垃圾焚烧飞灰处理达标后在卫生填埋场分区处置是今后我国发达地区飞灰处置的主流途径，这类填埋场的污染形成途径、强度与控制方法均与传统原生垃圾填埋场不同，现有填埋场污染控制技术从环境和经济角度均不适用，亟需高效的控制技术。本项目依据处理后焚烧飞灰填埋的污染衍生途径，发展控制处理飞灰填埋作业中黏附作业机械、风吹飘散的飞灰颗粒化技术；同步集成飞灰溶解性盐分缓释技术；发展雨水近零渗入的处理飞灰填埋作业技术。依据所集成的飞灰填埋前处理和作业技术，进行现场运行验证及条件优化试验。项目旨在发展既能够提高填埋场污染控制的效果，也能改善污染控制的经济条件的集成技术；而且同步开展现场应用验证试验，使成果具备推广应用的条件。通过推广应用可以为焚烧飞灰填埋场的运行提供支撑条件。 同济大学固体废物处理与资源化研究所，近5年来已主持承担和完成国家973计划课题、863计划课题、国家自然科学基金面上/青年项目、国家863和科技支撑计划、国家重大科技专项子课题项目等20余项；相关成果分别获国家级科技奖励二等奖和省部级科技奖励一等奖、二等奖和三等奖多项；拥有授权中国发明专利40项。在长期的固体废物处理与资源化利用技术研究发展中，已积累了扎实的研究基础，特别是在生活垃圾填埋和焚烧方向，分别承担了国家973计划课题（可燃固体废弃物热转化过程中重金属的排放控制及关键污染物的协同脱除（编号2011CB201504），城市固废物-化-生相变及污染物产生（编号2012CB719801）），完成了国家863计划：城市生活垃圾生态填埋成套技术与设备（编号2001AA644010）、城市生活垃圾生态填埋成套技术及示范（编号2003AA644020），国家科技支撑计划：低成本可控制生活垃圾填埋关键技术（编号2006BAJ04A06-05）等10余项课题（子课题）的研究。 常州市生活废弃物处理中心是国内较早开展处理后达标焚烧飞灰在卫生填埋场处置的单位；在数年的实际运行中，面临了渗滤液收集管道阻塞等问题，也通过与同济大学的合作，探索了解决问题的方法，积累了一系列实用技术。目前，该中心二期续建工程已施工完毕，即将投入运行，正是集成各项新技术，开展试验研究的有利时机。为利用有利条件，发展行业共性技术，同济大学将联合该中心开展项目研究。

本成果创造性地提出了一种可再生磁珠高效脱汞技术。基于创新性提出的“以废治毒”思想，利用煤灰中磁珠制备可再生高效汞吸附剂，发明了可再生吸附剂喷射脱汞工艺系统。 据报道，煤中含铁矿物成分经燃烧后形成Fe2O3、Fe3O4，会同飞灰一并进入烟气管道，形成具有铁磁性的颗粒物。此类颗粒物因其较强的铁磁性，可利用磁选机实现分筛，所以具有作为磁性脱汞吸附剂载体的潜力。磁珠中所含铁尖晶石具有一定的催化氧化活性，可以将单质汞转化为二价汞。但是，该性质受磁珠化学组分差异的影响，表现出不稳定性。因此，需要进一步改性活化，以提高其汞吸附能力。 本技术利用铜氯基催化氧化作用，令汞单质与磁珠表面铜氯基活性位点通过化学吸附相结合，生成二价汞附着于磁珠表面，实现气态汞的颗粒化，再利用后续颗粒物捕集装置协同脱除烟气中汞。 该技术通过在烟气处理系统中嵌入磁珠分选、活化和喷射系统，实现吸附剂在线制备与应用，能够显著减少脱汞工艺流程，降低技术成本。 图4 磁珠改性制备系统 图5 汞回收装备 【技术优势】 1000MW燃煤机组磁珠脱汞示范项目应用效果显示，汞脱除效率维持在95%以上，排放烟气汞浓度为0.4µg/m3，远低于国内外现有大气污染物排放标准，且能够满足国际《关于汞的水俣公约》限值。高品质铁磁性矿物和汞回收也属于该技术重要一环，由此产生的经济效益能够抵扣脱汞成本，压缩静态投资回收期低至2年以下。 相较于同类技术，可再生磁珠脱汞技术属于高投资回报项目，具有强劲市场竞争力，有助于形成汞的产业闭环，完善工业烟气汞处理整体产业链，将原有排汞致污企业，转型为可持续循环的绿色生产企业。随着该项技术的推广应用，将对我国电力、冶金、建材等等行业的可持续健康发展，改善汞污染治理现状，提升大国地位和国际形象，产生积极的影响和作用，具有十分显著的经济、社会和环境效益。 【技术指标】 目前，美、欧盟等发达国家和地区300MW以上燃煤机组烟气汞排标准为<1～4µg/m3，而我国颁发的《火电厂大气污染物排放标准》中，燃煤电厂汞排放浓度限定在<30µg/m3水平，随着全球《关于汞的水俣公约》持续推进，我国汞排放限值将进一步收紧。基于1000MW燃煤机组的可再生磁珠脱汞示范系统能够实现烟气汞的超低排放，综合脱汞效率维持在95%以上，汞排放浓度为0.4µg/m3，满足国内外各区域烟气汞排放标准要求。

