产品的应用将受到影响。更严重的是粉煤灰中的氯化物在水泥回转窑的高温段挥发，然后在低温段积累，造成预热器被结皮堵塞，使水泥窑停产。因此，用水泥窑处理粉煤灰时，必须对粉煤灰进行预处理，以降低氯化物含量，从而满足水泥窑的安全运行。在这方面，日本做了大量的研究和应用工作，并有多年成功的产业化经验:20世纪80年代末，在日本国际贸易工业部“生态城市计划”的支持下，太平洋水泥公司和小野田水泥公司开始研究“城市垃圾焚烧飞灰水泥回收系统”。

2001年4月，世界上第一家生态水泥厂——原生态水泥制造公司，设计年生产能力11万吨，在千叶县石原市投产。水泥生料中石灰石含量为52%，粉煤灰、污泥等废弃物为47%。开发了高氯快硬生态水泥和低氯普通生态水泥。

高氯快硬生态水泥直接与粉煤灰混合，煅烧温度约为1350℃，低于普通水泥的1450℃。熟料中含有约20%的c11a7 cacl2(而不是c3a)，通过加入无水石膏和硫酸钾或硫酸钠来调整凝结时间。但这种水泥仅用于无钢筋混凝土结构工程。

然而，目前日本单窑的处理能力很小，洗灰水没有得到处理和回收。

1.1.2混凝土配置

垃圾焚烧飞灰具有胶凝活性，可以部分替代水泥制备混凝土。混凝土中水泥的强碱性有利于稳定MSWI粉煤灰中的重金属，但对二恶英没有稳定作用。

1.1.3对于陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷

在制造陶瓷、玻璃或微晶玻璃的过程中，会消耗大量的硅酸盐物质，细粉煤灰可以直接添加到陶瓷原料中，几乎无需预处理。然而，粉煤灰中大量的氧化铁和金属会影响陶瓷的性能，因此必须严格控制粉煤灰的用量。粉煤灰经过高温处理后，形成的玻璃状物质可以破坏有机污染物，稳定重金属。这些产品被广泛使用，但成本很高。

在发达国家，特别是日本，玻璃化是处理垃圾飞灰的常用方法。粉煤灰玻璃化过程中，有机物和毒物被破坏，脱毒率达99.9%。同时，重金属可能被密封在硅酸盐基质中，或者被蒸发或沉淀并分离。粉煤灰玻璃化后的产品可广泛用于喷砂丸、混凝土骨料、路基、大坝、建筑及装饰材料(透水砖、瓷砖、地砖)等。其中，使用了喷砂丸、透水砖、瓷砖和地砖。玻璃化的缺点是高能耗和高处理成本。

1.2国内形势

目前，国内对MSWI粉煤灰无害化、减量化和资源化的研究大多处于实验室阶段，进行深入研究的单位主要有同济大学、暨南大学、清华大学等。然而，上述学校只对粉煤灰无害化和资源化的某一阶段进行了研究，并没有完成MSWI粉煤灰无害化、减量化和资源化的全过程。苏州金茂水泥有限公司也在水泥窑处理粉煤灰方面做了大量的工作，但目前只有粉煤灰在进入窑内之前经过洗涤和处理，而洗灰水没有得到处理和利用。

综上所述，粉煤灰与混凝土固化存在二恶英污染隐患，玻璃化成本高。利用水泥回转窑处理粉煤灰可以充分利用水泥厂现有的设备资源，且成本相对较低，工艺不复杂，是粉煤灰无害化、减量化和资源化的理想技术路线。

2本课题的研究内容

技术路线的确定:粉煤灰中试线的工艺系统主要包括三个单元:粉煤灰洗涤、洗灰水处理和水泥窑煅烧。

(1)洗涤粉煤灰:

专用运输车送来的粉煤灰通过气力输送管道送至粉煤灰储料仓。粉煤灰从料仓中计量出来，然后输送到搅拌罐中，与计量好的水混合进行洗涤。料浆经橡胶带式真空空过滤器过滤，用空气干燥器干燥，然后放入水泥窑中处理。滤液进入冲灰水处理装置进行处理。

(2)冲灰水处理部分:

