微波技術(shù)在垃圾焚燒飛灰處置利用中的應(yīng)用探討

蔣旭光，邱琪麗，倪明江

（浙江大學(xué)能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310027）

微波技術(shù)在垃圾焚燒飛灰處置利用中的應(yīng)用探討

蔣旭光，邱琪麗，倪明江

（浙江大學(xué)能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310027）

微波加熱處置飛灰技術(shù)具有高效、節(jié)能、清潔等優(yōu)點(diǎn)，雖然目前已經(jīng)有了一些實(shí)驗(yàn)研究，但仍存在缺少大型工業(yè)化設(shè)備、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、連續(xù)處理應(yīng)用等技術(shù)性問題。本文簡述了垃圾焚燒飛灰的處置現(xiàn)狀以及微波特性和加熱機(jī)理。綜合近年來的微波應(yīng)用情況，介紹了微波處置飛灰的機(jī)理和應(yīng)用進(jìn)展，并將處置方法分為微波水熱浸取、微波水熱固化、微波燒結(jié)以及微波氧化脫除二英等四大類進(jìn)行分別闡述，分析了這幾種處置方式可以達(dá)到的應(yīng)用效果、存在的優(yōu)缺點(diǎn)以及和傳統(tǒng)的飛灰處置方式的成本對(duì)比。最后指出了要實(shí)現(xiàn)微波大規(guī)模應(yīng)用，必須攻克設(shè)備工業(yè)化難關(guān)，提出了必須繼續(xù)深入微波在飛灰處置領(lǐng)域研究的建議，從而實(shí)現(xiàn)微波處置工藝系統(tǒng)化、工業(yè)化。

微波；飛灰；浸取；水熱；燒結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快，中國面臨著越來越嚴(yán)峻的垃圾處理問題。在城市生活垃圾處理構(gòu)成中，焚燒處理占比逐年提高，城市生活垃圾焚燒處理從2004年的5.55%上升至2013年的30.10%。截止2013年底，中國城市垃圾焚燒廠166座，處理量高達(dá)4633.7萬噸[1-3]。城市垃圾焚燒后會(huì)產(chǎn)生一定質(zhì)量的飛灰，流化床焚燒爐飛灰可達(dá)原垃圾質(zhì)量的 10%～20%，爐排爐飛灰量通常為3%～5%[4]，因此飛灰的年產(chǎn)量至少為139萬噸。飛灰中含有大量重金屬、二英等多種有毒有害成分，已被列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》，必須妥善處置[5]。而中國城市建設(shè)研究院董事長徐文龍?jiān)凇?013（第七屆）環(huán)境技術(shù)論壇”上曾指出，“目前我國垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰處理量與產(chǎn)生量不符，約有50%的飛灰沒有得到妥善處理”[6]。高昂的處理成本以及處置技術(shù)路線無疑是最為關(guān)鍵的因素。

我國的飛灰處置技術(shù)較為落后，主要是水泥固化法[7]以及化學(xué)藥劑穩(wěn)定法[8]，前者雖有工藝設(shè)備簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但也存在重金屬固化效果欠佳、無法脫除二英等缺點(diǎn)，尤其是最終填埋體積會(huì)增加 1.5～2.0倍[9-12]；而后者則由于很難找到一種普遍適用的化學(xué)穩(wěn)定劑，且對(duì)二英的固定作用小、易造成二次污染等因素也制約了其發(fā)展[13-15]。熱處理技術(shù)由于高設(shè)備、高資金、高成本投入的特點(diǎn)，令非發(fā)達(dá)國家望而卻步。在這樣的現(xiàn)狀之下，亟需尋找一種低成本、高效率的技術(shù)，妥善處置垃圾焚燒飛灰。本文從微波特性以及微波在飛灰處置領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 微波特性與加熱機(jī)理

