机械化学改性飞灰吸附垃圾焚烧烟气重金属：低成本高效替代活性炭的突破性研究

本文创新性地采用机械化学球磨法改性垃圾焚烧飞灰，开发出可高效吸附Hg、As、Se等烟气重金属的新型吸附剂。研究发现CaCl2改性飞灰对Hg的吸附效率达活性炭1.68-5.49倍，FeCl3改性飞灰在180℃对As去除率达98.58%，实现"以废治废"（Waste-to-Waste）策略。研究通过双固定床系统揭示物理-化学协同吸附机制，为垃圾焚烧厂（MSW）重金属控制提供经济高效的解决方案。

　　

亮点

本研究首次系统评估机械化学改性城市固体废物焚烧飞灰对烟气重金属的吸附潜力，关键发现包括：

1. 1.

   技术可行性：通过"机械化学改性"提升飞灰吸附性能的技术路线切实可行，改性飞灰在实际应用中展现出替代活性碳（AC）的重大潜力，兼具经济性和环境友好特性。

材料与技术路线

飞灰样本采集自中国贵州六盘水25MW垃圾焚烧发电厂的袋式过滤器底部。该厂采用SNCR（选择性非催化还原）、脱硫、活性炭喷射和袋式过滤组合净化工艺。样本经105℃烘干24小时后密封保存。

吸附动力学分析

在20μg/m³初始Hg浓度条件下，研究团队采用准一级（PFO）和准二级（PSO）动力学模型，对比分析了活性炭、NaBr改性飞灰、CaCl₂改性飞灰、CaBr₂改性飞灰和FeCl₃改性飞灰的吸附机制。

图5(d)显示：在150℃条件下，PFO和PSO模型均能良好拟合吸附过程，表明该吸附是...（数据未完待续）

结论

本研究得出以下核心结论：

1. 1.

   机械化学改性使飞灰物理化学性质显著增强，通过比表面积提升、粒径优化和孔隙结构调整，实现物理-化学吸附的协同效应；

2. 2.

   CaCl₂改性飞灰展现卓越的Hg吸附稳定性，FeCl₃改性飞灰在180℃实现98.58%的As脱除率；

3. 3.

   提出"分段优化策略"：实验室研究采用直接测量结合残留校正模型，工程应用优先选择间接监测方案。