危险废弃物焚烧中重金属迁移特性研究现状

针对我国的危险废弃物研究处于起步阶段，从危险废弃物的定义出发，对危险废弃物中重金属的来源、用焚烧法处理危险废弃物时重金属的迁移和转变特性及其影响因素等方面进行了详细介绍和分析，为帮助人们加深对危险废弃物处理和处置正确性和重要性的认识，进一步研究在焚烧中如何控制重金属的迁移问题提供参考。     

用TG-FTIR技术研究染料残渣热解污染物的排放特性

用热重分析仪（TG）研究了典型高热值危险废弃物——染料残渣的热解过程，分析了在程序升温下的热解失重变化情况；同时用红外光谱仪（FTIR）对热解气态产物进行实时跟踪检测分析，研究了热解产生的CO2、CO、SO2、HCN等各种气体浓度随时间（热重温度）的变化。此种废弃物热解过程中，SO2的排放在较低温度（257℃附近）就出现高峰。热解中还出现了一个短暂的有毒气体氰化氢析出峰，可将该温度段热解气体在有氧环境下燃烧使之分解破坏后排放。可以考虑绝氧干馏燃前脱除污染物的焚烧方法。     

染料残渣焚烧中重金属的迁移特性研究状况

以染料残渣中重金属为研究对象，从重金属对人体的危害和样品收集及分析方法出发，对染料残渣焚烧处理过程中重金属的迁移特性及迁移机理进行了全面的综述和分析。影响重金属迁移特性的主要因素为焚烧温度及残渣中氯的含量，有机氯比无机氯对重金属迁移的影响大，更容易使重金属由固态向气态迁移。对重金属的迁移特性进行论述将为进一步对其在焚烧处理过程中固化、稳定化的研究提供一定的理论依据。     

含氯有机废液在流化床中焚烧时HCl排放特性的试验研究

在小型鼓泡流化床试验台上 ,进行了含氯有机废液焚烧时HCl排放特性的试验研究。发现随着炉内温度从 70 0℃升高到 90 0℃ ,Cl HCl的转化率提高 ;在 90 0℃时 ,Cl HCl的转化率达到 98.5 %。     

水泥窑协同处置不同类型危险废物时二噁英排放特性研究

水泥窑协同处置固废在减量化、无害化和资源化方面具有显著的优势,然而,焚烧过程中不可避免地生成二噁英,而二噁英的排放量可能受固废的种类和处置量等影响。本文系统地研究某4 000 t/d的水泥窑单独处置电镀污泥、有机溶剂、含镍废物和医疗废物时废气中二噁英的排放水平,同时计算其排放因子,并且与已有的研究进行对比分析。结果表明,水泥窑协同处置不同危险废弃物时对二噁英排放的影响较小,所有排放数据均满足国家标准;二噁英主要通过从头合成反应生成,并以高氯代为主;各排放因子与国外水泥窑协同处置的企业的排放水平相当。该技术是一种切实可行的危险废物处置方式。     

污泥与煤混烧过程中HCl排放和脱除研究

对在管式炉中混烧处理的石化污泥与煤,在600℃~900℃温度范围内,进行了废弃物焚烧时HCl的排放特性及添加CaO脱除HCl气体的实验研究。实验研究表明随着污泥占燃料比例的增加,燃料中Cl→HCl转化率增大;随着温度的升高,燃料中Cl→HCl转化率增大。实验研究了Ca/(S+0.5Cl)摩尔比、温度对HCl去除率的影响。结果表明随着Ca/(S+0.5Cl)摩尔比的增大,HCl去除率增大;当温度低于700℃时,随着温度的升高HCl去除率增大,700℃时达到最大,然后随着温度的继续升高HCl去除率呈下降趋势,即存在一最佳脱氯温度。     

分级燃烧对固体吸附剂吸附痕量金属的影响

在一维煤粉燃烧炉实验研究了分级燃烧方式对吸附剂控制重金属元素排放的影响。试验发现分级燃烧会增加亚微米颗粒中重金属的浓度，不利于对痕量重金属元素的控制，尤其对挥发性大的元素(如Cu和Ni)影响越明显；固体吸附剂对煤中重金属的排放具有吸附作用，并且吸附剂对不同的重金属元素的吸附有选择性；最后对吸附剂吸附重金属元素的机理做了阐述，吸附剂吸附重金属元素是通过物理吸附和化学吸附，其中它们在吸附过程中是共存的。     

