![飛灰[科技名詞]](/img/7/5a0/nBnauM3X4YDM5kTNzgDOyUTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4gzLxczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg "飛灰[科技名詞]")
產生原理
① 飛灰是古人將蘆葦莖中薄膜燒成灰，放在不同律管里，置案上，密封門戶，到某一氣節，相應律管里的灰即會自行飛出，以此預測氣節。 [出處 ]：杜甫《小至》詩：“刺繡五文添弱線，吹葭（王官）六動飛灰。”
②飛灰是煤粉在高溫(1300～1500℃)中燃燒、冷卻而形成。大部分呈球狀，表面光滑，微孔較小。部分顆粒因熔融時粘連，表面粗糙、稜角多呈蜂窩狀組合粒子。一般指燃料燃燒所產生的煙道氣中的任何固體顆粒，有時也包括在水泥生產過程中懸浮在空氣中的顆粒狀物質。它的化學組成變化很大，與燃料類型、燃燒條件及集灰方式有關。例如：在燃燒煤的發電廠所得的飛灰中，除含有未燒盡的煤粒外，還含有大量矽、鐵、鋁、鈣、鎂、鈉、鉀、硫的氧化物以及各種微量元素。飛灰對大氣污染危害極大，必須採取設除塵裝置等措施予以除去。可用作處理污水的吸附劑或助濾劑。
來源
生活垃圾焚燒
對我國兩種占主導地位的焚燒爐爐型-爐排爐和流化床產生的焚燒飛灰進行分析,包括16個採用爐排爐的主要生活垃圾焚燒廠和部分使用流化床的生活垃圾焚燒廠,對焚燒飛灰從重金屬含量,氯、硫、鹼含量,二英含量方面對我國生活垃圾焚燒飛灰的性質做比較全面的歸納和總結。統計結果表明爐排爐焚燒飛灰重金屬含量要高於流化床焚燒飛灰,Zn的最高含量在10倍以上,均值也在7倍左右,Cu的最高值為7倍,均值為3倍,Cd,Pb,Cr,Ni的均值為7倍,4倍,4倍和1.5倍。Hg的差別最小,高出30%;爐排爐焚燒飛灰的氯、硫、鹼含量全面高於流化床焚燒飛灰,爐排爐焚燒飛灰和流化床焚燒飛灰的平均氯含量分別為15.41%,1.71%,SO3的平均含量分別為10.67%,2.875%,焚燒飛灰的K2O和Na2O含量接近,爐排爐焚燒飛灰的平均含量為6.06%,5.325%,流化床焚燒飛灰的平均含量為2.43%,2.63%,兩種類型的焚燒飛灰在鹼含量上差別沒有氯、硫大;焚燒飛灰的二英含量差別巨大,爐排爐和流化床焚燒飛灰二英含量低值比較接近,而高值爐排爐焚燒飛灰要高出流化床焚燒飛灰很多。
燃煤飛灰
在小型固定床試驗台上開展了煙氣成分對燃煤飛灰汞吸附影響的試驗研究。結果表明:在CO2-O2-N2的體系中,單獨加入SO2,飛灰的汞吸附能力表現出與SO2的濃度有密切的關係;單獨加入0～100×10?6HCl,隨著HCl濃度的增加,飛灰的汞吸附能力逐漸增加,在50×10?6左右達到最佳吸附效果,而後飛灰的汞吸附能力有所降低,但影響不大;單獨加入NO,大大促進了飛灰對汞的吸附。HCl和SO2共同作用時,飛灰對汞的吸附效果要好於SO2單獨存在時,但比HCl單獨存在時要差一些;再加入NO後飛灰的汞吸附效率與吸附量都得到很大的提高。飛灰對Hg0的吸附是物理吸附與化學吸附雙重作用的結果。
物質組成
又稱粉煤灰或菸灰。由燃料燃燒所產生煙氣灰分中的細微固體顆粒物。如燃煤電廠從煙道氣體中收集的細灰。飛灰是煤粉進入1300～1500℃的爐膛後，在懸浮燃燒條件下經受熱面吸熱後冷卻而形成的。由於表面張力作用，飛灰大部分呈球狀，表面光滑，微孔較小。一部分因在熔融狀態下互相碰撞而粘連，成為表面粗糙、稜角較多的蜂窩狀組合粒子。飛灰的化學組成與燃煤成分、煤粒粒度、鍋爐型式、燃燒情況及收集方式等有關。其中主要物相是玻璃體，占50～80%; 所含晶體礦物主要有： 莫來石、α-石英、方解石、鈣長石、矽酸鈣、赤鐵礦和磁鐵礦等，此外還有少量未燃碳。飛灰的排放量與燃煤中的灰分直接有關。據我國用煤情況，燃用1t煤約產生250～300kg粉煤灰。大量粉煤灰如不加控制或處理，會造成大氣污染，進入水體會淤塞河道，其中某些化學物質對生物和人體造成危害。20世紀20年代開始，不少國家研究粉煤灰的處理和利用問題，已取得了一定的效果。
