飞灰熔融气相产物盐分布规律

生活垃圾焚烧飞灰（简称“飞灰”）熔融技术具有无害化彻底、减容比高、资源化程度深、环境风险小、节约土地资源等特点,工业化前景广阔,但飞灰熔融技术应用过程中产生的二次飞灰问题成为掣肘,二次飞灰量约占飞灰的20~30%。对飞灰熔融气相产物盐分布规律的掌握,有利于二次飞灰无害化和资源化利用技术开发,对飞灰熔融烟气净化设备设计和生产运行具有借鉴作用。本文选用江苏省某生活垃圾焚烧电厂产生的飞灰,考查其熔融过程中气相产物盐的组成及分布,利用自主研发的等离子体飞灰熔融中试系统进行飞灰高温熔融试验并对气相产物盐和熔渣进行收集分析。通过重量差减法、X射线荧光光谱仪、电化学法等测定飞灰熔融过程中气相产物盐及熔渣组成和产量,获得Na、K、Ca、Mg和Fe的气相迁移率。利用热力学模型模拟1000~1600 ℃（试验温度为1450℃左右）、不同气氛（不通气体、氮气气氛或空气气氛）、添加0~50%的辅料、飞灰含水率0~12%条件下,气相产物盐的组成及分布规律。模拟结果表明：飞灰熔融过程中气相产物盐主要以NaCl、(NaCl)2、KCl、(KCl)2、CaCl2、KCaCl3、KMgCl3、FeCl2等的形态存在,其分布规律受熔融温度影响较大,受熔融气氛、辅料添加量、飞灰含水率影响相对较小。空气气氛条件下,飞灰熔融气相产物盐中出现新产物Na2SO4。对比中试试验和热力学模型模拟结果,碱金属Na和K气相迁移率的模拟值与试验值吻合较好,碱土金属Ca、Mg和Fe气相迁移率的模拟值远小于试验值。建议利用气相产物盐的分布规律开发分盐或氯盐利用技术,实现二次飞灰的综合利用,改变二次飞灰以填埋为主的现状,彻底实现飞灰的无害化和资源化。