添加剂对垃圾焚烧飞灰熔融过程二噁分解的影响

为了研究添加剂对垃圾飞灰熔融处理过程中二噁(口英)分解特性的影响,选择碱性氧化物CaO和液体陶瓷(LC)2种添加剂,改变温度、气氛和熔融时间研究2种添加剂对二噁(口英)分解率的影响.研究表明CaO对二噁(口英)分解影响随气氛不同而改变,氧化气氛下,加入CaO使二噁(口英)的分解率略微降低,而在还原气氛下则会使二噁(口英)分解率升高.液体陶瓷添加剂对熔融过程二噁(口英)分解有显著影响.1400℃时,随着LC添加比例由0增加到10%,二噁(口英)分解率则从99.997%升高到100%.同时加入10%的LC可以使二噁(口英)的完全分解温度由无添加剂时的1460℃降低至1100℃.     

LC添加剂对垃圾焚烧飞灰熔融过程重金属迁移特性的影响

垃圾焚烧飞灰熔融处理可以实现对重金属污染的有效控制.通过实验系统研究了熔融处理过程液体陶瓷添加剂对重金属迁移特性的影响.研究表明1400℃时加入液体陶瓷可以显著增加Cr、Pb和Zn的固化率,但却使Cd和Cu的固化率降低.当添加剂小于10%时Ni的固化率几乎不受影响.加入10%LC的结果表明,Cr、Zn的挥发主要在61min后进行;随着温度升高,Cr的固化率逐渐降低,其它金属变化不显著.结果表明LC添加剂对熔融过程重金属固化影响显著,而且LC对各种重金属的影响具有选择性,为了实现重金属良好固化,LC添加比例要适量,而且熔融时间不宜超过33min.     

电石渣和铝土粉的高温燃烧脱硫特性及微观分析

研究了电石渣和铝土粉作为燃煤添加剂的高温脱硫特性及其微观反应机理，发现在1200℃下燃煤中同时添加电石渣和铝土粉时，低温硫析出峰与只添加电石渣时几乎一致，而高温硫析出峰则大大降低，从而使脱硫率由30．5％明显提高到45．19％．XRD和SEM分析表明：电石渣中富含的CaO以及铝土粉中富含的Al2O3，与燃煤固硫过程中生成的部分CaSO4在高温下反应生成了耐热物相“硫铝酸钙”，是钙铝基添加剂比单纯钙基具有更高脱硫率的最主要原因．另外铝土粉增强了电石渣燃煤固硫渣的熔融程度，从而使硅酸盐熔融物有更多机会将CaSO4等固硫产物包裹以抑制其高温分解，是它具有更高脱硫率的另一个原因．     

熔融-水热法合成粉煤灰沸石及其吸附性能研究

以粉煤灰为原料，研究了在熔融温度分别为300℃、400℃、500℃，熔融时间分别为1h、2h、3h，水热温度分别为45℃、65℃、85℃，水热时间分别为6h、8h、10h，对合成粉煤灰沸石（FZ）吸附性能的影响。结果表明熔融温度为300℃，熔融保温时间为1h，水热温度为65℃，水热保温时间为6h，产物中有类沸石生成。熔融-水热合成Fz对Cd^2＋吸附率为99．82％，吸附量为0．19964mg／g，略高于活性炭（吸附率99．69％）优于天然沸石（吸附率97．94％）。     

医疗废物焚烧飞灰二噁英的热处理研究

比较了医疗废物焚烧飞灰在温度200～450℃,流动氮气和静态空气气氛中二噁英气固相行为变化.在流动氮气条件下,固相二噁英随温度升高逐渐增加,350℃下飞灰二噁英浓度升至最高,毒性当量浓度和总浓度分别增加了46.0%和26.0%,随后随着温度升高,二噁英含量逐渐降低,450℃条件下浓度减少至最低,分别减少了86.8%和80.5%.在静态空气下,固相二噁英随温度至250℃条件下,飞灰二噁英浓度升至最高,毒性当量浓度和总浓度分别增加了20.7%和28.7%,随着温度进一步升高,二噁英含量逐渐降低,450℃条件下浓度减至最低,分别减少了99.5%和99.5%.气相只有少量二噁英产生,仅占总产生量的0.11%～2.16%.本实验研究飞灰的最佳热处置条件为:静态空气条件下,450℃处置1 h.本研究中,分解反应在PCDDs与PCDFs的降解过程起到主要作用,而脱氯与脱附仅为次要作用.     

