生活垃圾焚烧飞灰资源化技术路线的可行性

生活垃圾焚烧飞灰资源化技术路线的可行性

曹晓东、尹勇

江苏省徐州市 221150

摘要：目前国内生活垃圾飞灰处理普遍的技术路线为螯合填埋，该技术路线使用的飞灰螯合剂含有较高浓度的重金属离子，对人体有危害、对环境有污染，常年的填埋造成大量土地资源的浪费。为了减少对土地的浪费，使生活垃圾资源化、无害化，实现“0”填埋，目前社会上各种技术路线层出不穷，各有特点。

关键词：生活垃圾焚烧飞灰  土地  资源化 无害化 “0”填埋

一、关于飞灰资源化处置技术路线

目前国内常见的有水泥窑协同处置、高温烧结制陶粒、等离子体熔融玻璃化、低温资源化等四种技术处置路线：

（一）水泥窑协同处置

采用水泥窑处置飞灰，要求当地现有水泥厂可接收垃圾焚烧电厂产生的飞灰。飞灰中氯含量过高限制了飞灰在水泥中的添加量，同时会阻碍水泥水化过程，增加固化体中重金属的可溶性。飞灰中氯化物在水泥窑高温段挥发后在低温出口处冷凝会堵塞下游设备。因此飞灰需经水洗去除大部分氯后进入水泥回转窑进行水泥熟料生产。水泥窑协同处置同时存在如下限制因素：（1）受水泥窑区域布局的影响；（2）受水泥窑错峰生产的影响；（3）飞灰必须投加至高温段，并需严格控制添加量，避免影响水泥品质；（4）生料磨投加飞灰，在处理过程中会有大量二噁英生成，增加环保风险。

（二）高温烧结制陶粒

高温烧结生活垃圾焚烧飞灰制陶粒技术，高温烧结处理可以破坏二噁英和其他有毒有机化合物的分子结构，二噁英处置效率可以达到99.9%。高温处理过程中通过Si-O键重组可以将将重金属封存，但需要额外添加其他材料进行配伍，配伍要求高，增加处置成本。烧结反应温度一般在1000℃~1300℃，能耗较高，烟气处理难度较大，不符合国家绿色碳政策导向，且烧结制陶粒难以满足产品标准，目前还没有实现连续稳定运行的工程化应用项目。

（三）等离子体熔融玻璃化

生活垃圾焚烧飞灰与添加剂按比例配伍后，充分混合，经压制成型后送入熔融炉中，液相熔体进入冷渣系统，经水骤冷后形成玻璃体。高温熔融反应温度一般在1400~1600℃，处置能耗高，烟气处理难度大，不符合国家绿色低碳政策导向，设备运行稳定性差，运行成本＞2000元/吨，目前还没有实现连续稳定运行的工程化应用项目。

（四）低温资源化

“低温热分解+水洗处理+蒸发结晶分盐”技术，实现对飞灰中二噁英、可溶性氯和浸出重金属的去除，飞灰处理产物满足HJ 1134标准要求，将飞灰从危废转变为一般固废，同时，飞灰处理产物活性高，应用范围广，可用作水泥砖、加气砖、环保砖、灰砂砖、水稳材料、免烧陶粒、混凝土掺合料等非高温建材的生产原料，产物出路不受单一产品制约，同时在飞灰处理产物资源化利用过程中也不会重新生成二噁英。

二、四种技术路线综合对比情况

基于上表，生活垃圾焚烧飞灰低温资源化技术路线，与其它技术路线相比优势较为明显，也是目前国内应用较为广泛的一种技术路线。

三、生活垃圾焚烧飞灰低温资源化技术路线

为了适应不同地区的需求，生活垃圾焚烧飞灰低温资源化技术路线按照其产品也稍有不同，分为三个方向：

（1）飞灰低温热分解+飞灰水洗+蒸发结晶分盐，其产品水洗飞灰用作水泥砖、加气砖、水稳材料、免烧陶粒、混凝土掺合料等非高温建材的原料；产生的氯化钾、氯化钠用作工业盐。

（2）热脱附+水洗分离+蒸发结晶，其产品水泥原料、建筑混合材料；氯化钠和氯化钾用作工业盐。

（3）低温热分解去除+飞灰多级水洗脱氯除重结晶盐回收+洁净飞灰蒸汽制砖，其产品石膏和洁净飞灰制作环保建材；氯化钠和氯化钾用作工业盐。

三、总结

国内针对生活垃圾焚烧飞灰资源化问题，研发了多种处理技术路线，每一种技术路线无不体现了我国相关人员的技术才能，也给我们用户提供了更大的选择空间，在面对众多技术路线，我们要保持清醒的头脑，切实可行的选择切合我们实际需要的技术路线，以便更好的运用。