[發明專利]基于煙氣脫硫副產物的防滲材料及其在垃圾填埋中的用途

有效

• 申請號: 200710052880.7
• 申請日: 2007-08-02
• 公開（公告）號: CN101157528A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 余福勝;韓旭;高翔鵬;徐志安;徐尹生;李雄浩;李瑞鑫;朱敬
• 申請（專利權）人: 武漢凱迪電力環保有限公司
• 主分類號: C04B18/04
• 分類號: C04B18/04
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及循環流化床煙氣脫硫副產物的資源化利用，具體地指一種基于循環流化床煙氣脫硫副產物的防滲材料及其在垃圾填埋場中的用途。

技術背景

循環流化床煙氣脫硫技術具有適應煤種廣、投資和運行成本低廉、占地面積小、耗水量小等優點，其推廣應用越來越廣泛。但脫硫副產物——脫硫渣如何資源化利用一直是循環流化床煙氣脫硫技術的一大難題。

目前，國內對循環流化床煙氣脫硫副產物的處理還是以拋棄堆放為主，這不僅要侵占大量的土地資源，還浪費了脫硫副產物中的鈣Ca、硫S等資源，還有可能對周圍環境造成二次污染。為此，科研人員對循環流化床煙氣脫硫副產物應用于建筑材料的可行性進行了研究，如在公開號為CN1640843A和CN1911848A的中國發明專利申請公開說明書中，分別介紹了將脫硫渣作為原料之一制造水泥或混凝土的方法，但由于脫硫渣中大量的亞硫酸鈣CaSO₃在長期與空氣接觸的過程中會被逐漸氧化成硫酸鈣CaSO₄，從而大幅降低水泥或混凝土的穩定性。而且，脫硫渣中的某些鈣基化合物在摻入到水泥或混凝土原料中時，會由于水化反應體積增大，導致水泥制品或混凝土建筑產生膨脹，從而降低了水泥或混凝土的安全性，給建筑工程帶來隱患。此外，循環流化床煙氣脫硫副產物中含有較高濃度的氯化物，氯化物對金屬有很大的腐蝕作用，因此脫硫渣用于建筑材料時不宜用于含鋼筋的場合。由于以上多方面的原因，脫硫渣作為建筑材料的應用受到了較多的限制，實際應用中添加到水泥或混凝土原料中的脫硫渣摻合量一般控制在10％以內，如此低的摻合量根本解決不了脫硫渣大量堆放的問題。

科研人員還開展了利用循環流化床煙氣脫硫副產物改良土壤的試驗研究，在公開號為CN1654595A的中國發明專利申請公開說明書中，提出了一種利用燃煤脫硫副產物改良堿性土壤的方法，但該方法只能施用于特定性質的土壤，而且對土壤還可能產生板結作用，脫硫渣對周圍環境以及作物的影響也還有待于進一步深入研究。在有關文獻報道中，循環流化床煙氣脫硫渣還被用來燒結磚瓦，但當溫度達到600℃以上時，脫硫渣中大量的亞硫酸鈣CaSO₃便開始分解，釋放出從燃煤電廠煙氣中吸收的二氧化硫SO₂，這在很大程度上使燃煤電廠煙氣脫硫失去了意義。

另一方面，隨著社會的發展和人們對環保要求的提高，需要處置的生活垃圾量日益增多。目前，我國垃圾處理的最主要方式仍然是垃圾填埋處理，而建造垃圾衛生填埋場的關鍵技術之一是防滲處理，包括填埋場襯底的防滲、中間覆蓋層的防滲和滿庫封場的防滲。填埋場襯底的防滲主要是防止垃圾滲瀝液滲漏入地下水中造成地下水的污染，中間覆蓋層和滿庫封場覆蓋層的防滲主要是防止雨水滲入到垃圾中增加垃圾滲瀝液的處理量，同時加強垃圾填埋場的整體密封性，減少臭氣外逸，使垃圾填埋所產生的氣體得以有序收集和利用。現有垃圾填埋場的防滲措施主要有兩種：一種是鋪設高密度聚乙烯膜(HDPE)防滲層，另一種是鋪設天然粘土或改性粘土類防滲層。高密度聚乙烯膜成本較高，每平方米的價格在40元左右，這給面積巨大的垃圾填埋場造成了很大的經濟負擔。如采用天然粘土作為防滲層，一個大中型垃圾填埋場需要的粘土量太大，很難取得足量的天然粘土。在實際填埋過程中，有些填埋場采用清庫時所存儲的碎石土進行中間覆蓋，但碎石土的滲透系數大約為1.0×10^-4cm/s，遠遠大于《生活垃圾衛生填埋技術規范》中規定“天然粘土類及改性粘土類防滲層的滲透系數不應大于1.0×10^-7cm/s”的最大允許值，致使大量的雨水下滲進入垃圾滲瀝液中，導致需要處理的垃圾滲瀝液量大幅增加。

由此可知，在循環流化床煙氣脫硫副產物的處理和垃圾衛生填埋場防滲層的建造上，一方面是循環流化床煙氣脫硫副產物尚無有效的資源化利用方法，致使大量的脫硫渣拋棄堆放；另一方面是垃圾衛生填埋場不能取得足量價格低廉的防滲材料。至今為止，尚沒有將上述兩方面因素結合起來考慮的循環流化床煙氣脫硫副產物資源化處理方案。

發明內容

本發明的目的就是提供一種基于煙氣脫硫副產物的防滲材料及其在垃圾填埋場中的用途。將煙氣脫硫副產物改性后用作垃圾衛生填埋場的防滲材料，不僅可以防止垃圾填埋場對地下水的污染、減少垃圾滲瀝液的處理量、使垃圾填埋氣體得到有序收集，而且可以使大量脫硫渣得到資源化綜合利用，變廢為寶，實現兩者雙贏的效果。