新型干法水泥窑汞等非常规污染物排放特征研究

摘要

水泥窑是汞等非常规大气污染物的主要排放源之一。本论文选取8家典型的新型干法水泥窑水泥厂和1家协同处置固体废物新型干法水泥窑水泥厂进行实测;开展了新型干法水泥窑汞、铅、镉、PM2.5，氟化氢和氯化氢;以及协同处置废物水泥窑的汞、铊、镉、铅、砷、铍、铬、锡、锑、铜、钴、锰、镍和钒及化合物、PM2.5、氟化氢和氯化氢的排放特征研究。通过同时采集窑头窑尾废气，并采集相应运行工况下原料、燃料和固体废物等固体样品，考察了汞等重金属的最终流向。通过总结各种方法的优缺点与适用性，提出适合我国水泥窑烟气的安大略(OHM)方法的改进优化方案。
　　研究结果表明:
　　(1)新型干法水泥窑尾烟气Hg排放浓度范围为6.40-17.87μg/m3，为窑头的5.1-10.8倍，以Hg2+为主，排放因子平均值为6.48mg/t。窑头废气Hg浓度为1.17μg/m3-2.20μg/m3。协同处置固体废物水泥窑尾Hg的浓度为8.232μg/m3，Hg0占总Hg79％，Hg0为主要分布形态。Hg属于易挥发元素会随废气进入大气环境。
　　(2)新型干法水泥窑尾烟气Pb、Cd、PM2.5，HF和HCl排放浓度范围为2.26-102.7μg/m3、0.21-37.98μg/m3、1.93-3.07 mg/m3、±0.32mg/m3和未检测到，窑头烟气Pb、Cd，0.12-5.87μg/m3，0.19-0.83μg/m3。
　　(3)协同处置废物水泥窑尾烟气中元素浓度Pb＞TI＞Hg＞Sb＞V＞Be＞As＞ Sn＞Mn＞Cd＞Ni＞Cr＞Co＞Cu，PM2.5的折算浓度分别为3.76 mg/m3和5.19 mg/m3;HF和HCl分别为0.21 mg/m3和4.49 mg/m3。
　　(4) TI、As、Cd、Pb、Sb、Be、Co、Cr、Cu、Ni是中等挥发元素，在水泥窑生产过程中随温度降低多沉淀于飞灰表面随废气进入大气环境，水泥窑飞灰中TI含量高达341.26μg/g;熟料和水泥产品为V的主要流向，分别为116.16μg/g和109.92μg/g，Mn和Sn在水泥窑输出中未表现出明确的流向。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 水泥行业大气污染现状

1．1．1 水泥行业发展现状及趋势

1．1．2 水泥行业大气污染特征及治理现状

1．2 Hg等非常规污染物对环境和人体健康的影响

1．2．1．Hg等非常规污染物对环境的影响

1．3 Hg等非常规污染物研究现状及进展

1．4 研究意义及内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

1．5 研究思路

第二章 采样和分析方法的建立

2．1 采样方法的建立

2．1．1 烟气采样方法

2．1．2 固体样品采样方法

2．2 分析方法的建立

2．2．1 烟气样品的分析

2．2．2 固体样品的分析

2．3 试剂和仪器

2．3．1 实验试剂

2．3．2 实验仪器

2．4 QA和QC

2．5 小结

第三章 新型干法水泥窑汞等非常规污染物排放特征

3．1 测试水泥厂的选取及其概况

3．2 采样及分析方法

3．3．1 Hg排放强度

3．3．2 除尘装置对Hg的协同脱除效率

3．3．3 Hg迁移转化

3．4 Pb和Cd排放特征

3．4．1 Pb和Cd排放强度

3．4．2 除尘装置对Pb和Cd的协同脱除效率

3．4．3 Pb和Cd的迁移转化

3．5 PM2．5排放特征

3．5．1 PM2．5排放强度

3．6 HF和HCl排放特征

3．6．1 HF和HCl排放强度

3．7 小结

第四章 协同处置固体废物水泥窑汞等非常规污染物排放特征

4．1 测试窑炉的选取及概况

4．2 采样和分析方法

4．3 Hg等非常规污染物排放

4．3．1 Hg等非常规污染物排放强度

4．3．2 Hg等非常规污染物迁移转化

4．4 小结

第五章 新型干法水泥窑烟气Hg等非常规污染物控制技术评估

5．1 新型干法水泥窑清洁生产技术

5．2 能源替代

5．3 产业结构调整

5．4 烟气量减排技术分析

5．4．1 水泥窑现有烟气量减排技术

5．4．2 水泥窑烟气量减排可行新技术

第六章 结论和建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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