摘要
由于新冠疫情的爆发，医疗垃圾无害化处理引发高度关注，废塑料是其主要成分，包括25%的聚氯乙烯（PVC）和11%的聚乙烯（PE）等。等离子体气化作为新型危废处理手段，近几年逐渐走进人们视野。处理废塑料时添加生物质成分，有望提高燃气品质，且降低环境风险。但由于原料含有氯，难以避免氯腐蚀问题，对设备运行造成威胁。本文以废塑料PVC和PE模拟医疗垃圾、木屑为原料开展等离子体气化试验研究，结合单因素影响评价和冗余分析（RDA），探索功率（16~24kW）、混合比（PVC/PE占比0~100%）、水碳比（0.2~1.8）等不同气化参数对氯迁移转化的影响机制，并用Factsage对氯产物进行机理探究，旨在研究氯的迁移转化规律，以期揭示等离子体气化氯释放特性。主要发现与结论如下： （1）在PVC气化过程中，功率由16kW增至24kW时（水碳比为1.0），气态氯含量由63.29mg/m3降至46.57mg/m3，水碳比由0.2增至1.8时（功率为20kW），气态氯含量呈现先增长后下降趋势，并在1.0时达到最大值48.84mg/m3，液态氯赋存形态为氯苯、邻二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯、苄基氯、五氯苯以及六氯苯；在木屑气化过程中，功率由16kW增至24kW时（水碳比为1.0），气态氯含量由25.38mg/m3增至37.65mg/m3，水碳比由0.2增至1.8时（功率为20kW），气态氯含量呈现先增长后下降趋势，并在1.0时达到最大值27.66mg/m3，液态氯赋存形态为甲基氯、间氯苯甲醚、9,12-十八碳二烯酰氯。 （2）在PVC与木屑混合气化过程中，PVC占比从0%增至80%，发现PVC与木屑存在协同作用，气态氯含量均值为46.79mg/m3，高于单质气化线性加权的均值41.58mg/m3，归因于PVC析出的HCl充当酸催化剂促进纤维素分解，增大HCl排放量；在PE与木屑混合气化过程中，PE占比从0%增至80%，PE与木屑仍存在协同作用，气态氯含量均值为35.88mg/m3，高于单质气化线性加权的均值30.19mg/m3，可能是生物炭的存在促进了PE自由基降解过程中的氢转移过程，增大了HCl的排放量。 （3）PVC与木屑共气化的Factsage模拟结果显示：主要含氯化合物为：HCl(g)、KCl(g)、(KCl)2(g)和KCl(s)。在特定范围内，增大PVC占比，会促进KCl(s)的分解和HCl(g)的生成，并降低产物中(KCl)2(g)的浓度；随着温度的升高，KCl(s)逐渐降低，主要形成产物有KCl(g)和(KCl)2(g)，HCl(g)含量先增大后减小。
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