CN109680156A - 一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统及其方法，系统包括依序连接的飞灰配料机、混料机、制球机、焙烧设备和还原电炉配料机；还包括底灰磁选机、铁料成型机、分选机、还原电炉、精炼电炉、铸铁机；底灰磁选机具有含铁物料出口和非含铁物料出口，其含铁物料出口与铁料成型机进料口连接，铁料成型机的进料口与还原电炉配料机的进料口连接；底灰磁选机的非含铁物料出口与分选机连接并由分选机进行分选处理；还原电炉配料机具有配料出口且与还原电炉连接，还原电炉具有生铁出铁口，生铁出铁口与铸铁机的流铁口连接，结合所公开的方法，本发明方案实现飞灰的二次经济价值，使飞灰处理实现“最安全、最稳定、最无害化”的环境治理要求。

Description

一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统及其方法

技术领域

本发明属于垃圾焚烧资源利用技术领域，尤其是一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统及其方法。

背景技术

生活垃圾焚烧发电技术是使垃圾无害化、减量化、资源化的有效方法，近年来，在国内外得到广泛的推广运用。然而，在垃圾焚烧过程中产生的灰渣是焚烧过程中的一种必然产物。灰渣包括焚烧炉的底灰(炉渣)和垃圾焚烧烟气净化收集的飞灰组成，灰渣中产生的底灰(炉渣)约占垃圾焚烧量的25％左右，属一般固废。灰渣中的飞灰由于吸附了垃圾焚烧烟气中大部分有害物质二噁英和重金属，属危险废物(危废编号类别HW18),垃圾焚烧发电产生的飞灰是垃圾焚烧环境二次污染的主要污染物。

对于灰渣中的底灰(炉渣)，目前国内外通用处理方法是通过分选设施将底灰(炉渣)中约5～8％的垃圾铁及少量重金属块分选后，尾渣送规范卫生填埋场填埋或经加工处理后供建筑行业使用。

对于灰渣中的飞灰，因含有二噁英和重金属，因此需对飞灰进行无害化处理及资源化利用，彻底解决好垃圾焚烧的二次污染问题，垃圾焚烧发电方可得以持续发展。

目前国内外对垃圾焚烧飞灰的处理技术主要有：固定稳定法、湿式化学法和火法高温法处理三大类。

一、固定稳定法处理主要是：在固化过程中加水泥和螯合剂，使其防止飞灰中重金属和二噁英的浸出，飞灰经固化稳定化后送入填埋场填埋。该方法优点是成本低，经济适用；存在的问题是填埋未达到危废减量化和资源化要求，而占用和浪费了大量土地资源，国外发达国家已明令禁止填埋。

二、湿式化学法主要是：通过化学反应，使有毒有害的物资转变为低溶解性及低毒性物质。该方法处理对重金属具有长期的稳固性，效果较好。但该方法化学药剂用量大，成本较高，废弃物未达到减量化要求，且对二噁英的稳定性较差，故较少单独使用该方法。

三、火法高温法处理主要包括高温烧结法、高温煅烧法和高温熔融(玻璃化)三种处理方式。

1、高温烧结法处理是在1000℃～1200℃温度范围内，使飞灰中重金属达到固化在烧结物致密的结晶体中，实现二噁英的解毒。该方法优点是工艺技术简单，处理成本低；缺点是飞灰中的重金属及氯离子未得到较好去除，为其资源利用带来困难。

2、高温煅烧法处理是指在1000～14000℃温度范围内，实现二噁英的解毒及重金属的稀释，从而实现资源化的利用。烧制陶泥及水泥窑协同处置均属于高温煅烧法。

烧制陶粒的优点在于飞灰实现了资源化利用，不足之处是烧制陶泥过程中飞灰配入不到40％，飞灰尘中重金属含量只是由陶粒中其它(如粘土类)物质所稀释，重金属含量未得到有效回收利用，并且单机的产能受限，无法形成规模化处理。

