城市垃圾焚烧飞灰金属元素熔融分离研究

论文题目: 城市垃圾焚烧飞灰金属元素熔融分离研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 冶金工程

作者: 杨福云

导师: 刘清才

关键词: 城市生活垃圾,焚烧,飞灰,重金属,固化成型,熔融分离

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文采用冶金、物理和化学等理论与方法研究了重庆市同兴垃圾焚烧厂布袋式除尘器收集飞灰的物理化学特性、金属元素的存在形态和特性。对飞灰的湿度、吸水性、微观结构、化学组成、颗粒尺寸分布、重金属含量进行测试分析，研究了pH值对重金属浸出毒性的影响。结果表明：飞灰浸出液中锌、铅、镉的浓度高于固体废物浸出毒性鉴别标准；随着浸取液pH值的升高，浸出液中重金属浓度逐渐降低，并且pH在4.5～7.5之间时，重金属浓度变化较大。研究添加不同粘结剂和养护时间对飞灰成球性能和抗压强度的影响。分析了飞灰成型的最佳工艺条件。用水泥作粘结剂时，飞灰球团抗压强度随水泥加入量的增大而不断增大，随养护时间延长而提高，适宜的水泥添加量为6％左右，养护期为8天左右，其抗压强度为500-550N／球；消石灰具有很好的固化能力，适宜的添加量为7％，适宜的固化时间为12天左右；在本实验条件下，最佳粘结剂为3％消石灰加1％工业糖浆，养护时间为11天左右，其抗压强度为550-600N／球。采用添加6％水泥、3％消石灰加1％工业糖浆作为粘结剂，其强度均能满足熔融分离处理过程要求。对此两种飞灰球团进行重金属浸出毒性实验，结果显示各种重金属的浸出浓度均低于固体废物浸出毒性鉴别标准。实验研究和分析了上述两种飞灰球团中金属元素熔融分离效果，研究熔融温度、熔融时间、金属熔池配比及碱度对重金属分离效果的影响，为垃圾焚烧飞灰金属元素熔融分离无害化处理提供工艺方法和参数。结果表明：飞灰中重金属脱除率随熔融温度升高而升高，随碱度的增大呈现先增后降的趋势，随金属熔池配比的增加而增加，熔融时间对重金属脱除率影响效果不显著。飞灰中重金属分离的适宜条件为：熔融温度1400℃，熔融时间10min，球团碱度1.8(二元碱度)，金属熔池与飞灰球团比例为5：4。在此实验条件下，重金属的脱除率均在95％以上。在熔融过程中，飞灰有一定的重量损失，其损失率均随熔融温度和时间的提高而增大，而碱度和金属熔池配比对其影响不明显。对反应后灰渣做重金属浸出毒性实验，发现重金属浸出量远远低于浸出标准，有些重金属未检测出，无害化效果非常明显。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 我国城市生活垃圾的现状及特点

1.1.1 我国城市生活垃圾的产生量

1.1.2 我国城市垃圾的构成现状

1.1.3 我国城市生活垃圾的特点

1.2 国内外垃圾处理的方式及现状

1.2.1 国内外垃圾处理的方式

1.2.2 国内外垃圾处理现状

1.2.3 我国城市垃圾焚烧处理的可行性

1.2.4 焚烧技术现状

1.2.5 焚烧处理的方式

1.3 城市垃圾焚烧飞灰的来源，毒性及危害

1.4 焚烧飞灰的处理技术现状

1.4.1 水泥石灰固化

1.4.2 熔融固化法

1.4.3 化学药剂固化

1.4.4 酸或其它溶剂洗提法

1.4.5 各种处理方法的比较

1.5 课题的目的、意义和内容

1.5.1 研究目的

1.5.2 垃圾焚烧飞灰研究的意义

1.5.3 研究内容

2 飞灰的性质研究

2.1 飞灰样品的采集和预处理

2.1.1 飞灰样品的采集

2.1.2 飞灰样品的预处理

2.2 飞灰的物理特性

2.2.1 飞灰的湿度

2.2.2 飞灰的吸水性

2.2.3 飞灰的微观性质研究

2.2.4 飞灰粒径测量

2.3 飞灰的化学性质

2.3.1 元素组成

2.3.2 飞灰的矿物组成

2.3.3 飞灰中重金属含量

2.3.4 飞灰中重金属物质的形成机理探讨

2.4 飞灰的浸出毒性

2.4.1 飞灰样品的配备

2.4.2 实验方法

2.4.3 实验结果和讨论

2.4.4 pH值对重金属浓度的影响

2.5 重庆市焚烧飞灰与深圳、上海飞灰的性质对比研究

2.6 本章小结

3 飞灰成型性研究

3.1 研究飞灰成型的意义

3.2 成型方法

3.2.1 方法

3.2.2 造球机

3.2.3 造球机工作原理

3.3 生球抗压强度测试实验

3.4 选择不同添加剂及配比的成型性实验

3.4.1 水泥固化

3.4.2 消石灰固化

3.4.3 树脂固化

3.4.4 混合添加剂固化

3.4.5 几种固化方法效果对比

3.5 固化后球团浸出毒性实验

3.5.1 水泥固化飞灰中重金属的浸出毒性实验结果

3.5.2 消石灰和工业糖浆固化飞灰球团中重金属浸出毒性实验结果

3.6 本章小结

4 城市垃圾焚烧飞灰的熔融分离实验研究

4.1 飞灰熔融特性

4.1.1 飞灰中氧化物熔点

4.1.2 飞灰碱度

4.1.3 粘度及熔化性温度的测定

4.2 飞灰中重金属脱除效果实验

4.2.1 实验方法

4.2.2 实验装置

4.2.3 实验方案设计

4.2.4 实验结果

4.2.5 实验结果分析

4.3 实验室条件下熔融分离飞灰中重金属元素的最佳工艺参数及条件

4.4 飞灰的损失率

4.4.1 实验方法

4.4.2 实验结果

4.4.3 实验分析

4.5 熔渣的浸出毒性

4.6 结论

5 结论

致谢

参考文献

附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-06

参考文献

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[4].垃圾焚烧飞灰机械力化学法改性及应用研究[D]. 徐林智.浙江工业大学2017
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