熔渣種類依據不同的冷卻方法而分成水淬熔渣、氣冷熔渣(空冷熔 渣)、結晶化熔渣(江氏，1997)[18]等，其種類、形成方式及特性列表於表5 所示，而以下則分別簡述之：
1. 水淬熔渣
即將熔融液體直接排渣至水中或噴水冷卻，其特色為不規則細粒狀、
多孔玻璃質、機械強度較差，一般用於混凝土骨材或與或其他材料混合再 利用，如：道路骨材，其經濟價值並不高。
2. 氣冷熔渣
即將熔融液體在爐中自然冷卻，其特色為光滑塊狀熔渣，大多為玻璃 質，其機械強度較高，可作為道路地下層材料或透水磚材，在日本或台灣 皆有利用之實例。
3. 結晶化熔渣
即將水淬熔渣或氣冷熔渣再加熱處理，使其內部進行成核結晶作用，
產生耐火性、耐酸鹼性、高機械強度等特性的結晶化熔渣，此廣泛應用於 建築材料、工業材料、耐火材等高經濟價值用途。
表5. 熔渣種類及其特性比較[13]
第八章 焚化灰渣以不同高溫熔融爐之處理
現今已發展出很多形式之飛灰高溫熔融爐，例如電漿熔爐、表面熔融 爐、焦碳床爐等，這些高溫熔爐各有許多不同熔融狀態與環境條件，其型 式可分為電氣式熔融爐及燃料式熔融爐兩大類型，圖6 為焚化灰渣熔融方 式的種類及處理對象。
圖6. 焚化灰渣熔融方式的種類[6]
表6. 焚化灰渣不同高溫熔融處理技術之比較[13]
表7. 不同熔融爐綜合評估比較[18]
爐型 技術成熟度 減容效果 無害化 資源再利用特性 操作處理成本
表面熔融爐 ◎ ◎ ◎ ◎ ○
內部熔融爐 ○ ◎ ◎ ◎ ---
焦炭床熔融爐 ◎ ○ ◎ ◎ ◎
旋窯式熔融爐 △ ◎ ◎ ◎ ◎
電弧式熔融爐 ◎ ◎ ◎ ◎ △
電阻式熔融爐 △ ◎ ◎ ◎ ◎
電漿式熔融爐 ○ ◎ ◎ ◎ ○
電熱式熔融爐 ○ ◎ ◎ ◎ ○
註：◎：佳；○：次佳；△：尚可
表8. 重金屬在不同熔融爐溶出量比較[18]
重金屬 Pb Cd Cr6+ Hg As Se 評估結果
表面熔融爐 ＜0.2 ＜0.02 ＜0.002 ＜0.0005 ＜0.005 - 佳 電弧熔融爐 0.3 0.01 ＜0.02 0 0.09 ＜0.07 佳 焦炭熔融爐 N.A. N.A. N.A. N.A. N.A. N.A. - 電漿熔融爐 ＜0.1 ＜0.01 ＜0.05 ＜0.0005 ＜0.01 - 佳 內部熔融爐 ＜0.1 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.0005 ＜0.01 - 佳 電阻熔融爐 ＜0.1 ＜19 ＜0.04 ＜0.0005 ＜0.054 ＜0.02 佳 旋窯式熔融爐 ＜0.1 0.01 0.01 0.0005 0.01 - 佳 日本法規標準 0.01 0.01 0.05 0.0005 0.01 0.01 -
由表6 及表 7、表 8 可得知高溫熔融處理技術較為耗能且仍有相當多 的不足處需要改善，但其對於廢棄物減容化、無害化、資源化的效果相較 於其他處理技術而言是相當高。在日本，對於電氣式熔融爐技術研究方面 越趨成熟，近年則是以電氣電弧熔融爐及電漿內部熔融爐廠運轉所佔比例 較高，因前者去除戴奧辛物質效果好、飛灰中金屬可完全熔融、重金屬回 收率佳(如：Fe)、產廢氣量少、熔渣資源化效果好等優點，但也有耗電量
高、噪音大、排渣口易受損、電極消耗量大等缺點；後者可在不同氣氛環 境下進行處理、電漿熱源無污染之虞、產生廢氣物質量少、不需前處理等 優點，其缺點與電弧熔爐類似。以上不足處仍待研究改良，期達到最佳效 用。
第九章 熔渣資源化
目前熔渣資源化多以建材、道路骨材、混凝土等作為再利用之用途，
依據不同特性之水淬式熔渣、氣冷式熔渣及結晶化熔渣，其適用用途有所 差異。水淬式熔渣因機械強度較低，通常利用於混凝土骨材或混合材、道 路骨材、地盤改良材等；氣冷式熔渣其機械強度較高，且為玻璃質熔渣，
