模拟水泥窑碱性环境对二噁英的抑制实验研究

摘要

目前工业经济飞速发展，现代化建设如火如荼，但这也给环保带来了巨大的压力，尤其是垃圾处理问题，已成为可持续发展道路上的一个重大难题。近年来水泥窑协同处置垃圾受到了越来越多的关注，这是一种有前途的处置固废的技术手段，也是当前水泥行业可持续发展的重要方向之一。但与此同时，在协同处置过程中会产生持久性有机污染物二噁英。目前已有研究对水泥窑协同处置生活垃圾的二噁英排放特性进行了研究，本文在这些研究的基础上，依托国家自然科学基金（51476138）的支持，进一步开展水泥窑碱性环境对二噁英的抑制实验研究，为水泥窑协同处置实际生产过程提供参考依据。文章主要包括以下四个方面的内容：
　　1.利用三段式管式炉开展水泥窑碱性环境下对二噁英的抑制实验研究，对高温条件下垃圾衍生燃料RDF加入生料前后二噁英排放水平进行了分析，并且研究了不同生料比例对二噁英生成量的影响。结果表明，按照RDF和生料比例分别为1:1、1:3、1:5和1:15进行掺烧后，二噁英的毒性当量都有了一定程度的降低，分别降低了30.8％、35.6%、99.6%、97.5%，这表明生料对二噁英有比较好的抑制作用，并且当RDF和生料比例为1:5时抑制效果最佳。
　　2.本文还研究了CaCO3和CaO对二噁英的抑制作用。对RDF加入添加剂后二噁英的生成量也进行了检测。结果表明，在高温下，NaCl和CuCl2添加剂对二噁英生成的促进作用并不明显，二噁英排放保持在较低水平，在0.023-0.071ng/g之间。
　　3.对低温条件下飞灰、生料以及飞灰和生料混合物三种情况的二噁英生成量进行了研究。结果表明，飞灰、生料反应后生成的二噁英含量分别为0.165ng/g和0.09ng/g，而飞灰和生料比为1:5混合进行反应时二噁英生成含量为0.089ng/g。考虑到生料本身在低温时也会生成一定含量的二噁英，所以生料对飞灰生成二噁英有很好的抑制效果。
　　4.对飞灰添加NaCl和CuCl2后二噁英的从头合成进行了实验研究，结果表明将生料添加到这两种混合物之后二噁英生成量和毒性当量都有所增加。这表明低温条件时在NaCl和CuCl2添加剂存在的情况下，生料并未表现出对二噁英的抑制作用。这可能是由于NaCl和CuCl2对生料生成二噁英也起到了一定的促进作用，导致二噁英整体水平比未加入生料时高。

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致谢

符号表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 城市生活垃圾处置现状

1.3 水泥窑协同处置固体废物技术

1.4 二噁英

1.5 本文研究内容与意义

第二章 不同RDF/生料比对二噁英抑制特性研究

2.1 引言

2.2 不同RDF/生料比对二噁英的抑制特性

2.3 二噁英预处理及分析方法

2.4 实验结果

2.5 本章小结

第三章 添加剂对高温条件下RDF生成二噁英的影响

3.1 引言

3.2 CaCO3/CaO对二噁英生成的抑制作用

3.3 NaCl/CuCl2对RDF生成二噁英的影响

3.4 本章小结

第四章 低温条件下生料对二噁英的抑制作用研究

4.1 引言

4.2 飞灰、生料生成二噁英的实验研究

4.3 生料对飞灰生成二噁英的抑制作用

4.4 NaCl/CuCl2添加剂对二噁英生成的影响

4.5 物料表征实验

4.6 本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 本文总结

5.2 本文创新点

5.3 本文不足之处及展望

参考文献

作者简历