水泥窯協(xié)同處置固廢二惡英排放特性和生成機(jī)理研究.pdf

1、水泥窯協(xié)同處置固體廢物（簡稱固廢）技術(shù)既能為水泥工業(yè)提供能源或資源，又能同時(shí)處理固廢，是一項(xiàng)雙贏的技術(shù)。然而在協(xié)同處置固廢過程中會(huì)產(chǎn)生持久性有機(jī)污染物-二惡英，如何控制和減少二惡英的生成是水泥窯協(xié)同處置固廢技術(shù)得以大力推廣的關(guān)鍵問題。本文以水泥窯協(xié)同處置固廢產(chǎn)生的二惡英為研究對(duì)象，評(píng)估其對(duì)周邊環(huán)境的影響作用，針對(duì)其在水泥窯生產(chǎn)工藝流程的關(guān)鍵生成區(qū)域、主要影響因素及控制技術(shù)開展全過程研究，探索水泥窯生產(chǎn)過程中二惡英的可能生成機(jī)理以及二惡英

2、和氯苯在整個(gè)工藝過程的質(zhì)量平衡，并提出污泥干化熱解氣（簡稱干解氣）抑制水泥窯二惡英生成的技術(shù)設(shè)想，為水泥企業(yè)開展協(xié)同處置固廢處置業(yè)務(wù)提供技術(shù)參考。本文開展了一系列試驗(yàn)研究，取得了一些具有實(shí)際指導(dǎo)價(jià)值的研究結(jié)果結(jié)論，主要包括：
　　1）本文調(diào)研的六座國內(nèi)典型新型干法水泥窯協(xié)同處置固廢時(shí)煙氣中二惡英的排放濃度均低于0.1ng I-TEQ/Nm3的限值。固廢協(xié)同處置量和固廢種類對(duì)水泥窯煙氣中二惡英濃度的影響較小，而水泥生產(chǎn)線規(guī)模越大越有

3、利于減少二惡英的排放量。關(guān)聯(lián)系數(shù)分析結(jié)果表明水泥窯煙氣排放對(duì)周邊大氣和土壤中二惡英濃度的影響較小，水泥窯煙氣中二惡英并不會(huì)大量擴(kuò)散和沉降到廠區(qū)周邊大氣和土壤中。生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果表明水泥窯協(xié)同處置固廢有利于減少溫室氣體排放，同時(shí)水泥窯協(xié)同處置固廢并不會(huì)增加環(huán)境中人體毒性潛值，是一項(xiàng)對(duì)環(huán)境友好的固廢處置技術(shù)；
　　2）本文研究了水泥窯預(yù)熱器區(qū)域和燃后區(qū)域煙氣中氣固相二惡英和氯苯的全過程分布情況。結(jié)果表明，預(yù)熱器C1級(jí)(First st

4、age of cyclone separator，簡稱C1級(jí))是水泥窯系統(tǒng)二惡英生成的主要區(qū)域，其二惡英生成的主要途徑可能是從頭合成反應(yīng)。質(zhì)量平衡計(jì)算表明二惡英和氯苯的凈排放量分別為-1268mg I-TEQ/year和-40kg/year，表明二惡英和氯苯在水泥窯中是一個(gè)減少過程。另外，水泥窯旁路系統(tǒng)開啟后回轉(zhuǎn)窯內(nèi)累積的無機(jī)氯由89kg/h下降為73kg/h，同時(shí)旁路開啟后窯尾煙氣中二惡英的排放濃度由0.037±0.035ng I-T

5、EQ/Nm3下降為0.019±0.007ng I-TEQ/Nm3，表明旁路開啟能夠破壞窯內(nèi)氯平衡，有助于減少二惡英的生成量；
　　3）本文探索了水泥窯窯灰回用過程中二惡英從頭合成的影響因素和可能的生成機(jī)理，同時(shí)研究了溫度和含氧量對(duì)飛灰中二惡英解析附特性的影響作用。索提窯灰加熱后二惡英的生成量為157pg I-TEQ/g，表明窯灰回用至預(yù)熱器C1級(jí)并不會(huì)大量地增加二惡英的排放水平。同時(shí)，CuCl2被證實(shí)是窯灰中二惡英生成的重要催化劑

6、和氯源。另外，窯灰受熱后殘留的二惡英總量隨著溫度的升高或者含氧量的升高而下降。對(duì)于二惡英毒性當(dāng)量的氣固相分布，氣相二惡英的比例隨著溫度的上升由300℃時(shí)的18％上升為400℃的33%，而含氧量對(duì)二惡英氣固相分布特性影響較?。?br>　　4）本文研究了不同條件下產(chǎn)生的污泥干解氣對(duì)二惡英抑制效果的影響，提出了最優(yōu)的應(yīng)用工況，并且深入探究了干解氣的主要作用成分及其抑制機(jī)理，為同時(shí)實(shí)現(xiàn)水泥窯協(xié)同處置污泥和抑制二惡英生成提供了理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明，