炉内添加剂对燃烧过程中Cd的排放控制影响

论文总字数：24053字

摘 要

生活垃圾、污泥等固体废物的处理问题随着社会的发展愈发严峻，传统的填埋方法会对土壤、水资源造成长久的严重的污染，目前最好的处理方法是在固废焚烧炉中进行焚烧，但此方法仍会产生挥发性重金属，对环境产生恶劣影响。本文通过对富集有重金属的黑麦草进行原料分析，选出富集部位进行重金属的吸附实验，对实验组分别添加高岭土、蒙脱石、氧化钙、氧化铝等几种吸附剂，加入原料后进行不同温度下的燃烧、消解，测出相关重金属的固留数据，对比后分析不同吸附剂、不同温度以及钾元素对重金属固留效果的影响，发现对于镉（Cd）元素来说，高岭土、γ-氧化铝都有不错的固留效果，而温度的升高虽然会使重金属挥发增多，吸附剂固留效果变差，但吸附的稳定性却会上升。本实验的创新之处在于使用实际生物质而非纯物质进行实验，并进行了多种添加剂、多种温度下的比较，作者最后也对吸附机理进行了一些分析猜测。

关键词：重金属吸附；吸附剂；焚烧

Abstract

With the development of society, the treatment of solid wastes such as domestic waste and sludge is becoming more and more serious. Traditional landfill methods will cause long-term serious pollution to soil and water resources. At present, the best treatment method is incineration in solid waste incinerator, but this method will still produce volatile heavy metals, which will have a bad impact on the environment. In this paper, the raw materials of ryegrass enriched with heavy metals were analyzed, and the enriched parts were selected for heavy metal adsorption experiments. In the experimental group, several adsorbents such as kaolin, montmorillonite, calcium oxide and alumina were added respectively. After adding the raw materials, the combustion and digestion were carried out at different temperatures, and the retention data of related heavy metals were measured. After comparison, different adsorbents and different temperatures were analyzed. It was found that kaolin and gamma-alumina have good retention effects for cadmium (Cd) elements. While the temperature increased, the volatilization of heavy metals would increase and the retention of additives would get worse, however, the stability of adsorption would rise. In addition, the effect of potassium (K) on cadmium retention was excluded. The innovation of this experiment lies in the use of real biomass rather than pure substances, and the comparison of various additives and temperatures. Finally, the author makes some analysis and speculation on the adsorption mechanism.

Keywords：Adsorption of Heavy Metals； Adsorbent； Incineration

目 录

摘要

Abstract

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 吸附剂的种类 3

1.2.2 吸附的影响因素 3

1.3 研究思路和研究目标 4

1.3.1 研究思路 4

1.3.2 研究目标 5

第二章 黑麦草燃烧实验 6

2.1黑麦草原料分析 6

2.1.1 黑麦草工业分析 6

2.1.2 黑麦草元素分析 9

第三章 重金属吸附实验 10

3.1 吸附实验仪器和试剂 10

3.1.1 实验仪器 10

3.1.2 实验试剂 11

3.2 吸附实验设定 11

3.3 挥发性重金属镉 12

3.4 实验数据对比及结论 13

3.4.1 不同吸附剂的吸附数据对比及结论 13

3.4.2 不同温度的吸附数据对比及结论 16

3.4.3 钾对吸附效果的影响 18

3.5 部分其他重金属吸附情况 19

3.6 吸附机理分析 20

3.6.1 物理吸附和化学吸附 20

3.6.2 吸附剂的吸附机理 21

3.6.3 温度对吸附影响的机理 22

第四章 全文总结与展望 25

4.1 全文总结 25

4.2 论文不足之处及今后需要开展的工作 25

参考文献 26

致 谢 27

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

随着我国经济飞速发展，城市垃圾问题日益严重。现如今，中国的各个城市每年产生的垃圾废物的数量超过2亿吨，平均每人每年的垃圾产生量约为300公斤，而且这两项数据仍呈现着上升的趋势；另外根据有关资料显示，在我国的大中型城市中，被垃圾所“围城”的城市比例达到了三分之二。数量庞大的垃圾，给城市居民的生活质量和城市环境都带来了极其恶劣的影响，寻求好的垃圾处理方法迫在眉睫。

我国从2018年的年初就已经下发了有关城市垃圾废物处理的公告，公告要求部分大中型城市要制定明确的垃圾分类工作的计划，要在2018年第一季度出台有关城市废物分类的政策文件，要将工作的内容具体化，工作的目的确定化，工作的任务量级化。争取在三年之内，使得部分大中型城市的城市废物处理工作能够形成一套完整的运行系统，让垃圾分类不再只体现在口号上，更要落实到生活中，并且要让这套运行系统能够供其他城市学习，继而可以在全国范围内推广。并且要在2035年前，使得中国国内的垃圾分类达到世界领先水平。

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