微波是波長在 1mm～1m之間、頻率在300MHz～300GHz之間的電磁波，正是其頻率的特殊性，使得微波具有獨(dú)特的性質(zhì)。 微波之所以可以被應(yīng)用于加熱，和其所具有的對(duì)物料的選擇性能量耗散有關(guān)。微波加熱屬于體加熱，具備加熱均勻、加熱速度快、選擇性加熱、節(jié)約能源甚至改善材料性能等優(yōu)點(diǎn)；此外，微波能屬于清潔能源，對(duì)于改善勞動(dòng)環(huán)境、生產(chǎn)條件也是其一大優(yōu)點(diǎn)[16-17]。

微波加熱機(jī)理與常規(guī)加熱也完全不同，其熱量來源于介質(zhì)材料中的有極分子電介質(zhì)和無極分子電介質(zhì)所形成的偶極子隨著高頻交變電磁場的高速擺動(dòng)而不斷重新排列的“摩擦”生熱[18]。圖1即為微波場中極化分子因電場的迅速變化重新定位的情況。因此，只要存在具有偶極性的介質(zhì)，就可以利用微波進(jìn)行加熱。可見，將微波應(yīng)用于含有濕氣或水分的物料中進(jìn)行加熱，是非常合適的。

焚燒飛灰的主要成分幾乎都是氧化物，其中含量較高的氧化物包括 CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等[20]，因此不含石墨碳的純飛灰屬于中性物質(zhì)[21]，并不能吸收微波能，而水可以改變物料的介電性質(zhì)，使之對(duì)微波具有很強(qiáng)的吸收能力。因此，雖不能直接將微波能應(yīng)用于飛灰進(jìn)行加熱，但可以將微波能應(yīng)用于飛灰水熱處置，或者是其他有水存在的其他處置形式。此外，在微波應(yīng)用中需要盡量避免微波加熱的熱點(diǎn)效應(yīng)，防止出現(xiàn)熱點(diǎn)過多而導(dǎo)致的加熱不均[22]。

圖1 電場中偶極子被極化的原理[19]

2 微波處置應(yīng)用

微波在環(huán)境污染治理工程中的應(yīng)用主要是污染土壤的修復(fù)、廢物處理、廢舊輪胎的回收利用、活性炭處理和廢氣的脫硫脫硝及VOCs等領(lǐng)域，以及污泥的熱解、無害化處置，在飛灰的無害化方面也有了一些研究[23]。本文主要介紹微波技術(shù)在垃圾焚燒飛灰無害化處置、綜合利用方面的研究現(xiàn)狀。文中除微波燒結(jié)外，實(shí)驗(yàn)研究所用的微波反應(yīng)器主要為常規(guī)的微波消解儀，如sineo MDS-6[24]、Milestone MLS-1200 MEGA微波爐[25]等，采用密閉的100mL容量的聚四氟乙烯作為其反應(yīng)罐，多采用溫控系統(tǒng)，溫度范圍一般為0～300℃，最多可同時(shí)處理40個(gè)樣品。

2.1 微波水熱提取

微波加熱與常規(guī)加熱相比，溶液升溫原理有很大差別。含有離子的溶液進(jìn)入微波場時(shí)，離子就會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)、碰撞，而這樣的碰撞就會(huì)引起動(dòng)能向熱能的轉(zhuǎn)化，而溶液中離子濃度越大，發(fā)生的碰撞也就會(huì)更加劇烈，從而引起溶液的快速加熱。正因?yàn)槲⒉訜峋哂羞@樣的同時(shí)性，避免了內(nèi)外溫度梯度的產(chǎn)生[16]。因此，在相同條件下，微波加熱具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)所需時(shí)間短、受熱更均勻、能量消耗低、經(jīng)濟(jì)性高等明顯優(yōu)勢。

