深度脱水污泥焚烧过程中调理剂的热转化行为及其对重金属挥发的影响

作     者：刘敬勇 傅杰文 党晓娥 孙健 孙水裕 郭家宏 王玉洁 LIU Jingyong;FU Jiewen;DANG Xiao'e;SUN Jian;SUN Shuiyu;GUO Jiahong;WANG Yujie

作者机构：广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 西安建筑科技大学冶金工程学院陕西省黄金与资源重点实验室西安710055 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2016年第36卷第7期

页      面：2540-2556页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.51308132) 广东省高层次人才特殊支持计划(No.2014TQ01Z248) 广东省科技计划(No.2015B020235013,2014A050503063,2015A020215033) 广州市科技计划项目(No.201510010033,2016201604030058)~~ 

主　　题：污泥焚烧 调理剂 重金属 深度脱水 热力学平衡分析 

摘      要：采用化学热力学平衡分析方法,应用污泥实测数据模拟计算了深度脱水后污泥焚烧过程中调理剂的热转化过程及逸出产物,并预测了含Cl调理剂与CaO耦合作用对重金属迁移转化及排放的影响.研究结果表明,污泥添加单一调理剂Al_2(SO_4)_3、Fe_2(SO_4)_3、FeSO_4、AlCl_3及FeCl_3后,Fe和Al在高温下主要以Al_2O_3(s)和Fe_2O_3(s)存在,主要气态产物是HCl和SO_2.调理剂CaO和FeCl_3共存且含量增加时,焚烧过程中HCl(g)逸出过程变慢,并且Fe_2O_3(s)易于和CaO(s)作用导致Fe_2O_3(s)存在温度区间变窄.污泥未添加调理剂焚烧过程中,重金属Cd、Pb、Cr、Tl、Hg、As易于以Cd(OH)_2(g)、PbO(g)、CrO_2(OH)_2(g)、AsO(g)、Hg(g)、Tl(g)形式挥发,而Cu、Zn、Ni以其氧化物形式存在而难挥发.调理剂FeCl_3及CaO添加到污泥后,重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg、Tl)的分布受FeCl3的影响大于CaO,导致其形成重金属氯化物而挥发,而Cr和As与CaO作用生成CaCr_2O_4(s)、Ca_3(AsO_4)_2(s)热稳定化学物,抑制了Cr、As的挥发.当脱水污泥与含硫化物掺烧时,重金属(Pb、Cu、Zn、Ni)挥发受到Cl的影响大于S,在低温区间其主要以硫酸盐为主,在中高温区间以氯化物存在,而Hg和Tl不受硫化物影响.