水泥窑共处置过程中水泥生料对Pb与Cd的吸附/冷凝特性
发布时间：2021-06-01 00:02
为了研究水泥窑共处置过程中水泥生料对Pb、Cd的吸附/冷凝特性,采用氮吸附仪和SEM（场发射扫描电镜）对水泥生料的基本物理性质（比表面积、孔径和微观表面积）进行研究;同时,利用小型试验装置对重金属Pb、Cd的氧化物（Pb O、Cd O）展开了吸附/冷凝研究.结果表明:水泥生料的比表面积（2.49 m2/g）较小,微观表面结构致密无孔,因此,在水泥窑共处置过程中水泥生料对重金属的吸附/冷凝作用以冷凝为主.进入控温立式炉的重金属可分为三部分:1冷凝在管壁上,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的67%72%、58%65%;2吸附/冷凝在水泥生料上,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的13%17%、16%21%;3随烟气释放到空气中,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的10%18%、14%26%.水泥生料对Pb、Cd的吸附/冷凝特性均可用双常数方程拟合,线性拟合的相关系数均在0.95以上.动力学方程拟合得到水泥生料对Pb、Cd的吸附/冷凝活化能,二者分别为5.827、6...
【文章来源】：环境科学研究. 2015,28(04)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
管式回转炉和控温立式炉联用装置
环境科学研究第28卷上;第二部分吸附?冷凝在水泥生料上;第三部分随烟气释放到空气中．假定从采气口1采集的重金属质量(μg)为m0，不放水泥生料时从采气口2采集的重金属质量为m1，放水泥生料时从采气口采集的重金属质量为m2.三部分所占比例分别记为x1、x2、x3．x1=(m0－m1)?m0×100%x2=(m1－m2)?m0×100%x3=m2?m0×100%2结果与讨论2.1水泥生料的氮吸附与SEM结果图2为水泥生料的氮吸附等温线．由图2可知，水泥生料的氮吸附等温线符合Ⅱ型吸附等温线．吸附曲线在相对压力(P?P0)近于1时吸附量急剧升高，吸附层数原则上不受限制［31］．Ⅱ型吸附等温线表明，水泥生料的表面存在很多大孔而微孔很少，表面属于非孔性结构．由吸附等温线可推算水泥生料图2水泥生料的氮吸附等温线Fig.2N2adsorptionisothermalcurveofcementrawmeals的比表面积为2.49m2?g．根据吸附脱附等温线迟滞形状可将孔型分为H1～H3五种［32］．水泥生料的氮吸附等温线因大孔较多而没有明显的迟滞现象，但其形状与H3型最为接近，据此可认为水泥生料主要由片状颗粒或缝形孔材料组成，一般黏土的孔隙结构为H3型．图3为由BJH模型计算出的水泥生料孔径体积分布．由图3可以看出，水泥生料孔体积很小，孔径都在50nm以上，可视为无孔．图3水泥生料的孔径分布Fig.3Pore-sizedistributioncurveofcementrawmeals从水泥生料的SEM照片(见图4)可以看出，水泥生料微观表面结构致密、无孔且结构不均，有的呈致密块状结构，有的由无数碎片堆积而成．基本整体呈块状，断面呈层状，周围有微碎片．吸附等温线和SEM照片均表明水泥生料的表面较致密，比表面积较小．一般比表面积