水泥窑协同处理危险废物是国内政府层面大力推广支持的方式。由于我国垃圾焚烧产生的飞灰，其氯离子含量均在15～30％之间，远高于发达国家。而水泥生产对氯离子有严格要求，飞灰需进行水洗等预处理后方能进入水泥窑煅烧。其方法用水量大，成本较高，而飞灰重金属较高，造成在飞灰在水泥窑协同中配入量在1％左右。垃圾焚烧发电项目遍及各大、中、小城市，而水泥窑并非所有大、中、小城市都有，所以水泥窑协同处置受到地域限制。

3、高温熔融(玻璃化)法是指飞灰在1400℃以上高温熔融下，由固态变为液态玻璃体。该方法的优点是飞灰达到减容、减量，二噁英分解彻底，重金属在玻璃体内稳定性高，操作简单，可得至高质量的建筑材料，实现资源化利用。该方法是目前飞灰处理中环境治理最彻底的方法，主要在发达国家推广运用。但该方法存在的不足是能耗较高，处理成本费用大，并且对飞灰中的重金属元素仍未得到回收利用。该方法目前在国内仍处于试验研究阶段，未得到实际运用。

重庆盎瑞悦科技有限公司在公布号：CN107477597A发明专利申请中提供了“一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法”，该方法的工艺步骤为：飞灰水洗→酸洗→压滤→加生石灰中和→加水搅拌→压滤→干燥→球磨→制球→烧结。该方法实际是湿式化学法与高温烧结法的混合处理，飞灰经处理后得到了资源化利用，但存在的问题是工艺流程长，耗水耗酸量大，成本高，飞灰资源化利用附加值低，单机产能受限，不适合规模化生产。

袁利民在公布号：CN103771695A发明专利申请中提供了“一种电熔融处理垃圾焚烧飞灰的方法”，该方法将飞灰与硅酸盐、硼酸盐和还源剂按一定的比例配合，并加入粘合剂制球后送入钼电极炉内，通过电能转换为热能在温度1300～1600℃条件下熔炼11～15小时后，导入成型装置，制成板材、棉或连续纤维。重金属部分还原，部分熔融于硅酸盐熔体中，该方法属于高温电熔融处理法，由于在电熔融过程中需加入60％左右的非金属氧化物和盐类物质，电熔融过程是在明弧及氧化气氛下进行，所以存在的问题仍然是电能消耗高，成本费用高，且重金属元素不能与飞灰溶渣得到有效分离，因此，该方法很难得到推广运用。

综上所述，垃圾焚烧发电灰渣二次污染治理现有技术中存在的问题是：

1、现有技术碎片化，没有把灰渣中底灰(炉渣)和飞灰的处理和利用作为一个系统考虑，在重点对飞灰的处理研究时，忽略了将底灰(炉渣)配套考虑的整体方案，综合利用率低，成本高。

2、尽管现有高温溶融(玻璃化)法技术对飞灰治理能达到环保效果，但从根本上仍未能解决飞灰熔融(玻璃化)后重金属与熔渣的有效分离，及重金属元素的回收利用。

3、高温熔融(玻璃化)法能耗及成本费用高，熔融后的产品附加值低。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于根据垃圾焚烧中所产生的灰渣，特别是灰渣中的飞灰情况，提供一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统及其方法，该方案整体着重在于解决灰渣对环境造成的二次污染，实现灰渣资源利用的最大化。

本发明系统采用以低炉身埋弧还原电炉(简称：还原电炉)为主体，在飞灰处理过程中，配套系统设计，将灰渣底灰中的含铁料(垃圾铁)在还原电炉内进行回收利用，还原电炉在1600℃左右的高温还原气氛下，实现飞灰中二噁英的高温分解，含铁原料及重金属的分离回收，飞灰熔渣及分选后底灰实现建材资源化利用，从而达到大幅降低生产成本，提高产品附加值，并使飞灰处理实现“最安全、最稳定、最无害化”的环境治理要求。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统，其包括依序连接的飞灰配料机、混料机、制球机、焙烧设备和还原电炉配料机；其还包括底灰磁选机、铁料成型机、分选机、还原电炉、精炼电炉、铸铁机；所述的底灰磁选机具有含铁物料出口和非含铁物料出口，其含铁物料出口与铁料成型机进料口连接，铁料成型机的进料口与还原电炉配料机的进料口连接；底灰磁选机的非含铁物料出口与分选机连接并由分选机进行分选处理；所述还原电炉配料机具有配料出口且与还原电炉的进料口连接，所述的还原电炉具有生铁出铁口，生铁出铁口与铸铁机的流铁口连接。

