近年来我国垃圾焚烧无害化处理量逐年递增，伴随垃圾焚烧后产生的飞灰量日益增长，而飞灰中的重金属等有害物质会污染环境。以太原市某垃圾发电厂产生的垃圾焚烧飞灰为研究对象，在中试现场利用超高温等离子体气化熔融炉在1700℃下分别对灰/焦(6∶1)和灰/焦(9∶1)的样品进行熔融处理，利用XRF、XRD和SEM-EDS对垃圾焚烧飞灰和熔融后的玻璃熔渣进行物质组成、微观结构和元素分布的表征与分析。研究表明，垃圾焚烧飞灰中的金属氯化物多以NaCl、KCl等形式存在，占飞灰组分的5%左右，高温熔融有助于垃圾焚烧飞灰中氯盐的气化，降低垃圾焚烧飞灰中氯盐含量。飞灰多以絮状和球状为主，表面富集了众多金属元素，高温熔融可以对飞灰中酸性氧化物SiO2进行重组，实现对重金属的包裹。熔融后的玻璃熔渣浸出量低于各国浸出毒性标准。在1700℃下高温熔融会使炉体内部的耐高温材料ZrO2发生脱落，缩短使用周期。碱度系数是影响熔融温度的主要原因，适当减小碱度系数可以降低熔融温度，需要进一步调整碱度系数从而降低炉内熔融温度，延长ZrO2的使用寿命。因此，熔融处理前，可测定样品的灰熔点特征温度，据此设定熔融炉的熔融温度，避免因温度过高导致隔热材料的脱落。
1试验
1.1 工艺路线
山西太原东山垃圾焚烧发电厂搭建的等离子体气化熔融工艺路线如图1所示。该工艺路线主要以生活垃圾电厂产生的飞灰、化工企业产生的固废为原料，通过三级螺旋给料器将原料送入等离子气化炉，炉温保持在(1 600±100)℃，物料在等离子气化炉中迅速被超高温热解和熔融，产生的可燃气体输送到电厂进行炉内燃烧，熔融后的熔体经过水冷或空冷换热器进行迅速冷却，产生的熔渣可用来进行建材化高值利用或道路铺设。
图1 高温等离子体气化熔融工艺路线
1.2 试验样品
试验样品取自垃圾焚烧电厂飞灰，按照飞灰∶焦炭粉比例为6∶1或9∶1进行原料配比，在等离子气化中试设备上进行熔融固化处理，并对飞灰原料、熔融后空冷固化、熔融后水冷固化的样品进行取样分析。
2结果与讨论
2.1 垃圾焚烧飞灰等离子熔融处理前后的外貌形态
观察中试现场取回的垃圾焚烧飞灰入炉前及飞灰复配焦粉熔融后熔渣的外貌特征发现：从外表结构上看，高温熔融后，松散的褐色垃圾焚烧飞灰变成致密的黑色熔体，熔体不规则地团聚在一起。不同配比的飞灰和焦粉在1 700 ℃下均实现了熔融，呈现相似的形状
声明：
“超高温等离子体气化熔融对垃圾焚烧飞灰的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
1609
编辑：中冶有色网
来源：洁净煤技术
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
2025年05月16日 ~ 18日 