本发明公开了一种用于脱硝脱汞的复合催化剂，包括质量百分比 30～40％的 TiO2，57～68％的壳聚糖，2～3％的助催化剂，助催化剂为 CuO、MnO2 及 CeO2 中的一种或其组合。制备上述催化剂的方法为：(1)将质量份 57～68 壳聚糖加入醋酸溶液中并搅拌使之充分溶解；(2)向壳聚糖醋酸溶液中加入质量份 30～40 的 TiO2 和 2～3 的助催化剂，然后使用 NaOH 溶液调节 pH 值至 9～12，并使用磁力搅拌、

首次采用冶金电弧炉工艺熔融处理焚烧飞灰，开发了飞灰电弧炉熔融处理技术，降低了设备投资成本，研发了熔渣制备玻璃陶瓷新技术，制备的玻璃陶瓷性能指标优于大理石等天然建材。将垃圾焚烧飞灰熔融技术"嫁接"玻璃陶瓷制备工艺，开发了电弧炉熔渣制备玻璃陶瓷技术，构建了熔渣析晶模型，确定了熔渣制备玻璃陶瓷的配方、成型参数及热处理最佳工艺，制成的玻璃陶瓷产品性能达到或优于大理石、花岗岩，有效降低了飞灰熔融处理成本。