进一步，所述分选机的出料口还依序连接有粉碎机和分筛机。

进一步，所述的焙烧设备为烧结机、回转窑或竖窑；焙烧设备具有烟气通道且依序连接有脱硫脱硝塔和第二除尘器，第二除尘器的出口与还原电炉配料机的进料口连接。

进一步，所述的还原电炉为半封闭结构或全封闭结构。

优选的，所述的系统还包括余热锅炉、余热发电汽轮机组；所述的还原电炉具有烟气出口，所述的烟气出口与余热锅炉连接，余热锅炉与余热发电汽轮机组连接，余热发电汽轮机组还可以连接发电机组。

优选的，所述余热锅炉还连接有烟气净化回收设备，烟气净化回收设备还连接有第一除尘器。

所述的还原电炉生产采用连续生产、埋弧操作，提高冶炼过程中的热效率及电效率，达到降低能耗，降低生产成本之目的。

一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统的运行方法，其包括如下步骤：

(1)将垃圾焚烧发电产生的飞灰与铁精粉、还原剂A送入到飞灰配料机中进行按比例配置，然后输送到混料机中混合形成混合物料，继而输送至制球机中制备成飞灰小球后，再输送到焙烧设备中进行预还原焙烧(半氯化预还原氯化焙烧)，形成物料A，然后输入还原电炉配料机；另外，通过底灰磁选机对垃圾焚烧发电生成的灰渣进行磁选出含铁物料和非含铁物料，非含铁物料输送入分选机中，含铁物料输送至铁料成型机中加工成粒状的物料B，然后送入还原电炉配料机，其中，分选机分选出非磁性有色金属材料入库回收，渣经皮带输送机送至粉碎机粉碎后送建材集料仓库回收利用；

(2)通过还原电炉配料机将物料A、物料B和还原剂B按比例配置后，输送至还原电炉中，以1400～1600℃进行熔炼处理2～6h，使生铁及飞灰中的重金属元素沉底并与还原电炉熔炼产生的炉渣分离，制得生铁(同时使飞灰中二噁英得到彻底分解)；熔炼产生的烟气经烟气出口依序输送至余热锅炉和烟气净化回收设备，通过烟气净化回收设备回收烟气中的煤气；

(3)将还原电炉制得的生铁铁水从其生铁出铁口输出并输送至铸铁机中浇铸成型，制得回收产品；还原电炉熔炼产生的炉渣通过炉渣出口排出并经水碎或冷却粉碎处理(飞灰重金属元素经还原为粗铅产品，由还原电炉炉底排铅孔回收，其余铜、镍等重金属合金由炉底合金排放孔进行回收)；

(4)当步骤(3)所制得的回收产品需要脱磷、脱硫等除杂或产品成分需要进行调整时，则还可以将生铁铁水直接热兑进精炼电炉处理。

进一步，步骤(1)中，飞灰、铁精粉、还原剂A的添加比为20～60∶68～32∶8～12；其中，还原剂A为冶金焦粒或粉煤灰中的一种以上；还原剂A的固定碳含量为≥75％，所述的铁精粉为铁矿粉、含铁球磨料、含铁抛光粉、含铁尘泥、含铁废弃物或氧化铁皮中的一种以上；所述铁精粉的含铁品位范围为45％～75％。

优选的，步骤(1)中，制球机所制得的飞灰小球的粒度为20～40mm；焙烧设备的焙烧处理温度为900～1250℃。

步骤(1)中，所述半氯化预还焙烧是指在焙烧过程中，充分利用飞灰中10～20％的氯离子元素与飞灰中重金属Pb、Cu、Ni等生成氯化物，达到预还原效果，从而降低焙烧后飞灰与铁精粉混合物的冶炼电耗，提高重金属的回收率。

优选的，步骤(2)中物料A、物料B、还原剂B的添加比为57～70∶35～18∶8～12，其中，还原剂A为焦丁、兰炭或块煤中的一种以上；还原剂B的固定碳含量为≥80％，其粒度≥20mm。

