垃圾焚烧飞灰

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垃圾焚烧飞灰
特性 ------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

处理处置技术------------------------------------------ 错误!未定义书签。

意见建议 --------------------------------------------- 错误!未定义书签。

政策法规 --------------------------------------------- 错误!未定义书签。

产业化发展-------------------------------------------- 错误!未定义书签。

行业动态
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市场动态
国内 ------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

国外 ------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

院内新闻
标准管理 --------------------------------------------- 错误!未定义书签。

垃圾焚烧飞灰
飞灰是垃圾焚烧的必然产物，大约占焚烧垃圾量的3~5%。

《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》（国办发〔2012〕23号），规划到2015年新增垃圾焚烧设施262座，处理能力达万吨/日。

上海将建老港焚烧厂二期及崇明、嘉定、松江等5座郊区垃圾焚烧厂，新增设施能力达8000吨/日以上。

按此计算，全国和上海分别产生飞灰6570~10950吨/天和240~400吨。

如何安全有效地处置焚烧飞灰成为急需解决的环境和社会问题。

目前，我国经济发达地区飞灰主要通过简易处理后运往安全填埋场填埋，不仅大量占用了安全填埋场的库容，且成本高，一般为2000~3000元/吨。

而一些经济欠发达、没有条件建设安全填埋场的地区，一般采用堆存或简单水泥固化后运往垃圾填埋场填埋的方式，存在着二次污染的隐患。

2008年7月，《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）开始实施，规定飞灰应经稳定化处理，满足含水率小于30%、二噁英含量低于3 μg TEQ/Kg、按照HJ/T 300方法制备的浸出液中危害成分浓度低于规定的限值，方可送往生活垃圾卫生填埋场分区填埋。

该标为飞灰进入卫生填埋场进行最终处置提供了规范依据，但对飞灰稳定化处理提出了严格的要求。

上海现正在运行的江桥、御桥两个焚烧厂的飞灰均运至嘉定危废中心经预处理后安全填埋。

现有嘉定安全填埋场库容已难以满足上海现有和将建焚烧厂的飞灰处置需要。

因此，通过强化预处理使飞灰达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》后进入老港卫生填埋场进行分区填埋，可解决上海或其他城市飞灰处置的尴尬局面。

在此背景下，进一步研制开发稳定高效的飞灰处理药剂和工艺并产业化推广意义重大且势在必行。

特性
在《国家危险废物名录》中编号HW18的危险废物。

物理特性
飞灰是在烟气净化系统收集而得的细颗粒物质，包括用化学药剂处理烟气时产生的飞灰，在灰渣中约占10%～20%。

飞灰一般呈灰白色或深灰色，粒径小于300μm，大部分为μm～30μm，含水率10%～23%，热灼减率34%～51%，易冻胀，难压实，颗粒形态多呈棒状、多角质状、棉絮状、球状等不规则形状。

化学特性
飞灰中的主要成分为CaO，SiO2，Na2O，SO3，K2O，Fe2O3，Al2O3，MgO，其中CaO的质量分数
最高，为％～％，其次为SO3，SiO2；主要危害物质为重金属（Zn、Pd、Cu、Cr、Cd、Ni和Hg 等，平均含量都小于3％）和二噁英；焚烧飞灰中氯的质量分数高，最高可达15%，其中可溶氯占总氯的比例为％～％。

各焚烧厂飞灰的基本化学组成及质量分数
不同焚烧厂飞灰中重金属质量分数(mg/kg)
处理处置技术
固化/稳定化
飞灰处理主要有水泥固化、沥青固化、化学药剂稳定化、高温处理等方法。

其中，化学药剂稳定化法由于工艺简单、稳定效果好、增容比小、能耗低等特点，成为飞灰稳定化的一个发展方向。

固化/稳定化技术是目前国际上处置重金属废弃物和其它非金属危险废弃物的重要手段，是指通过物理-化学方法将有害物质固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程。

