垃圾焚烧飞灰热处理过程中汞释放的研究

摘要

我国处理的垃圾总量在逐年增加,垃圾焚烧热利用是目前处理城市垃圾最好的方法之一。然而垃圾焚烧会带来一些环境的问题,垃圾焚烧飞灰因其含有大量的重金属及其它有害物质而备受关注,垃圾焚烧飞灰中汞含量很高,而汞是一种易挥发且对人类危害很大的重金属。本文主要关注垃圾焚烧飞灰热处理过程中汞释放及其形态。
　　以四种垃圾焚烧电厂飞灰为研究对象,利用固定床研究了不同的热处理温度、热处理气氛和时间对垃圾焚烧飞灰中汞释放的影响,并通过不同热处理时间下的汞释放率,求出汞释放速率常数及释放的活化能。
　　实验发现热处理温度对垃圾焚烧飞灰中汞释放的影响很大。四种垃圾焚烧飞灰中汞主要的释放温度在200-400℃。而且四种垃圾飞灰在同样温度下汞释放率相差不大。不同气氛下热处理垃圾焚烧飞灰中汞释放率也相差不大。热处理温度在200-400℃时,垃圾焚烧飞灰中的汞释放速率较慢,在500℃以上,垃圾焚烧飞灰中汞释放速率变快。垃圾焚烧飞灰中的汞释放速率随着温度的升高而增高,用一阶化学反应对垃圾飞灰中的汞释放率拟合,求出不同热处理温度垃圾焚烧飞灰中汞释放速率常数。四种垃圾焚烧飞灰中汞的脱附活化能在36-40KJ/mol之间。
　　为了识别飞灰中汞的化学形态,垃圾焚烧飞灰的程序升温热处理实验表明,垃圾焚烧飞灰程序升温中汞会在两个温度段释放,即在200-400℃区间内HgCl2释放峰和500-600℃区间内HgO的释放峰。垃圾焚烧飞灰中汞主要以HgCl2的形式存在,含有少量的HgO。
　　吸附实验表明垃圾焚烧飞灰对单质汞的吸附能力很差,但是原始的飞灰的吸附能力比经600℃热处理去除汞后的飞灰吸附能力要强。对两种吸附单质汞的飞灰程序升温,发现原始飞灰的单质汞释放峰值温度相比于处理之后的有一定的延后,这可能与飞灰中氯元素有关。垃圾焚烧飞灰对汞的吸附方式是通过汞化合物在上面的凝结或飞灰上的氯化物与汞反应。

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1 绪 论

1.1 中国城市生活垃圾处理现状

1.2 垃圾焚烧过程中汞的释放

1.3 垃圾焚烧飞灰处理及飞灰中汞研究现状

1.4 本文研究内容及方法

2 热处理温度对垃圾焚烧飞灰中汞释放的影响

2.1样品测试及实验装置

2.2 实验过程

2.3实验结果及分析

2.3本章小结

3 垃圾焚烧飞灰热处理中汞释放动力学

3.1不同热处理时间下垃圾焚烧飞灰中汞释放

3.2不同热处理温度下垃圾焚烧飞灰中汞释放速率常数计算

3.3 飞灰中汞释放的活化能计算

3.4 本章小节

4 垃圾焚烧飞灰中汞形态的识别

4.1 实验装置简介

4.2 程序升温垃圾焚烧飞灰汞释放

4.3垃圾焚烧飞灰对单质汞的吸附

4.4本章小结

5 全文总结及下一步工作建议

5.1 全文总结

5.2 下一步工作建议

致谢

参考文献