垃圾和煤燃烧过程中二噁英生成、排放和控制机理研究.pdf

摘要
本文首先从城市生活垃圾焚烧利用产生的二嚷英问题、垃圾焚烧排放二呀英占环境中排放的
总量、不可控嫩烧过程的二嗯英排放、燃烧过程中二啥英的生成机理、燃烧过程中二嚼英的抑制
和控制作用等方面综述分析了国内外关于垃圾和煤燃烧过程中二啥英的研究现状。并依托国家自
然科学基金项目编号国家重点自然科学基金项目编号号国家重点
基础研究发展规划项目项目等项目的支持,开展了内容丰富的垃圾和煤
燃烧过程中二嚷英生成、抑制及控制机理的基础实验研究,得到了一些具有现实指导意义的研究
结果和研究结论。本文的主要内容包括以下方面
飞灰是城市生活垃圾焚烧产生的啥英污染物的主要载体,本文研究了我国两种典型炉
排焚烧炉和循环流化床焚烧炉飞灰中二呀英按粒径分布的特性。比较了我国目前在运行的多家焚
烧厂的布袋除尘器飞灰中的二嚷英含量特性及规律。研究发现循环流化床焚烧炉产生的飞灰中的
呀英含量比炉排炉飞灰低很多,本文从焚烧炉炉型和燃烧工况的组织、嫌料的组成、飞灰中残
碳含量、飞灰中重金属和抓含量等方面详细阐述了导致飞灰中二嚷英按粒径分布的规律,不同炉
型飞灰中二嚷英含量特性存在巨大差别的原因。
在飞灰表面发生的异相催化反应是二嚷英在燃后区形成的主要机理,本文以垃圾焚烧炉
飞灰、燃煤锅炉飞灰、粉末活性炭等为原料,对影响飞灰表面异相催化反应生成嚷英的各种因
素进行了较详细的实验研究,内容包括氧、碳、催化剂、飞灰中比例、飞灰粒径、无机
氯源等,探讨和比较了燃煤锅炉飞灰、垃圾焚烧炉飞灰和粉末状活性炭发生低温异相催化反应生
成二嘻英的异同点及原因。同时还对飞灰表面发生低温异相催化反应过程中起重要作用的“氯化
反应”进行了综述分析。
当初以稳定姗烧为出发点的垃圾和煤混烧工艺路线,被发现对二嚷英的生成具有很好的
抑制作用,国内外对煤混烧抑制二啥英生成的现象解释为煤中硫的作用,本文从三个方面对硫在
燃烧过程中抑制二啥英生成的机理进行了试验研究。采用二嗯英前驱物五氛酚和元素硫
在不同温度条件下的加热试验表明,附近,前驱物生成二嚷英时具有“毒性滞后”现
象,而硫在超过℃时才表现出较大的抑制作用,低于℃时反而能促进前驱物生成更多二
嚷英,燃料中比例不同对前驱物生成二德英也具有重要影响。采用不同含硫量的标准煤样
和的混烧试验表明,煤燃烧对商温燃烧生成二唔英的抑制效率超过,多组试验
中达到以上。硫及其氧化物不仅在在较高温度条件下的燃烧过程中影响二英的生成和排
放,在低温条件下也能对二嗯英的低温异相催化反应产生影响,本所与美国队研究小组合作
开展了这方面的研究工作。本文深入、详细探讨了各种燃烧条件下和的反应机理,进一
步揭示了飞灰、在向日以转化过程中的相互作用,分析了对和飞灰发生异相催
化反应的影响机理。
烧过程也是我国环境中嚷英排放的重要来源。本文通过对大型嫩煤锅炉、异重介质
流化床煤和垃圾混烧焚烧炉的二英排放测试研究,进行了二英在燃烧系统中的输入输出平衡
计算。研究结果发现,燃煤锅炉的静电除尘器对燃煤锅炉的二嚷英排放具有重要影响,
机组每年向大气中排放的二英毒性当量为。一台的煤和垃圾混烧焚烧炉
每年向大气中排放的二曙英为。卜丁。本文还在小型实验台上进行了垃圾和煤混烧
的二曙英排放特性,研究发现煤参与混烧可以抑制垃圾焚烧过程的二嗯英排放,煤和塑料的流化
床燃烧得到了的抑制效果,煤和原生垃圾的管式炉燃烧试验得到了的抑制效果掺
煤
本文还对燃烧中和燃烧后的二英控制技术和机理进行了较详细的基础研究实验。研究
发现对高烧过程的二英排放具有截然相反的影响效果,即高
温条件下可以有效抑制二呼英的生成,而却能促进二呀英的生成,采用颗粒状活性炭、废
轮胎热解半焦颗粒对燃后烟气中二啥英的吸附控制研究表明,℃左右的温度段是进行二嚼英
吸附控制的最适合温度区间,废轮胎热解焦碳可以吸附烟气中的二嗯英。改良活性
炭粉末生成二嗯英能力的试验研究表明,适当的碱液浓度浸演活性炭后,可以大大降低活性炭本
身生成二德英的能力。本文最后部分建立了烟气中采用以活性炭为代表的吸附剂进行二嗯英吸附
控制的效率预测模型,计算结果表明,烟气净化塔和布袋除尘器的温度是影响吸附效率的最重要
因素,℃或更低温度可以达到较高的吸附控制效率在循环流化床焚烧炉中,飞灰本身可以
大量吸附烟气中的二嚷英,而活性炭粉末的品种和品质对吸附效率的影响井不大。
关键词燃烧,唔英,飞灰,硫,抑制,排放,控制,吸附效率
二。






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独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的
研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注