【摘要】：焚燒技術(shù)已成為國際上處理固廢的重要手段,垃圾組分中含有的大量有機氯和無機氯使得氯化物成為焚燒爐內(nèi)重金屬存在的重要形態(tài)之一,重金屬氯化物的高溫吸附是研究熱點之一。本文利用豐富廉價的非碳基吸附劑探究其對重金屬氯化物的高溫吸附規(guī)律與機理。首先本文以固廢焚燒煙氣中氯化鉛為代表,綜合考察天然高嶺土、沸石、氧化鈣、二氧化硅對其吸附性能、浸出毒性,篩選出最佳吸附劑。同時,研究篩選出的最佳吸附劑對多種重金屬氯化物(Pb、Cu、Zn、Cd)的吸附特性。結(jié)果表明:氧化性氛圍下,吸附劑在900℃時對PbCl_2的吸附能力依次為:天然高嶺土氧化鈣沸石二氧化硅,吸附劑的孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積和化學(xué)組分是決定其重金屬吸附能力的重要因素。天然高嶺土不僅吸附效率高,且吸附后浸出毒性小,是一種優(yōu)良的吸附劑。水分的存在顯著提高了天然高嶺土的吸附能力,但對其他三種吸附劑的吸附能力影響有限。在600℃~900℃,天然高嶺土對鉛的吸附效率最高,鎘、銅、鋅依次次之。對四種氯化物而言,其弱酸不可浸出比例均高于可浸出部分比例。在以上研究基礎(chǔ)上,通過兩段式豎直管式爐實驗并輔以熱力學(xué)平衡計算研究了H_2O、O_2、溫度對天然高嶺土鉛吸附規(guī)律及共晶熔化機制的影響。結(jié)果表明:H_2O促進了天然高嶺土對PbCl_2的吸附;O_2在溫度大于等于800℃時促進了吸附,在溫度小于800℃時則不能起促進作用。不論何種氛圍,天然高嶺土中的鉛都主要以不可浸出的形式存在,且浸出率隨溫度的增加而減小。天然高嶺土對PbCl_2的吸附產(chǎn)物主要為鉛的硅鋁酸鹽,其物相、晶型與氛圍、溫度有關(guān)。天然高嶺土吸附PbCl_2后的表面形貌有三類:層片狀、半熔化狀與熔化狀,其熔化機制與H_2O、溫度息息相關(guān)。水分對天然高嶺土鉛吸附能力的促進作用有以下兩個原因:(1)水能參與吸附反應(yīng),提供反應(yīng)所需的氧原子。(2)水的存在促進了高嶺土表面共晶熔化,適量的熔化有利于吸附。最后,將天然高嶺土深度脫羥基,制備出偏高嶺土,研究偏高嶺土對PbCl_2的吸附規(guī)律及機理。結(jié)果表明:水蒸氣的存在、溫度的升高對偏高嶺土的鉛吸附起促進作用,偏高嶺土中的鉛都主要以不可浸出的形式存在,浸出率隨溫度的增加而減小。在有水條件下,偏高嶺土與PbCl_2反應(yīng)生成四種晶型的鉛硅鋁酸鹽,且產(chǎn)物結(jié)晶度隨著溫度的升高而增強;無水條件下吸附產(chǎn)物的XRD衍射峰較為無序。偏高嶺土可直接與PbCl_2、H_2O發(fā)生反應(yīng)生成PbO·Al_2O_3·2SiO_2;亦或PbCl_2在揮發(fā)段先轉(zhuǎn)變成PbO,之后PbO與偏高嶺土反應(yīng)生成PbO·Al_2O_3·2SiO_2。偏高嶺土吸附PbCl_2的熔化機制與天然高嶺土類似,但在溫度的作用下相鄰疊片聚攏成球是偏高嶺土熔化過程中所特有的現(xiàn)象。高嶺土自身羥基官能團與外加水分對鉛吸附的影響規(guī)律如下:羥基與外加水分共同作用的吸附效果羥基單獨作用的吸附效果≥外加水分單獨作用的吸附效果既無羥基作用又無外加水分作用的吸附效果。高嶺土吸附PbCl_2的最佳條件為:選用天然高嶺土、水蒸氣存在且溫度為700℃。
【圖文】：

圖 1-1 2007 年～2016 年中國城鎮(zhèn)生活垃圾年清運量[1]鎮(zhèn)生活垃圾總量發(fā)生了變化，其組分也隨著消費觀的發(fā)展而變得復(fù)雜國生活垃圾的主要組成比例及來源情況。從化學(xué)成分角度，可以將生無機垃圾。有機垃圾主要包括：廚余食物、木質(zhì)廢料、紙張、紡織品、廚余垃圾占垃圾成分比重較大，約為 55.86%；塑料和紙張也較多，

灰 渣土其他 廢電池、石膏體廢棄物處理技術(shù)固體廢棄物，常見的技術(shù)處理手段有四類：焚燒、填埋、堆肥、中應(yīng)用較多，熱解目前在我國實際應(yīng)用較少。圖 1-2 反映了 2焚燒、堆肥、衛(wèi)生填埋無害化處理量。根據(jù)中國國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)[焚燒、堆肥、衛(wèi)生填埋的無害處理量均呈現(xiàn)增長趨勢，其中焚全年焚燒處理量約為7378萬噸，是十年前處理量的5倍，占總處是處理垃圾的主要手段，，但近年來隨著土地資源的日益寶貴以原則的統(tǒng)一認可，填埋法已不能繼續(xù)作為主流垃圾處理技術(shù)手，在中國被稱為垃圾處置的“三化”原則，具體為減量化、資源化來垃圾焚燒廠個數(shù)增長圖。2006 年，我國僅有 66 座垃圾焚燒焚燒處理廠的數(shù)量增長至 249 座，但這還遠遠不能滿足我國城
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X701;O647.3

【參考文獻】

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本文編號：2686545