浙江大學(xué)熱能工程研究所教授、常務(wù)副所長蔣旭光26日出席全國危險(xiǎn)廢物熔融處理技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)，并就浙江大學(xué)危險(xiǎn)廢物熔融玻璃化技術(shù)做了簡要介紹。


　　蔣旭光稱，由于熔融處理技術(shù)要加熱到1000℃以上，處理成本非常高，而我國危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量一年比一年多，已經(jīng)達(dá)到3900萬噸，但在處理率方面，我國同國外發(fā)達(dá)國家仍然存在差距。

　　蔣旭光表示，所謂熔融化、玻璃化，一定要把處置后的重金屬，二噁英在加熱過程中破壞掉，但重金屬如果沒有變成玻璃態(tài)，仍然有可能進(jìn)入環(huán)境中。其溫度范圍，熔融化所需的能量、代價(jià)是較高。垃圾焚燒中的飛灰含量非常大，約有幾百萬噸。無論燃料式和電熱式都要花費(fèi)較大代價(jià)。

　　蔣旭光介紹，國內(nèi)做了一些基礎(chǔ)研究，如：溶渣理化特性、重金屬浸出以及灰渣熔融特性和機(jī)理等，熔融作用效果顯而易見，大大減少浸出毒物的含量，絕大部分低于現(xiàn)有分析手段的極限值。通過熔融前后對(duì)比分析，熔融后都可以達(dá)到浸出標(biāo)準(zhǔn)，最重要的重金屬基本可以達(dá)標(biāo)。通過DSC，TGA等基礎(chǔ)對(duì)比分析，在400-500℃、600-700℃時(shí)，會(huì)出現(xiàn)由飛灰組分發(fā)生多晶轉(zhuǎn)變?cè)斐晌鼰嵝?yīng)。只有溫度大于1100℃時(shí)，熔融才會(huì)有效。

　　另一方面，蔣旭光表示，減容、減重效果也比較明顯，在1400℃的情況下，減容達(dá)到70%左右，減容比達(dá)到2/3以上，可以減少填埋時(shí)對(duì)土地的負(fù)擔(dān)。

　　蔣旭光稱，危險(xiǎn)廢物熔融前后主要元素沒有變，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶化，硅和鈣的形態(tài)發(fā)生很大的變化，飛灰中，雜亂的物質(zhì)會(huì)變成硅酸鹽和鋁酸鹽，硅氧的熔融結(jié)構(gòu)是主體結(jié)構(gòu)。二氧化硅、硫酸鈉熔融后都變成氧化鈣等結(jié)晶狀留存。

　　迫于熔融高溫度、高成本的壓力，蔣旭光稱，曾經(jīng)試圖加入一些添加劑，設(shè)法降低一些熔融溫度，降低運(yùn)行成本。在添加氧化鈣，二氧化硅后，發(fā)現(xiàn)飛灰中堿性氧化物和酸性氧化物的含量比，添加劑對(duì)飛灰熔點(diǎn)的影響與飛灰的堿度相關(guān)，在某個(gè)堿度臨界值，飛灰的熔點(diǎn)迎來極小值。熔融過程中，重金屬的遷移主要影響因素是：重金屬的揮發(fā)性——可以分為難揮發(fā)、易揮發(fā)幾種，熔融氣氛、熔融溫度、堿度以及添加劑。其他因素包括空氣冷卻，氯元素的含量等。添加氧化鈣和二氧化硅后，重金屬熔融率普遍得到提高。

　　在熔融后產(chǎn)物的資源化利用研究中，蔣旭光介紹，主要包括水泥路面磚、微晶玻璃、混凝土等建材。國內(nèi)熔融的應(yīng)用中，比較典型的是上海有一臺(tái)離子體無氧熱解高危垃圾爐。國外主要做了灰渣熔融特性，重金屬的遷移以及二噁英分解特性、資源化利用和工程應(yīng)用。