除了氯、钾、钠等离子体和重金属离子外，洗涤飞灰产生的滤液还含有少量悬浮固体。洗灰水物理沉淀后，加入化学试剂分别沉淀重金属离子和钙镁离子。钙镁污泥和少量含重金属的污泥用烘干机烘干，然后放入水泥窑中处置。

沉淀池上部的澄清液经粗滤器和精滤器过滤，然后用多效蒸发工艺设备将盐和水分离，冷却水回用于洗涤粉煤灰。

(3)水泥窑煅烧部分:

预处理后的粉煤灰利用气力输送设备通过密封管道直接输送到窑尾1000℃高温段，然后进入水泥窑煅烧。在共处置过程中，二恶英完全分解，重金属有效固化在水泥熟料的晶格中，实现了粉煤灰的无害化、减量化和资源化处置。在水泥窑尾气处理部分，窑尾烟气首先进入增湿塔，增湿塔内良好的碱性环境能有效抑制二恶英前体的生成，避免二恶英的再合成，然后烟气经先进的袋式除尘器除尘达标排放。

2.1用水洗涤粉煤灰

2.1.1粉煤灰用水量对洗涤效果的影响

飞灰样品取自TEDA生活垃圾焚烧发电厂。水洗后粉煤灰中氯、钾、钠、钙、镁、铝、硅、硫和磷的变化见表1。

注:荧光光谱检测结果以氧化物形式表示，并不代表飞灰中各元素的真实存在形式。

从表1的数据可以看出，粉煤灰的主要成分在水洗过程中发生了很大的变化。W(sio2)和w(al2o3)随液固比的增加没有明显变化，但其含量高于原灰分。W(cl)、w(k2o)、w(na2o)、w(cao)和w(so3)随液固比的增加而降低，在原煤灰分中的比例分别为6.53%、4.95%、3.99%、27.35%和9.09%。液固比为11l/kg时，w(cl)、w(k2o)、w(na2o)、w(cao)和w(so3)分别降至0.32%、3.15%、2.16%、22.35%和5.82%。因此，粉煤灰中的氯、钾、钠、钙、硫元素可以通过水洗得到明显的去除。当液固比为1~11时，钾、钠、钙的去除效果相对稳定。液固比为3~11时，cl和S元素的去除效果较好。

因此，在洗涤粉煤灰时，选择3:1的水洗比更为合适。这种水洗方法不仅有效地洗去了粉煤灰中的氯离子，而且节约了洗涤粉煤灰的用水量，从而降低了洗涤液的处理量。

2.1.2水洗工艺对粉煤灰洗涤效果的影响

根据以往的实验室研究结果，当冲灰水的量为1.3~1.5倍时，砂浆可以成为流动性好的浆液。为了进一步提高洗涤效果，我们采用了以下两种洗涤工艺(洗涤时间为30分钟，脱水处理采用真空过滤装置):

(1)水洗方案1-液固比为3:1的一次水洗

液固比为3∶1，粉煤灰用水洗涤。水洗结束后，洗涤液进入后续处理，剩余的余灰循环使用。水洗液相关测试数据见表2，原灰和残灰相关数据见表3。

(2)水洗方案2——总液固比为3:1的二次水洗

第一级水洗以1.5∶1的液固比洗涤原灰，洗涤后的余灰以1.5∶1的液固比再次水洗，称为第二级水洗。第一级和第二级洗涤液被收集用于后续处理，来自第二级的残余灰分被回收。洗涤液相关测试数据见表4，原灰和残灰相关数据见表5。

(3)两种水洗方案的比较

从数据可以看出，总用水量相同，方案2的残灰中氯、钠、钾含量较低，对残灰的回收利用有很好的效果。

两种水洗工艺的耗水量和洗涤效果如表6所示。表6的数据表明，两级逆流漂洗可以保持洗涤效果基本不变，大大降低用水量，对降低水处理成本具有重要意义。因此，先导管路的设计采用两级逆流冲洗。

2.2部分冲灰水处理

2.2.1水洗液的特性分析

通过分析粉煤灰洗涤液的特性，可以分析粉煤灰中各种元素的浸出规律，为粉煤灰的处理和再利用提供理论支持。

(1)实验方法

粉煤灰用洗涤比为1.5∶1的两级反向洗涤液洗涤(下面提到的所有洗涤液都是通过两级反向洗涤获得的)，洗涤时间为30分钟，静置时间为10分钟。滤液不经处理，水质用等离子质谱仪和等离子光谱仪分析。

