垃圾焚烧过程中NaCl对Pb和Cd挥发的作用

发布时间：2020-11-14 04:58

　　 垃圾焚烧具有占地面积小,减容率高和垃圾处理量大的优点,逐渐成为处理城市生活垃圾的首选方法。城市生活垃圾中含有半挥发性的重金属,容易在焚烧过程中挥发、冷凝生成能够穿透除尘设备的亚微米颗粒。城市生活垃圾中的NaCl能够促进半挥发性重金属的挥发,本文以Pb和Cd为研究对象,探究垃圾焚烧过程中NaCl对Pb和Cd挥发的作用。首先,研究了NaCl对PbO和CdO的间接氯化作用。氮气气氛下,温度在1000℃以上NaCl才能与SiO_2和/或Al_2O_3发生反应生成含氯气体。氧气气氛下含氯气体的初始释放温度在700～800℃温度区间,在有含氯气体生成的温度区间,随着Al_2O_3所占比例的增大含氯气体的释放量也增大。氧气+水蒸气气氛下含氯气体的初始释放温度在700～800℃温度区间,含氯气体的累计释放率在硅铝比为0:1时达到最大,硅铝比为1:0时次之,铝比为2:1时最少。氧气+水蒸气气氛对含氯气体释放的促进作用最大,氧气气氛次之,氮气最小。间接氯化试验的残渣XRD分析结果表明:氮气气氛下,温度在600℃、800℃、1000℃时,NaCl与SiO_2和/或Al_2O_3均不能发生反应。氧气气氛下温度在600℃时,NaCl与SiO_2和/或Al_2O_3不能发生反应;在800℃和1000℃条件下可以发生反应。氧气+水蒸气气氛下的XRD分析结果与氧气气氛下的结果一致。然后,研究了NaCl对PbO和CdO的直接氯化作用。NaCl在硅铝基质的作用下可以对Pb/Cd的直接氯化起到促进作用,硅铝比为1:0时,NaCl对Pb/Cd的直接氯化促进的效果最为明显。硅铝比为1:0时,在650～700℃温度区间内开始出现Pb挥发;除硅铝比1:0外,其他比例下均在800～850℃温度区间才开始出现Pb挥发。硅铝比为1:0时,650～700℃温度区间开始出现少量Cd挥发;除硅铝比为1:0外,其他比例下均在750～800℃温度区间才开始出现Cd挥发。同样的反应条件下,NaCl对Pb挥发的促进作用大于对Cd的促进作用。对直接氯化过程中PbO/CdO与硅铝基质的反应进行了分析。PbO/CdO与硅铝基质的反应特性证明,NaCl在硅铝基质的参与下直接氯化PbO/CdO的过程分为两步完成。第一步为PbO/CdO与硅铝基质反应生成硅酸盐、铝酸盐或者硅铝酸盐,第二布为NaCl与这些反应产物发生氯化反应,生成PbCl2和CdCl_2。最后,研究了NaCl对PbO和CdO的间接氯化+直接氯化作用。在氧气和水蒸气同时作用下,考察NaCl的氯化作用。硅铝比为1:0时最有利于PbO和CdO的氯化,硅铝比为0:1时,NaCl对PbO和CdO氯化的促进作用最小,硅铝比为2:1时,NaCl对PbO和CdO氯化的促进作用处于硅铝比为1:0和0:1时NaCl对PbO和CdO氯化的促进作用之间。SiO_2所占比例越大对PbO和CdO氯化的促进作用越大。各个硅铝比条件下温度越高越有利于PbO/CdO的氯化。氧气和水蒸气气氛下,间接氯化和直接氯化同时发生,而后者主导Pb和Cd的挥发,焚烧炉内真实气氛下的情况理应类似。
【学位单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X799.3
【部分图文】：

推动经济发展的同时不可避免地带来了一系列问题，如城市垃圾剧增以及垃圾处??理问题。随着城镇人口的增长和城镇居民人均可支配收入的提高，全国城市生活垃圾??的清运量逐年增加，如图１－１所示［２＿１２］。２００７年中国城镇人口数为６０６３３万人，到２０１７??年城镇人口数己经达到８１３４７万人，增长了?３１％。２００７年中国城镇居民人均可支配收??入１．４万元，到２０１７年城镇居民人均可支配收入已经到达３．６万元，增长了丨５７％。??２００７年，中国城市生活垃圾清运量为１５２１５万吨，到２０１?７年垃圾清运量己经达到２１５２１??万吨，１０年来增长了?４１％。从图１－１中可以看出，城镇人口数从２００７年到２０１７年基??本呈线性增加，但是垃圾清运量从２００７年到２０１３年呈线性小幅度增加，从２０１４年幵??始增长速度加快，增长尤为显著。这与城镇居民人均可支配收入的增速加快一致。由??此可见，城镇居民生活水平的快速提高，直接导致了城市生活垃圾量增速的加快。???１?８５０００?－Ｉ?５??２〇０（）０＿國１垃圾沾运眾??均樣收入■邏卜

??图１－４为中国城市生活垃圾无害化处理厂处理能力情况。２００７年卫生填埋场的日??处理能力为２１．５万吨／日，２０１７年卫生填埋场的日处理能力为３６．］万吨／日，２０１７年??卫生填埋场的日处理能力是２００７年的１．７倍；２００７年垃圾焚烧厂的日处理能力为４．５??万吨／日，２０１７年垃圾焚烧厂的日处理能力为２９．８万吨／曰，２０１７年垃圾焚烧厂的日处??理能力是２００７年的６．７倍。图卜５为中国城市生活垃圾无害化处理厂单座日处理能力??情况。截止２０１７年，单座卫生填埋场的日处理能力是２００７年的０．９倍，单座垃圾焚??烧厂的日处理能力是２００７年的１．５倍。综上所述，卫生填埋场数量和日处理能力均有??所上升，但单座卫生填埋场的日处理能力己经开始下降，这主要是因为城市周边老旧??的卫生填埋场逐渐饱和，日处理能力下降１２４］；堆肥逐渐被淘汰；垃圾焚烧厂数量逐年??增加且单座垃圾焚烧厂的日处理能力逐年增大，后者是因为垃圾焚烧厂单台机组处理??量逐年增大和厂区内的扩建工程导致｜２５］。??１０（１－］???Ｉ—???—???卫生垠埋?■?ａ?Ｉ??ｌｌｌｌｌｌｌ??２００７?２０（１８?２００９?２０１０?２（１１１?２０１２?２０Ｕ?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??年份?年份??图丨－２中国城市生活垃圾无害化处理率?图１－３中国城市生活垃圾无害化处理厂数??（２０１１年开始国家统计局不再提供??堆肥数据

?南京师范大学硕士学位论文???管式炉试验中，动态采集氯化后挥发的重金属蒸气，然后使用原子吸收分析重金属的??释放量，以得到直接氯化的动态特性；对反应残渣进行ＸＲＤ分析，以得到反应产物；??综合分析得到反应机制。??ＮａＣｌ对ＰｂＯ和ＣｄＯ的间接和直接氯化共同作用的主要研宄手段为管式炉试验。??管式炉试验中，动态采集氯化后挥发的重金属蒸气，然后使用原子吸收分析重金属的??释放量，以得到氯化的动态特性；通过与间接氯化和直接氯化特性的对比，解释共同??作用下的氯化特性。??￣￣￣?｜含ａ气体ｓ放???ａｌ麟－
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本文编号：2883106