　　蔣旭光介紹，國外在20世紀(jì)后期做的一些危廢處置廠，采用等離子體高溫得到的均質(zhì)玻璃化產(chǎn)物，耗能更高，溫度達(dá)到4000-7000℃，穩(wěn)定程度更高。大部分低沸點(diǎn)的重金屬在1000-1100℃就融化了，揮發(fā)量達(dá)到98%-100%。而高沸點(diǎn)的重金屬，如Mn、Cr等轉(zhuǎn)移到溶渣中，降低重金屬的揮發(fā)。國外有人曾嘗試加一些氯化鈣、氧化鈣等氫氧化物，降低氯含量，水洗是一種較為有效的辦法。

　　另外，蔣旭光稱，在熔融過程中，二噁英分解特性在國內(nèi)也做得比較多，結(jié)論是：高于800℃情況下，熱處理過程對(duì)二噁英均有良好的銷毀效果。將焚燒灰渣熔融后再結(jié)晶，其性質(zhì)非常穩(wěn)定，對(duì)二噁英的脫除率達(dá)99.9%。

　　談及資源化利用，蔣旭光認(rèn)為，若能達(dá)到建筑材料的目標(biāo)，路基材料、混凝土骨料、路面磚、玻璃-陶瓷等都是高質(zhì)化應(yīng)用較好的路徑。

　　蔣旭光介紹了國外一些工業(yè)資源化利用的情況，這之中，歐盟廢物名錄明確規(guī)定所產(chǎn)生的玻璃態(tài)殘?jiān)且话愎腆w廢物，不作為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。目前是危廢的飛灰，如若作為一般廢物來管理，后續(xù)處理將會(huì)非常簡單。他稱，歐盟已經(jīng)有一半的危險(xiǎn)廢物焚燒處理設(shè)施采用高溫熔渣處置技術(shù)。美國有1/3焚燒處置廠采用高溫熔渣處置技術(shù)。日本把生活垃圾殘?jiān)?、普通廢物焚燒進(jìn)行二次處理，減少填埋量。

　　蔣旭光舉例，等離子體熔融氣化技術(shù)在日本已經(jīng)有十余年的商業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，等離子項(xiàng)目非常高效，能耗僅為2%-5%。國外比較好的是加拿大的普拉斯科能源集團(tuán)公司，處理量約為400噸/天，2008年建成，還可以用于發(fā)電，且發(fā)電量比較可觀。

　　最后，蔣旭光介紹了浙江大學(xué)的相關(guān)工作。他稱， 浙江大學(xué)從1997年開始，首先開展了垃圾焚燒飛灰熔融的出相關(guān)研究，因?yàn)轱w灰熔融特別適合做熔融，本身就已經(jīng)是無機(jī)物，含量高。

　　研究中，首先做了BSC，熔融過程二噁英分解特性，溫度1400℃以上的話，分解率非常高。重金屬的遷移影響有：鉛鋅受溫度影響比較少，溫度對(duì)Cr、Cd、Cu影響顯著。采用等離子體熔融垃圾焚燒飛灰制備微晶玻璃時(shí)，需要添加添加劑，包括氧化鈣，二氧化硅，要調(diào)解它的成分。玻璃是硅的重要組成成分，在硫化床飛灰等試驗(yàn)后，得出不同結(jié)果：二氧化硅對(duì)晶核形成沒有明顯影響，太多反而不利，而氧化鈣對(duì)晶體影響不大，在一定程度上可促進(jìn)形成，有利于晶體析出。不同添加劑對(duì)吸熱的影響，從差熱分析結(jié)果上看，最佳核化溫度是800℃，不僅熔融溫度降低，成本能夠相應(yīng)下降，更利于資源化利用。最佳核化時(shí)間為兩個(gè)小時(shí)，化學(xué)分析產(chǎn)成的微晶玻璃和微晶化熱處理對(duì)重金屬浸出的特性，得出原始飛灰毒性浸出特性得到明顯改善。