隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展以及城市化和人民生活水平的不斷提高，城市垃圾產(chǎn)生量與日俱增，生態(tài)環(huán)境污染日益嚴重。在垃圾處理方法中，焚燒法具有占地面積小、減量化和資源化效果好等優(yōu)點，在我國越來越受到關注。因此，近年來我國垃圾焚燒電廠的建設速度明顯加快。

垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰富含可浸出的重金屬和二英等有毒物質(zhì)，被列為固體危險廢物，必須進行無害化處理，因此垃圾焚燒成為研究的熱點。

目前，飛灰的處理技術主要有3類，即水泥固化／穩(wěn)定化、濕法化學處理及包括熔融和燒結(jié)在內(nèi)的高溫處理。水泥固化是目前垃圾發(fā)電廠飛灰的主要處理方法，雖然工藝簡單，但缺點是增容，對二英沒有消解作用，很難保證處理結(jié)果的長期穩(wěn)定性。濕法化學處理的成本較高且存在二次污染問題，所以未能得到普遍應用。熔融法是在爐內(nèi)利用電能或燃料將焚燒飛灰加熱到1400℃以上的高溫，使固體顆粒發(fā)生熔融相變，變成液態(tài)熔渣，再經(jīng)快速冷卻成為致密的玻璃態(tài)熔渣，將重金屬固化在熔渣中以實現(xiàn)穩(wěn)定化。國外已經(jīng)開發(fā)出幾種熔融工藝，如電能型的電弧爐熔融爐、等離子熔融爐和電阻式熔融爐以及燃料型的反射面式熔融爐、旋轉(zhuǎn)面式熔融爐、旋流式熔融爐和碳燃燒熱熔融爐[1－3]。國內(nèi)和臺灣地區(qū)也有學者進行飛灰熔融固化機理及室狀爐和回轉(zhuǎn)窯熔融爐的工藝試驗研究工作[4－6]。熔融法雖然具有有毒性物質(zhì)固定較為徹底和熔渣可以利用的優(yōu)點，但卻要消耗大量的優(yōu)質(zhì)能源，如電、燃氣和燃油等，工藝和設備復雜。此外，高溫下Pb、Cd、Zn等一些易揮發(fā)金屬在處理過程中易蒸發(fā)，所以必須對煙氣進行嚴格的后續(xù)處理，然而這樣又增加了處理成本。因此，熔融法只在日本和歐洲少數(shù)經(jīng)濟發(fā)達國家有所應用。

燒結(jié)法是指在待處理的飛灰中加入少量助熔劑（如垃圾焚燒爐底渣中的玻璃碎屑等），混合造粒后在低于飛灰熔融溫度下進行加熱，使助熔劑及灰中低熔點成分熔融為致密結(jié)構(gòu)，從而將重金屬固化并實現(xiàn)穩(wěn)定化的方法。試驗證明，飛灰造粒后在950～1100℃下燒結(jié)20min便能完全滿足國家規(guī)定的浸出毒性標準[7]。與高溫熔融法相比，燒結(jié)法能耗很低，重金屬揮發(fā)量較低，工藝技術簡單，容易實現(xiàn)大型化。文獻[8]提出了一種新型固定床燒結(jié)法的無害化處理工藝，并且針對典型1000t/d處理量的垃圾焚燒電廠進行了初步設計，確定了爐子尺寸及基本工藝參數(shù)。利用小球堆積床的傳熱傳質(zhì)和燃燒理論進一步計算并確定實際工況下爐內(nèi)氣流速度、氣流溫度、氣體組分分布以及物料溫度分布和燃盡程度，為工程設計提供依據(jù)。