步骤(2)中，所述高温还原反应是在还原电炉还原反应区内进行，炉料在还原电炉内至上而下分为炉料预热区，炉料熔化区，炉料还原反应区，铁水容池区。飞灰中部分重金属元素，如Cu、Pb、Ni等蒸发气体上升至炉料预热区后被炉料吸附进入还原反应区被还原为金属产品沉入炉底而得到回收利用。

还原电炉操作为连续加料，连续生产，较现有技术相比减少了冶炼过程中的热损失和电损失。并且在步骤中电炉烟气余热进行回收利用，需要说明的是，如大型还原电炉采用全封闭结构时，烟气进行余热利用的同时，还可实现煤气干法净化回收。

进一步，所述的还原电炉可以是交流埋弧还原电炉或直流埋弧还原电炉中的任意一种，所述精炼电炉可以是交流电弧炉或直流电弧炉中的任意一种，其中还原电炉为非标设备，电弧炉为标准设备。

其中，所述的飞灰配料机、混料机、制球机、磁选机、分选机、破碎机、余热回收锅炉和余热发电机组均为常规冶金机电设备，可根据日处理灰渣数量进行选型配置；所述的还原电炉，焙烧设备、铸铁机、垃圾铁加工设备为非标设备，根据日处理灰渣数量及飞灰冶金性能进行设计制作。

本发明的各工艺步骤均可以采用机械化及自动化控制，另外，通过视频监控及数据采集在线可实现网络与记录全电脑管理。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：

本发明最显著的特点是：采用了无害化处理最彻底的高温电熔融技术，但又不同于现有技术中等离子和电弧炉高温熔融技术。本发明高温熔融设备采用还原埋弧电炉设备，在还原气氛下使飞灰与玻璃体熔渣实现有效分离，达到回收飞灰中重金属的目的，解决了高温熔融技术，包括等离子及电弧炉熔融技术不能有效分离回收飞灰中重金属元素的技术难题，同时还原电炉在埋弧状态下实现连续加料，连续操作生产，提高了热效率和电效率，从而大幅降低了电炉能源消耗。

本发明的另一个显著特点是：通过对垃圾焚烧灰渣资源化系统设计，在还原电炉处理飞灰的同时，一并回收底灰中垃圾铁，并配入一定量的铁矿粉或其他含铁原料，提高电炉产品的附加值，从而平衡了高温熔融法处理飞灰产品附加值低，能耗高，成本高的难题。毎处理一吨飞灰，除节省了稳定固化法的固化成本外，还可增加收入近180元至300多元(大型还原电炉利用余热发电毎处理吨飞灰可增加300多元收入)。

另外，本发明方案的有益效果还体现在以下几个方面：

1、还原电炉熔炼温度高，可在1400℃～2000℃间可控制调整，飞灰中二噁英分解彻底，二噁英去除率达99.9％以上，灰渣中底灰及飞灰均实现了全部资源化利用，环保效益好；

2、经济效益好，产业关联度大。本发明每处理一吨飞灰收支相抵后平均可净增加收入人民币335元/吨，可节省水泥、螯合稳定化法成本费用600元/吨支出。两项合计每吨飞灰产生综合经济效益935元/t，按2015年全国产生飞灰400万吨计算，若采用本发明技术可产生经济效益为400万吨×935元＝37.40亿元人民币，即可为整个垃圾焚烧行业带来巨大的经济效益。

3、节约了大量土地资源、垃圾焚烧发电二次污染得到合理治理，社会效益显著。

因此，本发明具有显著的新颖性、创造性和适用性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明方案做进一步的阐述：

图1为本发明系统的简要实施连接示意图；

图2为本发明系统的简要工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明系统包括依序连接的飞灰配料机、混料机、制球机、焙烧设备和还原电炉配料机；其还包括底灰磁选机、铁料成型机、分选机、还原电炉、精炼电炉、铸铁机；所述的底灰磁选机具有含铁物料出口和非含铁物料出口，其含铁物料出口与铁料成型机进料口连接，铁料成型机的进料口与还原电炉配料机的进料口连接；底灰磁选机的非含铁物料出口与分选机连接并由分选机进行分选处理；所述还原电炉配料机具有配料出口且与还原电炉的进料口连接，所述的还原电炉具有生铁出铁口，生铁出铁口与铸铁机的流铁口连接。

