制革污泥的焚烧特性及20吨/天危废焚烧示范工程研究

摘要

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，产生大量的固体废弃物，尤其是危险废弃物，对我们的生态环境造成很大的威胁，因此对危险废弃物无害化处置的基础研究已经刻不容缓。以焚烧法为代表的热化学处理技术处理危险废弃物以其减容减量、资源化、无害化等众多优点而得到广泛的应用。然而，在焚烧处理危险废弃物的同时会产生二次污染问题，重金属的污染问题显得格外突出，原因是大多数危险废弃物都含有大量重金属，因此对焚烧过程重金属的污染控制研究对于保护我们的生态环境至关重要。
　　 本文对典型危险废弃物制革污泥焚烧过程中重金属的污染问题及20吨/天危废焚烧示范工程开展一系列实验和研究工作，研究主要内容如下：
　　 1)研究了制革污泥的热重红外特性，结果表明：在整个失重过程中，制革污泥失重率出现两次峰值，第一次峰主要是因为水分的蒸发引起，第二次峰主要是有机物质的热解、焚烧引起，整个过程出现了两次较小温度范围内的较大失重，失重过程较复杂；制革污泥活性能和频率因子较高，是热值较高的废弃物；制革污泥焚烧烟气产物包括大量的CO2和H2O和少量的CO等无机污染物及少量的He气等有机污染物。
　　 2)研究了制革污泥中不同重金属元素在焚烧过程中的迁移规律，结果表明：制革污泥中重金属Cr、Cu、Mn和Cd在焚烧过程中随着温度升高渣中的重金属浓度逐渐升高，到一定温度后又逐渐降低，Pb在焚烧过程中先随温度升高小幅下降，然后逐渐升高，Zn随着温度升高一直呈下降趋势；制革污泥重金属Zn、Pb在焚烧过程中随着温度升高含量逐渐降低，说明这两种元素不易富集在渣中，而是随着大量气态产物挥发到烟气中去；Cr在焚烧过程中随温度升高渣中含量始终接近总量，具有较明显的富集效应，Cd和Cu在低温段(≤600℃)具有一定的富集效应，Cd在高温段(≥800℃)呈现出比较明显的挥发性，Cu挥发性并不明显；Mn的量在焚烧过程中无明显变化，是一种较稳定的重金属。
　　 3)通过研究制革污泥焚烧飞灰、底渣的渗滤特性以及稳定化处理，掌握了各种条件下重金属的渗滤特点，采用高温熔融方法后飞灰和底渣的整体的重金属渗滤液浓度大大降低，并且达到了我国规定的重金属的浸出毒性标准。
　　 4)通过对20吨/天危险废物回转窑焚烧系统进行试验研究，表明：该装置采用回转窑(一燃室)、二燃室和流化床结合的热解-流化焚烧工艺，特别是采用控制窑头温度避免了回转窑挂壁结渣；采用流化冷渣装置延长未燃烬渣的焚烧时间，解决了热灼减率偏高问题；水冷式烟气急冷装置可以将烟气温度从1100℃降到200℃，防止了二恶英的尾部低温再生成。该系统运行稳定可靠，可以处理医疗垃圾和大多数的固态和液态危险废物，实现了烟气污染物尤其是二恶英排放达到国家标准的目标。同时对该系统运行时窑头温度分布、二燃室炉膛出口氧量变化、回转窑和炉膛升温特性、燃烧室外壁温度分布等几方面运行数据都进行了详细的介绍，为危险废物焚烧炉的运行提供了宝贵的经验数据。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 危险废物及其处置现状

1.2.1 危险废物的定义

1.2.2 我国危险废物的产生及特点

1.2.3 危险废物的处置现状

1.3 制革污泥的来源、成分、危害及其处置方法

1.3.1 制革污泥的来源、成分及危害

1.3.2 制革污泥处置方法

1.4 焚烧过程中重金属迁移控制机理

1.4.1 重金属的迁移过程

1.4.2 影响重金属迁移特性的因素

1.4.3 重金属的控制机理及技术

1.5 本文的选题背景及主要研究内容

参考文献：

第二章 制革污泥的热重红外实验研究

2.1 引言

2.2 实验

2.2.1 实验物料

2.2.2 实验准备与实验工况

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 制革污泥失重过程分析

2.3.2 动力学参数求解

2.3.3 制革污泥红外分析

2.4 小结

参考文献：

第三章 制革污泥焚烧过程中重金属的迁移规律研究

3.1 引言

3.2 实验材料和方法

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验装置

3.2.3 实验方法

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 制革污泥重金属在渣中浓度的变化

3.3.2 制革污泥重金属总量的变化

3.3.3 制革污泥焚烧前后的形貌特性

3.3.4 重金属元素在焚烧产物中的分配

3.4 小结

参考文献：

第四章 制革污泥焚烧飞灰、渣的重金属渗滤特性及其稳定化处理研究

4.1 引言

4.2 实验材料与方法

4.2.1 实验材料

4.2.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 液固比对重金属渗滤特性的影响

4.3.2 不同pH值对飞灰渗滤特性的影响

4.3.3 浸出时间对飞灰和底渣重金属渗滤特性的影响

4.3.4 飞灰和底渣中重金属高温熔融稳定化处理研究

4.4 小结

参考文献：

第五章 20吨/天危险废物回转窑焚烧系统试验研究

5.1 前言

5.2 焚烧系统

5.2.1 焚烧系统组成

5.2.2 焚烧系统工艺流程

5.2.2 焚烧系统配风

5.2.3 焚烧系统温度控制

5.2.4 物料分析

5.2.5 主要运行参数

5.2.6 系统物料平衡

5.3 实验结果与分析

5.3.1 回转窑和炉膛升温特性

5.3.2 窑头热解气体成分分析

5.3.3 窑头窑尾温度分布、二燃室炉膛出口氧量

5.3.4 燃烧室外壁温度分布

5.3.5 主要污染物排放监测结果

5.4 结论

参考文献：

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究创新点

6.3 本文不足之处及下一步工作的建议

作者简历

致谢