一、 技术研发背景（1 1 ）近年来我国垃圾焚烧飞灰产生量快速大幅增长，处置能力严重不足随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，生活垃圾产生量大幅增加，年产生垃圾量约为 2.5 亿 t，占世界总量的 1/4，相当长一段时间内还将以每年8%-10%的速度增长。目前我国垃圾焚烧飞灰的处置受场地和技术的制约越来越严重，局部地区已出现不能及时安全处置或处置成本过高而不能维持运行的尴尬局面，并严重阻碍了这部分地区生活垃圾处置由传统填埋向焚烧发电的转型。（2 2 ）垃圾焚烧飞灰属于危险废物，需得到妥善处置根据《国家危险废物名录》，垃圾焚烧飞灰属于危险废物。垃圾焚烧飞灰对环境和人类生活的危害在于其重金属不能依靠水体和土壤自身的净化作用消除，只能迁移。由于重金属容易在生物体内聚积，随着时间的推移，当重金属在生物体内积聚到一定量以后就会导致生物体畸形或导致突变，甚至生物体死亡。重金属对人体的另一危害途径是通过食物链传递。例如，生活在重金属含量较高环境下的鱼、虾体内会富集重金属，一旦这些食物被人体摄入，经过一段时间的积累，就会对人体健康造成极大的危害。特别是发生在日本的由汞污染引起的“水俣病”和由镉污染引起的“骨痛病”事件、以及在欧洲陆续发现的由重金属污染导致的一系列公共卫生健康问题，都使重金属污染引起人们广泛的关注。垃圾焚烧飞灰中的二噁英是一种非常稳定的亲脂性固体化合物，可溶于大部分有机溶剂，容易在生物体内积累。二噁英的污染具有持久性、脂溶性和蓄积性等特点。未来随着垃圾焚烧飞灰产量的快速增加，如果不能妥善解决无害化处置垃圾焚烧飞灰的问题，不但会制约垃圾焚烧产业的健康发展，同时会对该地区的环境造成严重影响。（3 3 ）垃圾焚烧飞灰的处置问题已经受到了国家相关部门的高度重视2016 年 10 月，国家住建部、发改委、国土部、环保部联合发文《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》（简称《意见》），意见提出在生活垃圾设施规划建设运行过程中，应当充分考虑垃圾焚烧飞灰处置出路，鼓励跨区域合作，提出“推进区域性垃圾焚烧飞灰配套处置工程建设”，统筹生活垃圾焚烧与垃圾焚烧飞灰处置设施建设，并开展垃圾焚烧飞灰资源化利用技术的研发与应用。（4 4 ）北京地区的垃圾焚烧飞灰处置问题十分迫切截止至 2017 年底北京市已建成并投产 5 座垃圾焚烧厂：鲁家山垃圾焚烧厂、高安屯垃圾焚烧厂、海淀大工村垃圾焚烧厂，顺义垃圾焚烧厂，南宫生活垃圾焚烧厂，2018 年北京市正在加紧推进建设阿苏卫、通州、顺义二期、密云、怀柔 5处垃圾焚烧厂，按照规划到“十三五”末，北京市垃圾焚烧飞灰年产生量将达35 万吨以上，目前北京市的垃圾焚烧飞灰处置方式主要为水泥窑协同处置和制备陶粒资源化利用，这两种处置方式的消纳能力无法满足北京市的需求，垃圾焚烧飞灰无害化处置迫在眉睫。基于以上现状，研发团队开发出了一种可安全并大规模资源化利用垃圾焚烧飞灰的新技术¬——深部胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术。二、技术原理（1 1 ） 全固废充填料强度形成机理胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术充分利用了“硅的四配位同构化效应”和“复盐效应”。钙矾石（Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 ·(OH) 12 ·26H 2 O）是普通水泥混凝土中最常见的复盐矿物，也是大部分地下采矿胶结充填硬化体中最常见的复盐矿物。钙矾石的溶度积常数为 1.1*10-40 。本项目组的前期研究结果表明，钙矾石在水中的饱和铝离子浓度比水淬高炉矿渣微粉在水中的饱和铝离子浓度低10 倍以上。因此在有足够 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 离子供给的体系中，钙矾石的结晶将能持续促进水淬高炉矿渣微粉中的铝氧四面体从矿渣的玻璃体网络中体解出来，从而促进矿渣中较高聚合度的硅-铝氧四面体的链接被破坏，形成大量的活性硅氧四面体或硅氧四面体团，为发生硅的四配位同构化效应或形成 C-S-H 凝胶奠定基础。其中钢渣主要为胶凝体系要提供 Ca2+ 、OH - 和少量硅氧四面体。而钢渣中的 Mg2+ 和 Fe 2+ 在胶凝体系中起到与 Ca 2+ 类似的作用。较大量的脱硫石膏主要为体系提供源源不断的 Ca2+ 和 SO42- 。垃圾焚烧飞灰的主要成分为垃圾焚烧后产生的无机物和重金属等，当烟气净化采用干式或半干式反应法时，另含有一些反应生成物（如 CaCl 2 、CaSO 4 ）和部分未完全反应的 Ca(OH) 2 等物质。可为胶凝体系提供大量的 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 。同时垃圾焚烧飞灰中有含量较高的 Cl- ，在矿渣水化过程中会形成含氯水化产物水化氯铝酸钙，氯盐在矿渣水化过程中会形成 NaOH 等碱性物质，提高液相碱度，促进矿渣水化的进一步进行。（2 2 ）重金属固化的机理胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术在胶凝材料的水化过程中实现了对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化，胶凝材料的主要水化产物为钙矾石、C-S-H 凝胶和类沸石矿物等，几种产物对该体系固化重金属均有贡献。重金属元素能够以类质同象的方式进入钙矾石的晶格而被固化，而 C-S-H凝胶具有很强的吸附重金属的能力。另一方面，以砷菱铅矾-砷铅铁矾类复盐矿物（(Pb, H+ )(Al 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ )3 (SO 42- , AsO43- )2 (OH) 6 ）为代表的含砷铅矾类复盐矿物也可以在砷、铅化合物的参与下快速消耗溶液中的 Al3+ 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、OH - 和 SO42-等离子，因此也能促进体系中矿渣微粉、钢渣微粉和脱硫石膏的消耗，这类复盐在水中的溶解度极低。在较高 pH 值条件下，这类复盐的结晶可以使砷和铅在水中的浓度都达到饮用水的标准。近些年的研究结果还表明，砷和铅可以进入类沸石相的水化硅铝网络体中平衡电荷，或作为网络体骨干的一部分而被高度固化。（3 3 ）二噁英固化的机理二噁英（dioxin，DXN），化学名为二氧杂环乙烷，标准状态下一般呈白色固体，无色无味；熔点约为 303～305℃，当温度达到 705℃以上时开始分解；难溶于水，美国环保局（US EPA，1900）推荐 2，3，7，8—TCDD 的水溶解度为 19.3ng/L，易溶于有机溶剂和脂肪；二噁英的蒸气压很低，大致为 8.3×10-13 ～4.8×10 -8 mmHg，一般随取代氯原子数目的增加而降低，在大气环境中超过 80%的二噁英分布在大气颗粒物中。大部分的二噁英在生物体内不易被代谢，具有生物蓄积与生物放大作用。现行的垃圾焚烧技术的炉内温度可以达到 850℃～900℃，绝大部分二噁英已经被分解，加之二噁英具有极低的溶解度和饱和蒸汽压和极高的脂溶性，所以垃圾焚烧飞灰中二噁英通过溶解于水中和挥发传播的比例很小，只可能通过随垃圾焚烧飞灰颗粒进入土壤和水环境以造成污染，本技术通过物理包裹的方法断绝了其污染传播途径，具体为矿渣基胶凝材料-垃圾焚烧飞灰水化反应所形成的固化体系中含有大量的 C-S-H 凝胶，其紧致的结构可降低整体固化体的渗透性，把含二噁英颗粒包裹固定其中。

