环境卫生工程 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (3): 77-88.doi: 10.19841/j.cnki.hjwsgc.2026.03.010
基于钙铝硅三相调控的生活垃圾焚烧飞灰等离子体熔融制备微晶玻璃研究
杨 煜,周 鹏,旦 增,陈巧婷,许芯睿,刘 帅,刘伟宁,于佳琳,马文超
- 1. 西藏大学 生态环境学院 西藏自治区高原环境工程与污染控制重点实验室;2. 天津大学 环境科学与工程学院
Study on Microcrystalline Glass Preparation via Plasma Melting of Municipal Solid Waste Incineration Fly Ash Based on Calcium-Aluminum-Silicon Three-phase Regulation
YANG Yu, ZHOU Peng, DAN Zeng, CHEN Qiaoting, XU Xinrui, LIU Shuai, LIU Weining, YU Jialin, MA Wenchao
- 1. Xizang Autonomous Region Key Laboratory of Plateau Environmental Engineering and Pollution Control, School of Ecology and Environment, Xizang University; 2. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University
摘要: 垃圾焚烧飞灰作为含有重金属、二[口][恶]英类的危险废物,已成为制约垃圾焚烧发电行业的关键瓶颈。高温熔融可将飞灰转化为致密玻璃体,为减量化与资源化利用提供途径。针对飞灰组分波动大、玻璃体品质差的问题,提出基于热力学平衡计算调控飞灰钙-铝-硅三相系配比的等离子体高温熔融制备微晶玻璃的工艺路线。理论计算发现:1 450 ℃时,钙-铝-硅三相系(CaO-Al2O3-SiO2)的单液相区范围为CaO 5%~60%、Al2O3 5%~55%、SiO2 25%~75%。以此为依据利用飞灰和粉煤灰调配14组不同配方(P1~P14),通过试验与表征验证玻璃体形成效果。结果表明,单液相区内配方(P3、P5、P6、P9)的完全熔融温度较低(1 293~1 338 ℃),液相和熔盐等计算数据表明单液相区内配方更容易在目标熔融温度1 450 ℃下实现整体液相化与玻璃化。单液相区内配方在设备电流120 A(约1 450 ℃)条件下熔融后产物外观呈绿色光滑均一玻璃基体,XRD等结果显示熔融产物以玻璃相的弥散峰为主并叠加少量SiO2等弱晶峰,元素以氧、硅、钙、铝为主且分布均匀。相比之下,单液相区外配方(如P1、P7)的完全熔融温度较高(1 600、1 595 ℃),计算与表征结果均表明其不利于在目标温度下形成稳定玻璃化产物。综上,基于单液相区的配方调控可为飞灰熔融过程的热力学调控与稳定玻璃化提供依据。
| [1] | 吴 越, 吴 珣, 冯 至, 倪 政, 张辉宇, 曹展硕, 谷英东. 生活垃圾焚烧飞灰用作无机胶凝材料研究进展[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(3): 89-97. |
| [2] | 韩 萍, 沈 威, 王永康, 张 喆, 王一迪, 王 伟. 垃圾焚烧飞灰熔融化产品性能分析及环境安全评价[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(1): 72-80. |
| [3] | 崔超现, 马兆军, 赵鑫磊, 史 萌, 陈 宣, 张 胜, 陈荣杰, 张衍国. 生活垃圾焚烧飞灰和赤泥协同熔融处理研究[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(1): 81-87. |
| [4] | 邱清文. 生活垃圾焚烧飞灰填埋场岩土工程设计建议[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(3): 64-69. |
| [5] | 栗 博, 刘玉坤, 熊新宇, 张 淼, 段盼巧. 垃圾焚烧飞灰熔融过程中氯元素行为研究[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(1): 110-115. |
| [6] | 刘自兴, 王艳明, 王世豪, 聂剑文, 薛 骁, 高 斌. 飞灰酸洗减量化及低温热解解毒工艺初探[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(1): 103-109. |
| [7] | 吉彦鹏, 王俊懿, 禚 斌. 危险废物熔融炉辅助喷枪水力学模型试验研究及应用[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(6): 70-73,79. |
| [8] | 覃思源, 楚 楚, 王 萍, 马文超. HDPE与木屑热等离子体共蒸汽气化研究[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(5): 67-76. |
| [9] | 余亚萍. 污泥焚烧烟气脱酸工艺技术经济分析[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(5): 87-92. |
| [10] | 吕烨佳, 张 佳, 岳 阳, 钱光人. 焚烧飞灰深度资源化技术进展及展望(封面文章)[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(4): 1-8. |
| [11] | 田 伟, 陈 琮, 彭 莉, 陈玉成. 垃圾焚烧飞灰及其固化/稳定化产物的重金属污染特征及环境风险评估[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(4): 9-16. |
| [12] | 邱清文. 填埋场生活垃圾焚烧飞灰的土力学特性[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(3): 84-89. |
| [13] | 刘天璐, 张艳春, 刘 强, 秦 谋, 李 浩, 张 君. 生活垃圾焚烧飞灰冷顶电熔融技术应用探究[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(1): 50-56. |
| [14] | 李唯实, 文卓钰, 李 丽, 闫大海, 黄启飞. 热处理法降解生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的技术现状[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(1): 128-128. |
| [15] | 栗 博, 高 蕾, 茹春云, 韩志明, 刘玉坤. 垃圾焚烧飞灰水洗过程模拟及洗失率计算[J]. 环境卫生工程, 2023, 31(6): 80-84. |
|
||
津公网安备 12010302000952号