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工程热物理所在城市垃圾焚烧飞灰流化熔融方面取得研究进展
发稿时间:2021-11-23         作者:杨桂云、任强强          来源:循环流化床实验室     【字号:

   工程热物理所循环流化床实验室研发团队,近日提出稻壳/垃圾飞灰流化共融路线,解决垃圾飞灰熔融需要的能量和助熔剂问题。城市生活垃圾焚烧面临的突出问题是焚烧飞灰的无害化处理“最后一公里”难以解决,垃圾飞灰作为危险废弃物,其处置严重依赖于引进技术,成本极高,已成为垃圾焚烧全过程中污染控制和风险管理的瓶颈问题。高温熔融技术可实现有机污染物分解和重金属固化,被认为是飞灰无害化、资源化的终极处理技术。飞灰中含有大量Cl元素,熔融过程中会产生HCl、含有重金属的二次污染物;同时,飞灰CaO含量高达30%以上,熔融过程需要添加助熔剂,综合能耗很高。以上两个方面原因,限制了飞灰熔融技术在工业上的推广,低能耗飞灰熔融技术研发迫在眉睫。

   项目组针对垃圾飞灰多种矿物质、氯元素、碱金属组分与稻壳之间的耦合和牵制竞争反应开展研究,深入探讨了H2O、CO、Air等复杂气氛,矿物添加剂对飞灰熔融过程氯迁移转化影响机制,确定了污染物氯脱除温度和位置窗口;探究了稻壳灰与飞灰共熔特性,揭示了两种灰分不同配伍比例下矿物质生成转化规律、玻璃相生成条件;全面开展了稻壳与飞灰流化特性研究,对预热固相微观形貌、孔隙结构、元素分布进行深入分析,揭示了预热矿物质元素之间的反应机理,这些基础和小试研究,为飞灰流化熔融耦合工艺研发提供了关键基础数据支撑。

  相关研究成果已在Journal of the Energy Institute、Journal of Thermal Science、ICEE国际会议等国内外期刊、会议发表论文4篇。

1 不同稻壳灰和飞灰配伍比例下高温处理熔渣XRD图谱

2 不同稻壳灰和飞灰配伍比例下高温处理熔渣玻璃体含量

预热气体成分含量和预热固相孔径分布

 

 
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