城市固体废弃物焚烧飞灰碳酸化研究进展
郑旭帆1
杜艺2
苗恩东1
熊卓1
赵永椿1
张军营1
1.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉 4300742.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉 430074;西北大学地质学系,陕西西安 710069
摘要：城市固体废弃物焚烧(Municipal Solid Waste Incineration,简称MSWI)飞灰作为一种危险废弃物,通过合理手段进行资源化处理一直是研究热点,近年来用城市固体废弃物焚烧飞灰进行碳酸化反应封存CO2受到广泛关注,系统分析了城市固体废弃物焚烧飞灰碳酸化处理研究现状.首先简述了固体废弃物焚烧飞灰成分及处理方式,其主要成分包括CaO、SiO2、Al2O3和可溶性Na、K盐以及重金属等,目前主要通过水泥固化法、熔融固化法和化学药剂处理法等方法处理.阐述了碳酸化反应机理,从飞灰组分对固碳率的影响方面对固体废弃物焚烧飞灰隔离CO2潜力进行了介绍;然后分析了固体废弃物焚烧飞灰碳酸化反应的影响因素,包括反应温度、液固比、反应气氛、CO2体积分数、反应压力、粒度、反应时间以及工艺条件等,结果表明,不同反应条件对温度和CO2体积分数要求差异较大,液固比在0.3左右为最优,反应气氛中SO2的存在会阻碍反应正向进行,反应压力不影响碳酸化平衡,但是其在整个动力学过程中起重要作用,粒度过大或过小均不利于反应,碳酸化反应速率会随反应时间增加逐渐降低,液相反应优于气固直接碳酸化反应.介绍了固体废弃物焚烧飞灰碳酸化反应过程模型,包括浸出—沉淀模型、缩核模型和表面覆盖模型,分析了碳酸化反应动力学模拟结果,结果表明水量的多少决定了相界面反应与扩散作用的相对强度.最后分析了固体废弃物焚烧飞灰碳酸化反应对重金属和可溶性盐浸出行为的影响,展望了碳酸化处理城市固体废弃物焚烧飞灰潜在应用前景与挑战,为固体废弃物焚烧飞灰碳酸化处理提供借鉴.
关键词：固体废弃物焚烧飞灰碳酸化CO2封存固碳量重金属浸出
分类号：X705(一般性问题)
资助基金：国家重点研发计划(2019YFC1907000)
论文发表日期：2022-01-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 187-197 )
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