进一步，所述分选机的出料口还依序连接有粉碎机和分筛机。

进一步，所述的焙烧设备为烧结机、回转窑或竖窑；焙烧设备具有烟气通道且依序连接有脱硫脱硝塔和第二除尘器，第二除尘器的出口与还原电炉配料机的进料口连接。

进一步，所述的还原电炉为半封闭结构或全封闭结构。

优选的，所述的系统还包括余热锅炉、余热发电汽轮机组；所述的还原电炉具有烟气出口，所述的烟气出口与余热锅炉连接，余热锅炉与余热发电汽轮机组连接，余热发电汽轮机组还可以连接发电机组；优选的，所述余热锅炉还连接有烟气净化回收设备，烟气净化回收设备还连接有第一除尘器。

进一步，系统中设备间相互连接除还原电炉与余热锅炉、煤气净化装置，焙烧设备与烟气净化设置用烟管连接，还原电炉和精炼电炉与铸铁机由出铁装置连接，余热锅炉与余热发电机组汽轮机间由蒸气管道连接外，其余设备间均由皮带输送机连接。

另外需要说明的是，还原电炉配料机与还原电炉间除采用皮带上料输送机外，还可以是送料爬车及上料料罐装置连接。

一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统的运行方法，其简要包括如下步骤：

(1)将垃圾焚烧发电产生的飞灰与铁精粉、还原剂A送入到飞灰配料机中进行按比例配置，然后输送到混料机中混合形成混合物料，继而输送至制球机中制备成飞灰小球后，再输送到焙烧设备中进行预还原焙烧(半氯化预还原氯化焙烧)，形成物料A，然后输入还原电炉配料机；另外，通过底灰磁选机对垃圾焚烧发电生成的灰渣进行磁选出含铁物料和非含铁物料，非含铁物料输送入分选机中，含铁物料输送至铁料成型机中加工成粒状的物料B，然后送入还原电炉配料机，其中，分选机分选出非磁性有色金属材料入库回收，渣经皮带输送机送至粉碎机粉碎后送建材集料仓库回收利用；

(2)通过还原电炉配料机将物料A、物料B和还原剂B按比例配置后，输送至还原电炉中，以1400～1600℃进行熔炼处理2～6h，使生铁及飞灰中的重金属元素沉底并与还原电炉熔炼产生的炉渣分离，制得生铁(同时使飞灰中二噁英得到彻底分解)；熔炼产生的烟气经烟气出口依序输送至余热锅炉和烟气净化回收设备，通过烟气净化回收设备回收烟气中的煤气；

(3)将还原电炉制得的生铁铁水从其生铁出铁口输出并输送至铸铁机中浇铸成型，制得回收产品；还原电炉熔炼产生的炉渣通过炉渣出口排出并经水碎或冷却粉碎处理(飞灰重金属元素经还原为粗铅产品，由还原电炉炉底排铅孔回收，其余铜、镍等重金属合金由炉底合金排放孔进行回收)；

(4)当步骤(3)所制得的回收产品需要脱磷、脱硫等除杂或产品成分需要进行调整时，则还可以将生铁铁水直接热兑进精炼电炉处理。

进一步，步骤(1)中，飞灰、铁精粉、还原剂A的添加比为20～60∶68～32∶8～12；其中，还原剂A为冶金焦粒或粉煤灰中的一种以上；还原剂A的固定碳含量为≥75％，所述的铁精粉为铁矿粉、含铁球磨料、含铁抛光粉、含铁尘泥、含铁废弃物或氧化铁皮中的一种以上；所述铁精粉的含铁品位范围为45％～75％。

优选的，步骤(1)中，制球机所制得的飞灰小球的粒度为20～40mm；焙烧设备的焙烧处理温度为900～1250℃。

步骤(1)中，所述半氯化预还焙烧是指在焙烧过程中，充分利用飞灰中10～20％的氯离子元素与飞灰中重金属Pb、Cu、Ni等生成氯化物，达到预还原效果，从而降低焙烧后飞灰与铁精粉混合物的冶炼电耗，提高重金属的回收率。