目前，在微波水熱提取方面，國內(nèi)學(xué)者并沒有開展很多的研究，主要的研究成果源于薛軍等[16-17，24，26]，無論是普通浸取[27]還是微波浸取，在浸取試劑的選擇上多為HCl。Xue等[26]使用MDS-6微波加熱密閉浸出設(shè)備（Sineo MDS-6，China）作為微波輻射源對(duì)傳統(tǒng)酸浸和微波酸浸處理飛灰重金屬的浸出效果進(jìn)行了對(duì)比研究，實(shí)驗(yàn)采用鹽酸作為酸性試劑。結(jié)果表明，在液固比為10的微波酸浸中，Pb和Zn的浸出率比在液固比為25的傳統(tǒng)酸浸中的浸出率還要高。可見，采用微波加熱進(jìn)行酸浸飛灰中的重金屬，在相同提取率的前提下可以降低液固比，從而減少浸取劑的使用量；微波酸浸還可以降低飛灰中重金屬的提取時(shí)間，并提高提取效率；最佳HCl濃度為1mol/L。另有研究[17]指出，微波加熱促使物料顆粒表面破裂，暴露出新鮮表面，有利于液固反應(yīng)的進(jìn)行；同時(shí)在外加電場的作用下，極性分子迅速改變方向進(jìn)行高速振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生熱量、增加物質(zhì)間的相互碰撞，從而強(qiáng)化反應(yīng)的進(jìn)行。因此可以非常迅速地將溶液加熱到沸點(diǎn)。薛軍等[24]在液固比25mL/g、時(shí)間7min和1mol/L HCl條件下，進(jìn)行微波浸取，重金屬Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的浸出率分別可達(dá)80.17%、15.05%、58.25%、62.42%、8.88%、89.25%和93.03%。而且發(fā)現(xiàn)酸浸處理會(huì)明顯改變飛灰中重金屬的相態(tài)分布，微波酸浸處理使得重金屬向更穩(wěn)定的相態(tài)轉(zhuǎn)變，處理后重金屬主要以殘?jiān)鼞B(tài)存在，其環(huán)境穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。普通酸浸與微波酸浸的效果對(duì)比，如表1所示。除了重金屬Cr、Ni的進(jìn)去率略有下降，其余4種重金屬均可提高20%左右的浸取率。

表1 傳統(tǒng)酸浸與微波酸浸的重金屬浸出率

國內(nèi)對(duì)飛灰中重金屬的提取研究還比較少，僅限于實(shí)驗(yàn)規(guī)模，雖然微波酸浸相對(duì)于傳統(tǒng)酸浸具有獨(dú)特優(yōu)勢，但是兩者都面臨著對(duì)浸出的含重金屬的酸液以及處理后的飛灰的處置問題。只有實(shí)現(xiàn)酸液中的重金屬的利用，并在酸浸同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)飛灰無害化，該技術(shù)才能得到大規(guī)模推廣，這也是目前非常值得探索的。

2.2 微波水熱固化

傳統(tǒng)水熱法是通過水熱法處理過程中所合成的類沸石物質(zhì)對(duì)重金屬進(jìn)行穩(wěn)定化作用，其中的類沸石物質(zhì)對(duì)重金屬具有離子吸附、交換、沉淀和物理包裹等作用，不但可以有效防止水熱法過程中重金屬滲濾到殘留液中，而且固化后的飛灰具有耐酸性，還可以應(yīng)用于酸性中和劑[28]。很多研究者已經(jīng)成功地將粉煤灰經(jīng)過水熱法合成各種沸石，如鈣十字沸石、方沸石、沸石P、鈣沸石、菱沸石等[29]。

重金屬在微波水熱中的形態(tài)變化和傳統(tǒng)水熱中相似，分為兩步：首先是重金屬的浸出，再是隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，重金屬發(fā)生水熱沉淀形成沸石[30]，微波水熱采用的波段一般為2.45GHz[31-33]。飛灰的沸石化過程分為4個(gè)步驟，分別為：①飛灰中的Al、Si溶解；②Al、Si形成聚合物（二聚物、三聚物等）凝聚在飛灰表面；③沸石成核；④沸石結(jié)晶成長，如圖 2所示[34]。目前，微波水熱研究較多的是利用粉煤灰合成一些有價(jià)值的特殊沸石，用微波水熱法合成的沸石具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢，比如減小沸石的粒徑、沸石對(duì)離子的吸附性更強(qiáng)等[33]。