垃圾焚烧飞灰熔融固化处理过程特性分析

为研究熔融固化过程中飞灰主要成分的迁移转化规律,在有温控的高温实验熔融炉中对垃圾焚烧飞灰进行了动态熔融固化实验研究,对处理后的飞灰进行了XRF、XRD分析检测,分析了飞灰熔融过程中熔融渣的主要成分、物相组成、碱度、挥发率和减容率的变化规律.试验结果表明:①飞灰中主要成分CaO、Al₂O₃和SiO₂的质量分数随着温度的升高而增加,而主要成分Cl元素和SO₃则从原来的20.59%和10.74%分别降低到0.15%和0.22%,可见高含量Cl元素和S元素是引起飞灰熔融固化挥发率高的主要原因,并且可能主要以氯化物和硬石膏的形式分解挥发,XRD的测定结果也进一步证明了这一点.②飞灰熔融前,碱度随温度的升高而显著降低,但当温度达到流动温度后,碱度值随温度的变化很小,基本保持在0.95左右.③飞灰中盐类分解挥发主要发生在1150℃～1260℃之间,在飞灰熔融温度前约100℃的范围内.     

城市垃圾焚烧飞灰熔融DSC-DTA实验研究

利用高温DSC-DTA热分析仪对国内外2种城市垃圾焚烧飞灰在惰性气氛(N2)和氧化气氛(O₂)下的熔融特性进行了研究.在20℃～1450℃的温度范围内采用3种温升速率进行实验.飞灰熔融过程包含多晶转变和熔融相变2种反应,多晶转变发生在480℃～670℃范围内,吸热量20kJ/kg;熔融约发生在1136℃～1231℃,在1174℃达到峰值,熔融相变潜热约700 KJ/kg,整个过程总吸热量约1800 kJ/kg.研究了CaO添加剂对飞灰熔融的影响.最后提出飞灰熔融吸热量的预测模型,模型     

添加剂对垃圾焚烧飞灰熔融特性的影响

研究制备了1种具有多重作用效果的飞灰熔融复合型添加剂,并选用上海和福州2种典型飞灰,利用荧光光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等仪器,分析了添加剂对飞灰熔融过程中的挥发率,流动温度,重金属固定率以及熔融渣的重金属浸出特性的影响.结果表明,添加10%添加剂可以将飞灰的流动温度降低150℃左右,挥发率降低10%～20%,重金属Cu和Pb的固定率提高了10%～20%,对重金属Zn的固定率可提高近40%;同时,采用我国毒性浸出方法和美国EPA的TCLP方法,分析测试熔融渣中重金属浸出量,结果证实几种重金属的浸出浓度均低于相应的标准限值.     

添加剂对蜈蚣草燃烧过程中砷迁移规律的影响

蜈蚣草是砷（As）的超富集植物,为了研究CaO、MgO以及白云石对蜈蚣草燃烧过程中砷迁移规律和赋存形态的影响,利用管式炉装置进行了一系列的实验,结果表明：3种添加剂在400~700℃温度区间固砷效果明显,MgO的固砷效果最佳、CaO其次、白云石最差.CaO和MgO的最佳固砷温度为500℃,最佳固砷效率分别为17%和14%;白云石的最佳固砷温度为700℃,最佳固砷效率为10%.燃烧温度在400~500℃时,掺混添加剂会使底灰中可溶砷的比例提高约5%,这是由于温度较低时,这3种添加剂主要是通过物理吸附对砷进行固定;而当温度超过800℃时,底灰中可溶砷的比例降低约10%,这是由于添加剂影响了底灰对砷的自固定,减少了可溶性砷化合物的形成.当温度低于700℃时,掺混添加剂会使底灰中出现少量As³⁺.     