(2)实验结果分析

水洗溶液中化学元素含量及相关指标见表7。表7数据显示，垃圾焚烧飞灰洗涤液中钠、钾、钙、氯含量较高，主要重金属元素为铅、钡等。其中，钙和重金属是影响后续脱盐和结晶单元的主要指标，是洗涤液预处理的主要去除对象。

2.2.2水洗液预处理研究

鉴于水洗溶液中钙含量高、重金属污染和可能的二恶英污染，水洗溶液预处理的主要目的是软化原水，降低原水的危险成分含量。鉴于原水镁离子含量低，加入碳酸钠软化原水，同时加入硫化钠和硫酸亚铁降低原水重金属含量，达到各种重金属共沉淀的效果。具体流程如下:

(1)由于原水的高ph值。首先加入二氧化碳进行预软化，当ph值降至13以下时，停止二氧化碳；其次，在水中加入硫化钠和硫酸亚铁，以降低水中铅等重金属的含量，从而保证后续蒸发结晶单元得到的晶体中无机元素和化合物的浸出毒性符合gb 5085.3-2007《危险废物浸出毒性鉴定标准》的要求。

(2)此外，通过在水中加入碳酸钠，原水的钙离子含量降低到10毫克/升以下，从而减少后续蒸发结晶装置的结垢。化学沉淀法除钙时，水中钡离子、锶离子和硅酸盐的含量降低。

(3)垃圾焚烧飞灰中含有一定量的二恶英，二恶英在水中的溶解度很低，因此用水洗涤时飞灰不会溶解在洗涤液中。然而，粉煤灰的洗涤液含有悬浮固体，可能携带少量二恶英。因此，为安全起见，化学沉淀出水配有两级过滤装置——石英砂过滤器——微滤设备(cmf)，以确保二恶英不会进入后续处理单元。过滤装置的冲洗排水返回化学沉淀设施进行再处理。

(4)最后，通过加入硫酸，调节洗涤液的ph值在8-9之间，解决了后续结晶单元的ph值过高，加速结晶设备腐蚀，缩短使用寿命的问题。

重金属沉淀的实验结果如表8所示。表8中的数据表明硫化钠和硫酸亚铁共沉淀法对水洗溶液中铅有很好的去除效果。

通过对实验结果的分析，通过引入二氧化碳调节ph值，加入硫化钠和硫酸亚铁共沉淀法去除重金属，结合碳酸钠去除钙。水洗溶液经过良好的预处理，处理后的水洗溶液满足后续脱盐和结晶装置的要求。

2.2.3水洗液结晶处理研究

结晶装置进水经过预处理，进水水质检测结果见表9。表9数据表明，水含盐量高，成分复杂，蒸发结晶是目前最合适的结晶技术。因此，粉煤灰洗涤液的结晶采用蒸发结晶。

蒸发结晶是指蒸发溶剂，将溶液从不饱和状态变为饱和状态，并继续蒸发，多余的溶质将以晶体形式沉淀出来。

目前主要的蒸发结晶技术有常压单效蒸发结晶、减压单效蒸发结晶、喷射热泵单效蒸发结晶、机械压缩蒸发和多效蒸发结晶。其中，单效蒸发结晶技术和喷射式热泵单效蒸发结晶技术消耗大量蒸汽，而减压单效蒸发结晶技术过于复杂且难以控制，而多效蒸发结晶技术和机械压缩蒸发结晶技术可以节约大量蒸汽，是一种节能效果显著的技术方法。

因此，本装置采用多效蒸发结晶技术对预处理后的粉煤灰洗涤液进行结晶。

(1)蒸发效率的测定

多效蒸发不是说效果越多越好。当影响超过一定值时，在经济上是不合理的。随着效率的提高，当总蒸发能力相同时，所需产生的蒸汽量减少，这降低了运行成本。然而，效率越高，设备成本就越高，并且随着效率的提高，产生的蒸汽的节省量越来越少，如下表所示。可以清楚地看到，蒸汽发生从单一效果到二次效果可以节省48%，但从四次效果到五次效果只能节省10%，因此效果的数量不能无限增加。

