城市固体废弃物焚烧中铬的形态释放及脱除

论文摘要

随着经济水平的提高和人口数量的增长，城市固体废弃物已经逐渐成为各个城市面临的环境问题，由于焚烧法具有减量化、无害化、资源化和余热利用等优点，逐渐成为现在最主要的固体废弃物处理技术之一。而在固体废弃物焚烧中，重金属是最受关注的污染物之一，而铬又是其中最具有毒害的一种，铬主要以Cr（III）和Cr（VI）形态存在，其中Cr（VI）比Cr（III）的毒性强100-1000倍，因此对焚烧过程中铬的形态释放和脱除的研究显得尤为重要。本文通过在立式管式炉上的实验以及热力学软件的模拟计算，研究了固体废弃物焚烧过程中温度、停留时间、氧气、氯和水分对铬的形态释放的影响，并分析了六种不同的吸附剂对不同形态铬的吸附效果、作用机理及温度和氯对吸附效果的影响。研究发现，固体废弃物焚烧中，铬大部分停留在底灰中；温度的升高、停留时间和氧含量的增加，氯的加入会促进铬的蒸发释放和六价铬的形成，而水分的影响则较小；六种吸附剂对于总Cr的脱除率：竹炭>活性炭>氧化钙>沸石>膨润土>氧化铝；对于Cr（VI）的脱除率：氧化钙>膨润土>沸石>竹炭>活性炭>氧化铝；氧化钙会通过化学反应使近78%的Cr（III）转化为Cr（VI），竹炭和活性炭能不仅能吸附较多的铬，还能将大部分的Cr（VI）还原为Cr（III）；温度对于氧化钙的吸附效果影响较大，氯的加入会削弱了氧化钙对铬的脱除效果。另外通过热力学模拟发现，固体废弃物焚烧过程中主要产物为Cr2O3（s），CrO2（g）和CrO3（g）， Cr（VI）含量随着温度的升高含量逐渐增多；氯的加入会形成CrO2Cl2（g）和CrCl3（g）；通入气体中氧含量的增加使CrO2（g）和CrO3（g）等化合物开始生成的温度进一步提前，并使Cr（VI）的含量提高；CaO与铬作用生成了CaCrO4和CaO Cr2O3两种物质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 固体废弃物焚烧中重金属释放及脱除的研究现状
• 1.3 本文的课题来源、意义及主要研究内容
• 2 城市固体废弃物焚烧中铬的形态释放实验研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验系统及方案
• 2.3 温度对铬形态释放的影响
• 2.4 停留时间对铬形态释放的影响
• 2%）对铬形态释放的影响'>2.5 氧气（O₂%）对铬形态释放的影响
• 2.6 氯对铬形态释放的影响
• 2.7 水分对铬形态释放的影响
• 2.8 本章小结
• 3 城市固体废弃物焚烧中铬的吸附实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验系统及方案
• 3.3 不同吸附剂对铬的吸附效果
• 3.4 释放温度对吸附剂吸附效果的影响
• 3.5 氯对吸附剂吸附效果的影响
• 3.6 本章小结
• 4 城市固体废弃物焚烧中铬的形态释放及吸附的热力学模拟
• 4.1 引言
• 4.2 热力学平衡计算软件介绍
• 4.3 热力学模拟方案
• 4.4 模拟结果及分析
• 4.5 本章小结
• 5 全文总结及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 下一步工作建议
• 致谢
• 参考文献