圖2 粉煤灰沸石化過程示意圖

Querol等[25]分別通過微波水熱和傳統(tǒng)水熱，以粉煤灰和堿性試劑為實(shí)驗(yàn)對(duì)象合成沸石。結(jié)果表明，微波水熱合成沸石與普通水熱相比，唯一的差別是沒有合成KM沸石（即使改變反應(yīng)溫度以及試劑濃度），也許通過更長時(shí)間的微波水熱可以實(shí)現(xiàn)，而其他的沸石則都可以合成，而且結(jié)構(gòu)性質(zhì)幾乎一樣，微波水熱 1h所合成的沸石量也完全可以超越普通水熱48h合成量。還有研究[33]也給出了一個(gè)定量的數(shù)據(jù)，微波水熱經(jīng)過3min可以將溫度加熱到373K，而傳統(tǒng)水熱則需要15min以上，再次驗(yàn)證了微波水熱的加熱速度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)水熱的結(jié)論。Inada等[31]發(fā)現(xiàn)，微波輻射初期的沸石合成效率要高于整體效率，主要原因是在輻射初期（0～20min）加速了SiO2和Al2O3的溶解，從而大大加快沸石的合成，這和Querol等[25]所得出的結(jié)論是一致的，而在中期（20～40min），微波嚴(yán)重阻礙了沸石的合成，主要原因是微波使得硅鋁凝膠成核減緩，從而減緩了沸石的合成，在后期微波水熱對(duì)沸石的形成影響不大。Fukui等[35]以NaOH和NaCl試劑為添加劑進(jìn)行微波水熱合成沸石，發(fā)現(xiàn) NaCl雖無法提高溶解速率和凝膠的形成， 但是可以提高沸石分成核以及結(jié)晶成長的速率。表2給出了傳統(tǒng)水熱與微波水熱合成沸石的效果差異。

表2 傳統(tǒng)水熱與微波水熱合成沸石效果對(duì)比

目前，微波水熱合成沸石在飛灰資源化利用中也有研究，但主要集中在對(duì)粉煤灰的應(yīng)用，對(duì)于垃圾焚燒飛灰還沒有太多的涉及，而且在微波水熱固化垃圾焚燒飛灰中，重金屬方面也幾乎沒有專門的研究。但是通過文獻(xiàn)中對(duì)微波水熱與傳統(tǒng)水熱法的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，微波水熱與傳統(tǒng)水熱在處置飛灰的功效上幾乎是一樣的。而水熱法可以實(shí)現(xiàn)飛灰的固化無害化處置，那么微波水熱在理論上也可以達(dá)到這樣的效果，也可以實(shí)現(xiàn)固化垃圾焚燒飛灰中的重金屬、脫除二英等目的，甚至還具備更多的優(yōu)勢，如反應(yīng)速率快、反應(yīng)時(shí)間短、能源消耗低、效率高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，所得到的沸石質(zhì)量也更好，如納米沸石[32]等。水熱固化法在大規(guī)模處理飛灰領(lǐng)域具有相當(dāng)大的潛力，在經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)、環(huán)境方面都有很大的優(yōu)勢，為飛灰的無害化和資源化利用都提供了很大的發(fā)展空間。

2.3 微波燒結(jié)

微波燒結(jié)是一種利用微波加熱來對(duì)材料進(jìn)行燒結(jié)的處置方式[36]，燒結(jié)溫度通常為900～1000℃[37]，微波燒結(jié)可相對(duì)降低幾十度[38]。不僅可以固化飛灰中的重金屬，還可以脫除飛灰中的二英。雖然在微波水熱中，并沒有對(duì)垃圾焚燒飛灰中重金屬的固化有特殊的關(guān)注，但是在利用微波燒結(jié)處置中，對(duì)飛灰中重金屬的固化則已有一些研究，但是仍非常有限。

