隨著城市化進(jìn)程加快和工業(yè)活動(dòng)日益頻繁，各類燃燒與高溫處理過(guò)程產(chǎn)生的飛灰量持續(xù)攀升。作為典型的二次污染物，飛灰因其富含重金屬、二噁英及可溶性鹽等有害成分，被廣泛列為危險(xiǎn)廢物，亟需科學(xué)、有效、可持續(xù)的無(wú)害化處置技術(shù)。在此背景下，“飛灰造粒回爐”作為一種集物理改性與高溫處理于一體的創(chuàng)新工藝，正逐步成為飛灰綜合治理的重要方向。

　　一、技術(shù)背景：為何需要飛灰造粒回爐?

　　飛灰主要來(lái)源于垃圾焚燒、燃煤發(fā)電以及鋼鐵、化工等工業(yè)窯爐的煙氣凈化系統(tǒng)。

　　根據(jù)來(lái)源不同，其化學(xué)組成與污染特性各異：

　　垃圾焚燒飛灰：含有鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)等多種重金屬，以及持久性有機(jī)污染物如二噁英，且可溶性氯鹽含量高，極易造成土壤與地下水污染，屬于《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中的HW18類廢物;

　　燃煤飛灰：以SiO?、Al?O?為主，部分可用于建材生產(chǎn)，但高硫或含重金屬超標(biāo)者仍需進(jìn)行無(wú)害化處理;

　　工業(yè)窯爐飛灰：可能攜帶特定有毒元素(如砷、汞)或有機(jī)毒物，具有較強(qiáng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

　　傳統(tǒng)處置方式多依賴安全填埋，但存在土地資源占用大、長(zhǎng)期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不可控等問(wèn)題。而將飛灰直接回爐處理雖理論上可行，卻面臨諸多現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)：飛灰粒徑極細(xì)(通常<10μm)，流動(dòng)性差、易揚(yáng)塵，在爐內(nèi)停留時(shí)間短，導(dǎo)致污染物去除效率低。

　　因此，通過(guò)“造粒”對(duì)飛灰進(jìn)行物理形態(tài)改良，提高其輸送性、穩(wěn)定性和熱反應(yīng)效率，成為實(shí)現(xiàn)有效回爐處置的關(guān)鍵前置步驟——飛灰造粒回爐工藝應(yīng)運(yùn)而生。

　　二、核心工藝流程：從粉末到顆粒，再到無(wú)害化重生

　　飛灰造粒回爐工藝是一個(gè)系統(tǒng)工程，涵蓋預(yù)處理、造粒、干燥與高溫處置四大環(huán)節(jié)，形成閉環(huán)式無(wú)害化處理鏈條。

　　1. 飛灰預(yù)處理

　　脫水/干燥：對(duì)于濕法脫酸后含水率較高的飛灰(可達(dá)30%以上)，需采用滾筒干燥機(jī)或流化床干燥器將其水分降至10%以下，防止后續(xù)造粒過(guò)程中粘連結(jié)塊。

　　篩分除雜：通過(guò)振動(dòng)篩或磁選設(shè)備去除金屬碎片、大顆粒雜質(zhì)，確保原料均勻性，保障造粒質(zhì)量。

　　2. 配料與造粒

　　此階段是工藝的核心，目的在于改善飛灰的成型性與熱穩(wěn)定性。

　　配料設(shè)計(jì)：

　　粘合劑：常用水泥、膨潤(rùn)土、水玻璃等，增強(qiáng)顆粒機(jī)械強(qiáng)度，避免回爐過(guò)程中破碎;

　　助熔劑：如石英砂、石灰石，調(diào)節(jié)灰渣熔融溫度，減少熔融能耗;

　　穩(wěn)定劑：如硫化鈉，可預(yù)先固定部分重金屬離子，減少高溫?fù)]發(fā)。

　　造粒方式：

　　圓盤造粒機(jī)：適用于具有一定粘性的物料，依靠離心力滾動(dòng)成球，產(chǎn)出近球形顆粒;

