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摘要：介绍了城市垃圾焚烧灰渣基本的物理化学性质，初步探讨了垃圾焚烧处理中的积灰、结渣形成的机理，为焚烧炉的正常运行提供科学的保证，为灰渣的深度开发利用及污染防治提供科学依据。
关键词：垃圾焚烧 残渣 结渣机理 再利用
1 垃圾焚烧残渣的基本性质
为了正确地处理、管理城市垃圾焚烧后的灰渣，应全面了解这些灰渣的物理和化学性质，如灰渣的粒径大小分布、表面积、形态、密度、组成及化学性质等。
1.1 垃圾焚烧残渣的化学组成
垃圾焚烧后灰烬的基本化学组成见表1。
表1 垃圾焚烧后灰烬的化学基本组成 （％）
化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O BaO Cr2O3 PbO SO3 C H2O 其他
含量 43.6 8.76 7.29 13.11 7.74 1.63 3.92 0.08 0.062 0.29 1.89 1.66 2.25 7.1
1.2 城市垃圾焚烧残渣
城市垃圾焚烧后的残渣主要包括飞灰和底渣。根据Ontiveros J L , Clapp T L and Kosson D S等人的研究，将垃圾焚烧炉的飞灰按粒径分为7档：〈 20μm，20～41μm，42～60μm，61～110μm，111～149μm，150～230μm， 〉230μm。粒径大于230μm的，主要是焦炭的薄片, 焦炭片越少，颗粒燃烧得越完全，它与第2次供风有密切的关系。对颗粒的密度和表面积进行分析，测量表明：飞灰密度的大小可表明物料的燃烬性，密度越大燃烬性越好；飞灰的密度越大则有更大的表面积，灰表面积随粒径的减小而增大，这种现象与炉的效率或装置的收集效率有关。通过分析灰的固体总挥发度可考察各个组成未燃烬的情况。城市垃圾焚烧飞灰最多的颗粒主要是黑色和白色颗粒，形状包括扁平和园状型的，成渣结块时也有球型的，然而，球型的粒子不太多。Taylor用碎海绵、卷纸状、画板状等词语来描述垃圾焚烧飞灰的形状。通过电子扫描图可见飞灰晶型结构的形成， Cahill and Newland 等人用挥发富集理论来解释，铝和硅的气化温度比焚烧温度高，因而成为其他挥发元素的晶核。Furuya等人分析得到飞灰颗粒为CaSO4型。但Ontiveros J L, Clapp T L and Kosson D S等人对飞灰样品的研究表明，它们的晶体结构除了CaSO4型之外，还有可能有NaCl 或KCl型。底渣主要是碎玻璃、金属残片、石子、灰粉和结块的渣。
1.3 垃圾焚烧残渣与二次污染控制技术
废弃物焚烧过程中，不可避免地产生HCl、SOx、NOx、CO等无机污染物，同时可能还会产生苯并芘、苯并蒽、二恶英等有机物和Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等痕量重金属污染。因此，净化集尘装置和净化过滤集尘装置是垃圾焚烧过程中的关键配套系统。其常用装置有机械集尘装置，用于从气体中分离出粒径约为20～30μｍ以上的颗粒；静电除尘器，用于捕集小至0.5μm左右的微细粒子；袋式过滤器，用于除去1μｍ以下的粒子，同时也对去除 PCDD（ ）效果最好。另外，为了脱氯脱硫，在850～1050℃的炉温范围内，通常会向炉内喷入磨碎的氢氧化钙、氢氧化镁、醋酸钙、醋酸镁、醋酸镁钙、甲酸钙、丙酸钙或苯甲酸钙等吸收剂。为了减少 PCDD（ ）的生成，在焚烧炉余热锅炉前喷氨，由于氨与氯的结合能力强于前驱物与氯的结合能力及喷氨可以使合成 PCDD（ ）的催化剂失去催化作用。因此，垃圾焚烧所采取的一系列控制二次污染的技术，都极大地影响灰渣的物理形态和化学性质。
1.4 垃圾焚烧灰中金属的分布及化学性质
了解飞灰中金属的粒径分布情况对其形成机理和管理