优选的，步骤(2)中物料A、物料B、还原剂B的添加比为57～70∶35～18∶8～12，其中，还原剂A为焦丁、兰炭或块煤中的一种以上；还原剂B的固定碳含量为≥80％，其粒度≥20mm。

步骤(2)中，所述高温还原反应是在还原电炉还原反应区内进行，炉料在还原电炉内至上而下分为炉料预热区，炉料熔化区，炉料还原反应区，铁水容池区。飞灰中部分重金属元素，如Cu、Pb、Ni等蒸发气体上升至炉料预热区后被炉料吸附进入还原反应区被还原为金属产品沉入炉底而得到回收利用。

实施例1

日焚烧5000吨垃圾发电产生灰渣资源化利用

本实施例为5000t/d垃圾焚烧发电所产生灰渣处理系统。灰渣的日产量如表1－1所示：

5000t/d垃圾焚烧发电灰渣日产量表 表1－1

名称	飞灰	垃圾铁	底渣(炉渣)	合计
					数量(t)	200	100	1150	1450
占垃圾量％	4％	2％	23％	29％

本实施例需配入还原剂及铁精粉，其化学成分及灰渣化学成分见表1-2所示：

原燃材料化学成分分析表 表1－2

本施例飞灰焙烧及还原电炉熔炼入炉配料及日耗量见下表1-3和表1-4所示

飞灰焙烧配料表 表1-3

还原电炉冶炼配方 表1-4

本实施例的工艺流程及具体操作步骤参见图2所示，

其中：步骤2中分选操作选用涡电流分选机分选出非磁性有色金属回收入库，分选的炉渣经破碎筛分后分类进建材集料库；

步骤3中焙烧配料详见《飞灰焙烧配料表》表1－3所示；

步骤5中的焙烧温度为900℃～1200℃；

步骤6中还原电炉冶炼配方详见《电炉冶炼配料及日耗量表》表1－4所示；

步骤7中还原电炉为全封闭还原电炉，还原电炉烟气余热回收发电，发电装机容量3000KW,还原电炉冶炼温度1400℃～1650℃。

步骤8中生铁产品出铁时间2～4小时/炉，出渣时间2～4小时/炉，重金属Pb及铜镍合金由炉底排铅孔及合金排放孔定时排放，排放时间为5～10天/次(根据重金属含量确定)。

步骤9中操作主要进行除磷、除硫操作。

本实施例生产的生铁产品为铸造生铁产品，产品的牌号及化学成分见下表生铁产品化学成份检验单》表1-5

生铁产品化学成份检验单 表1-5

本实施例生产产品按铸造成生铁产品生产，质量符合按国标GB/T718-2005要求。

本实施例飞灰经还原电炉高温冶炼后，其玻璃体炉渣与飞灰未高温冶炼前主要重金属含量情况对比见下表1-6所示

垃圾焚烧飞灰还原电炉冶炼前后主要重金属变化对比表 表1-6

可知，飞灰中大部分重金属已经过高温还原后存入炉底被回收利用。

本实施例飞灰玻璃体熔渣浸出毒性及二噁英检测与GB5085.3－2007危险废物鉴别指标浸出毒性鉴别浓度限值GB16689-2008生活垃圾填埋场污染控制标准浓度限值的支付比见下表1-7所示

飞灰熔渣毒性鉴别检测与标准限值对比表 表1-7

本实施例飞灰经高温熔炼后，重金属及二噁英去除很彻底，环保效益好。

本实施例灰渣资源化利用成本支出及经济效益分析

各种原燃材料单价及日消耗成本费用表 表1－8

(二)资源化利用产品及余热发电日收入

1、计算依据：

(1)生铁销售单价：3000元/t(含税出厂价)，日产量290t；

(2)还原电炉沪渣(水碎渣)单价：100元/t，日产量340t；

(3)底灰炉渣集料单价：30元/t，日产量1150t；

(4)重金属粗铅单价：20000元/t，日产量0.30t；

(5)等热发电扣除成本后按0.50元/度计，日产发电量6000度。

2、产品及发电日销售收入见下计算表1－9示

产品及发电日销售收入表 表1-9

序号	名称	单位	单价(元)	数量(t)	金额(元)	备注
							1	铸造生铁	t	3000	290	871500.	含税出厂价
2	电炉渣	t	100	340	34000
							3	底灰炉渣	t	30	1150	34500
4	重金属粗铅	t	20000	0.3	6000
							5	发电	度	0.56	60000	33600
6	合计日收入				979600	装机3000KW

