新日铁在前几年开发了固体废弃物直接熔融处理技术。该流程的主体设备类似一个直筒高炉,它从顶部加入固体废弃物、焦炭和石灰石,从风口吹入热风和铁口出铁和渣。熔融炉内的温度和气体成分变化与高炉相似,炉内存在干燥层、热分解层和燃烧熔融层。
新日铁开发的废弃物直接熔融炉在处理100t固体废弃物时(其中包括15t不可燃物质),可以得到20t的资源化的物质,只有1m3需要掩埋的物质。而焚烧炉却要掩埋44m3的物质。直接熔融处理炉有以下几方面的优点。
(1)最终量少,由于风口前焦炭高温区的温度很高,不能燃烧的物质会被熔化成渣,资源化的比例高,循环再利用好。
(2)适用面广,对可燃或不可燃、干燥或潮湿、一般或特殊的固体废弃物都能够处理,通常不需要对固体废弃物进行预处理。
(3)处理过程产生的能量可以再次利用,产生的气体含有较高的CO,可以作为钢铁厂的燃料,熔渣和熔铁的热量可以回收。
新日铁通过研究对原设计进行了改进,将原单排风口改变成双排风口,下排风口吹入氧气,提高炉缸温度,促进熔融物的渣铁分离,上排风口吹入热空气,增加二次燃烧,为炉内上部热分解提供更多的热量。改进后的熔融炉在能源利用、附属材料、单位容积处理能力、最终产物的质量等方面都有很大的提高。在日处理60t的改进炉进行了连续204天的试验,共处理固体废弃物近13000t,其中可燃物质11095t,不可燃物质1447t和大块料550t,处理后得到可利用渣和金属共2415t。
液态渣的主要成分(%)是39.0SiO2、35.6CaO、15.8Al2O3、3.7Na2O、3.0Fe2O3、1.7MgO和其他的金属。对渣进行了溶解物的浸出试验,有害金属如As、Cd、Cr6+、T-Hg、Pb和Se的浸出量(mg/L)都小于土壤容许的值。同时又检验了渣的性能,如破碎的粒度分布、比重、吸水量和密度等。结果表明这类熔渣可以作为民用建筑材料应用。液态金属的主要成分(%)是90.0%Fe、3.3Cu、2.5Si、2.0C、0.6Cr、0.2Ni和其他的金属。经过进一步处理可以回收其中有用的金属。