其目的是使废物中的污染组分呈现化学惰性或被包容起来，使其在运输与处置的过程中更加安全。

水泥固化是把垃圾焚烧飞灰按一定比例混合掺入水泥基质，加人适量的水，在一定条件下，经过一系列的物理、化学作用，最终使粒状的物料变成粘合的混凝土块，从而使飞灰固化稳定。

作用机制是重金属通过水泥水化过程中的吸附、化学吸收、沉降、离子交换、钝化等多种方式与水泥发生反应，最终以氢氧化物或络合物的形式停留在水泥水化形成的水化硅酸盐胶体C-S-H表面上，从而达到稳定化、无害化的目的。

在硬化水泥浆体的C-S-H结构中，Zn会取代C-S-H 中的Ca或与C-S-H表面的Ca反应形成含Ca和Zn的氧化物；Pb通常以碳酸盐、硫酸盐等形式存在于水泥熟料颗粒的表面，抑制水泥的水化；同时水泥的加入也为重金属提供了碱性环境，抑制了重金属的析出。

优点：工艺设备简单、操作方便、材料来源广、价钱便宜、固化产物强度高等。

缺点：处理后废物体积增加，增容比达～；填埋场库容消耗大；存在长期稳定性问题，飞灰中特殊的盐类和有机物的分解容易造成固化体破裂，从而造成再次污染。

沥青固化是指以沥青为固化剂，与有害废物在一定的温度、配料比、碱和搅拌作用下产生皂化反应使有害废物均匀地包容在沥青中形成固化体的方法。

固化方式有２种：一是将沥青
加热，利用在高温下可以变成熔融胶黏性液体将废物掺合、包覆在沥青中冷却后即形成沥青固化体；二是利用乳化剂将沥青乳化，用乳化沥青涂覆废物，然后破乳、脱水，即完成废物的沥青固化处理。

优点：固化产物空隙小，致密度高，难以被水渗透，同水泥固化相比，有害物质的浸出率小2-3个数量级，为10-4-10-6g／（cm2·d），且不论废物的性质和种类如何，均可得到性能稳定的固化体；随即就能固化，无需养护。

缺点：加入量需求大；导热性差，需在室温下完成，高温（200℃左右）下固化湿废物时存在排水困难；具有可燃性，须考虑加热蒸发时不能过热。

湿式化学处理
湿式化学处理是通过水洗浸出，利用化学药剂通过化学反应，使飞灰中有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。

通过湿法化学处理可去除飞灰中的可溶盐、重金属等，进而提高产物的稳定性，减少最终处置产物对环境的影响。

常用处理工艺有水洗-酸浸处理、磷酸盐处理、亚铁盐处理、硫化物处理、螯合剂处理等。

水洗-酸浸处理可有效去除飞灰中可溶性氯盐，水洗后，重金属主要以残渣态存在；磷酸盐水洗处理方法是基于生成不溶性金属磷酸盐，该法不仅对飞灰中重金属在常温下具有稳定作用还能抑制Cd，Pb，Zn等重金属的高温挥发作用；亚铁盐处理法是利用Fe2O3晶体的生成将重金属稳定在晶格之内，亚铁盐对氯盐有着很好的促溶作用；硫化钠、硫代硫酸钠和硫脲等处理方法是利用他们与重金属生成稳定的硫化物；螯合剂的添加除了解毒作用还能使飞灰活性得到提高，活化指数可以高达%。

优点：处理过程简单、设备投资低、最终处理量少。

缺点：会产生高浓度无机盐废水，需要进一步处理。

且由于焚烧飞灰组分及重金属形态的复杂性，以及对反应机理缺乏足够认识，很难找到一种普遍适用的化学稳定剂。

高温处理
高温处理包括熔融和烧结两种方式，高温可对焚烧飞灰中的二恶英类有害物质进行彻底分解破坏，其分解率可高达%。

缺点：所需能源费用高。

熔融是将飞灰或飞灰与玻璃料的混合物加热到1000～1200℃以上的熔融温度，并控制熔炉的气氛防止重金属的挥发，从而使飞灰中固体颗粒发生熔融相变，成为液态熔渣，然后经快速冷却形成致密的玻璃态熔渣，借助玻璃体的致密结晶结构将飞灰牢固地封闭在玻璃体中。

