水泥窑协同处置危险废物的研究现状及其发展

水泥窑协同处置危险废物作为一种新兴的危险废物焚烧处置技术,具有焚烧温度高、停留时间长、处理效果好、改造成本低等多项优势,应用前景广泛。简述了中国危险废物的产生及处理处置现状,介绍了水泥窑协同处置技术,综合国内外最新的水泥窑协同处置危险废物的文献,从熟料性质、水泥质量以及烟气排放等角度综述了垃圾焚烧飞灰、污染土壤、农药废物以及污泥类危险废物这4种典型危险废物在水泥窑中的协同处置情况,分析了每种危险废物在水泥窑中协同处置的可行性,提出了实际应用过程中应该注意的问题,最后提出了未来水泥窑协同处置危险废物的研究思路。     

水泥窑共处置过程中水泥生料对Pb与Cd的吸附/冷凝特性

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、6.050 k J/mol,由此可预测水泥生料对Pb和Cd的吸附/冷凝量.     

水泥窑共处置过程中水泥生料对砷的吸附/冷凝特性

针对水泥生料开展了氮吸附与SEM测试分析,研究了水泥生料的比表面积,孔径结构和微观表面积。同时,利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了砷元素在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明,水泥生料的比表面积很小,微观表面结构致密无孔,砷元素主要是冷凝在生料表面上。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为3部分,第1部分冷凝在管壁上,占80%左右;第2部分吸附/冷凝在生料上,占10%左右;第3部分随烟气释放到空气中,不到10%。水泥生料对砷的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对砷的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,计算得表观活化能在6~7 kJ/mol之间。此外,砷的初始浓度对水泥生料的吸附冷凝特性影响很小。     

废轮胎流化床气化特性试验研究

为了掌握废轮胎在流化床内的气化特性,利用自行设计的小型流化床试验装置系统,对废轮胎在不同的过量空气系数下在400～700℃温度范围内进行了空气气化实验.分析了废轮胎气化效率、固定碳转化率、气化气热值、产气量以及气化气成分随气化温度、过量空气系数的变化规律.结果表明,废轮胎气化的最佳运行条件为气化初始温度700℃,过量空气系数α=0.4.在此条件下得到的气化气成分主要包括CH₄、CO、H₂、C₂H₆和高分子有机化合物,此时的气化效率为47.96%,气化气低位热值为4 804kJ/m³.     

高炉共处置固体废物低温段Pb Cd的吸附/冷凝动力学特征

利用管式回转炉和控温立式炉联用装置模拟炼铁高炉,对Pb、Cd在共处置过程中低温段的吸附/冷凝特性进行了研究,通过建立吸附/冷凝动力学模型,分析共处置过程中Pb、Cd在非热力学平衡状态下的迁移转化规律.结果表明:高炉共处置固体废物低温段对Pb、Cd的吸附/冷凝作用以冷凝为主.进入控温立式炉的重金属去向分三部分:①冷凝在管壁上,这部分的Pb、Cd分别占Pb、Cd入炉总量的42%～49%、45%～50%;②吸附在炉料上,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的23%～26%、23%～25%;③随烟气释放到空气中,这部分Pb、Cd分别占各自入炉总量的25%～35%、25%～32%.Pb、Cd在炼铁炉料上的吸附/冷凝量均随时间的增加而升高,随温度的升高而降低.炼铁炉料对Pb、Cd的吸附/冷凝动力学可采用双常数速率方程拟合,研究得到Pb、Cd的吸附/冷凝表观活化能分别为6.813、5.839 kJ/mol.      

固体回收燃料焚烧技术的研究现状及发展方向

固体回收燃料(SRF)是由城市生活垃圾(MSW)经机械生物处理(MBT)而得,具有高热值、低氯和含汞的特点,是继垃圾衍生燃料(RDF)之后的一种新型燃料。目前SRF焚烧技术在国内外已有一定的基础研究,但仍需要向大规模、高参数(高蒸汽温度和压力)、稳定运行方向发展。从垃圾焚烧现状入手,简述了国外SRF焚烧和共处置技术的研究现状,同时回顾了国内对MSW和RDF焚烧技术的相关研究,分析了SRF焚烧和共处置时污染物排放的规律,以及SRF对共处置锅炉运行工况的影响。最后指出了实现SRF焚烧技术的大规模、高参数工业应用必须研究的3个方面,包括:SRF的分类方法和燃烧模型,烟气净化系统的改进,SRF焚烧对锅炉腐蚀、结渣和积灰生长的影响。     

高含硫 、高含氯 、高含磷废液处理技术研究现状

现代工业生产过程中,会产生大量高含硫、高含氯、高含磷的废液,不合理的处置,会对环境造成污染,危害人和动植物的健康。综述了高含硫、高含氯、高含磷3类废液的处理技术现状。对于同时高含硫、含氯、含磷的混合废液处理作了初步探索。最后对高含硫、高含氯、高含磷废液及同时高含硫、含氯、含磷的混合废液处理的研究方向进行展望,以期为后续研究提供借鉴。     

水泥窑协同处置过程低温段铅和镉的吸附/冷凝动力学研究

对铅、镉两种重金属的氯化物(Pb Cl2、Cd Cl2)开展了吸附/冷凝实验研究。利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了铅、镉在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明:在水泥窑共处置的低温段水泥生料对重金属铅、镉的吸附冷凝作用主要以冷凝为主。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为三部分,第一部分冷凝在管壁上,该部分Pb含量占进炉总铅的60%左右,Cd占进炉总镉的60%;第二部分吸附/冷凝在生料上,该部分Pb含量占总铅比例低于30%,Cd为20%~30%;第三部分随烟气释放到空气中,该部分Pb比例低于20%,Cd占10%左右。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,得到Pb的活化能为5.013 k J/mol,Cd的活化能为5.07 k J/mol。     

危险废物回转式流化冷渣多段焚烧系统焚烧特性研究

危险废物的处理和处置是摆在我国各级市政府面前的紧迫任务。然而我国已经运行的危险废物焚烧装置普遍存在回转窑挂壁结渣、热灼减率偏高和污染排放超标等问题,作者通过将回转窑和流化床特点相结合的方法提出了一种新型危险废物回转式流化冷渣多段焚烧处置装置。该装置采用回转窑(一燃室)、二燃室和流化床结合的热解-流化焚烧工艺,特别是采用控制窑头温度避免了回转窑挂壁结渣;采用流化冷渣装置延长未燃烬渣的焚烧时间,解决了热灼减率偏高问题;水冷式烟气急冷装置可以将烟气温度从1 100℃降到200℃,防止了二恶英的尾部低温再生成。该系统运行稳定可靠,可以处理医疗垃圾和大多数的固态和液态危险废物,实现了烟气污染物尤其是二恶英排放达到国家标准的目标。同时对该系统运行时窑头温度分布、二燃室炉膛出口氧量变化、回转窑和炉膛升温特性、燃烧室外壁温度分布等几方面运行数据都进行了详细的介绍,为危险废物焚烧炉的运行提供了宝贵的经验数据。     

常州酸焦油的无害化焚烧处理方法探索

以一种典型的液态危险废弃物--常州酸焦油为研究对象,添加一定比例的电石渣混合以后,通过管式炉不同工况下的焚烧实验来研究烟气中污染物的排放特性.实验结果表明,二氧化硫的排放受焚烧温度影响很大,700℃以下未能检测到有SO2析出,800℃以上硫转化率曲线呈快速上升趋势,900℃时物料中约1/5的硫转化为气态,至1000%时,有一半的硫转化为气态.同时,增大空气流量会对SO2排放产生一定的正面影响.