摘要
随着经济水平的提高和人口数量的增长，城市固体废弃物已经逐渐成为各个城市面临的环境问题，由于焚烧法具有减量化、无害化、资源化和余热利用等优点，逐渐成为现在最主要的固体废弃物处理技术之一。而在固体废弃物焚烧中，重金属是最受关注的污染物之一，而铬又是其中最具有毒害的一种，铬主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)形态存在，其中Cr(Ⅵ)比Cr(Ⅲ)的毒性强100-1000倍，因此对焚烧过程中铬的形态释放和脱除的研究显得尤为重要。 本文通过在立式管式炉上的实验以及热力学软件的模拟计算，研究了固体废弃物焚烧过程中温度、停留时间、氧气、氯和水分对铬的形态释放的影响，并分析了六种不同的吸附剂对不同形态铬的吸附效果、作用机理及温度和氯对吸附效果的影响。研究发现，固体废弃物焚烧中，铬大部分停留在底灰中；温度的升高、停留时间和氧含量的增加，氯的加入会促进铬的蒸发释放和六价铬的形成，而水分的影响则较小；六种吸附剂对于总Cr的脱除率：竹炭>活性炭>氧化钙>沸石>膨润土>氧化铝；对于Cr(Ⅵ)的脱除率：氧化钙>膨润土>沸石>竹炭>活性炭>氧化铝；氧化钙会通过化学反应使近78%的Cr(Ⅲ)转化为Cr(Ⅵ)，竹炭和活性炭能不仅能吸附较多的铬，还能将大部分的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)；温度对于氧化钙的吸附效果影响较大，氯的加入会削弱了氧化钙对铬的脱除效果。 另外通过热力学模拟发现，固体废弃物焚烧过程中主要产物为Cr2O3(s)，CrO2(g)和CrO3(g)，Cr(Ⅵ)含量随着温度的升高含量逐渐增多；氯的加入会形成CrO2Cl2(g)和CrCl3(g)；通入气体中氧含量的增加使CrO2(g)和CrO3(g)等化合物开始生成的温度进一步提前，并使Cr(Ⅵ)的含量提高；CaO与铬作用生成了CaCrO4和CaOCr2O3两种物质。
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