飞灰几种典型处理工艺对比分析

时间：2025-06-16 10:06

来源：《CE碳科技》

作者：中城环境蹇瑞欢焦小雨张蒙雨尘冠宏王梁琪

蒸发分盐‌：采用MVR机械再压缩技术分质结晶氯化钠和氯化钾，能耗降低40%，产品符合工业盐标准。

①飞灰预处理‌：飞灰进入水洗系统前，根据需要进行破碎、筛分等预处理，以确保飞灰的均匀性和适宜的水洗条件。

②飞灰水洗‌：飞灰被送入水洗罐中，按照一定比例（如2.5:1至3:1的水灰比）加入清水或循环滤液进行浸泡，以溶解可溶性氯盐（如NaCl、KCl）；通过搅拌桨充分混合，加速氯离子（Cl⁻）和重金属（如Zn、Cu）的溶出。

③固液分离‌：水洗后的飞灰浆液通过压滤机或离心机进行固液分离；分离后的滤饼（即水洗后的飞灰）含水率降低，氯离子含量也显著降低。

④废水处理‌：分离出的废水进入废水处理系统，包括脱钙、水质稳定、中和、过滤等步骤。通过投加化学试剂（如碳酸钠、硫化钠、絮凝剂等）进行沉淀、絮凝等反应，去除废水中的钙离子、重金属离子等杂质。

处理后的废水进入MVR蒸发结晶系统，进行盐水分离处理，得到氯化钾肥料及氯化钠工业盐产品。

⑤蒸发冷凝水回用‌：MVR蒸发结晶系统产生的冷凝水回用于飞灰水洗系统，实现水资源的循环利用。

（2）低温热解技术

在缺氧环境中以500℃以下低温分解二噁英，实现脱氯脱毒，为后续资源化利用奠定基础。

预处理阶段‌：对原灰进行密闭干燥处理，降低含水率，避免热解过程中结块‌。

低温热解反应‌：①反应条件‌：在300–500℃温度区间、氮气或低氧（氧含量＜1%）氛围下进行，飞灰停留时间30–60分钟‌。②核心反应‌：二噁英通过‌解吸脱附‌、‌脱氯降解‌、开环‌分解‌等过程被分解为低毒或无毒性物质，重金属通过物理化学转化降低浸出风险。

热解气体处理‌：①热解产生的气态二噁英和挥发性有机物通过‌布袋除尘器‌捕集，部分工艺结合‌碳捕集换热单元‌对CO₂进行回收利用‌。②尾气经急冷段快速降温，抑制二噁英再合成。

3.2 无害化处理工艺

无害化处理工艺主要包括固化稳定化、热处理等工艺。具体技术路径如下。

（1）固化稳定化

将飞灰与水泥混合，通过水化反应形成水泥石结构包裹重金属，降低浸出毒性‌；使用无机或有机螯合剂与重金属反应生成难溶化合物（如Pb₃(PO₄)₂），浸出毒性可降低50%以上。

不同物料（飞灰、水泥、螯合剂、水等）根据设定的添加比例及添加顺序进行混合与搅拌。物料在混炼机中混合搅拌后形成固化体，固化体出料后需要进行养护，以提高其强度并防止重金属的溶出。经过养护后的固化体，如果检测满足填埋标准且允许，则可填埋处理；也可在满足需求的前提下，将固化体进行资源化利用，如用作建材原料等。

（2）热处理技术

高温烧结‌：飞灰通过高温烧结，可使飞灰中的无机成分形成稳定固态产物（如烧结块）。例：在高温下烧结飞灰与黏土混合物，生成陶瓷或陶粒，重金属浸出浓度降低至原值的1%-5%‌。

高温烧结过程包括：预热段‌：300-600℃，去除残余水分及挥发性有机物（VOCs）；‌高温段‌：900-1300℃，飞灰中硅铝酸盐熔融相生成，重金属被包裹固化；‌冷却段‌：缓慢降温形成致密烧结体（孔隙率<15%）。

‌飞灰通过高温烧结后可实现资源化利用‌‌：建材应用‌，替代天然骨料用于路基、混凝土砖等；‌玻璃化产物‌，高硅铝烧结体可制备微晶玻璃或陶瓷原料。

高温熔融‌：高温熔融工艺是飞灰在高温炉（如旋转窑、电弧炉等）中被加热到1200-1600℃高温下使飞灰熔融，飞灰中的有害物质会发生分解、氧化或其他化学反应，形成玻璃态物质，可分解99%的二噁英并固化重金属，降低其危害性，并有效地减少飞灰的体积。

熔融物冷却后形成玻璃态或晶态固体，这些固体通常更加稳定，不易对环境造成危害，产物进一步的处理可用作建材，实现资源的回收利用。

表1 高温烧结工艺与高温熔融工艺的对比