微波靶向加热消解垃圾焚烧飞灰中二噁英关键技术研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyr2007
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根据《中国统计年鉴2012》,我国城镇生活垃圾的年产生量已超过1.7亿吨,单纯依靠传统垃圾填埋方式已难以满足目前垃圾处理的需求。垃圾焚烧发电不仅可以解决垃圾占地问题而且实现了废物资源化,因而成为垃圾处理的主要发展方向。目前,我国已运行的垃圾焚烧电厂109余座,年处理垃圾约3388万吨。然而,垃圾焚烧过程不可避免的产生富集了剧毒二噁英及重金属的飞灰。估计目前垃圾焚烧飞灰的年产生量接近100万吨。这些飞灰是我国城市环境安全的巨大隐患,开发安全高效的飞灰处理处置工艺已迫在眉睫。   垃圾焚烧飞灰中富集了剧毒二噁英及重金属物质,被世界各国定性为危险废弃物,必须进行安全处置。传统的飞灰无害化处置方法,存在处置不完全,成本高,能耗大的问题。因此,开发一种节能降耗的飞灰无害化资源化处置工艺技术具有重要的现实意义。   在充分借鉴前人研究成果的基础上,本文提出了利用微波靶向加热消解飞灰中二噁英的方法,最终将无害化飞灰制备成免烧陶粒进行资源化利用的工艺方案。文中详细研究了微波处理对飞灰中二噁英降解效率的影响,考察了从400℃到1000℃范围内微波辐照后二噁英的分解率并优化了微波辐照时间;考察了微波敏化剂以及二噁英再合成抑制剂的添加对微波环境下飞灰中二噁英降解效率的影响;同时研究了解毒后飞灰重金属稳定化工艺及资源化制备免烧陶粒工艺技术,对飞灰无害化资源化制陶粒的工艺及产品性能进行了优化。   通过以上研究得出,微波靶向加热消解飞灰中二噁英的最佳工艺条件为600℃辐照20 min,在此条件下,飞灰中95%以上的PCDD/Fs被消解,毒性当量降至100 ng TEQ/kg以下;微波敏化剂及二噁英再合成抑制剂的添加不会对飞灰中二噁英的降解产生显著影响,而且会增加处理成本及工艺复杂性,因此将飞灰直接暴露在微波辐照的环境中是最佳的处理工艺;本研究结果同时表明巯基捕收剂对飞灰中重金属的稳定化效果较好,该捕收剂对过渡元素族重金属具有广谱的螯合稳定性能,去除率最高可达到95%;提出并优化了飞灰无害化资源化处置的工艺流程,搭建了一套飞灰日处理量为10吨的示范装置。
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