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关键词：
焚烧飞灰,水泥窑共处置,砷,迁移,热力学模拟,CHEMKIN,窑灰循环
发表时间：
2013-03-04 09:08:32
焚烧飞灰水泥窑共处置过程As的迁移特征
徐世梅 | -> | 564| 0| 0.275799MB |焚烧飞灰,水泥窑共处置,砷,迁移,热力学模拟,CHEMKIN,窑灰循环
摘要: 为了明确焚烧飞灰水泥窑共处置过程中A s的迁移特性, 对大量国外工业水泥窑As的监测数据进行了统计分析, 研究A s或C l输入总量对As迁移特性的影响. 同时, 采用CHEMKIN 软件对水泥窑煅烧过程中A s的物相进行热力学模拟, 并使用水泥回转窑系统的简化模型讨论了窑灰循环对As迁移的影响. 结果表明, 焚烧飞灰中A s的酸可提取态、可还原态和可氧化态所占的比例分别为28. 55%、20. 72% 和651 33%. 焚烧飞灰水泥窑共处置过程中C l对A s的物相影响很小, 水泥原料煅烧产生的C aO与A s发生反应生成稳定的固态C a3 ( AsO4 ) 2, 从而抑制了As的挥发. 水泥窑共处置过程中A s的一次固定率较高, 可达65%, 焚烧飞灰替代原料后, 窑灰和熟料中的As含量增加缓慢, 窑灰循环有助于熟料中As固定率的增加.
近年来, 我国危险废物的产生量增加迅速, 据统计, 2007年我国工业源中危险废物的产生量为
4573. 69万t(中华人民共和国国家统计局, 2010) .由于危险废物对环境造成的威胁日益加剧, 而其管理及集中处置设施建设却严重滞后, 因此, 提高危险废物的处理处置水平成为亟待解决的问题. 固体废物水泥窑共处置技术不仅可减小固体废物引起的环境负荷, 使废物资源化, 而且还可为水泥工业提供能源和资源, 因而逐渐得到人们的重视(朱桂珍, 2000a; de Ladebat et al. , 2000; 袁玲等,2002) .研究发现, 危险废物中含有一定量的重金属, 重金属进入水泥窑后的去向包括随烟气和粉尘排放, 进入熟料以及随窑灰带出, 如果窑灰循环则这部分重金属会部分或全部回到窑内(乔龄山, 2002). 尽管水泥窑共处置能够有效破除废物中的有机污染物,但有关不易焚毁去除的重金属类污染物在水泥窑煅烧过程中的迁移特性尚无明确结论. A s是各国废物焚烧标准及水泥窑处置危险废物标准中重点限排的重金属, 研究危险废物水泥窑共处置过程中As的迁移特性对于危险废物焚烧处理技术的优化比选具有重要的意义. 目前, 国内外研究水泥窑共处置过程中重金属迁移特性的方法主要有两种: 一种是通过实验室煅烧熟料方式研究重金属的固定特性(施惠生等, 2004; 苏达根等, 2006; 张俊丽等,2008; 李橙等, 2008; 崔素萍等, 2004); 另一种是通过监测工业水泥窑处置废物过程中重金属的排放数据(朱桂珍, 2000a; 2000b). 实验室内采用的一次煅烧的方法虽然对熟料的品质没有显著影响, 然而重金属的固定属于/一次固定0, 与水泥窑窑灰循环所表征的/多次循环固定0有着显著的差别. 由于水泥回转窑系统本身的复杂性, 因此, 实验研究难以掌握窑灰回用对重金属多次循环固定的影响, 水泥窑的监测数据也无法全面体现窑灰是否循环所带来的影响. 此外, 通过实验室研究虽然可以获得重金属的固定率, 但却无法明晰水泥窑煅烧过程中重金属的物相特征.
因此, 本文通过对大量国外工业水泥窑As的监测数据进行统计分析, 研究A s或C l输入总量对A s
迁移的影响, 并采用CHEMK IN 软件对水泥窑一次煅烧条件下A s的物相进行热力学模拟, 使用新型干
法水泥回转窑系统的简化模型, 计算窑灰循环对A s的固定作用, 探讨窑灰循环对废物水泥窑共处置时
As迁移的影响. 这对于明晰含As废物水泥窑共处置过程中A s的迁移行为具有重要意义.
4573. 69万t(中华人民共和国国家统计局, 2010) .由于危险废物对环境造成的威胁日益加剧, 而其管理及集中处置设施建设却严重滞后, 因此, 提高危险废物的处理处置水平成为亟待解决的问题. 固体废物水泥窑共处置技术不仅可减小固体废物引起的环境负荷, 使废物资源化, 而且还可为水泥工业提供能源和资源, 因而逐渐得到人们的重视(朱桂珍, 2000a; de Ladebat et al. , 2000; 袁玲等,2002) .研究发现, 危险废物中含有一定量的重金属, 重金属进入水泥窑后的去向包括随烟气和粉尘排放, 进入熟料以及随窑灰带出, 如果窑灰循环则这部分重金属会部分或全部回到窑内(乔龄山, 2002). 尽管水泥窑共处置能够有效破除废物中的有机污染物,但有关不易焚毁去除的重金属类污染物在水泥窑煅烧过程中的迁移特性尚无明确结论. A s是各国废物焚烧标准及水泥窑处置危险废物标准中重点限排的重金属, 研究危险废物水泥窑共处置过程中As的迁移特性对于危险废物焚烧处理技术的优化比选具有重要的意义. 目前, 国内外研究水泥窑共处置过程中重金属迁移特性的方法主要有两种: 一种是通过实验室煅烧熟料方式研究重金属的固定特性(施惠生等, 2004; 苏达根等, 2006; 张俊丽等,2008; 李橙等, 2008; 崔素萍等, 2004); 另一种是通过监测工业水泥窑处置废物过程中重金属的排放数据(朱桂珍, 2000a; 2000b). 实验室内采用的一次煅烧的方法虽然对熟料的品质没有显著影响, 然而重金属的固定属于/一次固定0, 与水泥窑窑灰循环所表征的/多次循环固定0有着显著的差别. 由于水泥回转窑系统本身的复杂性, 因此, 实验研究难以掌握窑灰回用对重金属多次循环固定的影响, 水泥窑的监测数据也无法全面体现窑灰是否循环所带来的影响. 此外, 通过实验室研究虽然可以获得重金属的固定率, 但却无法明晰水泥窑煅烧过程中重金属的物相特征.
因此, 本文通过对大量国外工业水泥窑As的监测数据进行统计分析, 研究A s或C l输入总量对A s
迁移的影响, 并采用CHEMK IN 软件对水泥窑一次煅烧条件下A s的物相进行热力学模拟, 使用新型干
法水泥回转窑系统的简化模型, 计算窑灰循环对A s的固定作用, 探讨窑灰循环对废物水泥窑共处置时
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