概述
一方面我國城市垃圾填埋占用了大量的土地資源,垃圾圍城困擾著許多城市,垃圾焚燒投資和運行都消耗大筆財政資金,并且始終繞不出二噁英污染隱患,另一方面我國鋼鐵、煤焦化行業(yè)都需要化解過剩產能,在鋼鐵、焦化生產過程中協(xié)同處理城市垃圾、污泥有望同時解決這兩方面的問題。
城市垃圾水洗分離
在鋼鐵、煤焦化生產過程中協(xié)同處理城市垃圾,首先需解決垃圾分類問題。我國垃圾分類一直沒有解決好,垃圾分類不好不僅焚燒有問題,協(xié)同處理幾乎是不可行的、或沒有效益的??梢钥紤]引進、或研發(fā)國外采用的水洗分類技術。城市垃圾水選分類技術利用水洗,通過水選、重選及磁選等多種方式組合對垃圾進行分選,類似與選礦工藝,根據金屬、玻璃和沙子等無機材料比重比水大得多,而塑料和生物降解有機物等于或小于水的比重,將未分類垃圾推入水中,先分離出垃圾中~50%的水分,垃圾水分進入循環(huán)水系統(tǒng)處理利用,富裕水分根據用途進行相應處理后回用。主要水洗分離工序和設備包括:
-水選
-重選
-篩分
-磁選/滴流感應
-水輪機
-風干機
水洗過程中,比重大的物質下沉到分選罐的底部,包括黑色金屬、有色金屬、玻璃、沙子等,分類出來后被向下傳送到加工處理生產線,分選出可以直接回用物質和殘余物質(通常約為初始重量的15%)。
比重輕的無機廢棄物,與比重重的物質中分選出來,通過一個斜槽向下傳送到一個粗破碎器。在那里,有機廢棄物浸泡在液體中,使其中的成分盡可能多地吸收水分。由于塑料不能吸收液體,可生物降解材料的比重更輕,可以使用氣流導向分選出來,并離開剩余物質,送入單獨的回收容器。垃圾水洗分類后采用生物處理的工藝流程如圖1所示。
圖1城市垃圾水洗分類工藝流程圖
城市垃圾水洗分類的好處,首先將垃圾中的水分分離出來,還將垃圾中的鋼鐵、有色金屬、玻璃等分離出來,特別是將塑料分離直接回用,徹底解決了焚燒產生二噁英的根源。經過水洗分離出水分、可直接回用物質、不可燃燒殘渣之后,剩余的垃圾只有原始重量的15%,大幅度實現了城市垃圾的減量化和直接資源化回用。可直接回用物質包括鋼鐵、有色金屬、玻璃、塑料瓶、塑料袋、紙板等,可無害化填埋物質沙子、水泥、磚塊等。
鋼鐵、煤焦化協(xié)同處理途徑
剩余垃圾首先可以沿用焚燒,對于現有焚燒系統(tǒng),可以降低處理成本、徹底消除產生二噁英的根源;新建時不僅降低成本,還有降低投資的可能性,因為垃圾減量到原始重量的八分之一。還可以比較選熱擇高溫熱解、生物降解技術,附產燃氣,燃氣再去燃燒或做燃油。而在鋼鐵、煤焦化等工藝過程中協(xié)同處理利用,具有更大的技術經濟效益。主要可以考慮利用的途徑:
A.將剩余可燃燒垃圾和污泥混入一定量的煤粉、焦粉,與煉焦煤一同進焦爐處理利用。我國每年消耗煉焦煤每年消耗量5億噸,只要加入一定比例就可以處理利用相當部分城市垃圾
B.將剩余可燃燒垃圾和污泥混石灰粉后可以進燒結,當做部分替代燃料和脫硫劑。我國每年燒結產量接近20億噸,與水泥行業(yè)類似,具有更大的處理利用城市垃圾潛力
C.在高爐熱風爐附近建設垃圾焚燒、熱解、生物降解設備,產生的高溫煙氣或燃氣利用現有的熱風爐系統(tǒng)燃燒或利用
D.在轉爐、電爐附近減少焚燒、熱解、生物降解設備,產生的高溫煙氣或燃氣在轉爐、電爐的煙氣凈化系統(tǒng)處理利用
總之,在鋼鐵、煤焦化生產過程中協(xié)同處理利用城市垃圾具有顯著的優(yōu)勢和效益,城市垃圾處理利用節(jié)省大筆投資和運行成本,鋼鐵、煤焦化行業(yè)的過剩產能可以得到高效利用,減少浪費:
1.城市不需要再單獨建設、或少建設垃圾焚燒系統(tǒng)
2.鋼鐵、煤焦化行業(yè)完善的煤氣、煙氣凈化和余熱回收設備得到高效利用
3.不需建設處理垃圾滲濾液設備,可利用鋼鐵和煤焦化水處理系統(tǒng)凈化和回用