　　擠壓造粒機(jī)：適合硬度較高或不易團(tuán)聚的物料，通過(guò)螺旋擠壓成型后切割為柱狀顆粒。

　　造粒目標(biāo)粒徑一般控制在 3–10mm，便于輸送與爐內(nèi)均勻分布。

　　3. 顆粒干燥

　　濕顆粒含水率通常在15%–20%，必須經(jīng)熱風(fēng)干燥至含水率<5%，以防入爐后因水分迅速汽化導(dǎo)致“爆粒”現(xiàn)象，引發(fā)爐內(nèi)壓力波動(dòng)或粉塵逸散。

　　4. 回爐高溫處置

　　根據(jù)飛灰特性選擇合適的高溫處理路徑：

　　焚燒爐回爐：適用于含有機(jī)物較多的飛灰，在850℃以上高溫中停留≥2秒，可使二噁英分解率超過(guò)99%，同時(shí)部分揮發(fā)性重金屬進(jìn)入煙氣系統(tǒng)進(jìn)一步捕集;

　　熔融爐處理：針對(duì)重金屬含量高的飛灰，在1300–1600℃下實(shí)現(xiàn)熔融，重金屬被包裹于玻璃態(tài)熔渣中，浸出毒性顯著減少(可達(dá)GB 5085.3標(biāo)準(zhǔn)限值以下)，熔渣可作為路基材料或陶瓷原料;

　　水泥窯協(xié)同處置：將造粒飛灰送入新型干法水泥窯，在1400℃以上的強(qiáng)堿性環(huán)境中，污染物被固化于熟料晶格中，實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”，且不影響水泥性能。

　　三、關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)與挑戰(zhàn)應(yīng)對(duì)

　　顆粒性能控制

　　要求顆粒具備良好的抗壓強(qiáng)度(>5MPa) 和熱穩(wěn)定性，防止運(yùn)輸與投料過(guò)程中的粉化;

　　粒徑需匹配爐型：如流化床爐適宜3–5mm細(xì)顆粒，回轉(zhuǎn)窯則適合5–10mm粗顆粒。

　　二次污染防控

　　回爐煙氣必須經(jīng)過(guò)“活性炭吸附 + 布袋除塵 + 濕法脫酸”等多級(jí)凈化，確保重金屬、HCl、SO?等達(dá)標(biāo)排放;

　　熔融渣需定期觀測(cè)浸出毒性，符合《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》后方可資源化利用或填埋。

　　經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化策略

　　推廣使用工業(yè)副產(chǎn)品替代傳統(tǒng)粘合劑，如粉煤灰、礦渣微粉替代部分水泥，減少成本;

　　回收熔融或焚燒余熱用于飛灰干燥，提高整體能效，減少運(yùn)行費(fèi)用。

　　四、應(yīng)用場(chǎng)景與綜合優(yōu)勢(shì)

　　主要應(yīng)用領(lǐng)域：垃圾焚燒廠配套飛灰無(wú)害化處置;燃煤電廠高污染飛灰的協(xié)同處理;鋼鐵、有色金屬冶煉等行業(yè)含重金屬飛灰的高溫固化。

　　五、邁向綠色循環(huán)的新范式

　　飛灰造粒回爐無(wú)害化處置工藝，不僅是對(duì)傳統(tǒng)填埋模式的突破，更是構(gòu)建“減量化、資源化、無(wú)害化”固廢治理體系的關(guān)鍵一環(huán)。該技術(shù)通過(guò)物理改性與高溫熔融的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)廢物的深度凈化與價(jià)值再生，契合國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略與生態(tài)文明建設(shè)需求。

　　未來(lái)，隨著智能控制、低碳粘合劑開(kāi)發(fā)及余熱有效利用技術(shù)的進(jìn)步，飛灰造粒回爐工藝將進(jìn)一步向自動(dòng)化、節(jié)能化、資源化方向發(fā)展，為工業(yè)固廢的綠色轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)實(shí)支撐。