本文關(guān)鍵詞：酸洗污泥與煤共燃燒過程中重金屬的遷移分布規(guī)律研究

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【摘要】：目前,危險廢物共燃燒技術(shù)因其具有減量化、無害化和資源化的優(yōu)勢而發(fā)展迅速,但是重金屬含量高的危險廢物,在其共燃燒過程中重金屬會富集在煙氣、飛灰和爐渣中而產(chǎn)生二次污染。本文選取了酸洗污泥和煙煤為研究對象,借助高溫管式爐和FactSage軟件開展了酸洗污泥和煤共燃燒過程中10種重金屬(As、 Cd、Gr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、Se、Zn)遷移分布規(guī)律的實驗和熱力學(xué)平衡模擬研究,獲得了溫度、污泥摻混比對共燃燒過程中重金屬遷移分布的影響并對熔融態(tài)爐渣的能譜、XRD及浸出毒性進行了分析。本文首先通過實驗研究了共燃燒溫度對重金屬遷移分布的影響,結(jié)果顯示,Cd、Se、Zn是易揮發(fā)重金屬,其在煙氣中的分配率占主導(dǎo)。As、Cu、Pb、Sb是半揮發(fā)重金屬。隨著溫度的升高,4種重金屬在煙氣、飛灰和爐渣中的變化不盡相同。Cr、Mn、Ni屬于難揮發(fā)重金屬,絕大部分分布于爐渣中,在煙氣和飛灰中的含量很少。其次利用FactSage軟件開展了溫度對重金屬遷移分布影響的熱力學(xué)平衡模擬,研究發(fā)現(xiàn)As主要以Ca3(AsO4)2、AS4O6的形式存在；Cd、Sb、Se完全以氣態(tài)形式存在；CuO與Fe203結(jié)合生成CuO·Fe2O3(s),當(dāng)溫度繼續(xù)升高,CuO·Fe2O3(s)開始分解并生成CuCl(·g)、(CuCl)3(g)和Cu(g); Pb主要以Pb2Fe2Si209(s)、PbO(g)、 PbCl2(g)的形態(tài)存在;600～1000℃時,Zn主要以ZnAl2O4的形式賦存在爐渣中,1200℃時,ZnAl2O4完全分解并轉(zhuǎn)化成Zn(g)。Cr、Ni在爐渣中主要以FeCr2O4、 FeNi2O4的形式存在,Mn在爐渣中會和Al2O3、SiO2結(jié)合成硅鋁酸鹽。接著通過實驗研究分析了污泥摻混比對重金屬遷移分布的影響,結(jié)果表明,As、Cd、Cu、Pb、Se、Sb、Zn在煙氣的分配率均隨污泥摻混比呈下降的趨勢,而在爐渣中的分配率則不斷增加,但這7種重金屬在飛灰中的分配率變化略有不同。Cr、Mn、Ni在煙氣和飛灰中的分配率都很小,而在爐渣中的分配率則隨污泥摻混比的增加而增大。最后對熔融態(tài)爐渣進行了能譜、XRD晶相和浸出毒性分析,結(jié)果得出,爐渣能譜中的主要元素種類沒有發(fā)現(xiàn)大的變化,但氧含量逐漸增加,重金屬Cr、Ni的含量有所下降；分析XRD譜圖可知,1300℃時Cr、Ni主要以NiO、NiFe2O4、 NiCr2O4、Cr2O3的形式存在于爐渣中,而1400℃和1500℃時只檢測到SiO2和Fe2O3；大體上10種重金屬在浸出液中的濃度隨著污泥摻混比的增加而呈現(xiàn)減小的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：共燃燒 危險廢物 酸洗污泥 重金屬 熱力學(xué)平衡
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 前言12-13
• 1.2 酸洗污泥的來源13-14
• 1.3 國內(nèi)外危險廢物共燃燒的研究現(xiàn)狀14-20
• 1.3.1 國內(nèi)共燃燒危險廢物的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.2 國外共燃燒危險廢物的現(xiàn)狀18-20
• 1.4 共燃燒危險廢物過程中重金屬的遷移分布研究現(xiàn)狀20-22
• 1.5 影響重金屬遷移分布的因素22-25
• 1.5.1 水分對重金屬遷移分布的影響23
• 1.5.2 Cl對重金屬遷移分布的影響23-24
• 1.5.3 S對重金屬的遷移分布的影響24
• 1.5.4 焚燒溫度對重金屬遷移分布的影響24-25
• 1.5.5 礦物質(zhì)對重金屬遷移分布的影響25
• 1.6 本文研究的內(nèi)容與意義25-27
• 第2章 實驗儀器(軟件)及數(shù)據(jù)處理27-35
• 2.1 實驗?zāi)康暮头桨?/span>27
• 2.2 實驗樣品制備與分析27-29
• 2.3 實驗方法29
• 2.3.1 污泥與煤共燃燒29
• 2.3.2 吸收液中重金屬含量的分析29
• 2.3.3 污泥、煙煤、飛灰和爐渣中重金屬含量的分析29
• 2.4 實驗儀器29-33
• 2.5 實驗數(shù)據(jù)處理33-35
• 2.5.1 重金屬的回收率33-34
• 2.5.2 重金屬分配率的計算公式34-35
• 第3章 溫度對共燃燒過程中重金屬遷移分布的影響35-44
• 3.1 前言35
• 3.2 實驗方案35-36
• 3.3 實驗結(jié)果分析36-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 溫度對共燃燒過程中重金屬遷移分布的熱力學(xué)模擬44-52
• 4.1 前言44
• 4.2 模擬方案44-45
• 4.3 熱力學(xué)平衡模擬結(jié)果分析45-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第5章 污泥摻混比對共燃燒過程中重金屬遷移分布的影響52-62
• 5.1 前言52
• 5.2 實驗方案52
• 5.3 實驗結(jié)果分析52-60
• 5.3.1 900℃時污泥摻混比對重金屬遷移分布的影響52-56
• 5.3.2 1500℃時污泥摻混比對重金屬遷移分布的影響56-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 第6章 熔融態(tài)爐渣的能譜、晶相及浸出毒性分析62-70
• 6.1 前言62
• 6.2 實驗方案62-63
• 6.3 實驗結(jié)果分析63-68
• 6.3.1 能譜分析63-64
• 6.3.2 XRD晶相分析64-66
• 6.3.3 爐渣的浸出毒性分析66-68
• 6.4 本章小結(jié)68-70
• 第7章 結(jié)論與展望70-74
• 7.1 本文總結(jié)70-72
• 7.2 本文創(chuàng)新點72-73
• 7.3 不足之處及展望73-74
• 參考文獻74-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文84

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本文編號：1049437