硬度亦較高，其用途與水淬式熔渣差不多；結晶化熔渣由於有內部成和結 晶作用，其機械強度及硬度、耐酸鹼度、耐火度等特性皆較其他兩者高得 多，故可用做於高經濟價值的再利用用途，如：耐火材、建築資材、陶瓷 玻璃等。圖7 及圖 8 為熔渣資源化用途的概略圖示，而表 9 則為江氏(1997) 所歸納出應用於建設資材上的方式，其中必須注意各種資材所使用之熔渣 種類的限制條件，以避免造成二次污染。
圖7. 熔渣資源化用途[8]
圖8. 熔渣利用方式
表9. 熔渣應用於建設資材之方式
利用方法 利用內容
路基材料
1.水冷熔渣可作為下層路盤材，而熔渣混入率必須在 20%以下。
2.空冷熔渣可作為一般道路之下層路盤材，亦可做交 通道路（如自行車與人行道）之上層路盤材。
透水材料 水冷熔渣之均等係數需在4~5 以下，且其粒徑為粒 徑累積曲線通過率10%時所對應的值。
過濾材料 D10需在0.6~1.0cm 之間，且透水性佳者可作為透水 材及集水過濾材。
混凝土骨材 水冷熔渣可作為步道與車道間之分界磚，亦可作為 混凝土磚的細骨材（熔渣摻配率在50%以下）。
混凝土二次 製品材料
空冷熔渣與結晶化熔渣之用途，以低強度的混凝土 為例，包括小型構造物之混凝土細骨材等。
建設資材
互鎖磚 水冷熔渣可作為互鎖磚基層部分的細骨材（熔渣摻 配率在50%以下）。
第十章 國內外熔渣再利用實例
國內北科大鄭大偉等人(2004)將電漿熔融後得之玻璃質熔渣，經過水淬，在 1150℃時形成最佳微晶材料，若要應用於透水磚製造，則可取 1050℃~1100℃所 產生之微晶材料，其吸水率及孔隙率亦為最佳狀態。
台灣地區廖氏(1996)[4]將熔渣水淬後再加熱熔化後冷卻，此二次熔融物經拋 光後，可得到人工寶石或裝飾品。
日本人口稠密，所產生之廢棄物量相當大，焚化灰渣產量亦相對龐大，由於 掩埋場取得不易故近年在焚化灰渣處理方面積極推動熔融技術並對於其再利用 性加以研究，以期減少進入掩埋場的廢棄量，延長掩埋場之壽命，目前其再利用 方式仍多為路基材料、步道磚、透水磚、混凝土等用途，Nishida(2001)等人
[1]Chiba Prefecture 與 Kamagaya City 合作進行實場測試(每天產的焚化灰渣 為4.8 噸/天)，在長期穩定運轉下，對於戴奧辛物質有 99.9%被去除，經過 TCLP 後證實無安全之虞，再經過工業的測試下與商業的使用的標準，所 產出之熔塊可作為有滲透性成塊的鋪築地面原料使用，在商業上被證實可 使用在建築公園上(Chiba Prefecture)，柏油地面也使用此鋪設(Kamagaya City)。
第十一章 結論與建議
(1) 高溫熔融處理技術在國外先進國家已研發多年，在處理設備及後續資源 再利用之開發上各國實場皆已累積許多獨特技術和經驗運作，而台灣在 這方面研發時間尚短，各種經驗與技術皆不夠成熟，如：長期運轉所造 成之消耗品成本高及耐火材易損壞、熔融爐操作條件穩定性、重金屬回 收率、熔融資源回收市場穩定性等，此些問題點及改善方法皆為目前所 急迫去處理的，另外在設備研發方面的資源又有限，故未來國人可針對 技術、設備零件等相關設備設計來加以開發研究。
(2) 現今台灣地區以高溫熔融方式處理焚化灰渣實例仍屬少數，在政策推動 及現實經濟考量方面，目前是在試驗階段尚未全面執行，對於其成效仍 在觀望。
(3) 焚化灰渣在進行熔融之前，因含有高量氯鹽及硫酸鹽類，在高溫下會與 其他金屬結合，而造成爐體之高溫腐蝕效應，故前處理是有其必要性的。
(4) 熔渣化學安定性相當高，其重金屬溶出量皆符合溶出標準，顯示其可有 效抑制重金屬溶出，達到無害化。