针对传统SCR脱硝催化剂难以适应我国高硫、高灰、高汞燃煤烟气而导致的 催化剂失活、使用寿命缩短、脱硝成本增加等问题，以及实现燃煤烟气协同脱硝 脱汞目标，在“国家科技支撑计划"、“国家863计划”等项目支持下，重庆大 学与国家电投集团远达环保工程有限公司、国家电投集团远达环保催化剂有限公 司通力合作，开发了具有完全自主知识产权、集多项核心技术于一体、适应我国 恶劣燃煤烟气条件的脱硝脱汞催化剂配方及制备关键技术。主要取得以下创新性 成果： （1） 率先建立了高硫高灰高汞燃煤烟气条件下催化剂中毒失活机理模型， 开发出适应我国复杂燃煤烟气的耐磨抗中毒钛鸽-堇青石复合催化剂载体； （2） 揭示了汞在燃煤烟气中的热力学特性和迁移行为，建立了汞在脱硝过 程中的吸附与氧化机制，开发出了适应高硫高灰高汞烟气的宽尺度协同脱硝脱汞 催化剂； （3） 建立了我国典型煤种汞分布与赋存形态数据库，开发了汞高效吸附氧 化设计平台，构建了针对不同煤质条件的协同脱硝脱汞催化剂设计与快速响应系 统； （4） 开发出协同脱硝脱汞复合载体催化剂制备关键技术与生产工艺，建立 了具有国际先进水平的脱硝脱汞试验平台，构建了催化剂运行智能监测管理系统。 本项目研制的新型脱硝脱汞催化剂脱硝率、汞氧化率、耐磨性、使用寿命等指标 达到国际先进水平，其它性能指标达到国内领先水平。