表10中的数据表明，随着效率的提高，节省的蒸汽量逐渐减少，而设备费用和基建费用成比例增加。此外，随着效率的每一次提高，将增加一个泵和其他辅助设备，并且功耗将相应增加。当有效数增加到一定值，然后有效数增加时，电力成本的增加将大于通过增加有效数节省的蒸汽成本。此时，运营成本将随着有效数量的增加而逐渐增加，基建成本也将相应增加。另外，随着有效数的增加，加热面积增加，导致蒸发强度和蒸发速度降低。物料在蒸发器中停留时间的增加不利于热敏性物料的蒸发，因此蒸发结晶的有效次数不应过多。

经过综合分析，本装置结晶装置选用三效真空空蒸发结晶器。结合国外蒸发结晶器原理开发的节能三效蒸发结晶装置具有节能、加热管结垢少、结晶速度快的特点，适用于处理易结晶溶液。

(2)应用

采用三效蒸发结晶器对预处理后的洗涤液进行结晶是合适可行的，出水可以满足飞灰洗涤的要求，蒸发后的浓缩液经离心分离后可以达到晶体回收的目的。结晶盐可用作工业盐(结晶盐中二恶英和重金属含量见所附测试报告p64~p70)。

2.2.4水处理过程中的二恶英

二恶英在水中极难溶解，这是水洗工艺可行性的技术基础，否则会产生大量的污染水，使其更难处理。

二恶英不溶于水，只能吸附在水中的悬浮物中，所以只要我们去除水中的悬浮物，就可以避免水中二恶英的污染。以往的实验研究也证明了这一点，这可以从中国科学院大连物理研究所现代分析中心的测试报告中看出。根据报告中的数据，粉煤灰洗灰水中的二恶英含量为0.012-0.03微克/千克(见所附试验报告p71)，低于gb5749-2006《饮用水卫生标准》中规定的0.03微克/升。

2.2.5污泥处置

灰水处理过程中会产生两种污泥，一种是由于加入硫化钠和硫酸亚铁而含有较多重金属离子的污泥，另一种是由于加入碳酸钠而含有钙和镁离子的污泥。脱水后，这两种污泥与洗涤后的粉煤灰一起进入烘干机，然后进入水泥回转窑进行处置。熟料中重金属含量及混凝土中重金属浸出值见所附试验报告p75。

2.3.1水泥回转窑废物处理的技术优势

为了达到安全处置固体废物的目的，飞灰焚烧必须满足以下两个条件:一是焚烧温度高，焚烧彻底，废气停留时间长；二是从环境保护的角度出发，要求焚烧产生的有毒有害气体不外溢，除尘效率高，防止含有重金属等有害成分的粉尘进入大气，处理后的废渣不排放形成二次污染。

水泥回转窑垃圾处理完全满足上述条件:焚烧温度高，气体和物料停留时间长，高温气体在水泥窑内湍流强，使得垃圾焚烧更加彻底。在环保方面，整个水泥窑系统在负压下运行，有毒有害气体不会溢出，除尘效率高；水泥熟料煅烧在碱性条件下进行，使有毒有害废弃物中的氯、硫、氟在窑内被碱性物质完全中和吸收，成为无毒的氯化钙、硫酸钙和氟化钙，便于废气的净化处理，可与水泥工艺一起进行；焚烧垃圾的残渣进入水泥熟料，大部分重金属元素固化在熟料晶格中，实现完全焚烧，无二次污染。

2.3.2垃圾粉煤灰焚烧水泥的技术难点

废粉煤灰中氯化物含量超过10%。水泥回转窑的特点决定了如果不采取适当的措施，不仅水泥质量得不到保证，水泥生产的正常运行也无法实现。

在预分解窑生产中，由于预热器系统中挥发性有害成分的循环富集，当生料和燃料中的碱、氯、硫等有害成分含量较高时，容易造成预热器系统结壳堵塞，影响窑系统的平衡稳定生产。

