《水泥窯協同處置危險廢物中氯的析出及轉化機理研究》是依託杭州電子科技大學，由祝紅梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水泥窯協同處置危險廢物中氯的析出及轉化機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：祝紅梅
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水泥窯協同處置危險廢物時，由於危險廢物常不同程度的含有氯元素，且窯內氯的超量存在會影響水泥窯協同處置工藝和水泥成品質量，因此有必要對水泥窯協同處置危險廢物中氯的析出及轉化機理開展研究。本項目擬選取有熱值可燃燒的精餾殘渣和無熱值的焚燒殘渣為典型危險廢物，分別採用熱重紅外聯用裝置、高溫管式爐、真空電弧爐對協同處置進行燃燒和熔融實驗研究。首先，分別針對危險廢物以及危險廢物和水泥生料的混合物，比較研究二者氯的析出速率，氯轉化到氣相和固相的遷移特性；其次，研究不同溫度、不同危險廢物比例、不同乾抑制劑及其含量等對氯析出和轉化特性的影響規律。再次，研究不同協同處置氣氛環境、不同重金屬種類及其含量等對氯析出和轉化的協同作用規律。最後，研究熟料和結皮物料對氯的固化率，以及氯在熟料和結皮物料中的存在形態；並探索危險廢物成分、窯的熱工狀態等對窯結皮物料形成的關聯影響，為水泥窯協同處置危險廢物提供理論支持。
結題摘要
水泥窯協同處置危險廢物技術具有焚燒溫度高、停留時間長、處理效果好、改造成本低等優勢，套用前景廣泛。但是水泥窯協同處置危險廢物時，危險廢物中氯的超量存在會影響水泥窯協同處置工藝和水泥成品質量。 本項目圍繞水泥窯協同處置典型高氯危險廢物中氯的析出和轉化機理開展研究，研究內容主要包括：危險廢物協同處置時與單獨危險廢物焚燒處置時，氯的析出和轉化特性的對比研究；協同處置條件對氯析出和轉化特性的影響規律研究；協同處置過程中鹼金屬對氯析出和轉化的協同作用研究；以及典型危險廢物協同處置中氯轉化到熟料和結皮物料的規律以及對窯結皮的關聯影響機制研究。 通過熱重紅外實驗研究獲得氯的摻入降低了水泥生料的分解溫度，當氯含量達到3%時，可使水泥生料分解DTG峰值對應溫度降低80℃。在熱解情況下，氯含量的增大和升溫速率的加快對HCl的析出均有促進作用；而在燃燒情況下，氯含量對HCl的析出時間和峰值強度幾乎沒有影響。通過高溫管式爐等實驗可知氯在煙氣和飛灰中的比例隨停留時間的增加而增大，直到30 min左右，氯的析出基本結束；當溫度為700℃時，氯主要存在於水泥熟料中，當溫度升高到1300℃時，氯在飛灰和煙氣中的比例逐漸增大到3.39%和52.35%，而氯在熟料中的比例則降低。當氯含量由0.50%增大到5.00%時，氯在煙氣中的比例由38.60%增大到48.39%，而熟料中的比例由60.35%降低到49.71%，與此同時，熟料中氯的量也由0.039%增加到4.07%；不同氯含量的混合樣品產生的二噁英均以OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDF為主。通過化學熱力學、掃描電鏡和晶相衍射分析分析，在結皮生成中除了關心常見的鹼金屬鉀和鈉以外，鎂也應該被重視；隨著氯含量的增加，熟料中C2S和C3S降低，而CaO和C3A增加，也即原料中氯離子的增加不僅會造成水泥的腐蝕性，同時會降低水泥的強度。