(三)利润计算

1、日总收入：979600元；

2、日总支出：864130元；

3、税费：979600×4％＝39184元(税费负担按4％计)；

4、日利润＝总收入－总支出－税费；

979600元－864130元－39184元＝76286元；

按日处理飞灰200吨折算，即每处理一吨飞灰可以增加利润为：76286元/200t＝381.43元/t飞灰；

处理吨飞灰产生的税费＝39184元/200t＝196元/t飞灰。

本实施例按灰渣资源化利用系统及方法年处理飞灰6万至7万吨，按年处理6万吨计算产生的经济效益为：

5、年利润＝381.43元×60000吨＝2288.58万元；

6、年上交税费＝196元×60000吨＝1175万元。

实施例2

本实施例为2000t/d垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统。

本实施例所使用的原燃材料、产品质量、单价、飞灰熔渣重金属变化，毒性鉴别等均与实施例1相同，详见实施例1中的表1-2，表1-3，表1-6，表1-7所示。

本实施例的工艺流程及具体操作步骤与实施例1及图2所示流程大致相同。

本实施例与实施例1不同的地方为：

(一)灰渣的产生量及配料见下表2－1，表2－2，表2－3所示

2000t/d垃圾焚烧发电灰渣日产量表 表2－1

名称	飞灰	垃圾铁	底渣(炉渣)	合计	备注
						数量(t)	80	40	400	520
占垃圾量％	4％	2％	20％	26％

2000t/d垃圾焚烧飞灰焙烧配料单 表2－2

名称	飞灰	铁精粉	无烟粉煤	合计	备注
						数量(t)	80	148	22	250
配方％	32％	59.2％	8.8％	100％

飞灰焙烧料电炉配料单

(二)本实施例灰渣资源化利用日消耗成本支出费用见表2－4所示

原燃材料单价及日消耗成本费用表 表2－4

即：日成本费用总支出＝356320元。

(三)本实施例日生产销售收入计算见下表2－5所示

日收入计算依据如下：

(1)生铁日产量120吨，单价3000元/t(含税出厂价)

(2)电炉渣日产量118吨，单价100元/t；

(3)底灰渣日产量380吨，单价30元/t；

(4)日发电量20000度，单价0.56元/度(扣除发电成本0.06/度)；

(5)铅回收量：0.1吨/日，单价20000元/t。

收入计算表 表2－5

(四)利润计算

1、日总收入395200元；

2、日生产支出355120元；

3、税费日支出395200×4％＝15808.10元(折合处理吨飞灰税费＝15808/80＝197.60元/t飞灰)；

4、日利润＝395200元－356320元－15808元＝23072元；

(折合为处理吨飞灰利润为23072元/80吨＝288.4元/吨飞灰)；

5、年利润＝24272元×300天＝7281600元；

6、年上交税费＝15808元×300天＝4742400元。

效果对比

经济效益方面：现有技术处理垃圾焚烧飞灰成本最低是采用螯合剂与水泥进行稳定化后，送入填埋场填埋，每处置吨飞灰最低费用在600元以上，该技术是目前大多数垃圾焚烧企业采用的处置方法。按本发明技术方法处置，本实例1中年需处置飞灰最少6万吨，现有技术处置后，除了一年可节省6万吨X600元＝3600万元处置费外，还可增加收入6万吨X381.43元＝2288.58万元。本发明技术与现有技术相比产生经济效益5888.58万元/年。按2015年全国飞灰量400万吨计算，本发明技术每处理一吨飞灰按平均效益335元计算，年增加的经济效益为：400万吨X335元＝13.4亿元，节省处置费400万吨X600元＝24亿元，两项合计可创经济效益37.40亿元，对整个垃圾焚烧发电产业会带来巨大经济效益。

