【摘 要】
:
热解焚烧技术由于无害化程度高、减量化效果好、能源回收效率高等特点,成为当前医疗废物主要处置手段。然而,医疗废物中聚氯乙烯(PVC)比重大,内部氯元素含量高,在热化学处理过程中产生的HCl不仅会引发处理设备的高温腐蚀,还为二噁英(PCDD/Fs)的生成提供了氯源。因此,深入研究医疗废物热解焚烧过程中HCl及PCDD/Fs的生成与控制,将有助于改进处理工艺,提高医疗废物高效清洁处理和能源回收利用效率。
【基金项目】
:
国家自然科学基金“垃圾密压装运热解多级高温焚烧零污染机理研究(No.22075093)”项目;
论文部分内容阅读
热解焚烧技术由于无害化程度高、减量化效果好、能源回收效率高等特点,成为当前医疗废物主要处置手段。然而,医疗废物中聚氯乙烯(PVC)比重大,内部氯元素含量高,在热化学处理过程中产生的HCl不仅会引发处理设备的高温腐蚀,还为二噁英(PCDD/Fs)的生成提供了氯源。因此,深入研究医疗废物热解焚烧过程中HCl及PCDD/Fs的生成与控制,将有助于改进处理工艺,提高医疗废物高效清洁处理和能源回收利用效率。本文以热解焚烧工艺为基础,研究了不同组分医疗废物热解产物特性,考察了制备的钙基催化剂对热解过程中HCl的去除和热解气中可燃气效率的提升。深入研究了医疗废物热解焚烧过程多环芳烃类物质氯化和氧化作用对PCDD/Fs的生成与控制机理。重点研究了生物质微米燃料高温焚烧对PCDD/Fs的进一步去除作用。最后,采用生命周期评价方法对医疗废物处理的环境影响、能源消耗、成本分析和社会影响进行了综合评价。具体研究内容和结论如下:(1)针对多组分医疗废物热解产物特性,根据其组分特征进行分类,研究了不同类别医疗废物气相、液相和固相热解产物特性。结果表明:纤维类样品热解产物以酮、醛和酸类为主。木质类样品中,纤维素和半纤维素是构成木质类样品挥发分的主要物质,在270~410°C温度范围样品失重率高达73.10%。高分子类样品中HCl析出量随温度升高而增大,700°C时析出量高达333.76 mg/g。(2)针对PVC热解气中HCl的去除机制,成功制备了新型钙基催化剂(Ca12Al14O33@m Ca O和Ca12Al14O33@m Cu/Ca O),研究了催化剂对PVC热解过程中HCl的去除和热解气中可燃气组分的提升作用。在最佳反应条件下,H2在10 min内即可达到最高稳定值,Ca12Al14O33@m Ca O和Ca12Al14O33@m Cu/Ca O对应的H2产率分别为59.01μmol/g/min和74.51μmol/g/min。且在前五次循环实验中,H2产率无明显下降,HCl去除率始终在60%以上。(3)针对医疗废物PVC热解焚烧过程中多环芳烃类物质氯化和氧化反应的发生与竞争机制,研究了O2参与条件下PVC热解焚烧过程中氯源的生成与转化。PVC热解过程中HCl在O2作用下转变为活性氯原子(Cl-),Cl-极易与多环芳烃反应生成PCDD/Fs前驱体。当温度为800~900°C、过氧浓度为5%~10%时,氯化物含量为10%左右,热解焚烧过程以氯化反应为主。过氧浓度为10%~20%时,产物中氯化物含量降至1%左右,O2的增加抑制了氯化反应的发生。高温高过氧浓度条件下,PVC热解焚烧产物以氧化裂解反应为主。当温度为900~1100°C、过氧浓度为10%~20%时,氯化物含量低于0.2%,高温强氧化作用抑制了氯化反应的发生。(4)针对医疗废物热处理过程生成的PCDD/Fs,采用催化剂与两级焚烧协同处理方式,研究了钙基催化剂及两级焚烧对医疗废物热解焚烧过程PCDD/Fs的生成与控制机制。结果表明:Ca12Al14O33@m Ca O参与的医疗废物热解焚烧过程对PCDD/Fs类物质的去除率稳定在75%~90%。其次,以生物质微米燃料为二段热源,其高效燃烧可提供1000°C的稳定高温,对PCDD/Fs类物质的二次去除率大于90%。(5)采用生命周期评价方法,构建了3E+S模型,以熵权法和层次分析耦合计算体系综合评价了医疗废物处置方案的环境影响、能源消耗、成本分析和社会影响。三种传统焚烧(方案1)、热解焚烧(方案2)和热解两级焚烧(方案3)处理方案中,方案3中氧化钙的加入对酸性气体和PCDD/Fs类物质的产生具有良好的抑制作用,其人体毒性潜值仅为方案1的69.60%,其次,方案3中以生物质为部分能量供应的替代品,电力消耗量仅为方案1的48.77%。方案2和3实现了能源的高值转化。以上实验结果,有助于医疗废物热化学处理技术工艺的改进,为进一步提高医疗废物高效清洁处理和能源回收利用效率提供了理论指导和数据支撑。
