
2026年4月24日,在第十二届垃圾焚烧协同处置暨固废资源化创新技术交流大会上,青岛理工大学李卫华副教授带来了一项突破性研究成果。面对垃圾焚烧飞灰年产生量超1300万吨、累计填埋超亿吨的行业困境,其团队提出的集成工艺成功解决了传统水洗中脱氯、除重与保钙难以兼顾的瓶颈,为飞灰资源化利用提供了可行路径。
一、飞灰处理的行业痛点与政策导向
随着我国垃圾焚烧占比逐年提升,2024年已达84.63%,飞灰产生量突破1300万吨/年,成为最大单一涉重危废。传统处理方式以固化稳定化+填埋为主,但面临库容紧张、环境风险高等问题。"十五五"规划明确将固废治理提升至国家战略高度,推动飞灰从末端填埋转向资源化利用。
李卫华指出:"飞灰具有两面性,既是危险废物,也是高钙资源。"其化学成分为CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃,钙含量超过30%,是理想的建材原料。然而,传统水洗工艺存在钙损失率高达30%-50%的问题,严重制约资源化潜力。
二、技术创新:耦合工艺破解三重难题
针对传统工艺的瓶颈,李卫华团队提出了重度碳酸化预处理耦合球磨、超声及CO₂通气的集成工艺。该工艺通过三步协同:首先碳酸化预处理将钙固定为稳定碳酸钙;其次球磨和超声物理强化促进氯盐溶出;最后水洗过程同步通入CO₂进一步保钙。
"我们的创新点在于将碳酸化、物理强化与CO₂通气耦合,同步实现氯盐高效脱除、钙基保留及重金属稳定化。"李卫华强调。这一技术路线不仅解决了脱氯与保钙的矛盾,还显著提升了重金属的稳定形态转化。
三、实验数据:脱氯保钙效果显著
实验结果显示,该集成工艺将可溶性氯降至0.71%,钙损失率低至8.87%,远低于常规水洗的30%-50%。同时,Pb、Zn等重金属浸出浓度全部达标,产物满足混凝土掺合料等非高温建材化利用要求。
对比传统工艺,硫酸氢铵体系表现最优:"重度碳酸化+球磨60min+超声10min+硫酸氢铵"组合使钙损失率仅为10.81%,可溶性氯含量0.79%,所有重金属指标均达标。引入CO₂通气后,钙损失率进一步降至8.87%,脱氯效果提升至0.71%。
四、产业化前景与战略意义
这项技术为"十五五"固废资源化国家战略提供了可行路径。低氯、高钙、低毒的飞灰产物可广泛应用于混凝土掺合料、免烧砖等建材领域,既解决了飞灰处置难题,又实现了资源循环利用。
已申请8项发明专利,其中4项已授权。该技术的产业化落地将有效缓解填埋场压力,推动垃圾焚烧行业绿色可持续发展。
李卫华副教授的研究为飞灰资源化利用开辟了新方向,其技术创新不仅解决了行业痛点,更为固废处理领域提供了可复制的解决方案。
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