生活垃圾焚烧炉渣资源化理论与实践_环境科学

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内容提要

当前焚烧技术已成为各大城市处理生活垃圾的主流技术之一，但炉渣技术的发展并未与焚烧技术的发展相匹配。对炉渣简单的矿产挖掘，无环境监管的加工过程，无规范指导的项目应...

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序言

习近平总书记在十九大报告中提出了“建设美丽中国”的畅想，强调“要着力解决突出环境问题”，要求“加强固体废弃物和垃圾处置”。我国是人口大国，必然也是固体废物产生大...

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前言

笔者参与土木工程建设已数十载，无论是桥梁工程，还是道路工程，目睹了消耗以石料为代表的大量原材料。一方面石料数量和质量的要求越来越高，另一方面“绿水青山就是金山银...

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第一章　生活垃圾焚烧炉渣概述

...

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1.1　引　　言

填埋、堆肥向焚烧的转移，已经是全世界城市生活垃圾处理处置的发展趋势，尤其是在土地紧张、人口众多的城市地区，焚烧几乎成为不二选择。譬如在欧盟出台的《废弃物管理指令...

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1.2　生活垃圾焚烧技术

一座典型的生活垃圾焚烧厂，包括了如图1-1所示的单元功能和过程组件。图1-1　典型生活垃圾焚烧设施（混合焚烧）的分解图 1—收料大厅；2—垃圾地坑；3—桥式吊...

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1.3　炉渣与飞灰

文献中，一般将垃圾焚烧后的残余物分为两类，即“bottom ash”和“fly ash”，译作“底灰”和“飞灰”。不过，bottom ash一般被称为“炉渣”，...

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1.4　一些易混淆概念的解释

不同的研究人员，从不同的专业、不同的角度对生活垃圾焚烧炉渣进行研究与阐述，沿用了各自专业的一些常见术语，使得炉渣文献中一个概念常常有多个术语共存，或表达相近的术...

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1.4.1　干法排渣、湿法排渣、干法加工、湿法加工

干法排渣和湿法排渣属于生活垃圾焚烧厂的出渣方式。湿法排渣是采用水淬的方法使得炉渣迅速冷却，提高了出渣效率，炉渣中的水分也使得炉渣可以敞开处理，不必担心粉尘排放，...

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1.4.2　老化、熟化、风化

焚烧之后的炉渣，其化学组成在环境条件下并未处于稳定态，随环境变化和时间推移将发生一定程度的改变，从而影响其物理性质和力学性质。一般的研究结论是自然条件下，三个月...

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1.4.3　处理、处置

处理和处置是两个经常被用错的术语。处理（treatment），是为使炉渣获得增值而实施的一系列活动，如筛分、破碎、分选等。处置（disposition），是在炉...

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1.4.4　热灼减率、烧失量

热灼减率和烧失量这两个术语的英文都是“loss on ignition”，都是指物质经某一温度下的灼热或灼烧减少的质量占原始质量的百分比。原始质量一般是105～...

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1.4.5　有色金属、黑色金属

有色金属（non-ferrous metal）与黑色金属（ferrous metal），还有种译法是非铁金属与铁类金属。非铁金属与狭义的有色金属相对应，是铁、锰...

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1.5　影响炉渣组成及性质的因素

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1.5.1　来料垃圾

炉渣中有价值金属的含量也与来料垃圾的组成直接相关。当来料垃圾已经经过“拾荒”处理时，炉渣内金属含量相对较低。位于工业区的垃圾，有色金属含量相对较高；位于农业区的...

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1.5.2　炉型的影响

用于焚烧生活垃圾的设备包括炉排炉、流化床炉、回转窑等。回转窑曾经被用于焚烧生活垃圾，其燃烧产物可燃物和腐败物含量极低，但燃烧不易控制，质量波动大，目前被用于焚...

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1.5.3　焚烧条件的影响

为确保燃烧效率，焚烧炉一般从温度（temperature）、停留时间（residence time）、湍流（turbulence）三方面（称为“3T”）对焚烧过...

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参考文献

［1］Awassada Phongphiphat，Changkook Ryu，Karen N.Finney，et al.Ash deposit characte...

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第二章　生活垃圾焚烧炉渣矿物学过程与特征

决定生活垃圾焚烧炉渣物理化学性质以及其作为工程原材料使用的工程特性的，是其元素组成和矿物学特征。本章将结合国内外研究成果，梳理影响炉渣工程性质的元素分布和焚烧、...

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2.1　生活垃圾焚烧炉渣与飞灰的元素分割

生活垃圾由各种组分构成，含有无限数量的化合物与几乎所有的元素。燃烧的意图是破坏有机成分，并将无机物种转化为惰性材料。本节主要侧重于分析生活垃圾焚烧过程中的元素在...

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2.1.1　亲石元素

亲石元素及其化合物沸点远高于1 500℃，所以这些元素会留在炉渣中，但这并不意味着它们未经历燃烧过程中的化学变化。亲石元素组别最重要的元素是Si和Al，形成稳定...

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2.1.2　挥发性元素

2.1.2.1　挥发性金属根据Chandler A.J.等人已发表文献，挥发金属的浓度分割如表2-4所示，由于Pb、Hg、Cd等挥发性重金属向飞灰的富集，使得...

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2.1.3　炉渣中包含的元素

炉渣中可识别出五十种以上的元素，主要元素（＞10 000 mg/kg）包括O、Si、Fe、Ca、Al、Na、K、C等，次要元素（1 000～10 000 mg/...

