生活垃圾焚烧飞灰富含二噁英、重金属和可溶盐，属于危险废物。传统的飞灰处置主要手段为固化/稳定化-填埋，该技术一方面侵占大量有限的土地资源，另一方面未消除剧毒二恶英和重金属等对环境的潜在环境风险。因此，对生活垃圾焚烧飞灰进行资源化利用技术将是未来飞灰处置的发展方向。针对生活垃圾焚烧飞灰资源化，恩萨研发了高效连续逆流水洗、真空热解脱毒、干化造粒等新型飞灰预处理工艺与技术，为飞灰作为水泥煅烧替代原料、免烧砖、路基材料、矿井填充材料、防波堤、混凝土掺合料、矿山修复材料等资源化提供广阔的应用前景。本文以恩萨自主研发并应用于唐山泓泰恩萨环境技术有限公司生活垃圾焚烧飞灰项目的真空热解脱毒技术为基础，从真空热解脱毒技术原理、系统组成、技术优势和应用场景等方面进行分析，综合得出该技术具有应用灵活、范围广和经济高效等特点，是一项值得推广的生活垃圾焚烧飞灰资源化预处理技术。

关键词：生活垃圾焚烧飞灰；真空热解脱毒；资源化；

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生活垃圾焚烧飞灰处理技术现状及存在的问题  

2021年，国家发展改革委、住房城乡建设部发布的《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》提出，到2025年底全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨/日，焚烧处理能力占城镇生活垃圾处理能力的65%左右。根据住建部发布的《城乡建设统计年鉴》，我国投入运营垃圾焚烧厂的日处理规模 2022 年达99.5万吨。结合炉排工艺 3% 产灰率测算， 2022 年我国垃圾焚烧产生的飞灰达千万吨。飞灰中含有苯并芘、苯并蒽、二噁英等有机污染物和Hg、 Cr、Cd、Pb、Cu、Ni 等痕量重金属，被归为《国家危险废物名录》HW18类危险废物。我国产生的飞灰富集重金属和二噁英，特别是飞灰中氯、汞的含量高，且显著高于发达国家，影响后续处置及利用过程，增大了飞灰处理的难度。前飞灰常规处置方式以填埋为主——将其水泥固化后填埋到危险废弃物填埋场，或者螯合稳定固化后填埋到生活垃圾填埋场。飞灰安全填埋受到场地选址、运距、侵占土地资源、存在环境风险、以及政策导向等因素影响，并且由于可能存在的监管缺乏和处置过程不规范，填埋必然为政策制定方、飞灰产生单位、填埋场运营方、监管方、周边居民带来长期不可控的风险，一旦“爆雷”，就会是大问题。当前，飞灰填埋的方式已经受到越来越大的限制，不支持填埋已经成为广泛共识，飞灰资源化技术将成为我国飞灰处置的重要手段。近几年，我国部分发达地区不断探索飞灰资源化利用途径，如水泥窑协同资源化处置、高温烧结制陶粒、等离子气化熔融制玻璃体等，飞灰处置技术得到了快速发展，取得了一定的成绩，但不同处置方式也可能受处置终端制约以及能源和成本等多维因素的影响，飞灰资源化之路需要继续实践新技术和新工艺，为实现经济节能的资源化破局。

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生活垃圾焚烧飞灰真空热解脱毒的原理和系统组成

生活垃圾焚烧飞灰真空热解脱毒是利用热解或热脱附的基本原理，将飞灰加热到300~600℃，并在真空条件下，将飞灰中的二噁英和呋喃等有毒的有机物进行高效消解脱毒，防止二噁英再合成，同时以热脱附的形式脱除飞灰中的挥发性重金属（如汞）和挥发性有机物。恩萨自主开发的飞灰真空热解脱毒系统主要包括进料缓冲仓、真空热解炉、冷却装置、出料装置、高温气体过滤器和冷凝系统及配套的电控系统。真空热解炉由动力搅拌模块，加热模块，称重模块，保温模块等组成。主要工艺流程：步：干燥的飞灰(5%)进入螺旋卸料式缓冲仓内，由物位开关控制缓冲仓内物料体积。第二步：真空热解炉上方的气动闸板阀依次打开，物料由缓冲仓卸料到真空热解炉内，由称重传感器控制炉内物料重量。第三步：电磁线圈加热真空热解炉筒体，真空泵对真空热解炉抽真空，过滤系统对高温烟气进行过滤，强制冷凝系统将抽走的气体进行冷凝和收集，剩余气体由真空泵排出。第四步：真空热解炉内的热解脱毒过程结束后，打开下方的闸板阀，将飞灰卸到下方的水冷搅拌机内，卸料结束后重复第二步。第五步：飞灰在水冷搅拌机内被冷却后，通过水冷螺旋卸料机输送出至外界。