(5) 熔融後所排出之二次飛灰仍須有完善的捕集設備收集及適當的處理方 式，以避免造成污染。
(6) 所使用灰渣之裝盛容器多為鋁氧製品，在高溫熔融下較無浸蝕現象，為 良好材質，或許可考慮作為大規模熔爐廠耐火材之材質。
(7) 在資源化方面，熔渣在添加比例及應用限制條件方面，仍必須小心調配 並通過毒性溶出試驗測試才可使用，在荷蘭曾有熔渣應用於道路下層骨 材，重金屬溶出造成地下水及下層土壤之二次次污染，這要特別注意。
第十二章 參考文獻
1. Nishida, Katsunori, Naqgayoshi, Yoshikazu, Ota, Hitoshi, Nagasawa, Hidekazu, Melting and stone production using MSW incinerated ash, Waste Management, Vol. 21, pp. 443-449, 2001
2. Eiji Shoto, Makoto Hattori, Studies on the Stabilization/Solidification of Chromium-Containing Sludge, Toxic and hazardous waste disposal, Ann Arbor Science, Vol. 3, pp.125~140,1981
3. Y. Tanaka et al., Demonstration of Multi-purpose Incineration melter System, ANS International Topical meeting, 1986
4. 廖錦聰、徐文慶、張蕙蘭、黃契儒，1996，焚化灰渣資源化研究（研 究報告），工業技術研究院，pp.58~86
5. 桂裕企業股份有限公司、信南建設股份有限公司，1998，電弧爐煉 鋼爐渣資源化技術合作開發與推廣計畫綜合報告，工業污染防制技 術服務團
6. 陳政澤、賴重光、蔡啟明，2003，台灣地區垃圾焚化飛灰高溫熔融 處理技術之探討，污泥及灰渣熔融處理技術國際研討會，pp.1~18 7. 核能研究所，2000，都市垃圾焚化爐飛灰電漿熔融處理之評估
(EPA-89-U1H1-03-280)，行政院環境保護署八十九年度科技研究發 展專案計畫期末報告書
8. 陳永翔，2001，焚化灰渣熔融及資源化處理之研究，國立台北科技 大學材料及資源工程系，碩士論文
9. 中興工程顧問股份有限公司，2004，台北市垃圾焚化廠焚化底渣再 利用規劃案國內訓練講習會講義，台北市政府環境保護局
10. 熊正琇，2003，工業廢水污泥/淨水污泥共同熔融處理之操作參數 及資源化研究，國立台灣大學環境工程學研究所，碩士論文 11. 張祖恩、柯明賢、施百鴻，2000，焚化灰渣資源化技術，廢棄物資
源再生技術研究成果發表會論文集，國立成功大學環境工程學系，
pp.115~130
12. 洪聰民，2000，電漿焚化熔融技術，廢棄物資源再生技術研究成果 發表會論文集，原子能委員會核能研究所，pp.131~144
13. 黃奕叡，2002，廢棄物焚化灰渣熱熔之研究，國立成功大學環境工 程學系，碩士論文
14. 鄭大偉、翁祖炘、朱瑾、曾錦清、杜志謙，焚化灰渣電漿熔融之熔 渣資源化技術與特性研究，國科會研究計畫(NSC
91-2211-E-027-004)
15. 李宗彥，2001，都市垃圾焚化飛灰熔渣粉體不同型態水泥之卜作嵐 反應行為，國立中央大學環境工程研究所，碩士論文
16. 郭益銘，2004，焚化灰渣玻璃化之評估研究，國立成功大學環境工 程學系，博士論文
17. 何春松，2002，灰渣熔融技術之發展，國立台灣大學「台大工程」
學刊 第八十四期，pp.137~152
學刊 第八十四期，pp.137~152