碱主要来自粘土原料和钙质石灰石及燃料，而硫和氯化物主要由粘土原料和燃料带入。这些挥发性有害成分通过“内循环”和“外循环”在系统中循环富集。生料和燃料带入系统的碱、氯、硫在窑内高温区挥发，然后随窑气进入窑尾预热器系统，在温度较低的生料表面冷凝，随生料重新进入窑内，在预热器和窑之间形成循环富集，称为“内循环”。如果凝结在生料表面的碱、氯、硫等组分随窑灰从预热器系统排出，在除尘器、生料磨机等设备中收集，然后在窑系统和外部设备之间循环富集，称为“外部循环”。

系统回收的挥发性有害成分熔点低，当多种成分共存时，最低共晶温度可降至650 ~ 700℃。在系统的650 ~ 1000℃区域，可能会出现一些熔体，生料颗粒被卡住，导致结壳堵塞。

经过大量的研究和实践总结，影响地壳的主要因素有:

(1)它与物料中碱、氯、硫的挥发系数有关，特别是在还原气氛中，当挥发系数增大时，对结皮影响很大。

(2)它与材料的可燃性有关。如果材料的易烧性好，熟料的烧成温度会相应降低，不易结壳。

(3)它与so3与k2o的摩尔比(硫碱比)有关。物料中挥发分含量越大，窑系统的内聚力系数越大，结壳的可能性越大。

另外，如果系统密封不严密时发生漏风，不仅会影响煤的燃烧和温度的稳定，还会造成液相中的低熔点物质凝结在生料表面。漏气会使材料表面的熔体瞬间凝固，并在漏气周围形成厚而高强度的结皮。

最容易发生结皮堵塞的主要是在窑尾烟室、下料坡、缩口、五级旋风筒和底部二级旋风筒等处。

为防止系统结皮和堵塞，我们主要采取以下措施:

(1)在选择原料和燃料时，在合理利用资源的前提下，尽量使用低碱、低氯、低硫的原料和燃料，避免使用高灰分、低灰熔点的煤；

(2)小心操作窑和预热器，以稳定进料量和各部分的温度和压力；

(3)采用旁路通风；

(4)定期检查吹扫。煅烧炉前后的温度在一些低熔点物质开始熔化的范围内，这不可避免地会导致结壳。定期检查并用空气枪吹气。

为了防止预热器系统有害成分循环富集造成堵塞和熟料质量下降，首先必须合理选择原料和燃料。当原料和燃料资源有限，有害成分含量超过允许限值，且系统内富集严重，直接影响运行可靠性和熟料质量时，可采取旁路通风措施。国外一些公司生料中碱、氯、硫的允许含量见表11，超过允许含量时应采取旁路通风措施。

旁路放空时，高浓度碱、氯、硫的窑出口气体在进入分解窑和预热器之前，将被引入旁路排放系统，以减少内循环。出风口的位置直接影响出风口的效果。原则上应位于气流中碱浓度高、粉尘含量少的部位。

排放的含尘气体应与冷空气混合，并在除尘处理前立即冷却至400℃左右，因此有必要增加旁路防风的投资和能耗。经验表明，每排放1%的废气，熟料能耗增加17~21kj/kg，因此排放风量一般不超过25%，通常仅为3%~10%。

2.3.3水洗脱氯技术与旁路通风技术的比较

垃圾粉煤灰是一种含氯量较高的原料，用于水泥生产。保证水泥窑正常生产有两种方法:

一是预先洗涤粉煤灰，去除粉煤灰中的氯、钾、钠离子；二是粉煤灰未经预处理，水泥燃烧过程中通过旁路通风释放出碱、氯、硫等有害物质。

洗涤粉煤灰的方法可以显著去除氯离子和钾、钠离子。经中试研究，氯离子的有效去除率在95%以上，钾离子和钠离子的去除率在60%以上，部分重金属也可以去除。然而，增加了诸如洗灰水处理和湿灰干燥的过程，并且处理过程更加复杂。

旁路通风技术相对简单，但存在以下问题:

(1)旁路通风时温度一般在1000℃以上，氯化物挥发量大，飞灰中二恶英分解。旁路通风后，由于混合气体冷凝过程中大量氯化物的存在，二噁英再合成的可能性增加，除尘器中的飞灰将成为新的危险废物；

