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城市生活垃圾焚烧灰渣熔融过程的分析

胡建杭  王华  
【摘要】:熔融技术是实现城市生活垃圾焚烧灰渣无毒性和稳定性的关键技术之一。灰渣成分在高温时发生的共熔体转化反应决定了灰渣熔融转化的温度和熔渣的性能。根据生活垃圾焚烧灰渣的成分和熔融机理,以及灰渣中Al_2O_3、CaO、SiO_2是生成复合氧化物的主要成分,本文分析了灰渣熔融过程中以Al_2O_3、CaO、SiO_2为主要组分可能存在的12组共熔体转化反应,并理论计算了这些共熔体转化反应的标准吉布斯自由能变化量、反应平衡常数。结果表明:在1100~1450℃的灰渣熔融温度,共熔体生成的难易程度为:12CaO·7Al_2O_3最容易,2CaO·SiO_2和CaO·Al_2O_3则几乎不可能存在,其它共熔体生成的难易因温度的变化而呈不同的变化趋势和难易程度略有不同。通过XRD衍射分析证实了灰渣熔融不同阶段存在12CaO·7Al_2O_3、3Al_2O_3·2SiO_2及2CaO·Al_2O_3·2SiO_2等复合氧化物共熔体。在TG-DTG-DSC实验过程中可以得出灰渣熔融转变过程包含干燥、多晶转变和熔融相变三个过程。在熔融温度高于1200℃后,灰渣熔融后形成了一种玻璃体,且熔渣的毒性浸出量明显低于灰渣中的含量。

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