碳在二惡英類有機(jī)物從頭合成過(guò)程中轉(zhuǎn)化的試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)霧霾已經(jīng)成為困擾中國(guó)環(huán)境的大問(wèn)題，霧霾顆粒中的重要成分炭黑會(huì)帶來(lái)一些的環(huán)境問(wèn)題，并對(duì)氣候變化產(chǎn)生影響。面對(duì)越來(lái)越多的城市生活和工業(yè)垃圾，焚燒已經(jīng)成為最經(jīng)濟(jì)快捷有效的處置手段，但是二惡英的排放已經(jīng)逐漸成為制約垃圾焚燒技術(shù)的難題。以上兩種污染物都是常見(jiàn)燃燒過(guò)程中的重要產(chǎn)物，且碳是二惡英生成重要原料，兩者之間存在非常密切的關(guān)系，但是有關(guān)炭黑和二惡英同時(shí)展開(kāi)研究的報(bào)道目前還很少。為探索炭黑和二惡英生成之間的關(guān)系，研究炭黑在二惡英類有機(jī)物從

2、頭合成和降解過(guò)程中的遷移轉(zhuǎn)化，本文開(kāi)展了大量的研究工作，并得到了一系列有價(jià)值的結(jié)論，主要包括：
　　1）本文依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)估算中國(guó)大陸2007年炭黑排放總量為963.4 Gg。按照燃料利用方式，農(nóng)村居民燃料消耗占39.6％，是最大的排放污染源，煉焦和其他工業(yè)燃料利用過(guò)程產(chǎn)生的炭黑排放量合計(jì)占41.4%。按照燃料種類，煤炭貢獻(xiàn)了炭黑排放總量的46%，生物質(zhì)燃料貢獻(xiàn)了37%，石油消耗貢獻(xiàn)了17%。針對(duì)14種主要的炭黑和PCDD/Fs排放

3、源的相關(guān)性分析表明，炭黑排放和PCDD/Fs排放之間存在相關(guān)性，關(guān)聯(lián)系數(shù)達(dá)到0.64。
　　2）含不同炭黑的飛灰對(duì)于從頭合成生成CBz、PCP、PCDD/Fs的影響趨勢(shì)基本相同，但是不同產(chǎn)物生成活性的差異則是CBz＜PCP＜PCDD/Fs。還原性氣氛下制取的炭黑配置的飛灰活性強(qiáng)于氧化性氣氛下制取的炭黑，且還原性炭黑配制的飛灰隨溫度的升高生成二惡英類有機(jī)污染物的生成趨勢(shì)是先升高后降低再升高后降低的雙峰值趨勢(shì)。水分和氧在飛灰的從頭合成

4、過(guò)程中會(huì)有協(xié)同效應(yīng)。相比PCP，CBz與PCDD/Fs具有更好的相關(guān)關(guān)系，是二惡英含量的較好指示物，但是相關(guān)關(guān)系受到溫度、水分和氧含量等因素的影響。
　　3）不同爐型的飛灰元素分布具有較大差異，但是在PY-GC/MS中表現(xiàn)出的結(jié)果基本一致，500℃下能夠釋放出更多種類和含量的含碳產(chǎn)物。PY-GC/TOFMS在分析飛灰熱解產(chǎn)物中具有更高的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際飛灰熱解中檢出了CBz、聯(lián)苯、萘鏈烴氯化物以及多元環(huán)狀芳香物等和二惡英關(guān)系密切的物質(zhì)

5、。推測(cè)飛灰中碳的主要存在形式為大量有機(jī)物吸附在飛灰表面，在250℃以下完成脫附，殘?zhí)縿t分布于飛灰顆粒的整體中均有分布，為帶有大量側(cè)鏈的大顆粒多環(huán)芳香碳結(jié)構(gòu)。
　　4）典型流化床生活垃圾焚燒爐飛灰是由微小顆粒團(tuán)聚而成的，主要粒徑集中在37~74μm，74~149μm范圍內(nèi)，兩者合計(jì)占總質(zhì)量的93%。不同粒徑的飛灰元素分布差異不大，粒徑最小的飛灰中PCDD/Fs含量最高。實(shí)際飛灰的從頭合成過(guò)程生成的PCDD/Fs，比較趨向于生成高氯代

6、的PCDDs和所有的PCDFs，粒徑最小的飛灰從頭合成的能力最強(qiáng)，占最大重量比例的粒徑的飛灰從頭合成能力最弱。SO2可以有效的抑制從頭合成生成PCDD/Fs，對(duì)PCDDs和PCDFs具有同樣的抑制能力，且對(duì)低氯代的PCDD/Fs抑制能力更強(qiáng)。
　　5）添加CaO球磨對(duì)2,4,6-TCP具有非常好的降解作用，6h球磨降解率可達(dá)96.6%，降解中主要發(fā)生脫氯，斷環(huán)及縮合形成大分子石墨碳等作用。球磨處置對(duì)布袋后飛灰中PCDD/Fs具有很