硫铁矿影响二恶英生成的试验研究及医疗垃圾焚烧炉灰渣中二恶英分布特性

论文摘要

焚烧处理正逐渐成为我国生活垃圾与医疗垃圾的主要处理手段,然而由于垃圾焚烧处理过程中产生的二噁英这类剧毒物质,可以通过烟气、飞灰排放进入周围环境,从而对生态环境造成危害。本文旨在寻找一种有效的添加剂,从而抑制垃圾焚烧过程中二噁英的生成。重点围绕小型试验台及大型医疗垃圾焚烧过程中二噁英的控制技术,开展了一系列的试验基础研究,得到了一些具有现实意义的研究结果和研究结论。本文的主要研究内容为:1)开展了硫铁矿氧化机理的试验研究,结果表明在空气气氛下当温度大于500℃时,硫铁矿可以直接氧化成二氧化硫和三氧化二铁,并且硫铁矿的氧化属于未反应核模型。2)在小型管式炉模拟实际垃圾的焚烧过程实验来考察硫铁矿作为添加剂对二噁英生成的影响。研究表明:当硫铁矿以低硫氯比添加到模拟垃圾中时,不但不能抑制二噁英的生成反而会促进其生成。当以高硫氯比添加时,发现有比较明显的抑制效果,并且随着硫氯比的增加抑制效果也不断增加。当S/C1比为1.95时,二噁英总量和毒性当量排放抑制效率分别为98.9%和98.3%。在试验中还发现三氧化二铁在一定程度可以减少二噁英的生成。当S/C1比不同时,二噁英同系物的分布、PCDD/PCDF比也不同,说明了硫铁矿在不同S/C1比下的抑制机理也有所不同。当S/C1比＜1.5时,相对于三氧化二铁来说可能是硫在起主要的作用。当S/C1比为1.95时,可能是三氧化二铁的氧化作用为主要因素。硫铁矿对二噁英生成的抑制是二氧化硫和三氧化二铁共同作用的结果。3)考察了回转窑-流化床医疗垃圾热解/焚烧装置在不同转速下,飞灰和炉渣中二噁英的生成及排放。发现随着转速的增加二噁英的毒性排放总量也在不断增加。当转速为0.82r/min时,二噁英的总量和毒性当量排放分别为41.05ng/g,7.58 ng I-TEQ/g。与飞灰相比,灰渣样品中二噁英的生成量要小很多。试验还考察了飞灰中二恶英生成量与尾部烟气常规污染物排放之间的关系,结果发现随着尾部烟气NOx和H2O含量的增加,二噁英都有减少的趋势,同时随着O2浓度的增加,二噁英的总量也随之增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 垃圾焚烧与二噁英
• 1.2 二噁英的理化特性及来源
• 1.2.1 二噁英的理化特性
• 1.2.2 二噁英的来源及我国垃圾焚烧过程中二噁英的排放
• 1.3 二噁英的生成机理
• 1.3.1 气相反应生成二噁英
• 1.3.2 低温异相催化合成反应生成二噁英
• 1.4 垃圾焚烧过程中二噁英控制技术的研究进展
• 1.5 硫对二噁英生成的影响
• 1.6 三氧化二铁对二噁英生成的影响
• 1.7 本文研究主要内容
• 参考文献
• 第二章 硫铁矿的氧化
• 2.1 引言
• 2.2 热重-红外分析方法的基本原理及实验工况
• 2.3 实验结果和讨论
• 2.3.1 硫铁矿基本特性
• 2.3.2 硫铁矿热重-红外试验
• 2.3.3 硫铁矿管式炉试验
• 2.4 本章小结与讨论
• 参考文献
• 第三章 低硫氯比下硫铁矿对二噁英生成影响的实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验装置和分析方法
• 3.3 低硫氯比下硫铁矿对二噁英生成的影响
• 3.4 硫铁矿在低硫氯比下对二噁英的影响机理
• 3.5 结论
• 参考文献
• 第四章 高硫氯比下硫铁矿对二噁英生成的影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验装置及分析方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 硫铁矿对二噁英生成的影响
• 4.3.2 硫铁矿对二噁英生成的抑制机理
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 回转窑-流化床医疗垃圾焚烧过程中二噁英的生成及排放
• 5.1 前言
• 5.2 医疗垃圾焚烧过程中二噁英生成排放实验
• 5.2.1 焚烧装置系统图
• 5.2.2 实验结果和讨论
• 5.3 结论
• 参考文献
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 本文创新点
• 6.3 研究展望和建议
• 作者在攻读硕士学位期间发表（含已录用）的论文目录
• 致谢