碳在二惡英類有機物從頭合成過程中轉(zhuǎn)化的試驗研究.pdf

1、近年來霧霾已經(jīng)成為困擾中國環(huán)境的大問題，霧霾顆粒中的重要成分炭黑會帶來一些的環(huán)境問題，并對氣候變化產(chǎn)生影響。面對越來越多的城市生活和工業(yè)垃圾，焚燒已經(jīng)成為最經(jīng)濟快捷有效的處置手段，但是二惡英的排放已經(jīng)逐漸成為制約垃圾焚燒技術(shù)的難題。以上兩種污染物都是常見燃燒過程中的重要產(chǎn)物，且碳是二惡英生成重要原料，兩者之間存在非常密切的關(guān)系，但是有關(guān)炭黑和二惡英同時展開研究的報道目前還很少。為探索炭黑和二惡英生成之間的關(guān)系，研究炭黑在二惡英類有機物從

2、頭合成和降解過程中的遷移轉(zhuǎn)化，本文開展了大量的研究工作，并得到了一系列有價值的結(jié)論，主要包括：
　　1）本文依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)估算中國大陸2007年炭黑排放總量為963.4 Gg。按照燃料利用方式，農(nóng)村居民燃料消耗占39.6％，是最大的排放污染源，煉焦和其他工業(yè)燃料利用過程產(chǎn)生的炭黑排放量合計占41.4%。按照燃料種類，煤炭貢獻(xiàn)了炭黑排放總量的46%，生物質(zhì)燃料貢獻(xiàn)了37%，石油消耗貢獻(xiàn)了17%。針對14種主要的炭黑和PCDD/Fs排放

3、源的相關(guān)性分析表明，炭黑排放和PCDD/Fs排放之間存在相關(guān)性，關(guān)聯(lián)系數(shù)達(dá)到0.64。
　　2）含不同炭黑的飛灰對于從頭合成生成CBz、PCP、PCDD/Fs的影響趨勢基本相同，但是不同產(chǎn)物生成活性的差異則是CBz＜PCP＜PCDD/Fs。還原性氣氛下制取的炭黑配置的飛灰活性強于氧化性氣氛下制取的炭黑，且還原性炭黑配制的飛灰隨溫度的升高生成二惡英類有機污染物的生成趨勢是先升高后降低再升高后降低的雙峰值趨勢。水分和氧在飛灰的從頭合成

4、過程中會有協(xié)同效應(yīng)。相比PCP，CBz與PCDD/Fs具有更好的相關(guān)關(guān)系，是二惡英含量的較好指示物，但是相關(guān)關(guān)系受到溫度、水分和氧含量等因素的影響。
　　3）不同爐型的飛灰元素分布具有較大差異，但是在PY-GC/MS中表現(xiàn)出的結(jié)果基本一致，500℃下能夠釋放出更多種類和含量的含碳產(chǎn)物。PY-GC/TOFMS在分析飛灰熱解產(chǎn)物中具有更高的優(yōu)勢，在實際飛灰熱解中檢出了CBz、聯(lián)苯、萘鏈烴氯化物以及多元環(huán)狀芳香物等和二惡英關(guān)系密切的物質(zhì)

5、。推測飛灰中碳的主要存在形式為大量有機物吸附在飛灰表面，在250℃以下完成脫附，殘?zhí)縿t分布于飛灰顆粒的整體中均有分布，為帶有大量側(cè)鏈的大顆粒多環(huán)芳香碳結(jié)構(gòu)。
　　4）典型流化床生活垃圾焚燒爐飛灰是由微小顆粒團聚而成的，主要粒徑集中在37~74μm，74~149μm范圍內(nèi)，兩者合計占總質(zhì)量的93%。不同粒徑的飛灰元素分布差異不大，粒徑最小的飛灰中PCDD/Fs含量最高。實際飛灰的從頭合成過程生成的PCDD/Fs，比較趨向于生成高氯代

6、的PCDDs和所有的PCDFs，粒徑最小的飛灰從頭合成的能力最強，占最大重量比例的粒徑的飛灰從頭合成能力最弱。SO2可以有效的抑制從頭合成生成PCDD/Fs，對PCDDs和PCDFs具有同樣的抑制能力，且對低氯代的PCDD/Fs抑制能力更強。
　　5）添加CaO球磨對2,4,6-TCP具有非常好的降解作用，6h球磨降解率可達(dá)96.6%，降解中主要發(fā)生脫氯，斷環(huán)及縮合形成大分子石墨碳等作用。球磨處置對布袋后飛灰中PCDD/Fs具有很