超高温等离子体气化熔融对垃圾焚烧飞灰的影响

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SiO_(2)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ZrO_(2)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ZrO_(2)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。