本文在分析总结目前湿法预处理技术的基础上,确定了以去离子水为浸取剂,通过单因素实验和正交实验探究了水浸预处理对具代表性的北京飞灰中氯元素脱除的最佳的工艺参数组合条件,并进行了相应的表征分析。在此基础上提出了针对工程应用的连续逆流预处理工艺,并进行了相应的优化模拟实验及初步的设计分析,总结了工艺实施产生的环保效益、经济效益和社会效益。得出如下结论:(1)采用激光粒度分析仪、XRF及XRD分别分析原样飞灰的粒径分布、元素组成及矿物相组成,结果表明:焚烧飞灰的粒径很小,使其具有较强的吸附能力以及较大的比表面积;飞灰中含氯物质主要以NaCl、KCl等易溶性的氯盐为主,考虑到飞灰较大的比表面反而使其易于与浸提剂充分接触,可通过水浸湿式预处理方法较为方便地脱除飞灰中的氯化物,达到脱氯的目的。(2)单因素及正交实验考察了水浸频次、水浸温度、水灰比以及水浸时间对氯元素的脱除影响;同时分析了水浸处理对于飞灰中重金属的脱除效果和水浸滤液的阻垢问题,以期为水浸滤液的资源化利用提供方向,结果表明:a.水浸预处理对于飞灰中的氯元素的脱除效果较为明显,结合单因素及正交实验的结果,确定了影响氯元素脱除效果的因素主次为:水浸温度>水灰比>水浸时间,且最佳工艺条件为:水浸时间5min、水灰比6mL/g(飞灰)、水浸温度40℃、水浸频次1次。b.水浸处理飞灰脱除氯元素的过程中,将使部分可溶态的重金属元素和极微量的二噁英溶出进入水浸滤液中,然而滤液中各重金属元素的浓度均远远低于现行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中规定的最严格排放浓度限值,水浸滤液中二噁英的含量低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。显然,水浸预处理所形成的较高pH值的水浸体系下,飞灰中的绝大部分重金属元素和二噁英均呈现出不易溶解的状态。残留于灰饼中的二噁英及重金属则可通过进入水泥窑协同处置时,被高温焚毁或固化稳定于晶格之中。c.水浸处理后的水浸滤液呈现出高碱度、高盐分的化学特征,且极易结垢,为防止其对后续的输送设备、管道以及蒸发器等设备正常运行造成负面影响,采用滴加定量盐酸溶液,调整水浸滤液pH值至6.8~7.5,静态结垢实验结果显示,静置24h后,加入盐酸后的结垢量为65mg/L,较未加入盐酸调节pH前的结垢量3082mg/L大为减少。(3)借鉴植物中有效成分浸出提取操作的原理及操作,针对飞灰水浸脱氯提出了连续逆流预处理工艺设计,相应的模拟实验验证了实验室条件下的逆流处理脱氯的可行性和高效性,具体的工艺设计为飞灰连续逆流预处理系统、水浸滤液资源化利用系统、水浸处理后飞灰资源化利用系统;预处理后的飞灰以及水浸滤液分别进入不同的资源化利用系统,产生的结晶盐可以外售,冷凝水可循环利用,工艺实施具有具有良好的环境、经济以及社会效益。