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垃圾焚燒中鎘、鉛遷移轉(zhuǎn)化特性研究

發(fā)布時(shí)間：2020-04-15 19:18

【摘要】： 本文采用實(shí)驗(yàn)研究和熱力學(xué)平衡計(jì)算對(duì)中國垃圾焚燒中Cd、Pb的遷移和轉(zhuǎn)化特性進(jìn)行了研究。在自行設(shè)計(jì)和搭建的管式焚燒爐中分別就氯、硫、水分、吸附劑和焚燒溫度、停留時(shí)間對(duì)Cd、Pb遷移和轉(zhuǎn)化特性的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。使用吉布斯自由能最小法對(duì)垃圾焚燒中Cd、Pb的平衡形態(tài)分布進(jìn)行計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,取得以下研究成果。氯能有效增強(qiáng)Cd、Pb的揮發(fā)特性。有機(jī)氯(PVC)和無機(jī)氯(NaCl)均能使97%以上的Cd和90%的Pb分布于飛灰中。兩種氯對(duì)Cd、Pb的遷移和轉(zhuǎn)化特性的影響機(jī)理不同。NaCl易與Pb形成PbCl_2,與Cd除易形成CdCl_2外還能直接與其反應(yīng)生成CdCl_2(NaCl)_6和Na_2CdCl_4。PVC除與Cd、Pb形成氯化物外還易形成相應(yīng)的氯酸鹽Na[Cd(ClO_4)_3]、Pb(ClO4)_2、PbCl_2O_4。不同形態(tài)的硫?qū)d、Pb遷移和轉(zhuǎn)化特性的影響機(jī)理不同。S和Na2S易與Cd形成難揮發(fā)性物質(zhì)CdS,使Cd在底渣中分布分別增加4.2%和20.1%,Na_2SO_4(Na_2SO_3)易與Cd生成CdSO_4,使Cd更多地分布在飛灰中。所有形態(tài)的硫均使Pb在底渣中的分布減少25%以上,飛灰中Pb主要以PbSO_4形式存在。煙氣中水分對(duì)重金屬遷移和轉(zhuǎn)化特性的影響主要是對(duì)重金屬反應(yīng)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,垃圾中水分的影響則是對(duì)燃燒狀況的影響。實(shí)驗(yàn)表明,吸附劑對(duì)Cd吸附能力的大小順序依次為Al_2O_3SiO_2CaO,吸附劑除化學(xué)吸附外還具有一定的物理吸附能力。硫、氯能縮短吸附劑對(duì)Cd、Pb的有效吸附溫度段,但有效吸附溫度段內(nèi)吸附率不受影響,氯能使Al_2O_3對(duì)Cd的化學(xué)吸附能力喪失。溫度主要影響Cd、Pb化合物的蒸氣壓和垃圾焚燒狀況,溫度的升高能顯著增強(qiáng)重金屬的揮發(fā)性。當(dāng)溫度低于850℃時(shí),Cd、Pb均不在煙氣中分布,當(dāng)溫度為1000℃時(shí),Cd在煙氣中的分布為8.49%,Pb在煙氣中始終沒有分布。焚燒中,重金屬的揮發(fā)主要集中在初始階段。在初始階段3min～6min,停留時(shí)間對(duì)Cd、Pb遷移特性影響顯著,超過6min影響甚微。本文的研究成果對(duì)進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)我國垃圾焚燒中重金屬的遷移和轉(zhuǎn)化特性、焚燒爐的設(shè)計(jì)改進(jìn)及發(fā)展焚燒中和焚燒后重金屬的控制技術(shù)提供參考。
【圖文】：

示意圖,重金屬,過程,冷凝成