本项目的产品主要用于稳定和固化垃圾发电厂锅炉产生的飞灰中的重金属元素，防止固化填埋后飞灰中的重金属溶出而污染土壤和地下水环境。

在对我国城市生活垃圾焚烧飞灰污染性质全面表征的基础上，针对其污染特点，对 飞灰稳定化处理药剂和工艺进行了比选与实验研究，开发了具有自主知识产权的飞灰稳 定化组合处理技术。该技术组合应用基于化学机理的稳定过程和物理机理的固化过程， 使飞灰中的重金属转化为具有地质化学稳定性的极低水溶性化合物，处理后飞灰污染物 浓度低于《生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889-2008》规定的进入卫生填埋场处置的 限值，满足在卫生填埋场中处置的长期环境安全性要求。 基于上述发明专利工艺，通过关键设备的比选改进、设计和操作参数优化，本成果 实现了我国生活垃圾组成背景下的焚烧飞灰化学稳定化处理工程的长期运行，成为 GB16889-2008 标准颁布后国内首次工程应用实例，达到了飞灰无害化处理的领先水平。 与国外同类技术比较，本成果稳定化处理后的飞灰产物具有长期环境安全性、填埋 操作方便、增容比小的优势，重金属稳定化指标更优。工程实践表明，飞灰稳定化处理 及后续卫生填埋处置综合成本合计为 540 元/吨，与目前主流的飞灰固化或稳定化处理 后去危险废物安全填埋场处置综合成本比较，节支达 400 元/吨以上；填埋容积亦减少 20%。本成果以卫生填埋替代成本昂贵且容量十分有限的安全填埋处置，具有明显的经 济和环境效益。

一种垃圾焚烧飞灰熔盐热处理方法，属于灰渣处理方法，解决 现有垃圾焚烧飞灰处理方法处理温度较高、能耗大且难以规避有毒痕 量元素引发二次污染的问题。本发明包括制备混合熔盐、熔融热处理、 重金属含量检验及重金属提取回收步骤。本发明利用熔盐优良的熔融、 蓄热和反应特性，实现飞灰中氯化物、硫酸盐及部分重金属的溶出， 工序相对简单，反应条件温和易于控制，可有效控制飞灰中重金属在 环境中的浸出，处置过的熔盐可以循环利用，溶出的重金属可进行深 度富集和回收，处理后的残渣危害程度大幅降低，便于建材化利用和 安全填埋，有效降低了二次污染，提高了资源利用效率，可以同步实 现垃圾焚烧飞灰的减重化、无害化与资源化利用。

简介：本发明公开了一种烟道飞灰等速取样器及基于BP神经网络的烟道飞灰等速取样系统和控制方法，属于烟道飞灰检测领域。烟道飞灰等速取样器，包括取样嘴、取样管、旋风分离器和取样瓶，还包括引射管、调节嘴和排气管，一种基于BP神经网络实现烟道飞灰等速取样系统，包括取样器、PLC控制器、执行器、压力传感器和BP神经网络模块；一种基于BP神经网络的烟道飞灰等速取样系统的控制方法基于BP神经网络实现烟道飞灰等速取样，使用了大量实时测得的数据来预测接近实际的烟道静压，解决了等速采样的滞后性问题，提高取样的准确性，具有计算误差小，数据处理能力强，设计成本低的优点。