环境效益方面：本发明技术与现有技术相比有非常显著的进步，该发明技术节约了大量的土地资源，飞灰中的二噁英及重金属处理彻底，灰渣全部实现了资源化利用。

以上所述仅为本发明的举例说明，对于本领域的技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统，其特征在于：其包括依序连接的飞灰配料机、混料机、制球机、焙烧设备和还原电炉配料机；其还包括底灰磁选机、铁料成型机、分选机、还原电炉、精炼电炉、铸铁机；所述的底灰磁选机具有含铁物料出口和非含铁物料出口，其含铁物料出口与铁料成型机进料口连接，铁料成型机的进料口与还原电炉配料机的进料口连接；底灰磁选机的非含铁物料出口与分选机连接并由分选机进行分选处理；所述还原电炉配料机具有配料出口且与还原电炉的进料口连接，所述的还原电炉具有生铁出铁口，生铁出铁口与铸铁机的流铁口连接。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统，其特征在于：所述分选机的出料口还依序连接有粉碎机和分筛机。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统，其特征在于：所述的焙烧设备为烧结机、回转窑或竖窑；焙烧设备具有烟气通道且依序连接有脱硫脱硝塔和第二除尘器，第二除尘器的出口与还原电炉配料机的进料口连接。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统，其特征在于：所述的还原电炉为半封闭结构或全封闭结构，所述的还原电路为交流埋弧还原电炉或直流埋弧还原电炉。

5. 根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统，其特征在于： 所述的系统还包括余热锅炉、余热发电汽轮机组；所述的还原电炉具有烟气出口，所述的烟气出口与余热锅炉连接，余热锅炉与余热发电汽轮机组连接。

6.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统，其特征在于：所述余热锅炉还连接有烟气净化回收设备，烟气净化回收设备还连接有第一除尘器。

7.根据权利要求6所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统的运行方法，其特征在于：其包括如下步骤：

（1）将垃圾焚烧发电产生的飞灰与铁精粉、还原剂A送入到飞灰配料机中进行按比例配置，然后输送到混料机中混合形成混合物料，继而输送至制球机中制备成飞灰小球后，再输送到焙烧设备中进行预还原焙烧，形成物料A，然后输入还原电炉配料机；另外，通过底灰磁选机对垃圾焚烧发电生成的灰渣进行磁选出含铁物料和非含铁物料，非含铁物料输送入分选机中，含铁物料输送至铁料成型机中加工成粒状的物料B，然后送入还原电炉配料机；

（2）通过还原电炉配料机将物料A、物料B和还原剂B按比例配置后，输送至还原电炉中，以1400～1600℃进行熔炼处理2～6h，使生铁及飞灰中的重金属元素沉底并与还原电炉熔炼产生的炉渣分离，制得生铁；熔炼产生的烟气经烟气出口依序输送至余热锅炉和烟气净化回收设备，通过烟气净化回收设备回收烟气中的煤气；

（3）将还原电炉制得的生铁铁水从其生铁出铁口输出并输送至铸铁机中浇铸成型，制得回收产品；还原电炉熔炼产生的炉渣通过炉渣出口排出并经水碎或冷却粉碎处理。

8.根据权利要求7所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统的运行方法，其特征在于：步骤（1）中，飞灰、铁精粉、还原剂A的添加比为20～60∶68～32∶8～12；其中，还原剂A为冶金焦粒或粉煤灰中的一种以上；还原剂A的固定碳含量为≥75%，所述的铁精粉为铁矿粉、含铁球磨料、含铁抛光粉、含铁尘泥、含铁废弃物或氧化铁皮中的一种以上；所述铁精粉的含铁品位范围为45%～75%。

9.根据权利要求8所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统的运行方法，其特征在于：步骤（1）中，制球机所制得的飞灰小球的粒度为20～40mm；焙烧设备的焙烧处理温度为900～1250℃。

10.根据权利要求9所述的一种垃圾焚烧发电灰渣资源化利用系统的运行方法，其特征在于：步骤（2）中物料A、物料B、还原剂B的添加比为57～70∶35～18∶8～12，其中，还原剂A为焦丁、兰炭或块煤中的一种以上；还原剂B的固定碳含量为≥80%，其粒度≥20mm。