优点：减重、减容效果好，一般可减重2/3左右；熔融后重金属被牢固地束缚在SiO2硅氧四面体组成的网络结构中，浸出率低，可满足目前浸出标准。

缺点：所得玻璃态材料硬度、热性能等较差，通常只能用于路基材料、水泥混凝土的混合
材料或再次送入填埋场填埋，附加值较低；熔融过程中会产生少量高浓度的熔融炉飞灰（其Cd 和Pb浓度是熔融前的5～10倍）；熔融渣碱性高，会对水泥、混凝土造成碱腐蚀；费用非常高，难以推广。

烧结是固体粉状成型体在低于其熔点温度下加热，使物质自发地充填颗粒间隙而致密化的过程。

既可发生在单纯固相之间，也可在液体参与下进行。

烧结过程中主要变化是：颗粒间接触界面扩大并逐渐形成晶界，气孔从连通状变成孤立状并且逐步缩小，最后大部分甚至全部从坯体中排出，使成型的致密度和强度增加，成为具有一定性能和几何外形的整体。

物料在烧结过程中有效地固化各种重金属。

优点：烧结固化体的抗压强度满足对混凝土中粗集料强度的要求，这种飞灰烧结固化体可用做混凝土中的掺加料。

缺点：要求飞灰须经水洗预处理，否则飞灰中的硫酸盐、氯盐以及玻璃体对绕结固化过程极为不利。

意见建议
焚烧飞灰中较高的氯含量及重金属含量是制约飞灰资源化利用的瓶颈，而飞灰中氯和重金属的含量与进厂原始垃圾的组成直接相关。

生活垃圾中的氯主要来源于废塑料（主要为PVC塑料）、厨余垃圾、废橡胶制品等，其中PVC塑料以有机氯为主，而厨余类废物以无机氯盐为主。

飞灰中的重金属主要来自混入生活垃圾的工业固废和生活垃圾中的有毒有害废物。

故建议：
1) 加强垃圾分类回收；
2) 减少一次性塑料袋的使用；
3) 严格控制和管理工业垃圾的排放。

政策法规
《国家危险废物名录》
2008年6月发布的中华人民共和国环境保护第1号令《国家危险废物名录》中明确将来自于环境治理行业的焚烧处置残渣定为危险废物，编号HW18。

其中包括生活垃圾焚烧飞灰（802-002-18），危险废物焚烧、热解等处置过程产生的低渣和飞灰（医疗废物焚烧处置产生的低渣除外）（802-003-18），危险废物等离子体、高温熔融等处置后产生的非玻璃态物质及飞灰（802-004-18）和固体废物及液态废物焚烧过程中废气处理产生的废活性炭、滤饼（802-005-18）。

危险特性为毒性（Toxicity, T）。

《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）
本标准规定了生活垃圾填埋场选址、设计与施工、填埋废物的入场条件、运行、封场、后期维护与管理的污染控制和监测等方面的要求。

本标准适用于生活垃圾填埋场建设、运行和封场后的维护与管理过程中的污染控制和监督管理。

本标准的部分规定也适用于与生活垃圾填埋场配套建设的生活垃圾转运站的建设、运行。

本标准自2008年7月1日起实施，具有强制执行效力。

其中规定生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣（包括飞灰、底渣）经处理后满足含水率小于30%、二噁英含量低于3 μg TEQ/Kg、同时按照HJ/T 300 制备的浸出液中危害成分浓度低于表1 规定的限值，可以进入生活垃圾填埋场填埋处置。

且经处理后满足要求的生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣（包括飞灰、底渣）在生活垃圾填埋场中应单独分区填埋。

表1 浸出液污染物浓度限值
《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》
2012年4月，国务院发布“‘十二五’全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划”，规划要求：积极推动垃圾分类收集、分类运输、分类处理等相关技术的研究和推广，重点推动清洁焚烧、二口恶英控制、飞灰无害化处置和利用、填埋气收集利用、渗滤液处理、气味控制、非正规生活垃圾堆放点治理、小型化生活垃圾处理装置等关键技术的研究和推广，鼓励采用资源化利用技术处理生活垃圾。