(2)旁路风量较大时，水泥窑温度受影响较大，不仅增加了能耗，而且温度难以控制，对水泥质量有不良影响；

(3)即使采用旁路通风工艺，对氯和钾离子的作用也优于对na2o的作用，因此原料中氯和碱的含量受到一定的限制；然而，粉煤灰中的氯含量超过10%，碱含量(钾和钠离子)约为8%。考虑到水泥中的其他原料也会带来一定量的氯离子，水泥生料中未经预处理的粉煤灰含量一般不能超过0.5%，处理能力非常有限。

由于废粉煤灰中氯含量不稳定，在长期的生产过程中，由于操作不当造成结壳的可能性大大增加，一旦停窑，后处理非常麻烦；水泥制品中氯离子和钾、钠离子含量过高，不能用于钢筋混凝土，在用于普通混凝土时存在碱骨料反应的问题。

水洗过程还存在以下问题:

(1)用水量大；

(2)湿灰干燥需要一定的能耗；

(3)需要进行冲灰水处理。

为解决上述问题，水洗工艺的具体技术方案如下:

(1)采用低水量多次冲洗的方法，尽量减少用水量。通过实验，当冲灰水的用量为粉煤灰干重的1.3~1.5倍时，可以搅拌出流动性好的浆液。按用水量的1.5倍计算，湿灰的平均含水量为20%。如果粉煤灰中原始氯含量为10%，一次洗涤后氯含量为1.3%，二次洗涤后氯离子含量为0.17%。累计耗水量是粉煤灰干重的3倍，洗涤效果非常显著。如果在带式压滤过程中采用喷淋的方式对滤饼进行清洗，清洗效果会进一步提高。

(2)采用降低湿灰含水率的新工艺，提高洗涤效果，降低湿灰干燥能耗；当采用常规工艺时，湿灰的含水量约为30%，使用添加剂后，湿灰的含水量降至20%左右。如果使用先进的脱水设备，含水量可以进一步降低。

(3)水泥回转窑余热用于干燥湿灰，基本不需要外部能源，节能效果非常显著。

(4)采用絮凝、粗滤、精滤和机械压缩蒸发多效蒸发工艺对冲灰水进行脱盐，使冲灰水可以重复利用，不会因冲灰水的排放而浪费水资源和造成二次污染。

(5)采用机械压缩和多效蒸发工艺相结合的设备，降低能耗。

经过上述工艺优化，处理后的粉煤灰符合水泥原料标准，可以在水泥窑中煅烧。因此，水洗预处理比旁路通风装置具有更多的技术优势。

2.3.4废弃粉煤灰对水泥质量和回转窑工作条件的影响

从表12可以看出，粉煤灰的主要成分是cao、sio2、al2o3以及大量的钾、钠和氯离子。由于粉煤灰中氯化物含量较高，如果直接作为水泥工业的原料，容易造成窑系结圈、结球、预热器堵塞等事故，直接影响水泥设备的运转率和水泥熟料的质量。

从表13的数据可以看出，水洗工艺去除有害离子的效果非常明显，水洗后粉煤灰中的氯含量降低到0.5%以下，成分分析接近水泥生产用的铝原料砂岩、粉煤灰和粘土。

根据水泥回转窑对原料氯含量不超过0.015%的要求，并考虑到其他原料可能带入氯离子，粉煤灰的加入量设定为3%，加入3%粉煤灰后原料的化学组成见表14。

整个煅烧过程基本正常，对回转窑的工况影响不大。虽然窑的温度波动很大，但在可控范围内。

2.3.5回转窑尾气处理

经过洗涤和干燥后，飞灰仍属于危险废物，因为二恶英没有被去除，但它可以在回转窑中煅烧。

二恶英的熔点为303~306℃，沸点为421.2~446.5℃，热分解温度为700℃，因此其进料位置应在700℃以上的高温段。

根据预分解窑的结构，我们选择将其添加到窑尾的烟室中(温度在1000℃以上)。二噁英在水泥回转窑中可以完全分解，由于飞灰产量低，水泥回转窑风量大，二噁英分解产物浓度极低，再合成的可能性极小。

