【摘 要】
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含重金属的废物量大面广,国家危险废物名录中含重金属的废物占18类。废物焚烧飞灰就是一种富含高浸出毒性的重金属以及高毒性当量的二恶英类化合物的危险废物,必须进行妥善处
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含重金属的废物量大面广,国家危险废物名录中含重金属的废物占18类。废物焚烧飞灰就是一种富含高浸出毒性的重金属以及高毒性当量的二恶英类化合物的危险废物,必须进行妥善处理处置。焚烧飞灰高温处理方法因其减量显著、稳定性高、可实现资源化利用等优势成为焚烧飞灰处理领域新的研究热点。我国垃圾焚烧飞灰氯含量明显高于其它国家和地区的8～15%的范围,最高可达30%,因此研究重金属氯化物在热处理过程中挥发行为便具有突出意义。本文即针对此点从热力学和动力学两个方面对Cu、Pb、Zn和Cd四种重金属的氯化物高温挥发过程进行研究。本文首先利用Gibbs自由能判据等热力学理论分别从定性和定量的角度对CuCl2、PbCl2、ZnCl2和CdCl2四种重金属氯盐在空气气氛和氮气气氛下的高温挥发过程进行理论预测,找出了四种重金属氯盐挥发过程的主要反应,并得出不同温度下重金属元素在反应体系中的热力学平衡分布。其次,利用热重差热分析仪研究四种重金属氯盐的高温挥发过程,考察了气氛、加热速率等因素对失重率、反应机理的影响。实验结果验证了热力学的分析结果并发现:随着升温速率的升高,挥发反应的TG和DTG曲线普遍向高温方向移动;空气气氛下四种重金属氯盐的挥发率明显低于氮气气氛下的挥发率。最后,结合热力学分析结果,根据热分析实验所得的TG曲线,利用非等温挥发动力学的基本原理,得到了CuCl2、PbCl2、ZnCl2和CdCl2不同气氛下的反应动力学模型,并通过补偿效应和不同升温速率下的失重率数据对所得的动力学模型进行了验证,结果表明:所得动力学模型满足补偿效应;且用所得动力学模型模拟计算的其它工况下的TG曲线与热分析实验结果有很好的相似性。
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