《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见》
2011年4月，住房城乡建设部等部门联合发布“关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意
见”，意见第二十一条指出：要加大对生活垃圾处理技术研发的支持力度，加快国家级和区域性生活垃圾处理技术研究中心建设，加强生活垃圾处理基础性技术研究，重点突破清洁焚烧、二英控制、飞灰无害化处置、填埋气收集利用、渗沥液处理、臭气控制、非正规生活垃圾堆放点治理等关键性技术，鼓励地方采用低碳技术处理生活垃圾。

重点支持生活垃圾生物质燃气利用成套技术装备和大型生活垃圾焚烧设备研发，努力实现生活垃圾处理装备自主化。

《危险废物污染防治技术政策》
国家环境保护部在2001年颁布《危险废物污染防治技术政策》，也对焚烧飞灰的处置问题作了相应的规定，明确“生活垃圾焚烧产生的飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等其它废物混合，也不得与其它危险废物混合。

不得在产生地长期贮存，不得进行简易处置，不得排放，生活垃圾焚烧飞灰在产生地必须进行必要的固化和稳定化处理之后方可运输，运输需使用专用运输工具，运输工具必须密闭”。

同时对填埋处置的规定是“填埋处置适用于不能回收利用其组分和能量的危险废物，生活垃圾焚烧飞灰须进行安全填埋处置。

”如果采用填埋，对填埋场的防渗、填埋操作过程、渗沥水处理、排气、净化、报警系统、监测制度、后期生态恢复等都有具体要求。

产业化发展
针对现有稳定化药剂存在的技术缺陷，环境院自2008年开始了对焚烧飞灰稳定化药剂的研发工作。

通过组建专业技术团队，历经数年技术攻关，开展了3个系列、7种药剂、11种方案、51种配比、67个样品的药剂遴选和对比研究，成功开发出具有自主知识产权的D系有机螯合剂，并申请专利3项，其中1项已授权。

经过试验验证，该药剂对江桥、御桥、青岛、成都、威海等地焚烧飞灰均具有良好、稳定的适应性，与传统工艺相比，处理成本可降低50%。

环境院还在成都洛带焚烧厂开展为期4个月的连续生产试验，运行结果显示，螯合后飞灰稳定满足GB16889-2008的入场填埋标准，投加量较低，且完全避免了该厂原有药剂对混炼机的腐蚀问题。

在关键技术突破的基础上，环境院还积极准备药剂的市场化推广和产业化应用。

目前，已完成工商登记经营范围扩充，与某螯合剂生产厂家建立合作关系，具备800吨/年螯合剂生产能力，为产品的市场化打下良好基础。

行业动态
宁波企业研制出环保炉烧垃圾没黑烟没臭味没二恶英
宁波一家企业日前成功研制出一种节能环保炉，可实现破布、塑料、生活垃圾等充分燃烧和废物利用，燃烧过程不会冒黑烟，也没有刺鼻的臭味，更没有令人色变的二恶英。

节能环保炉高约70厘米，空炉重约40公斤。

与一般炉子不同的是，它燃烧时除一个进风口和一个出风口外几乎是全封闭的。

炉子工作时，由一个功率为80瓦的小型鼓风机送入空气，然后又抽出燃烧后的废气。

在风力的作用下，火苗并非往上窜，而是往下走。

这是一种倒蜡烛式的燃烧模式，余火得到利用，可节能50%。

这种炉子另一个特别之处是它有两个燃烧腔，两腔在底部相连。

副燃烧腔温度达到500℃～600℃，主燃烧腔温度达900℃～1000℃，能充分燃烧塑料等垃圾。

中国宁波网华电毕节热电循环经济新发展生物质掺烧获得成功
贵州华电毕节热电有限公司成功在无烟煤中掺烧生物质。

毕节热电公司使用的生物质为园区内烟草企业排放的固体废弃物烟梗，其特点为密度小、挥发分高、碱金属含量高，含硫量及灰分低、易结焦，发热量3000大卡左右;根据生物质的特点，该公司对输煤系统进行改进完善，合理掺配，锅炉人员精心调整，锅炉燃烧稳定。