飛灰主要物相是玻璃體，占50%～80%；所含晶體礦物有莫來石、α-石英、方解石、鈣長石、矽酸鈣、赤鐵礦和磁鐵礦等，還有少量未燃的碳。飛灰的排放量與燃煤中的灰分含量有關。
套用
粉煤灰主要含二氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鐵(Fe2O3)等，已廣泛用於制水泥及制各種輕質建材。此外還可利用粉煤灰作漂珠及作為肥料和微量複合肥料。在工業方面可從粉煤灰中回收鐵、碳、銅、鍺和鈧等多種物質。密度為1.5克/立方厘米。
危害
對人體
對國內四個不同的垃圾焚燒廠產生的飛灰進行物理及化學特性分析.四種飛灰在顆粒尺寸分布上有相似的規律,飛灰中重金屬的質量分數分析結果表明採用純垃圾焚燒的爐排爐飛灰中的質量分數高於摻煤混燒的流化床焚燒飛灰中的質量分數.隨著飛灰顆粒尺寸的減小,飛灰中重金屬的濃度呈現增加的趨勢.飛灰的滲濾特性表明,飛灰中Ca質量分數越高,飛灰的酸中合能力越強,且重金屬的滲出率受飛灰滲濾液的pH影響大,而在鹼性滲濾條件下受飛灰中重金屬質量分數的影響小. 垃圾焚燒發電廠的焚燒飛灰進行粒徑分級毒性分析研究。主要研究了粒徑在35～1 000μm範圍內的飛灰的腐蝕性和短期浸出毒性,包括Cr、Cd、Mg、Pb、Mn、Fe、Cu、Zn、Ni、Co等重金屬,SO24-,Cl-,NO3--N和NO2--N,同時也研究了飛灰的物質組成和礦物特性。研究結果表明,所有粒徑飛灰的浸出液pH值在12.3～12.5之間,屬於有腐蝕性的危險廢物,重金屬Mg、Pb、Zn的浸出濃度最高,分別為168.78、53.94和86.40 mg/L。飛灰浸出液和含量最高分別達到8.87g/L和1.38 g/L,同時浸出液中測出一定量的硝態氮和亞硝態氮,證明飛灰吸附了垃圾焚燒過程中產生的氮氧化物氣體。另外,研究得出飛灰的基本組成元素為Ca、Si、Cl、K、Na、S、Al、Mg和Fe,而重金屬則以Zn、Pb、Mn、Cu、Cr等為主。礦物相主要為含矽和鈣的化合物及NaCl和KCl等氯化物。
對自然環境
套用能譜分析、灰熔點爐、XRD、壓汞儀等儀器手段對國內外8種垃圾焚燒飛灰的成分、熔點、晶相結構、顆粒特性等物理化學性質進行了系統研究。研究表明,飛灰成分因為受原料、爐型、取樣位置等因素影響而差異很大。由於飛灰的成分差異導致垃圾焚燒飛灰比煤灰更易於熔融,對熔融處理有利,這主要歸因於飛灰中SiO2含量以及SiO2 Al2O3差異,熔點與SiO2含量存在正比關係;添加CaO實現助熔是有條件的,不同飛灰由於焚燒條件和飛灰成分不同導致晶相組成有一定差異;飛灰內部孔徑主要分布於0.3μm～1.5μm範圍內,飛灰的比表面積為20.5m2 g。
除淨飛灰
中國燃燒1t煤約產生250～300kg粉煤灰，大量粉煤灰進入大氣會造成污染。主要用除塵器進行治理。
採用掃描電子顯微鏡、雷射粒度分析儀、比電阻測試儀和X射線衍射儀對鍋爐燃燒水煤漿和煤粉產生的飛灰顆粒形態、粒度、比電阻和灰成分等靜電除塵特性進行了定性和定量分析,並通過自製的除塵裝置進行了靜電除塵試驗。結果表明:水煤漿飛灰顆粒形態多種多樣,其中有未燃炭以及飄珠、微珠存在;粒徑分布不均勻,且粗顆粒比例較多;飛灰中的主要成分為SiO2和Al2O3,占總質量的70%～90%;同一溫度下,水煤漿飛灰的比電阻比煤粉飛灰低1～2個數量級;水煤漿飛灰的除塵效率高於煤粉飛灰,達98%;水煤漿飛灰比煤粉飛灰更有利於靜電除塵。