新型直燃集成式生活垃圾焚烧炉的焚烧试验研究

新型直燃集成式生活垃圾焚烧技术是一种与环境发展相协调的生活垃圾处理技术。该技术采用独特的空气预热的设计结构，简化了焚烧炉的结构，提高了烟气热利用的效率。通过实验表明：该焚烧技术具有二次污染小，焚烧稳定，处理效率高的特点。其中二次燃烧室排放的烟气中CO浓度低于80mg／m^3，SO2浓度低于312mg／m^3，HCI浓度低于187mg／m^3，NOx浓度低于107mg／m^3，排放尾气中二恶英类物质毒性含量低于0．2ng—TEQ／m^3；灰渣的重金属毒性浸出含量低于国家危险废物毒性浸出标准。     

城市垃圾焚烧过程中重金属释放行为的试验研究

以城市垃圾为研究对象，在流化床试验装置上进行焚烧试验，并采用电感耦合等离子体发射光谱仪在线测量烟气中的重金属浓度，研究不同气氛条件(空气、混合气和氮气)下Cd、Pb及Zn3种重金属的释放特性．试验发现，城市垃圾焚烧过程中，在还原气氛及HCl存在的情况下，Cd及Pb较易挥发释放，而Zn释放程度较低，且基本不受气氛条件的影响．研究结果对揭示城市垃圾流化床焚烧过程中重金属释放行为有一定的意义．     

垃圾焚烧大气污染物排放控制综述

垃圾焚烧虽然能够实现能量回收,但会产生二恶英、粉尘、SO2、NOx、重金属等污染物。焚烧烟气的直接排放会造成严重的大气污染,因此,需要对垃圾焚烧过程进行排放控制,不同的控制技术相互配合组成污染物控制系统才能实现焚烧烟气的达标排放。总结了不同的污染物控制技术及三种常见的大气污染物控制系统,比较了我国及欧盟垃圾焚烧大气污染物排放标准。我国垃圾焚烧污染物排放标准日趋严格,与欧盟排放标准差距逐渐缩小。     

危险废物管理及其焚烧处理综述

从危险废物的管理入手，比较了中美在危险废物管理法律法规上的差距，并对危险废物焚烧系统做了概述，同时介绍了几种常用的危险废物的焚烧炉型和焚烧产生的污染影响的分析。     

应用计算机控制系统预防危险废物回转窑焚烧结渣的研究

危险废物回转窑焚烧处置工艺具有诸多优点,但是当危险废物焚烧产生的灰渣熔融温度较低时,窑内的高温气氛会将灰渣颗粒熔融成液相,导致回转窑的结渣。灰渣的熔融实验结果证明,灰渣的熔融温度比较低,变形温度仅有1000℃左右。化学组分对灰渣熔融温度的影响研究表明,SiO2、Al2O3、CaO和CaSO4都对灰渣的熔融温度起到了升高的作用。采用计算机控制系统对整个系统进行监测、控制和管理,控制回转窑的温度在略低于灰渣熔融温度的水平运行,或者对危险废物在焚烧前进行合理的预混配伍,都能起到较好的预防回转窑结渣的作用。     

垅型倾斜往复炉排危险废物焚烧炉的设计

焚烧是一种被广泛应用的危险废物处理技术。针对我国危险废物产生状况,提出一种无害化危险废物成型焚烧技术。该技术能同时焚烧固体废物和废液,并对烟气、飞灰和炉渣进行后期处理,实现危险废物的无害化处理。焚烧炉采用垅型倾斜往复炉,炉膛温度低时可喷油助燃,并从炉膛出口抽取部分烟气干燥成型后的固体废物。详细介绍了危险废物成型焚烧系统工艺流程、焚烧炉结构和设计计算方法,并以典型废物为设计燃料,给出了1 500 kg/h焚烧炉的计算结果。     

采用螯合剂稳定垃圾焚烧飞灰中的重金属

介绍了螯合剂的结构特点、合成方式以及稳定重金属的原理，并分析了螯合剂在稳定焚烧飞灰等废渣方面的应用现状和我国目前螯合剂制备方面的技术现状，指出利用螯合剂稳定焚烧飞灰等废渣中重金属所存在的问题、障碍和解决的途径。     