经一个多月的试烧，掺配率为2—4%，掺烧量约2000吨，通过试验表明，无烟煤掺烧生物质，可获得更好的燃尽特性，可改善煤的着火性能，减少灰渣排放和二氧化硫排放量，减少灰渣排放和二氧化硫排放量，对节能减排及园区内企业产业链深度耦合发挥积极的作用。

华电毕节热电声波法测温技术助力垃圾焚烧发电厂优化脱硝工艺
全球唯一的工业燃烧二维温度在线快速监测技术——AGAM声波法炉膛温度场测量系统，主要应用于垃圾焚烧、燃煤电厂的燃烧控制与优化，节能改造，SNCR，产品质量控制等过程，除此以外，该系统也已经成功应用于钢铁、化工和水泥等行业中。

AGAM已拥有超过20年不同工业现场的实际应用经验，在全球超过200家知名工业企业中稳定运行。

针对垃圾焚烧行业，AGAM已经有超过70个典型应用案例，其功能体现在：第一，调节焚烧炉内的不平衡燃烧，使其达到平衡状态，避免结焦结渣和过热器的高温腐蚀爆管问题，延长焚烧炉设备的维护周期并降低维护费用；第二，避免炉膛内温度的波动，从而避免气体蒸发量和负荷的波动，提高垃圾处理量，并降低吨垃圾处理成本；第三，在SNCR工艺过程中，依据AGAM提供的准确二维温度场分布信息，对每个喷枪做独立控制，从而达到更高的效率，低NOX 排放，低氨逃逸（< 10 mg/m3），低CO排放，低试剂消耗量等。

目前欧洲国家垃圾焚烧发电厂的氮氧化物的排放限制非常低，对还原剂类似于尿素或者氨水的消耗量，以及氨逃逸的量要求也很严格。

在欧洲，SNCR结合AGAM在对于NOX排放小于80mg/m3的应用中，已经成为SNCR的标准配置。

凭借对炉膛内高温燃烧气体的高精度、高稳定性、高分辨率的二维温度分布测量，AGAM可以实现各种负荷条件下的平衡燃烧，降低煤耗，避免高温腐蚀和结焦，减少非计划性停机。

在荷兰一家大型垃圾焚烧厂改造后的数据显示，在仅使用SNCR的情况下，结合AGAM对SNCR效率进行优化后，在NOx的原始浓度为300-400mg/m3的情况下，最终NOx排放值可以稳定的降至60mg/m3（日均值）以下，氨水消耗量降低了29%。

北京帕莫瑞科技有限公司回转窑焚烧设备获国家重点新产品证书
由北京机电院高技术股份公司生产的大型回转窑危废焚烧处理成套设备“HZY－30”近日获科学技术部、环境保护部、商务部、国家质量监督检验检疫总局联合颁发的《国家重点新产品证书》。