加热及CaO预处理对市政脱水污泥流变特性的影响研究

采用旋转黏度仪研究污泥在恒定及变剪切速率条件下的表观黏度变化规律,探讨了CaO添加剂、加热和高温预处理对污泥表观黏度及流变性的影响规律。结果表明:向污泥中加入一定含量的CaO试剂及提高污泥温度均能显著降低污泥的表观黏度。当向污泥中加入1%、3%及5%的CaO后,污泥表观黏度值分别减小41.0%、61.0%、69.7%。CaO试剂、加热及高温预处理对污泥流变特性影响显著,Power law(PL)模型对不同工况下的污泥流变曲线均有较优的拟合效果(R~2>0.9)。在常温及加热条件下,随着CaO含量升高,污泥的非牛顿性也逐步提高,呈现更显著的剪切变稀特性;而经过高温预处理后,污泥的非牛顿性则随CaO含量升高而逐渐降低,在5%CaO时的流动特性已接近牛顿流体。     

垃圾焚烧飞灰中二噁英削减技术研究

二噁英(PCDD/Fs)是多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃的总称,因具有生物蓄积性、高毒性、难降解等特点而备受关注。垃圾焚烧是二噁英的重要来源,而其中超过50%的二噁英以飞灰形式排出。文章综述了热分解法、光降解法、机械化学法、生物降解法等飞灰二噁英毒性削减技术的国内外研究进展,并在此基础上对飞灰二噁英削减技术研究和管理提出了建议。     

Detoxifying PCDD/Fs and heavy metals in fly ash from medical waste incinerators with a DC double arc plasma torch

Medical waste incinerator (MWI) fly ash is regarded as a highly toxic waste because it contains high concentrations of heavy metals anddioxins, including polychlorinateddibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinateddibenzofurans (PCDFs). Therefore fly ash from MWI must be appropriately treated before beingdischarged into the environment. A melting process based on adirect current thermal plasma torch has beendeveloped to convert MWI fly ash into harmless slag. The leaching characteristics of heavy metals in fly ash and vitrified slag were investigated using the toxicity characteristic leaching procedure, while the content of PCDD/Fs in the fly ashes and slags was measured using method 1613 of the US EPA. The experimental results show that thedecomposition rate of PCDD/Fs is over 99% in toxic equivalent quantity value and the leaching of heavy metals in the slag significantlydecreases after the plasma melting process. The produced slag has a compact and homogeneous microstructure withdensity of up to2.8 g/cm3 .     

垃圾焚烧飞灰或炉渣中二噁的分布特征

分别采集了3种生活垃圾焚烧炉产生的飞灰或熔融炉渣样品,分析了其中的二口恶口英含量及其毒性当量,并讨论了17种2,3,7,8位氯取代的二口恶口英分布特征及其对总毒性当量的贡献.结果表明,机械炉排焚烧炉产生的飞灰中二口恶口英最多,总浓度为319ng/g,毒性当量为6.7ngI-TEQ/g;其次为流化床焚烧炉,产生的飞灰中二口恶口英总浓度为38.7ng/g,毒性当量为0.8ngI-TEQ/g;气化熔融焚烧炉产生的熔融炉渣中二口恶口英很少,总浓度为38.7pg/g,毒性当量仅为1.1pgI-TEQ/g;所有的2,3,7,8位氯取代的13C同位素标记内标化合物回收率在39%~156%之间.尽管不同的垃圾焚烧炉在二口恶口英的生成量上有明显的差别,但是产生的二口恶口英同类物的归一化浓度以及对毒性当量贡献的归一化结果分布特征十分相似,表明3种垃圾焚烧炉在垃圾焚烧过程产生二口恶口英可能具有相似的反应机理.     

生活垃圾焚烧飞灰中的二英分布及指示异构体的识别

对我国4座生活垃圾焚烧炉飞灰样品中的二英分析结果表明,二英的毒性当量范围为0.34～3.80 ng/g.二英异构体的分布具有相似性,其中1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF共占毒性当量的33.6%～40.5%.结合对某生活垃圾焚烧炉长期监测结果,同一焚烧炉不同时期飞灰样品的二英毒性当量与1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF贡献值具有很好的线性相关性（r分别为0.996 3和0.997 4）,1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF可作为指示异构体用于焚烧飞灰中二英毒性的快速测定,尤其适用于同一焚烧炉的长期监测,指示因子分别为4.466?4和3.164?6;不同焚烧炉飞灰的二英毒性当量与2,3,4,7,8-PeCDF有很好的线性相关性（r=0.984?9）,2,3,4,7,8-PeCDF可作为不同焚烧炉飞灰中二英检测的指示异构体,指示因子为3.419 4.     