多形态危险废物集成进料系统的开发

危险废物焚烧处置系统中进料系统难以适应形态多样的危险废物,不易实现控制自动化。介绍了研制的一套多形态危险废物集成进料系统,能够适应散装固体废物、半固态危险废物、医疗废物、桶装危险废物、液态危险废物和气态危险废物的进料,并且利用计算机控制系统对进料系统进行自动化控制与协调控制。     

Emissions of gaseous pollutants,polychlorinated dibenzo-p-dioxins,and polychlorinated dibenzo-furans from medical waste combustion in a batch fluidized-bed incinerator

The quantities of pollutants emitted during the incineration of medical waste using a batch fluidized-bed system have not yet been well characterized. In this study, the CO, NO, and SO₂ in the gaseous emissions of a pilot scale vortexing fluidized-bed incinerator (VFBI) and the toxic polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzo-furans (PCDD/Fs) in the fly ash collected from the baghouse were examined. Four kinds of simulated medical wastes with different chlorine contents were used. The effects of the feeding interval, chlorine content, and the addition of calcium carbonate were experimentally evaluated. The results showed that increasing the feeding interval decreased the amount of all pollutants due to the decreased bed temperature and prolonged residence time in the incinerator. The addition of calcium carbonate decreased the emissions of the three gaseous pollutants; however, the concentrations of PCDD/Fs of the fly ash increased while calcium carbonate was added. The concentration of NO and SO₂ decreased while CO concentration increased with the increasing of chlorine content in the simulated medical waste. The magnitude of the effects of the operating parameters on the PCDD/F congeners formed followed the order: chlorine content > feeding interval > Ca/Cl ratio. Based on the experimental results, we extrapolate that the threshold value of the chlorine content was about 1% for PCDD/Fs generation. At a lower chlorine content, the PCDDs formation rate is higher than that at a higher chlorine content, especially for 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD and OCDD. When the chlorine content exceeds the threshold value of 1%, the formation rate of PCDFs exceeds that of PCDDs.     

The kinetics of vaporization of a heavy metal from a fluidized waste by an inverse method

This study addresses the emission of heavy metals during the incineration of municipal solid waste. A global method was developed to determine the vaporization rate of the metal from the on-line analysis of exhaust gas. This method differs from direct models, which predict the time course of the metal concentration in the gas from the vaporization rate profile, but which are not practicable because this vaporization rate cannot be measured in real incinerators burning real wastes. The method is based on the determination of the global rate of release of heavy metal from the combustion of model wastes in a fluidized bed. It is an inverse method, which involves only the measured concentration of heavy metal in the exhaust gases and a model developed at the reactor scale. The thermal treatment of model wastes spiked with a metal was performed in a laboratory- scale fluidized bed. In fact, a solid matrix derived from real waste was dosed with Cd, Pb, or Zn and burned to simulate the metal’s release during the incineration of municipal solid waste. An on-line analysis system was linked to the gas outlet of the reactor, and the metal’s vaporization was tracked successfully by continuously measuring by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) the relative concentration of the metal in exhaust gases. On the theoretical front, a bubbling bed model was developed and validated to calculate the metal’s vaporization rate from its concentration-time profile in the outlet gas. The inverse method consists in identifying these vaporization rates at the particle level from only the on-line diagnostic results and using the model, whatever the waste considered. The data obtained may be used in any process, in which wastes are heated rapidly (several hundreds of degrees per second), as in fluidized beds.     

城市垃圾焚烧飞灰物理化学性质及重金属风险分析

对7种城市垃圾焚烧飞灰的物理化学性质进行了详细表征。针对飞灰中重金属成分复杂的特点对重金属含量、形态分布和浸出毒性进行了分析,并进行了风险评估指数和风险指数计算。飞灰的化学组分和晶相结构分析显示,城市垃圾焚烧飞灰中含有大量的CaO、CaSO₄、SiO₂、Al₂O₃、NaCl和KCl等化合物,具有资源化利用的潜力。但同时飞灰中含有大量的重金属,其中Pb和Cd的生态风险高,浸出毒性高于飞灰直接处理和处置要求。研究结果表明,垃圾焚烧飞灰需进行处理至达到一定要求后才能进行资源化利用。