Chou等[39]對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行微波燒結(jié)固化處置，將含有75%水分的飛灰樣品置于SiO2陶瓷坩堝中，設(shè)置微波功率 600W，進(jìn)行微波燒結(jié)，時(shí)間約 10～50min。結(jié)果表明，微波燒結(jié)后，飛灰轉(zhuǎn)變成玻璃陶瓷結(jié)構(gòu)，從而使得其中重金屬得以穩(wěn)定，其中只有 Pb的浸出含量略高于固體廢棄物浸出毒性試驗(yàn)（TCLP）浸出標(biāo)準(zhǔn)，其他重金屬如Zn、Cr、Pb、Ca、Cu等則都已符合標(biāo)準(zhǔn)要求；而值得一提的是，微波燒結(jié)處置飛灰，無需進(jìn)行水洗預(yù)處理，因?yàn)樗磿?huì)降低飛灰中的鹽分，從而降低飛灰的燒結(jié)效率。而關(guān)于傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)，王雷等[40]研究發(fā)現(xiàn)，水洗可以降低飛灰中的氯含量，進(jìn)而可以減少燒結(jié)過程中重金屬的揮發(fā)、提高固化效率。因此，微波燒結(jié)相對(duì)傳統(tǒng)燒結(jié)，可以減少水洗帶來的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)成本。此外，當(dāng)飛灰的體積、質(zhì)量越大，在微波場中的吸收效率越高，可見微波燒結(jié)在大規(guī)模處理飛灰的應(yīng)用中，也具有非常大的潛力[41]。

微波燒結(jié)作為一種高效、節(jié)能、無污染的先進(jìn)技術(shù)，非常符合當(dāng)今對(duì)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的要求。微波燒結(jié)所具有的活化燒結(jié)特點(diǎn)，更有利于獲得優(yōu)良的材料顯微組織，特別適合納米材料的燒結(jié)，而且性價(jià)比更是大大優(yōu)于目前采用的傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)。微波燒結(jié)技術(shù)的推廣應(yīng)用不僅可以大幅度降低燒結(jié)成本，也可以促進(jìn)新型材料的工業(yè)化應(yīng)用，有望成為一大新興產(chǎn)業(yè)[42-43]。

在最新制定的《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）中定義，二英類是指多氯代二苯并-對(duì)-二英和多氯代二苯并呋喃類物質(zhì)的總稱，并且調(diào)整了焚燒處置過程中二英類污染物的排放限值，由GB 18484—2001中規(guī)定的0.5ngTEQ/m3降低到了0.1ngTEQ/m3。Pan等[44]對(duì)中國的15座大型城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的飛灰進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明垃圾焚燒飛灰中 PCDD/Fs 和dl-PCBs的總含量在2.8～190ng/g之間，平均含量大約為 59.6ng/g。因此，飛灰中二英的脫除也應(yīng)引起重視。

3 成本分析與優(yōu)缺點(diǎn)

微波加熱技術(shù)最關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)是高效節(jié)能，因此微波水熱固化、微波燒結(jié)、微波脫除二英技術(shù)都具備這樣的優(yōu)點(diǎn)，而微波提取雖然相對(duì)傳統(tǒng)提取需要耗能，但是其更高的提取率和效率則可以極大地增強(qiáng)市場競爭力。

從成本分析來看，微波水熱相對(duì)傳統(tǒng)水熱需要增加設(shè)備資金投入，以及在浸取時(shí)需要耗電，但由于微波的使用，可以降低HCl浸取液的使用，液固比從25可降低至10。而微波水熱與微波燒結(jié)技術(shù)在能耗上則具備很大的優(yōu)勢,達(dá)到水熱過程需要的固化溫度（150℃）所消耗的能量大約為2.7GJ/m3，即0.34kW?h/kg（飛灰密度以2200kg/m3來計(jì)）[46-47]。而一般來說，傳統(tǒng)水熱所需時(shí)間約為12h甚至更久，微波水熱則可以大大縮短加熱時(shí)間至1h，因此理論上可將總能耗降低至 0.34kW?h/kg，不到水熱法的10%。采用微波燒結(jié)技術(shù)工藝過程時(shí)間可縮短50%以上，能耗可低至3.6kW?h/kg，在相同的生產(chǎn)率條件下僅為傳統(tǒng)燒結(jié)的10%[36]，而且微波燒結(jié)可以免去傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)所需的水洗工藝。微波技術(shù)與傳統(tǒng)飛灰處置技術(shù)的成本對(duì)比如表3所示。

