生活垃圾焚烧飞灰中典型污染物控制技术

第1章 绪论1

1.1背景1

1.2焚烧飞灰中的典型污染物2

1.3生活垃圾焚烧飞灰现有处理技术简述3

1.3.1无机氯盐去除技术简述3

1.3.2重金属处理处置技术4

1.3.3二英处理处置技术11

1.3.4其他12

参考文献14

第2章 无机氯盐去除技术21

2.1生活垃圾焚烧飞灰中无机氯盐存在形式及分布21

2.1.1背景21

2.1.2几种焚烧飞灰及其元素组成21

2.1.3化合物形态分析新方法——XANES22

2.1.43种飞灰中无机氯盐的形态分析23

2.1.5小结33

2.2焚烧飞灰水洗工艺优化33

2.2.1背景33

2.2.2水洗工艺参数选择34

2.2.3水洗工艺优化36

2.2.4小结44

2.3无机氯盐在水洗工艺中的行为研究44

2.3.1背景44

2.3.2Ca(OH)2和NaHCO3中和飞灰在水洗工艺中无机氯盐的行为对比研究45

2.3.3锅炉/急冷塔中的飞灰在水洗工艺中无机氯盐的行为研究59

2.3.4小结71

2.4水洗焚烧飞灰的烧结工艺优化72

2.4.1背景72

2.4.2几种焚烧飞灰水洗残渣元素组成73

2.4.3烧结工艺优化73

2.4.4小结88

参考文献88

第3章 重金属处理处置技术92

3.1不同类型的城市垃圾焚烧飞灰中重金属形态的研究92

3.1.1背景92

3.1.24种不同来源焚烧飞灰元素组成93

3.1.34种飞灰中重金属形态分布94

3.1.4飞灰中重金属浸出特性99

3.1.5重金属形态分布与浸出特性的关系讨论99

3.1.6小结101

3.2“水洗 烧结”过程中重金属行为及去除机理102

3.2.1背景102

3.2.24种焚烧飞灰“水洗 烧结”过程中重金属行为分析103

3.2.3Pb的行为讨论114

3.2.4小结117

3.3重金属资源化技术117

3.3.1背景117

3.3.2湿法118

3.3.3火法128

3.3.4电化学技术130

3.3.5小结131

3.4重金属稳定化技术132

3.4.1背景132

3.4.2烧结132

3.4.3熔融134

3.4.4药剂稳定法135

3.4.5小结138

参考文献139

第4章 二英处理技术148

4.1焚烧炉系统中二英控制技术148

4.1.1背景148

4.1.2基本控制技术148

4.1.3烟气中的控制技术152

4.1.4小结155

4.2热处理技术155

4.2.1背景155

4.2.2高温热处理技术155

4.2.3低温热处理技术156

4.2.4小结156

4.3新技术综述157

4.3.1等离子体技术157

4.3.2NOx和二英联合去除(SNCR技术)158

4.3.3光催化降解技术158

4.3.4活性炭负载金属催化技术159

4.3.5低温药剂脱氯还原技术160

参考文献161

第5章 展望和趋势分析167

5.1焚烧炉系统的发展趋势167

5.1.1未来垃圾成分特性167

5.1.2焚烧炉及工况控制条件177

5.1.3烟气控制系统179

5.1.4小结182

5.2焚烧飞灰中无毒害无机氧化物的利用方式182

5.2.1水泥窑183

5.2.2陶粒184

5.2.3其他185

5.2.4小结186

5.3焚烧飞灰在“自然 人类社会”大物质循环中的意义187

5.4小结188

参考文献188

附录191

附录1191

附录2193

附录3194

附录4195

附录5中英文对照199 2100433B

《生活垃圾焚烧飞灰中典型污染物控制技术》主要介绍垃圾焚烧飞灰的治理技术，内容涉及焚烧飞灰中典型污染物种类，飞灰中典型污染物的去除技术，包括无机氯盐去除技术、重金属处理处置技术、二英处理技术；最后介绍了焚烧飞灰控制系统的展望和发展趋势。

本书具有较强的技术性和针对性，可供从事大气污染物控制、垃圾焚烧、固体废弃物处理处置等的科研人员和技术人员参考，也可供高等学校环境科学与工程及相关专业师生参阅。

燃烧过程会产生很多的污染物，主要有：

生活垃圾焚烧技术粉尘

焚烧烟气中的粉尘(颗粒物)是垃圾焚烧过程中产生的微小无机颗粒物质，可以分为由于物理原因产生的粉尘和由于热化学反应产生的粉尘。

生活垃圾焚烧技术炉渣、飞灰

焚烧过程产生的灰渣(包括炉渣和飞灰)一般为无机物质，它们主要是金属的氧化物、氢氧化物和碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐以及硅酸盐。大量的灰渣特别是其中含有重金属化合物的灰渣，对环境会造成很大危害。