其他文献
正极性先导不连续发展现象广泛存在于自然雷电和实验室长空气间隙放电中,在不同时空尺度下呈现出不同的光学、电学特征。目前不同时空尺度下正极性先导不连续发展现象还缺乏统一描述,其特性规律尚不明确,影响因素和物理机理还有待研究。因此,针对正极性先导不连续发展现象,在自然雷电和长空气间隙先导放电多个时空尺度下开展了系统的实验研究与理论分析。首先,在日本北陆地区开展自然雷电观测实验,对起始于风力发电机和避雷塔
针对有机硅行业生产过程中产生的废触体,提出了水浸预处理—氧化酸浸—旋流电积制备高纯铜的工艺。采用单因素实验法,分别考察了反应温度、液固比、反应时间等因素对水浸预处理及氧化酸浸效果的影响。结果表明,在反应温度为80℃、反应时间为30 min、液固比为3的优化条件下,水浸预处理过程中Cl、Fe的去除率可分别达到93.95%、5.25%,而铜不浸出。在双氧水用量为理论用量的2.0倍、反应温度为30℃、硫
金属卤化物钙钛矿具有优异的光电性能,被视为有望替代传统化合物半导体的新型材料,在能源、显示、光电等领域展示出极大的应用前景。但该材料的推广与应用仍受到其稳定性的限制,主要原因是:钙钛矿结构的离子属性、晶体与表面配体的动态结合、材料对外界环境较敏感等。本论文以实现高稳定性的钙钛矿材料为研究目标,首先系统研究材料组成体系来探索稳定结构,实现了材料内部稳定性的提高;其次结合原位与非原位表征技术,对材料在
大学英语拓展课程是高校非英语专业学生通识类课程重要组成部分,兼具人文性和工具性,具有课程门类多、受众面广、课时多等特点。推进大学英语拓展课程与思政教育融合十分必要,事关高等教育人才培养的成败。其融合路径在于:提升教师课程思政意识和教学能力,要把握好不同拓展课程思政教育的重点,挖掘大学英语拓展课程教学内容的思政元素,推送多样化的学习资源,革新教学方式。
企业社会责任是指企业在创造利润、对股东和员工承担法律责任的同时,还要承担对消费者、社区和环境等社会责任。因此,企业社会责任沟通是指企业向利益相关者传达其承担社会责任所作努力或结果的过程。社交媒体被视为企业社会责任沟通的最佳渠道,消费者在社交媒体上积极参与企业社会责任沟通(下文简称消费者参与)能够促进企业社会责任信息的扩散,提高其可信度,进而提升企业形象、声誉以及绩效等。因此,促进消费者在社交媒体上
目的:酒精性肝病(Alcoholic liver diseases,ALD)是由于过度摄入酒精引起的一系列肝脏病变,包括最先以脂肪变性为典型病理特征的酒精性脂肪肝到酒精性肝炎、纤维化、硬化和肝癌,在此过程中常继发酒精性肝铁过载,进一步加剧了ALD病程。在全球酒精消费仍在不断攀升的今天,深入阐明ALD发病机制,纠正酒精引起的肝脏脂质代谢紊乱,同时防止肝铁沉积,可能才会更有效地防止ALD的发生发展。R
四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)类污染物广泛应用于塑料和电子产品等日常用品中,借助灰尘和饮食等多种暴露途径进入人体,表现出生殖毒性和发育毒性等健康危害效应。2021年欧盟建议将TBBPA纳入到Ro HS指令附件II限制物质清单,要求开展常规监测。然而,现有TBBPA类污染物检测依赖于昂贵的质谱仪器,且操作繁琐耗时,很难在基层实验室推广使用。开发高特异、高灵敏、低
端粒(Telomere)是位于真核细胞染色体末端的DNA-蛋白质复合体,随着细胞的每次分裂而发生进行性磨损,当端粒长度(Telomere length,TL)随着磨损缩短到临界值时会触发细胞衰老或凋亡。因此,端粒长度是反映衰老和年龄相关疾病风险的重要生物标志物,也是死亡率的独立预测因子。端粒磨损发生在整个生命周期中,现有研究表明,端粒长度在生命早期的磨损最快,新生儿端粒长度及生命早期端粒磨损速率是
目的:避水应激(Water avoidance stress,WAS)模型小鼠是最常用的IBS模型鼠,在WAS模型鼠中,不仅可观察到出现肠道运动功能紊乱,同时还存在结肠黏液屏障功能受损的现象。动力紊乱已被认为是IBS的核心病理生理机制之一,然而WAS鼠中表现出的肠黏液屏障受损的潜在机理仍不清楚。既往研究指出组织微环境中的机械信号广泛参与组蛋白和DNA表观遗传修饰,机械转导信号通路可能是其中的关键环