灰渣及污泥類等無機廢棄資源營建資材化技術之整合研究---子計畫創新熔融技術---利用自燃反應熔融回收金屬及熔渣資材之研究(I); Metal and Slag Recovery through Novel Melting Process using Waste Derived Termite(I)

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題名:	灰渣及污泥類等無機廢棄資源營建資材化技術之整合研究---子計畫創新熔融技術---利用自燃反應熔融回收金屬及熔渣資材之研究(I);Metal and Slag Recovery through Novel Melting Process using Waste Derived Termite(I)
作者:	王鯤生
貢獻者:	環境工程研究所
關鍵詞:	廢棄物衍生熔融劑;Thermite reaction;高溫自傳播燃燒反應;熔融;環保工程
日期:	2006-07-01
上傳時間:	2010-12-06 16:21:26 (UTC+8)
出版者:	行政院國家科學委員會
摘要:	廢棄物焚化灰渣、水處理污泥灰等無機性廢棄物營建資材化，可減少廢棄物產生、舒緩消乏性天然礦石資源過度開採，及完成循環型環境形成，具有多重之環境意義，為重要之永續發展議題。灰渣、污泥類無機廢棄物之熔融處理，可達無害化、減容減量及資源化之目的，為一重要之處理方法。但高溫熔融處理為耗能之程序，熔融處理之引進，在經濟效益上，常受到爭議。鋁渣（Aluminum Dross）及煉鋼集塵灰（主要含氧化鐵）在國內具有相當之數量，兩者主要成分鋁與氧化鐵間產生之氧化還原反應，可釋出極大量反應熱，使溫度達到2000-3000oC，應用於高溫熔融處理，不但可節能，同時可回收熔渣及合金，且廢氣量小污染低。此法屬高溫自傳播燃燒反應之 Thermite Type 反應，為一金屬將金屬或非金屬氧化物還原，衍生大量反應熱之快速反應，常用於高溫材料合成及熔接鐵軌。常見的Thermite 反應為鋁和氧化鐵反應，尚有許多金屬及氧化物組合亦可發生。有鑑於此，本研究特利用Thermite 高反應放熱及自傳播原理，利用於產生2000-3000 oC 之高溫熔融，或用以輔助熔融所需之能源。為解決熔融耗能之問題，以廢棄物衍生熔融劑（Waste Derived Thermite, WDT ）之開發，及Thermite Type 反應之連續及控制為首要之研究課題。本研究針對「節能創新熔融技術之開發研究」分為三個階段進行：第一年為「廢棄物衍生熔融劑（Waste Derived Thermite, WDT ）之開發研究」第二年為「廢棄物衍生熔融劑（WDT）熔融回收金屬及熔渣資材化研究」第三年為「自熱式熔融爐之開發及實證研究」第一年研究目前正進行中，主要根據自熱反應原理，篩選Thermite type 廢棄物，進行基本成份分析，配方實驗研究，建立配比與溫度之關係，並分析建立回收熔渣與合金之性質範圍，用以評估研製廢棄物衍生熔融劑（Waste Derived Thermite, WDT）。初步研究成果顯示，鋁渣與多種工業廢棄物（副產物）如鋼鐵業的熱軋礦泥、轉爐礦泥、集塵灰、電鍍污泥等混合，於適當混合配比下可點燃Thermite 反應，產生大量放熱及高溫，證實其製成廢棄物衍生熔融劑（Waste Derived Thermite, WDT ）之潛力。有關最適配比、熔渣與合金性質及WDT 評估實驗持續進行中。第二年為繼第一年研究，利用研發之廢棄物衍生熔融劑(WDT)，應用於處理有害廢棄物如灰渣、污泥類等，包括垃圾焚化飛灰、下水污泥、鋁渣(Dross)、含氧化鐵系廢棄物，以及工業污泥如電鍍污泥等，以回收金屬及熔渣，熔渣則可進一步提供作為營建材料之素材。主要之探討因子包括反應氣氛、熔融溫度、還原劑、反應物形態、壓錠密度影響等。本年度之研究主要在建立利用WDT 熔融處理回收熔渣與合金之操作條件及資源化物特性。第三年則根據前二年批次式實驗研究所建立廢棄物衍生熔融劑（WDT）自熱反應特性與技術基礎，設計最適化節能熔融處理程序，並考慮氣氛、反應物形態、熔融操作溫度、進料配比、溫度回饋控制、熔渣黏滯性、高溫腐蝕、處理對像廢棄物雜質影響等因子，並開發進料特性控制熔融溫度之回饋控制系統，使用WDT 自熱熔融爐能連續操作，並予實證。本研究之預期成果將可開發出廢棄物衍生熔融劑，將有害廢棄物無害化之同時，回收熔渣及合金，並研發創新之節能型熔融爐，提高國內灰渣污泥類熔融處理之技術及知識。研究期間：9408 ~ 9507
關聯:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
顯示於類別:	[環境工程研究所 ] 研究計畫

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