生活垃圾焚烧技术烟气

烟囱部位的烟气成分含量与垃圾组成、燃烧方式、烟气处理设备有关，垃圾

焚烧产生的烟气与其他燃料燃烧所产生的烟气在组成上相差较大。同其他烟气相比，垃圾焚烧烟气的特点是HCl和O₂浓度特别高，粉尘中的盐分(氯化物和硫酸盐)特别高，焚烧过程中一些物质会产生有害气体，有害气体也会和粉尘反应，成为粉尘的一部分。

生活垃圾焚烧技术恶臭

在垃圾燃烧过程中，常会产生恶臭。恶臭物质也是未完全燃烧的有机物，多为有机硫化物或氮化物，它们刺激人的嗅觉器官，引起人们厌恶或不愉快，甚至会损害人体健康。

生活垃圾焚烧技术白烟

垃圾焚烧过程中，如果燃烧非常完全，烟囱冒出的烟应该是无色的，由于水蒸气、粉尘等原因会形成自烟。

焚烧过程产生大量的酸性气体、未完全燃烧的有机组分、粉尘、灰渣等物质，如将其直接排入环境，必然会导致二次污染，因此需对其进行适当的处理。

本标准规定了表面处理污泥、生活垃圾焚烧飞灰烧结制备衍生轻集料的术语和定义，衍生轻集料的产品质量和污染物控制要求等。 本标准适用于利用表面处理污泥、生活垃圾焚烧飞灰烧结制备衍生轻集料的质量控制和污染物排放控制。

在项目资助下，本课题组完成了“焚烧烟气中UP-POPs排放特征”、“焚烧过程中UP-POPs生成机制”和“烟气中UP-POPs综合控制技术”的研究任务，通过“烟气中UP-POPs催化分解中试研究”探索“抑制UP-POPs生成技术”和“焚烧过程综合控制技术原理”。研究工作取得的主要成果如下： （1）对五个典型生活垃圾焚烧厂、一个铁矿烧结厂的烟气和飞灰中的UP-POPs进行采样分析，获得国内垃圾焚烧行业和铁矿烧结行业UP-POPs排放水平及排放特征。 （2）通过监测不同组分垃圾焚烧过程中DL-PCBs生成量研究UP-POPs生成机制，结果表明DL-PCBs生成量与垃圾组分中塑料含量和垃圾含水率呈正相关。 （3）实验室小试研究证明商品VWTi催化剂对UP-POPs具有良好的催化降解效果。以HCBz为目标物的研究表明去除效率与催化剂组分和操作参数相关；通过动力学研究求取催化反应的活化能及反应级数，并揭示了VWTi催化剂的晶格氧氧化机理；通过中间产物分析进一步解释了HCBz在VWTi表面的反应路径。以PeCBz和UP-POPs混合物为目标物的研究了NOx、SO2、H2O等烟气中共污染物对去除效率的影响，并报道了UP-POPs挥发性、氯取代结构与去除效率之间的关系。 （4）利用水热法合成α-MnO2、β-MnO2、γ-MnO2和δ-MnO2四种八面体分子筛（OMS）。利用OMS催化氧化HCBz，四种形态OMS活性均高于商品VWTi催化剂。 OMS活性与表面对HCBz的亲和性和表面反应速率有关，其中表面亲和性由孔道结构、晶格氧电负性决定，而表面反应速率与氧化还原性有关。进一步研究表明δ-MnO2对PeCBz和PCBs同样有较高的去除效果，是具有前景的UP-POPs催化氧化剂。 （5）通过现场中试研究建立了一套中试规模的催化降解反应器，考察蜂窝型和滤袋型VWTi催化剂对烧结烟气中UP-POPs的实际降解效果。结果表明UP-POPs去除效率与催化剂VOx含量和温度呈正相关。两种构型催化剂均能在180-220°C达到80-99%的UP-POPs去除率。 （6）完成预期指标，在SCI收录刊物发表论文20篇，在核心期刊刊物发表论文1篇，发表国内国际会议论文14篇，申请专利3项，编写专著1部。 2100433B