?时吸附量急剧升高，吸附层数原则上不受限制［31］．Ⅱ型吸附等温线表明，水泥生料的表面存在很多大孔而微孔很少，表面属于非孔性结构．由吸附等温线可推算水泥生料图2水泥生料的氮吸附等温线Fig.2N2adsorptionisothermalcurveofcementrawmeals的比表面积为2.49m2?g．根据吸附脱附等温线迟滞形状可将孔型分为H1～H3五种［32］．水泥生料的氮吸附等温线因大孔较多而没有明显的迟滞现象，但其形状与H3型最为接近，据此可认为水泥生料主要由片状颗粒或缝形孔材料组成，一般黏土的孔隙结构为H3型．图3为由BJH模型计算出的水泥生料孔径体积分布．由图3可以看出，水泥生料孔体积很小，孔径都在50nm以上，可视为无孔．图3水泥生料的孔径分布Fig.3Pore-sizedistributioncurveofcementrawmeals从水泥生料的SEM照片(见图4)可以看出，水泥生料微观表面结构致密、无孔且结构不均，有的呈致密块状结构，有的由无数碎片堆积而成．基本整体呈块状，断面呈层状，周围有微碎片．吸附等温线和SEM照片均表明水泥生料的表面较致密，比表面积较小．一般比表面积较孝孔结构较少的水泥生料的吸附性能较差，所以推测重金属在水泥生料上的吸附?冷凝过程中，主要以冷凝为主．图4水泥生料的SEM照片Fig.4SEMofcementrawmeals2.2Pb、Cd的吸附?冷凝结果2.2.1吸附?冷凝、释放量的关系由图5可知，冷凝在管壁上的Pb占入炉总量的67%～72%，Cd占58%～65%．这是因为炉管较长，大部分重金属都冷凝在管壁上．吸附?冷凝在水泥生料上的Pb占入炉总量的13%～17%，Cd占16%～578
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泥窑共处置含Cr废物中Cr在不同温度下的形态转化[J]. 范兴广,杨玉飞,黄启飞,李忠武,于泓锦. 环境科学研究. 2014(03)
[2]水泥窑协同处置过程中Pb、Cd的挥发特性[J]. 崔敬轩,闫大海,李丽,王祖光,于鸿锦,何洁,王琪. 环境工程学报. 2013(12)
[3]焚烧飞灰水泥窑共处置过程Pb的迁移模型[J]. 王雷,李润东,金宜英,李彦龙,徐杰. 深圳大学学报(理工版). 2012(06)
[4]水泥窑共处置产品中重金属的形态[J]. 薛靖川,杨玉飞,黄启飞. 环境科学研究. 2010(10)
[5]水泥窑处置废弃物中重金属的迁移行为研究进展[J]. 李波,蔡玉良,辛美静,杨学权,成力,王君. 中国水泥. 2010(01)
[6]水泥窑共处置危险废物过程中重金属的分配[J]. 闫大海,李璐,黄启飞,蔡木林,张增强. 中国环境科学. 2009(09)
[7]废物水泥窑共处置产品中重金属释放pH静态试验研究[J]. 杨昱,杨玉飞,黄启飞,张霞,王琪. 环境科学研究. 2008(06)
[8]水泥厂利用废弃物的有关问题（二）——微量元素在水泥回转窑中的状态特性[J]. 乔龄山. 水泥. 2002(12)
博士论文
[1]垃圾焚烧过程重金属污染物迁移机理及稳定化处理技术研究[D]. 李建新.浙江大学 2004
本文编号：3209238
【文章来源】：环境科学研究. 2015,28(04)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
管式回转炉和控温立式炉联用装置
环境科学研究第28卷上;第二部分吸附?冷凝在水泥生料上;第三部分随烟气释放到空气中．假定从采气口1采集的重金属质量(μg)为m0，不放水泥生料时从采气口2采集的重金属质量为m1，放水泥生料时从采气口采集的重金属质量为m2.三部分所占比例分别记为x1、x2、x3．x1=(m0－m1)?m0×100%x2=(m1－m2)?m0×100%x3=m2?m0×100%2结果与讨论2.1水泥生料的氮吸附与SEM结果图2为水泥生料的氮吸附等温线．由图2可知，水泥生料的氮吸附等温线符合Ⅱ型吸附等温线．吸附曲线在相对压力(P?P0)近于1时吸附量急剧升高，吸附层数原则上不受限制［31］．Ⅱ型吸附等温线表明，水泥生料的表面存在很多大孔而微孔很少，表面属于非孔性结构．由吸附等温线可推算水泥生料图2水泥生料的氮吸附等温线Fig.2N2adsorptionisothermalcurveofcementrawmeals的比表面积为2.49m2?g．根据吸附脱附等温线迟滞形状可将孔型分为H1～H3五种［32］．