飞灰中二英热脱附行为的研究

研究了垃圾焚烧产生的飞灰中二噁英在隔绝空气受热条件下的热脱附行为及规律.通过气相和固体残留中二噁英的含量分析,推测了二噁英在不同温度条件下可能发生的几种化学反应和物理变化,同时研究了17种有毒二噁英的热脱附效率和飞灰的最佳热脱附条件.PCDD/Fs在200℃和300℃下平均脱附率分别为96.2%和95.5%,而400℃下的平均脱附率高达99.7%.结果表明,在300℃加热条件下,飞灰中的PCDD/Fs主要发生脱氯降解反应.在400℃下,飞灰中发生大量的前体合成反应,使PCDD/Fs含量显著增加.     

Removal of PCDD/Fs and PCBs from sediment by oxygen free pyrolysis

Few studies have dealt on the evaluation of volatilization and decomposition reactions of dioxins from sediment by oxygen free pyrolysis. In this study, the performance of pyrolysis on the removal of dioxins from sediment was investigated. Dioxin concentrations of the raw sediment and the solid residues after pyrolysis were analyzed at different conditions. Results showed a removal efficiency of 99.9999% for total dioxins at 800℃ and retention time of 30 min. All the polychlorinated dibenzo-furans （PCDFs） have been removed and were not formed in the solid residues at the retention time range of 30-90 min at 800℃. Close to 100% removal of polychlorinated dibenzo-p-dioxins （PCDDs） was also achieved. Only trace PCDDs were detected in the solid yields at a retention time of 60 min. The highest removal efficiency of polychlorinated biphenyls （PCBs） was more than 99.9994% at a retention time of 30 min. During cooling period following pyrolysis, however, the concentration of total dioxins in solid residues increased 130 times as compared to that of the raw sediment under air atmosphere. This confirmed that some complex reactions do occur to form PCDD/Fs and PCBs from 800 to 400℃ in the presence of oxygen. Oxygen-free atmosphere therefore can prevent formation of dioxin during thermal process thus generating clean solid residues.     

城市生活垃圾低污染气化熔融系统研究

为彻底消除城市生活垃圾焚烧过程中的二次污染,对流化床气化与旋风燃烧熔融系统进行了研究.我国典型城市生活垃圾流化床气化试验表明,最佳气化温度为600℃左右;对垃圾焚烧飞灰进行熔融特性试验表明,垃圾焚烧飞灰在1 300℃左右、垃圾掺煤焚烧飞灰在1 400℃左右时,能顺利熔融,二分解率99.99%以上,重金属有效固化.结合我国实际,提出了2种气化熔融系统方案:①基于垃圾综合处理的筛上物气化熔融技术方案;②原生垃圾+辅助燃料气化熔融技术方案;并进行相应的热力性能分析,研究表明2种方案都能较好满足气化熔融要求.     

废弃物焚烧飞灰中持久性自由基与二噁英及金属的关联探究

环境持久性自由基稳定性强,在二噁英生成反应中发现其存在.为了研究实际废弃物焚烧飞灰中持久性自由基的特性,对6个不同焚烧厂布袋飞灰分别进行了持久性自由基、二噁英以及金属检测,结果表明天津医疗废物焚烧飞灰、江西南昌生活垃圾焚烧飞灰和浙江兰溪生活垃圾焚烧产生的碳黑、炉渣都含有持久性自由基.其中天津样品信号最强,检测到羟基自由基、以碳原子为中心的自由基及半醌类自由基3种信号.对比各个样品的二噁英毒性当量(以I-TEQ计)发现,江西南昌飞灰样品的最高,高达7.229 4 ng·g~(-1),而自由基信号最强的天津样品的二噁英毒性当量却仅有0.092 8 ng·g~(-1),自由基信号强弱与二噁英含量并未表现出明显的数值关系.同时样品中持久性自由基自旋浓度随着金属质量分数比重的升高也呈现升高趋势,以Al、Fe、Zn变化情况最为明显,可见自由基信号强弱与金属存在一定的关联性.此外,Zn在天津样品中含量最高(0.813 7%),是其他样品的数倍,同时该样品含有较高浓度的以氧为中心的自由基,可以推测金属Zn对持久性自由基的形成影响较大,且易形成半衰期长的自由基类型.