垃圾和污泥共燃过程中重金属的赋存迁移规律.pdf

《垃圾和污泥共燃过程中重金属的赋存迁移规律.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第44卷第5期锅炉技术Vo1．44，NO．52013年9月B0ILERTECHN0L0GYSept．，2013垃圾和污泥共燃过程中重金属的赋存迁移规律霍小华(山西大学工程学院，山西太原030013)摘要：采用热力学平衡计算方法，研究了垃圾和污泥焚烧过程Cu、Mn、Zn重金属的迁移规律，考察了温度、HCL、S以及焚烧中污泥水分高低对重金属迁移特性的影响。研究结果表明：除焚烧温度外，HC1是影响重金属迁移的主要因素，HC1的存在会促进难挥发重金属(Cu、Zn)低温时就挥发出来；污泥含水率的降低会增加氯化锌的挥发量，但影响较小，含水率由72降至12，氯化锌百分含量增加不到5。关键词：垃圾

2、；污泥；重金属；热力学平衡中图分类号：X7O1．3文献标识码：B文章编号：1672—4763(2013)05—0075—04烧过程中的大体迁变过程：重金属在焚烧过程0前言中主要经历蒸发、气相和表面反应、冷凝成核团随着城市经济的发展，垃圾和污泥的产量聚和飞灰吸附等3个主要过程。基于上述理越来越大。在诸多处理方法中，焚烧法以其减论，垃圾和污泥中的重金属在焚烧过程中的赋容效果好、病原微生物消灭彻底及回收能量等存迁移可分作2个阶段：首先，垃圾和污泥在炉优点而被采用。焚烧法虽然可以取得较好的减膛内燃烧产生烟气；其次，重金属挥发出来与烟容效果，但垃圾和污泥中重金属含量较常规能气发生反应。采用F

3、ACT软件，对重金属与燃源高出许多，焚烧过程中重金属的污染问题不烧后的烟气的平衡反应进行热力学计算。依据容忽视。Gibbs最小自由能法：在等温等压条件下以体系目前，对于垃圾和污泥焚烧过程中重金属的的Gibbs自由能最小作为平衡的判据，利用La-分布研究较少。孙路石口]研究了Cd、Pb和Zn在grange待定系数法求解此时各组分的组成和不同气氛下的释放特性，得出在HC1存在条件浓度。下，Cd及Pb较易挥发释放，Zn释放程度低。陈采用热力学平衡计算研究焚烧过程中重金勇[z-a~等研究了氯化物、硫化物对Pb、Cd迁移的属赋存迁移的物质形态。计算时的典型重金属影响，研究得出：氯化物和硫化物

4、的加入促进了含量以及烟气成分分别如表1、表2所示。计算Pb、Cd的挥发。刘淑静_4等研究了温度对重金压力为1．013×10Pa；温度范围为150℃～850属形态分布的影响，得出：重金属的残留率因元℃。计算中考虑了72～12不同含水率下，素和焚烧温度而异。以上研究仅从单个影响因HC1以及S是否参与的情况下重金属同时参与素的角度出发，考察重金属的迁移性，并没有考焚烧时的迁移情况。虑多种因素共存时重金属的反应情况。为了考表1重金属含量虑垃圾和污泥混燃处理时，温度、HC1、S以及水分诸多影响因素共存时对重金属迁移特性的影响，采用热力学平衡分析法进行了研究。1重金属迁移的热力学平衡计算You

5、sifSl5给出了固体燃料中的重金属在燃收稿日期：2012—10—20；修回日期：2013—03—04作者简介：霍小华(1985一)，女，助教，主要从事固体燃料的高效清洁利用。1002结果与讨论8O在以下讨论中，只对平衡计算结果中含量超过总量1以上的物质进行考虑。3种重金属元60素在不同温度、气氛以及含水率情况下的赋存状絮I皿40态如图(1～3)所示。2．1Cu2Ocu是一种半挥发性物质，焚烧过程中，cu的0迁移随温度、气氛的变化如图1所示。100200300400500600700800900温度代100(c)s不参与80100608O钿冰}皿406O缸l皿4020———————

6、————一020100200300400500600700800900—CuC!．g—．-Cu3C

7、3．g温度代O(a)原始气氛726252423222l2污泥含水率，％loo(d)不同含水率图1Cu在不同工况下的迁移特性8O堡综观图1可知，HC1对Cu的迁移有较大影60响。在温度高于550％时，HC1会促进Cu的挥发焱}Ⅲ水分含量的高低对cu的迁移特性有一定影响，如40图1(d)所示，主要表现在对氯化物Cu。C1。(g)和20CuCl(g)的相互转变上。在850℃的高温下，在Cl及S都参与反应时，Cu全部以Cu。C1。(g)和CuC101002003004005006007008

8、00900(g)的形态存在，此时，随着污泥含水率的降低，Cu。温度CIs(g)不断增加，相应CuCl(g)不断减少，但变化幅(b)HC1不参与度较小，并且CuCl(g)的含量一直在3O以上。第5期霍小华：垃圾和污泥共燃过程中重金属的赋存迁移规律2．2Mn在整个温度范围内，不论Cl和S是否参与反Mn是一种很难挥发的物质，如图2所示。应，都以固态形式存在，只是在不同温度与气氛下，产物的种类不同。在850℃时，污泥不同含1OO水率焚烧时对Mn迁移特性的影响如图2(d)所8O