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印染污泥的组成比较复杂,污染物较多,处置成本非常巨大。焚烧法能够快速、彻底的实现污泥的减容减量并可回收能源,焚烧的热能可回收利用于发电供热等。污泥焚烧的处理逐渐成为最佳的处理方式之一,具有巨大的发展潜力和前景。印染污泥具有含水率高,热值低,灰分较高等特点,导致其单独焚烧过程不稳定,反应不彻底,消耗大量的能源。茶叶渣具有挥发分高,热值高、灰分低和产量大等特点,与印染污泥掺烧可以改善其燃烧性能。然而,焚烧过程中会排放大量的重金属等有毒有害物质污染环境制约着焚烧技术的使用。本论文对印染污泥和茶叶渣的掺烧特性以及过程中重金属的迁移转化行为进行了探讨。(1)采用热重分析(TGA)考察了茶叶渣在不同升温速率,不同燃烧气氛下的燃烧特性。结果表明茶叶渣在N2/O2和CO2/O2气氛下燃烧过程包括3个阶段,主要阶段发生200~600°C温度段,CO2替代N2使失重峰出现延迟。随着升温速率的增加,茶叶渣的燃烧参数Ti、Tp、Tb、-Rp Ci,Cb,Dv和S明显增大。在N2/O2气氛下茶叶渣的燃烧参数比CO2/O2气氛下的值大。而茶叶渣在N2/O2气氛中燃烧的活化能比在CO2/O2气氛高。H2O、CH4、CO、CO2、NH3、HCN是燃烧过程中释放的主要气体。(2)采用热重分析热重红外联用技术(TG-FTIR)和热解气相色谱质谱分析了茶叶渣在N2气氛下的热分解动力学以及产物。结果表明:茶叶渣的热解过程可分为三个阶段。三个子阶段的平均E值分别为161.81、193.19和224.99 k J/mol。主要分解阶段各个子阶段相应的模型函数分别为f(α)=(3/2)(1-α)2/3(1-(1-α)1/3)-1、f(α)=(1-α)2和f(α)=(1-α)2.5。热解主要气态产物的含量为:CO2>C=O>苯酚>CH4>C-O>NH3>H2O>CO。使用Py-GC/MS谱图分析,快速热解过程中释放出的产物包括烯烃,酸,苯,呋喃,酮,苯酚,氮化物,醇,醛,烷烃和酯。(3)采用热重质谱(TG-MS),主成分分析和交互作用考察了不同掺烧比印染污泥和茶叶渣的燃烧特性,结果表明:随着掺烧比的增加,主要阶段的质量损失从36.66%上升到63.41%,综合燃烧性能参数CCI说明茶叶渣的添加促进了印染污泥的燃烧。在茶叶渣添加量为40%时,混合物的平均E值达到最小(154.82 k J/mol)。掺烧茶叶渣会使混合物底渣灰分的微观形貌比印染污泥的更大,更粗糙和更松散。燃烧过程中NH3,HCN,NO,CO2,NO2和SO2等污染气体释放主要在200~600°C之间。相对于单个燃烧,混合燃烧似乎抑制和减少了SO2排放。(4)采用管式炉实验和热力学模拟计算考察了印染污泥与茶叶渣的掺烧过程中不同掺烧比和不同温度对重金属的迁移转化的影响。结果表明:随着茶叶渣掺烧比的增加,Cu的残留率有微弱的升高。Zn、Ni和Cr残留率随着茶叶渣掺烧比的增加先升高后降低。掺烧可以抑制重金属As挥发,而促进Cd的挥发。随着掺烧比例的增加,Cu的酸可提取态,易还原态,可氧化态所占的比例都有所下降。对于Zn,Ni和Cr,底渣中的化学形态基本完全是残渣态存在。对于Mn,掺烧会使底渣中Mn的化学形态稳定性变差,而会促进As和Cd的不稳定向稳定性化学形态转化。热力学模拟结果显示随着掺烧比的增加,掺烧比对Zn、Cu、Mn和As影响不大,Cd和Pb的固态形式逐渐转化为气态。重金属Cu、Zn、Ni和Cr的残留率随温度的变化不大。随着温度的升高,Cr、Pb和As向飞灰或烟气中挥发。对于Cu、Ni、Cr和Pb的主要形态为可氧化态,随着温度的上升,逐渐向稳定的残渣态转化。Zn、Mn和Cd的酸可提取态随着温度的上升逐渐向稳定的残渣态转化。而对于As,升温会导致底渣中As向不稳定的化学形态转化,对环境的危害逐渐增大。热力学平衡计算结果表明,随着温度的升高,Cu、Zn、Mn和As存在形式没有发生变化,对Cd和Pb的残留率影响最大。