表4為微波處置技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)匯總，主要從工藝、效果、效率、資金投入等方面進(jìn)行分析。

表3 不同方法處理垃圾焚燒飛灰的成本評(píng)估[28]

表4 幾種微波處置工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析

4 結(jié)語和展望

微波加熱技術(shù)作為一種重要的飛灰無害化處置手段，具有高效、節(jié)能、清潔等優(yōu)點(diǎn)。目前普遍采用的水泥固化法、藥劑穩(wěn)定法、高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)等存在著一些不可調(diào)和的嚴(yán)重制約其發(fā)展的弊端，微波處置垃圾焚燒飛灰將是一個(gè)重要的探索方向。微波處置技術(shù)無論是成本、處置效果還是工藝時(shí)間等方面，都優(yōu)于傳統(tǒng)的處置技術(shù)。

通過對(duì)比分析文獻(xiàn)中所闡述的幾種微波處置技術(shù)，本文作者認(rèn)為微波燒結(jié)技術(shù)是最具有潛力的，相對(duì)來說更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模綜合利用。因?yàn)闊o論是從設(shè)備大規(guī)模化制造的難易度，還是從飛灰被燒結(jié)處置后綜合利用的角度，微波燒結(jié)技術(shù)都更容易實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于微波水熱所需要的密閉高壓反應(yīng)器，微波燒結(jié)并不需要這樣的密閉條件，因此在將設(shè)備大型化和實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理方面都更具有優(yōu)勢。而且微波水熱后的產(chǎn)物處于一個(gè)液固共存的狀態(tài)，并不能進(jìn)行直接利用，要液固分離則必然會(huì)增加一些人工和時(shí)間成本；而微波燒結(jié)產(chǎn)物則沒有這樣的困擾，產(chǎn)物處于干燥固體狀態(tài)，只要保證產(chǎn)物的安全性已達(dá)標(biāo)，則可直接應(yīng)用于建筑生產(chǎn)領(lǐng)域。此外，在處置安全性上，微波燒結(jié)也是更加安全的一種手段，并不會(huì)由于密閉反應(yīng)器中的一些劇烈反應(yīng)產(chǎn)生爆炸等意外事故。因此，雖然水熱技術(shù)已有較長的歷史，但其處置環(huán)境的特殊性將嚴(yán)重制約其實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理的可能性，而且其產(chǎn)生的廢液處理也是一個(gè)不容忽視的問題，處置不當(dāng)將引起二次污染。然而，微波水熱法雖有其不足之處，但相對(duì)于傳統(tǒng)水熱，具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，仍值得進(jìn)行更深入的研究，尋求突破，尤其是在重金屬固化和沸石合成領(lǐng)域。

微波處置技術(shù)雖已有一些關(guān)鍵性的研究，但離被廣泛、大規(guī)模應(yīng)用還有一段距離。由于目前缺乏更深入、更具體的微波提取、固化、燒結(jié)、脫除等方面的實(shí)驗(yàn)研究，如微波提取酸液的后續(xù)處理問題、廢液處置問題，能否實(shí)現(xiàn)重金屬固化并達(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)，甚至實(shí)現(xiàn)資源化利用，重金屬長期固化效果如何，如何實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理等都需進(jìn)一步完善。目前所做的研究都較為片面，僅僅為某一個(gè)環(huán)節(jié)，缺乏統(tǒng)籌，因此要使得微波處置成為飛灰無害化甚至資源化的新出路，則必須形成一套完整的技術(shù)路線。

[1]中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局. 中國統(tǒng)計(jì)年鑒2005[M]. 北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2005.

[2]中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局. 中國統(tǒng)計(jì)年鑒2014[M]. 北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2014.