 
图1-飞灰真空热解脱毒主机

 
图2-飞灰真空热解脱毒冷凝收集装置

工艺参数：
热降解温度：300~600℃（可调）
飞灰排出温度：≤80℃（满足常规设备输送和储存）
固相停留时间：30min-60min
气氛：氮气或真空气氛，O2体积浓度≤1%
脱氯活性介质：CaO，质量浓度≥10%
处理效果：飞灰中二噁英降解率≥99%；

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 生活垃圾焚烧飞灰真空热解脱毒的应用场景

3.1生活垃圾焚烧飞灰真空热解脱毒——矿山采空区充填材料利用地下废旧深部矿井和岩洞在欧洲已很普遍，尤其是在德国和奥地利等发达国家，自18世纪开始，已经将尾矿与飞灰、水泥混合用于采空区治理。恩萨利用其在飞灰资源化利用领域和矿山充填方面的技术和经验以及专有设备，开发出垃圾焚烧飞灰-胶结充填制备系统。 图3—尾矿膏体混合充填系统优势与特点 ◇有效避免地表塌陷；◇提升矿产资源的获取率；◇杜绝尾矿库溃坝风险，延长现有尾矿库的使用年限；◇实现对尾矿与飞灰的双重安全环保处置；应用领域◇金属矿山全尾砂膏体充填◇煤矿煤矸石膏体充填核心设备 

 

图4-EPP充填泵

图5-EPS充填泵（提升阀 / 锥阀）

3.2生活垃圾焚烧飞灰真空热解脱毒—路基材料、免烧砖、防波堤
生活垃圾焚烧飞灰经过热解将飞灰中的二噁英进行解毒脱除，然后根据终端工艺要求选择水洗脱氯，后通过固化稳定化处理用于路基材料、免烧砖、防波堤等应用场景。

图6-垃圾焚烧飞灰-路基材料、免烧砖、防波堤资源化方案

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生活垃圾焚烧飞灰真空热解脱毒技术优势和意义

4.1 通过热解脱毒处理，为飞灰资源化提供更多可能
通过飞灰水洗脱盐和热解脱毒，为飞灰经济节能高效的资源化打开通道。4.2 低能耗，环保
相比高温煅烧工艺，热处理工艺能源耗消耗仅为高温处理工艺的15%，大大节约运行成本和降低污染物排放。恩萨真空热解脱毒技术可将飞灰中的二噁英和呋喃等有毒的有机物进行高效消解脱毒，防止二噁英再次合成，同时以热脱附的形式脱除飞灰中的挥发性重金属（如汞）和挥发性有机物。4.3 彻底实现飞灰无害化和资源化
通过热解脱毒后的飞灰，可以实现低成本的充填、用于免烧砖、防波堤和路基材料等，实现飞灰的完全无害化和资源化处置。

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 生活垃圾焚烧飞灰真空热解脱毒应用案例介绍

唐山泓泰恩萨环境技术有限公司生活垃圾焚烧飞灰项目，设计飞灰处置规模15万吨/年，采用飞灰水洗+间接热干化+真空热解/水泥窑+蒸发结晶分盐的组合工艺。工艺流程如下：

图7-唐山泓泰恩萨环境技术有限公司生活垃圾焚烧飞灰项目工艺流程简图
该系统可以实现多种模式的灵活选择运行：①在水泥窑正常运行的情况下：飞灰水洗——干化——水泥窑；在飞灰中挥发性重金属（如汞）含量超标时，飞灰水洗——干化——热解脱毒——水泥窑，通过热解脱除飞灰中的挥发性重金属，以保证环保达标。②在水泥窑停窑的情况下：飞灰水洗——干化——真空热解脱毒——资源和产品。

浸提浓缩器

连续逆流洗涤器

脱水机

干化机

低温真空热解

MVR蒸发结晶+精制分盐

该项目真空热解脱毒工艺和系统设备由北京恩萨工程技术自主研发设计和制造，热源采用电磁加热的方式，系统配套进料接收装置、出料冷却装置、高温气体冷凝装置等，可以在对二噁英进行脱除的同时，同步实现对飞灰中的挥发性重金属（如汞）的脱除和回收。项目设计4套真空热解脱毒装置，年处置飞灰能力15万。 

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结论  

生活垃圾焚烧飞灰经过热解脱毒后，可以实现在对二噁英进行脱除的同时，同步实现对飞灰中的挥发性重金属（如汞）的脱除和回收，可以广泛的应用于水泥厂石灰石替代原料、免烧砖、路基材料、矿井填充材料、防波堤、矿山修复材料等资源化领域，为飞灰经济高效的利用提供广阔空间，是一项值得推广的前沿技术。