北京奥达清环境质量检测有限公司对回转窑尾气中其他成分的检测结果和佩妮试验(见附检报告p50~p56)符合《水泥窑共处置危险废物环境保护技术导则》的要求。

深圳华策检测技术有限公司在我公司2号窑烟气三个采样点的二恶英检测结果分别为0.012、0.006和0.007i-teq ng/nm3(见所附检测报告p57~p63)，符合《水泥窑共处置危险废物环境保护技术导则》的要求。

水泥块的浸出性能指标已通过北京市建筑材料质量监督检验站检测，检测数据见表18，符合《水泥窑共处置危险废物环境保护技术导则》的要求。

解决了3个关键技术问题

3.1洗涤效果与用水量的矛盾

冲灰水的耗水量越高，洗涤效果越好，但冲灰水回用的蒸发成本也越高。洗涤效果与用水量的矛盾是粉煤灰预处理技术首先要解决的问题。

为解决这一问题，该技术采用两级逆流冲洗工艺，在基本不降低冲洗效果的前提下，将直接冲灰水量减少到原来的一半，有助于控制垃圾飞灰的处理成本。

3.2滤饼含水量高的问题

在中试线的设计过程中，北京的粉煤灰尚未产生，因此中试线的设计参数是根据天津粉煤灰的特性确定的。北京粉煤灰和天津粉煤灰在材料性能上有很大的差异:氯离子含量是天津粉煤灰的1.5倍以上，细度约为500目(天津粉煤灰约为300目)，湿粉煤灰的含水量约为40%(天津粉煤灰约为25%)，给中试装置的正常运行带来许多困难；

(1)滤饼含水量高，洗涤效果变差。即使用水量增加，氯离子含量指标也达不到。

(2)滤饼极粘，其真空经过滤后不会变成松散粉末，导致气流干燥不能正常工作。

解决方案:

(1)通过添加预处理剂对粉煤灰进行改性，降低其亲水性，从而降低浆液的粘度和滤饼的含水量。

(2)采用助滤剂，引入大量的微观除水通道，提高了过滤效率和效果，进一步降低了滤饼的含水量。

(3)加入吸水粉，物料经过气流干燥的进料刀混合后变成松散的粉末，大大提高了物料的干燥性能，使干燥过程顺利进行。

3.3附加用水量过高

3.3.1水环式true/きだ0/泵的水自循环

水环式真空泵是真空带式过滤机的辅助设备，耗水量大，如果进入冲灰水处理系统，将大大增加污水处理的负担。通过分析水环式真空泵的工作原理，设计了一种自循环工艺来解决这一问题。

水环式真空泵自循环图

3.3.2滤布反冲洗水自循环

滤布反冲洗水用于清洗滤布。为了达到良好的清洗效果，用水量非常大。滤布反冲洗水中有很多颗粒。如果不经处理直接回用，会堵塞过滤器的喷嘴，进入冲灰水处理系统，也增加了水处理的负担。

经过多次设计和试验，确定了滤布反洗水循环流程，较好地解决了耗水量过大的问题。

滤布反冲洗水循环

4.技术成就

(1)为了降低洗涤用水量，采用两级逆流漂洗工艺，在基本不降低洗涤效果的同时，大大降低了冲灰用水量。经洗涤后，粉煤灰中氯离子含量小于0.5%，总用水量不超过粉煤灰的3倍。

(2)为了降低湿灰干燥的能耗，将粉煤灰改性技术与助滤剂技术相结合，湿灰的含水率可降低到25%，干燥后水泥窑的处理能力得到提高。

(3)实现了洗涤和过滤的并行操作，大大提高了操作效率。

(4)处理过程采用全自动控制，实现24小时连续运行，无需人工干预。

(5)水泥回转窑余热与多效蒸发结晶技术相结合，有效降低了冲灰水回用的能耗。

(6)根据水泥回转窑对生料氯含量不超过0.015%的要求，生料中水洗粉煤灰的添加量可达3%，与未经水洗处理的粉煤灰添加量0.5%相比，回转窑对粉煤灰的处理能力有了很大提高。

(7)粉煤灰作为细度均匀的粉末直接进入水泥窑高温段，有利于二恶英的彻底分解。

(8)冲灰水循环使用，避免了环境污染，减少了水资源的使用。

(9)采用低温干燥技术，有效防止二恶英在低温下分解和团聚。

(10)开发一整套水泥窑共处置MSWI粉煤灰的新技术。