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·產(chǎn)品信息·

浙江力普公司精制棉粉碎成套生產(chǎn)線獲國家專利

日前，中國粉碎技術(shù)領(lǐng)航者——浙江力普粉碎設(shè)備有限公司在精制棉制備纖維素粉碎加工技術(shù)領(lǐng)域再傳捷報(bào)，他們研發(fā)的“一種精制棉粉碎成套生產(chǎn)線”獲得國家專利（專利號(hào)ZL. 201320555760.X）。

這是該公司繼“短纖維粉碎機(jī)”、“高效纖維素剪切粉碎機(jī)”獲國家專利，“醫(yī)藥輔料纖維素醚專用高效剪切粉碎機(jī)的研究和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”和“GWM-730纖維素高效剪切磨開發(fā)”列入省市科技項(xiàng)目、浙江省新產(chǎn)品計(jì)劃之后，在精制棉粉碎設(shè)備領(lǐng)域取得的又一科技成果。

作為中國纖維素行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員單位，浙江力普公司專注、持續(xù)在這一領(lǐng)域進(jìn)行了系列創(chuàng)新開發(fā)，使專利產(chǎn)品獲得了有益的效果，生產(chǎn)線集打散、檢測、粉碎、集料、除塵于一體，能實(shí)現(xiàn)精制棉制備纖維素的規(guī)模化生產(chǎn)并有效地集塵，杜絕原料中金屬雜質(zhì)對(duì)粉碎機(jī)刀片的損壞，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成粉塵污染。

該生產(chǎn)線產(chǎn)量達(dá)200～350kg/h，粉碎刀片采用高強(qiáng)度、抗沖擊、耐磨性好的進(jìn)口特種耐磨材料，并可重磨使用，使用維護(hù)成本低、穩(wěn)定性好。經(jīng)山東、浙江、江蘇、上海、河南等地企業(yè)使用證實(shí)，比同類產(chǎn)品產(chǎn)量可提高 40%，耗能降低 20%左右。該機(jī)型同樣適合于絨狀、絮狀棉纖維及纖維素醚類產(chǎn)品（如精制棉、棉麻、光纖、芳綸、滌綸等）的超細(xì)粉碎。

目前，該生產(chǎn)線與纖維素成品粉碎機(jī)、濕粉碎機(jī)三項(xiàng)產(chǎn)品已經(jīng)在纖維素行業(yè)中廣泛應(yīng)用，客戶涵蓋國內(nèi)規(guī)模前十位的纖維素醚生產(chǎn)企業(yè)并獲得高度認(rèn)可。此三項(xiàng)設(shè)備的應(yīng)用為國內(nèi)整個(gè)纖維素行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

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Application of microwave heating in disposal and utilization of MSW fly ash

JIANG Xuguang，QIU Qili，NI Mingjiang
（State Key Laboratory of Clean Energy Utilization，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China）

Using microwave heating to dispose of fly ash has been studied by researchers，considering its advantages of high efficiency，energy saving and cleanliness. However，due to lack of large-scale industrial equipment，large-scale application of microwave technology is limited. In this paper，current situation of disposal of municipal solid waste (MSW) fly ash and the special properties and heating mechanism of microwave are reviewed. Based on microwave application in recent years，the mechanism of microwave disposal is discussed. The disposal methods using microwave are also summarized，including microwave extraction，microwave hydrothermal，microwave sintering and microwave oxidation to remove dioxins. The application effects and the advantages and disadvantages of the four disposal methods are analyzed. Besides，the costs of the four disposal methods are also compared with the traditional one. In the end，to realize application of microwave in large-scale disposal，the difficulties of industrialization of equipment must be resolved，and microwave technology in the field of fly ash disposal has to be studied further.

microwave；fly ash；leaching；hydrothermal；sintering

X 705

A

1000-6613（2015）12-4361-07

10.16085/j.issn.1000-6613.2015.12.038

2015-06-12；修改稿日期：2015-09-08。

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2011CB201500），國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（2012AA063505），國家科技支撐計(jì)劃（2007BAC27B043）及環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目（201209023-4）。

及聯(lián)系人：蔣旭光（1965—），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事廢棄物能源化和資源化等方面的研究。E-mail jiangxg@ zju.edu.cn。