隨著城市化進程加快和工業活動日益頻繁，各類燃燒與高溫處理過程產生的飛灰量持續攀升。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，被廣泛列為危險廢物，亟需科學、有效、可持續的無害化處置技術。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新工藝，正逐步成為飛灰綜合治理的重要方向。

　　一、技術背景：為何需要飛灰造粒回爐?

　　飛灰主要來源于垃圾焚燒、燃煤發電以及鋼鐵、化工等工業窯爐的煙氣凈化系統。

　　根據來源不同，其化學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《國家危險廢物名錄》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，但高硫或含重金屬超標者仍需進行無害化處理;

　　工業窯爐飛灰：可能攜帶特定有毒元素(如砷、汞)或有機毒物，具有較強的環境風險。

　　傳統處置方式多依賴安全填埋，但存在土地資源占用大、長期環境風險不可控等問題。而將飛灰直接回爐處理雖理論上可行，卻面臨諸多現實挑戰：飛灰粒徑極細(通常<10μm)，流動性差、易揚塵，在爐內停留時間短，導致污染物去除效率低。

　　因此，通過“造粒”對飛灰進行物理形態改良，提高其輸送性、穩定性和熱反應效率，成為實現有效回爐處置的關鍵前置步驟——飛灰造粒回爐工藝應運而生。

　　二、核心工藝流程：從粉末到顆粒，再到無害化重生

　　飛灰造粒回爐工藝是一個系統工程，涵蓋預處理、造粒、干燥與高溫處置四大環節，形成閉環式無害化處理鏈條。

　　1. 飛灰預處理

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

　　篩分除雜：通過振動篩或磁選設備去除金屬碎片、大顆粒雜質，確保原料均勻性，保障造粒質量。

　　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定性。

　　配料設計：

　　粘合劑：常用水泥、膨潤土、水玻璃等，增強顆粒機械強度，避免回爐過程中破碎;

　　助熔劑：如石英砂、石灰石，調節灰渣熔融溫度，減少熔融能耗;

　　穩定劑：如硫化鈉，可預先固定部分重金屬離子，減少高溫揮發。

　　造粒方式：

　　圓盤造粒機：適用于具有一定粘性的物料，依靠離心力滾動成球，產出近球形顆粒;

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

　　造粒目標粒徑一般控制在 3–10mm，便于輸送與爐內均勻分布。

　　3. 顆粒干燥

　　濕顆粒含水率通常在15%–20%，必須經熱風干燥至含水率<5%，以防入爐后因水分迅速汽化導致“爆粒”現象，引發爐內壓力波動或粉塵逸散。

　　4. 回爐高溫處置

　　根據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99%，同時部分揮發性重金屬進入煙氣系統進一步捕集;

　　熔融爐處理：針對重金屬含量高的飛灰，在1300–1600℃下實現熔融，重金屬被包裹于玻璃態熔渣中，浸出毒性顯著減少(可達GB 5085.3標準限值以下)，熔渣可作為路基材料或陶瓷原料;

　　水泥窯協同處置：將造粒飛灰送入新型干法水泥窯，在1400℃以上的強堿性環境中，污染物被固化于熟料晶格中，實現“以廢治廢”，且不影響水泥性能。

　　三、關鍵技術要點與挑戰應對

　　顆粒性能控制

　　要求顆粒具備良好的抗壓強度(>5MPa) 和熱穩定性，防止運輸與投料過程中的粉化;

　　粒徑需匹配爐型：如流化床爐適宜3–5mm細顆粒，回轉窯則適合5–10mm粗顆粒。

　　二次污染防控

　　回爐煙氣必須經過“活性炭吸附 + 布袋除塵 + 濕法脫酸”等多級凈化，確保重金屬、HCl、SO?等達標排放;

　　熔融渣需定期觀測浸出毒性，符合《危險廢物鑒別標準》后方可資源化利用或填埋。

　　經濟性優化策略

　　推廣使用工業副產品替代傳統粘合劑，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，減少運行費用。

　　四、應用場景與綜合優勢

　　主要應用領域：垃圾焚燒廠配套飛灰無害化處置;燃煤電廠高污染飛灰的協同處理;鋼鐵、有色金屬冶煉等行業含重金屬飛灰的高溫固化。

　　五、邁向綠色循環的新范式

　　飛灰造粒回爐無害化處置工藝，不僅是對傳統填埋模式的突破，更是構建“減量化、資源化、無害化”固廢治理體系的關鍵一環。該技術通過物理改性與高溫熔融的協同作用，實現了危險廢物的深度凈化與價值再生，契合國家“雙碳”戰略與生態文明建設需求。

　　未來，隨著智能控制、低碳粘合劑開發及余熱有效利用技術的進步，飛灰造粒回爐工藝將進一步向自動化、節能化、資源化方向發展，為工業固廢的綠色轉型提供堅實支撐。