水泥生料的氮吸附等温线因大孔较多而没有明显的迟滞现象，但其形状与H3型最为接近，据此可认为水泥生料主要由片状颗粒或缝形孔材料组成，一般黏土的孔隙结构为H3型．图3为由BJH模型计算出的水泥生料孔径体积分布．由图3可以看出，水泥生料孔体积很小，孔径都在50nm以上，可视为无孔．图3水泥生料的孔径分布Fig.3Pore-sizedistributioncurveofcementrawmeals从水泥生料的SEM照片(见图4)可以看出，水泥生料微观表面结构致密、无孔且结构不均，有的呈致密块状结构，有的由无数碎片堆积而成．基本整体呈块状，断面呈层状，周围有微碎片．吸附等温线和SEM照片均表明水泥生料的表面较致密，比表面积较小．一般比表面积
?时吸附量急剧升高，吸附层数原则上不受限制［31］．Ⅱ型吸附等温线表明，水泥生料的表面存在很多大孔而微孔很少，表面属于非孔性结构．由吸附等温线可推算水泥生料图2水泥生料的氮吸附等温线Fig.2N2adsorptionisothermalcurveofcementrawmeals的比表面积为2.49m2?g．根据吸附脱附等温线迟滞形状可将孔型分为H1～H3五种［32］．水泥生料的氮吸附等温线因大孔较多而没有明显的迟滞现象，但其形状与H3型最为接近，据此可认为水泥生料主要由片状颗粒或缝形孔材料组成，一般黏土的孔隙结构为H3型．图3为由BJH模型计算出的水泥生料孔径体积分布．由图3可以看出，水泥生料孔体积很小，孔径都在50nm以上，可视为无孔．图3水泥生料的孔径分布Fig.3Pore-sizedistributioncurveofcementrawmeals从水泥生料的SEM照片(见图4)可以看出，水泥生料微观表面结构致密、无孔且结构不均，有的呈致密块状结构，有的由无数碎片堆积而成．基本整体呈块状，断面呈层状，周围有微碎片．吸附等温线和SEM照片均表明水泥生料的表面较致密，比表面积较小．一般比表面积较孝孔结构较少的水泥生料的吸附性能较差，所以推测重金属在水泥生料上的吸附?冷凝过程中，主要以冷凝为主．图4水泥生料的SEM照片Fig.4SEMofcementrawmeals2.2Pb、Cd的吸附?冷凝结果2.2.1吸附?冷凝、释放量的关系由图5可知，冷凝在管壁上的Pb占入炉总量的67%～72%，Cd占58%～65%．这是因为炉管较长，大部分重金属都冷凝在管壁上．吸附?冷凝在水泥生料上的Pb占入炉总量的13%～17%，Cd占16%～578
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泥窑共处置含Cr废物中Cr在不同温度下的形态转化[J]. 范兴广,杨玉飞,黄启飞,李忠武,于泓锦. 环境科学研究. 2014(03)
[2]水泥窑协同处置过程中Pb、Cd的挥发特性[J]. 崔敬轩,闫大海,李丽,王祖光,于鸿锦,何洁,王琪. 环境工程学报. 2013(12)
[3]焚烧飞灰水泥窑共处置过程Pb的迁移模型[J]. 王雷,李润东,金宜英,李彦龙,徐杰. 深圳大学学报(理工版). 2012(06)
[4]水泥窑共处置产品中重金属的形态[J]. 薛靖川,杨玉飞,黄启飞. 环境科学研究. 2010(10)
[5]水泥窑处置废弃物中重金属的迁移行为研究进展[J]. 李波,蔡玉良,辛美静,杨学权,成力,王君. 中国水泥. 2010(01)
[6]水泥窑共处置危险废物过程中重金属的分配[J]. 闫大海,李璐,黄启飞,蔡木林,张增强. 中国环境科学. 2009(09)
[7]废物水泥窑共处置产品中重金属释放pH静态试验研究[J]. 杨昱,杨玉飞,黄启飞,张霞,王琪. 环境科学研究. 2008(06)
[8]水泥厂利用废弃物的有关问题（二）——微量元素在水泥回转窑中的状态特性[J]. 乔龄山. 水泥. 2002(12)
博士论文
[1]垃圾焚烧过程重金属污染物迁移机理及稳定化处理技术研究[D]. 李建新.浙江大学 2004
本文编号：3209238
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