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2.2　生活垃圾焚烧过程中炉渣矿物的变化特征

无论是生活垃圾焚烧炉渣的化学性质还是物理力学性质，本质上都与炉渣的矿物学组成相关，而这一矿物学组成，又与生活垃圾的焚烧过程以及炉渣随后的水淬与老化相关。这一节讨...

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2.2.1　焚烧过程中炉渣的成岩作用

炉渣焚烧仅涉及垃圾材料的部分熔融，因此其相的组合不代表平衡条件。焚烧时1 000℃左右的温度，以及炉排上30～60 min相对短的停留时间，使得个体颗粒实际能达...

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2.2.2　焚烧后炉渣的矿物学特征

总体来看，焚烧后的炉渣颗粒，其矿物学组成为：（1）未燃烧材料（15％～45％），例如废玻璃、土壤矿物（辉石、石英、长石）、金属、金属合金、有机物。（2）熔融...

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2.3　生活垃圾焚烧炉渣水淬过程中的矿物学变化

湿排渣是全世界大多数生活垃圾焚烧厂应用的主导技术，通过蓄水池或水淬系统，冷却炉渣，抑制粉尘。水淬对炉渣特性有着较大影响，可以改变粒径、增加比表面积、降低pH值、...

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2.3.1　淬冷过程中炉渣的蚀变

当热的炉渣掉落浸没在水中时，颗粒在重力和湍流的影响下移动，同时固相和液相之间发生热传递。当炉渣与水接触时，溶解盐、硫酸盐、氧化物立即开始溶解，导致淬冷水中阳离子...

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2.3.2　水淬炉渣的表征

2.3.2.1　形态不同淬冷条件处理的淬冷炉渣颗粒薄层断面的显微图像如图2-4所示。炉渣淬冷时，炉渣外表面上有极细的微晶和无定形固体（图2-4a）。当2.00...

《生活垃圾焚烧炉渣资源化理论与实践》简介

内容提要

序言

前言

目录

第一章　生活垃圾焚烧炉渣概述

1.1　引　　言

1.2　生活垃圾焚烧技术

1.3　炉渣与飞灰

1.4　一些易混淆概念的解释

1.4.1　干法排渣、湿法排渣、干法加工、湿法加工

1.4.2　老化、熟化、风化

1.4.3　处理、处置

1.4.4　热灼减率、烧失量

1.4.5　有色金属、黑色金属

1.5　影响炉渣组成及性质的因素

1.5.1　来料垃圾

1.5.2　炉型的影响

1.5.3　焚烧条件的影响

参考文献

第二章　生活垃圾焚烧炉渣矿物学过程与特征

2.1　生活垃圾焚烧炉渣与飞灰的元素分割

2.1.1　亲石元素

2.1.2　挥发性元素

2.1.3　炉渣中包含的元素

2.2　生活垃圾焚烧过程中炉渣矿物的变化特征

2.2.1　焚烧过程中炉渣的成岩作用

2.2.2　焚烧后炉渣的矿物学特征

2.3　生活垃圾焚烧炉渣水淬过程中的矿物学变化

2.3.1　淬冷过程中炉渣的蚀变

2.3.2　水淬炉渣的表征

《生活垃圾焚烧炉渣资源化理论与实践》简介

内容提要

序言

前言

目录

第一章 生活垃圾焚烧炉渣概述

1.1 引 言

1.2 生活垃圾焚烧技术

1.3 炉渣与飞灰

1.4 一些易混淆概念的解释

1.4.1 干法排渣、湿法排渣、干法加工、湿法加工

1.4.2 老化、熟化、风化

1.4.3 处理、处置

1.4.4 热灼减率、烧失量

1.4.5 有色金属、黑色金属

1.5 影响炉渣组成及性质的因素

1.5.1 来料垃圾

1.5.2 炉型的影响

1.5.3 焚烧条件的影响

参考文献

第二章 生活垃圾焚烧炉渣矿物学过程与特征

2.1 生活垃圾焚烧炉渣与飞灰的元素分割

2.1.1 亲石元素

2.1.2 挥发性元素

2.1.3 炉渣中包含的元素

2.2 生活垃圾焚烧过程中炉渣矿物的变化特征

2.2.1 焚烧过程中炉渣的成岩作用

2.2.2 焚烧后炉渣的矿物学特征

2.3 生活垃圾焚烧炉渣水淬过程中的矿物学变化

2.3.1 淬冷过程中炉渣的蚀变

2.3.2 水淬炉渣的表征

第一章　生活垃圾焚烧炉渣概述

1.1　引　　言

1.2　生活垃圾焚烧技术

1.3　炉渣与飞灰

1.4　一些易混淆概念的解释

1.4.1　干法排渣、湿法排渣、干法加工、湿法加工

1.4.2　老化、熟化、风化

1.4.3　处理、处置

1.4.4　热灼减率、烧失量

1.4.5　有色金属、黑色金属

1.5　影响炉渣组成及性质的因素

1.5.1　来料垃圾

1.5.2　炉型的影响

1.5.3　焚烧条件的影响

第二章　生活垃圾焚烧炉渣矿物学过程与特征

2.1　生活垃圾焚烧炉渣与飞灰的元素分割

2.1.1　亲石元素

2.1.2　挥发性元素

2.1.3　炉渣中包含的元素

2.2　生活垃圾焚烧过程中炉渣矿物的变化特征

2.2.1　焚烧过程中炉渣的成岩作用

2.2.2　焚烧后炉渣的矿物学特征

2.3　生活垃圾焚烧炉渣水淬过程中的矿物学变化

2.3.1　淬冷过程中炉渣的蚀变

2.3.2　水淬炉渣的表征