大型回转窑危废焚烧处理成套设备系北京机电院高技术股份公司的主导产品之一，目前这套产品已取得8项国家授权专利，其中发明专利1项。

中国环境报ERCM垃圾处理分解炉将有机物转化成陶瓷
从日本引进的世界最新垃圾处理系统ERCM垃圾处理分解炉日前在位于瓦房店市九龙街道的九龙低碳产业园区正式启用。

现场，工作人员将园区以及周边村镇的生活垃圾收集到一起，全倒进分解炉，经24小时处理后，剩下不到原体积1/300的排出物。

排出物的主要成分是木醋液，在农业饲料、工业等方面有很高的利用价值。

该装置通过炉内产生负离子，高效利用炉内的热能源，将几乎所有的有机物转化成陶瓷，且处理前无需进行垃圾分类。

装置体积小、运营成本低，特别适合中国农村村镇、城市大型居住区等实际需求。

大连日报宜春：含PVC垃圾焚烧技术取得突破
江西省宜春市实用技术研究所宣布，他们已经完成了垃圾无烟焚烧新工艺技术的研究工作，建成一套千吨级垃圾无烟焚烧装置。

该装置对PVC（产生二噁英的主要物质）为主要成分的化工垃圾进行处理试验，获得满意效果，在成功实现带水垃圾无烟焚烧的同时，还可用余热来发电。

采用该技术焚烧低热值带水垃圾时，既不用在垃圾中添加任何化学药剂与化石燃料，也不用向垃圾焚烧烟气中二次喷燃液化气或天然气，同时所产烟气也无需活性炭吸附和布袋过滤等
后处理工序。

中科院上海高等研究院分析测试中心监测数据显示，该装置各指标均大大低于目前垃圾焚烧国家标准和欧盟标准的限值，烟气中未检出二氧化硫（SO2）、氯化氢（HCl）。

中国化工报杭州新世纪：实现垃圾焚烧设备出口的突破
杭州新世纪牵头联合城市建设研究院、杭州锅炉集团股份有限公司、温岭瀚洋资源电力有限公司等，针对我国的水分较高、热值较低、不分拣混合生活垃圾的特性，形成了多项拥有国家自主知识产权的、“十一五”科技支撑计划研究成果：多列料层可调型二段往复式垃圾焚烧炉排、新型余热锅炉、带独立调湿装置的半干式烟气处理装置等，实现了垃圾焚烧设备出口的突破。

对多列料层可调型二段往复式垃圾焚烧炉排，杭州新世纪重点突破了垃圾焚烧炉排的核心难点——中间膨胀吸收装置，创新性地在逆推炉排段末端设计了独特的料层高度调节装置等多项技术，已经获得4项发明专利授权，还有2项正在审核中，并在泰国、马来西亚、印尼等国家申请了专利。

且多列料层可调型二段往复式垃圾焚烧炉排技术（即≥350吨/日的二段式炉排）已实现了产业化，有8个项目17台7500吨/日投入运行，实现销售3亿元，正在设计、制造和调试的有9个项目18台6650条线，合同总额超过万元。

目前，多列料层可调型二段往复式垃圾焚烧炉排单台500吨/日产品已经在秦皇岛投入运行。

现在有3×450吨/日产品是我国首次实现出口大型垃圾焚烧炉排装置，正在印度新德里东部工地安装中，这标志着我国的垃圾焚烧技术和设备从引进国向输出国的转变。

面对不断提升的垃圾焚烧烟气排放指标要求，在确保垃圾焚烧炉的燃烧温度大于850℃、停留时间超过2秒的前提下，针对国内垃圾焚烧烟气装置存在的问题，杭州新世纪创新设计了带独立调湿减温塔的半干式垃圾焚烧烟气处理技术和设备，重点突破在于将减温和中和反应在二个塔内完成，俗称双塔技术，双塔技术不仅解决了飞灰、石灰和大量水分蒸发等组成的混合物易在反应塔内粘壁的难题，同时因在减温塔的高温烟气在1秒内被急剧冷却，从而减少了烟气中二噁英的再合成；另外采用了飞灰循环装置、在反应塔下部应用流化床技术等，双塔技术已经获得专利授权。

双塔技术和设备在江苏太仓、浙江温岭等项目已投入运行，全部排放指标优于GB18485征求意见稿（即将在2013年执行）。

此外，双塔技术业也已实现了产业化，目前有7个项目13条线投入运行，实现销售6800万元，正在设计、制造和调试的有7个项目13条线，承接合同8000万元。

同时，该设备即将随杭州新世纪在印度尼西亚的EPC项目而走出国门。

IMMT从粉煤灰中萃取氧化铝
矿物质和材料技术研究所（IMMT）已成功从工业废料--粉煤灰中提炼出氧化铝，也因此成为全国首个将该进程发展成为可应用到工业上的商业化可行技术的实验室。

IMMT的科学家们之。