随着城市人口数量的增加和人们生活水平的提高,城市生活垃圾的产量、有机组分比例以及热值也日益增加。大量的城市生活垃圾对人们环境造成了巨大的危害,如何实现城市生活垃圾无害化、减容化和资源化的“三化”处理已成为世界性研究课题。垃圾焚烧处理工艺能够较好满足垃圾处理的“三化”原则,因而成为当今处理城市生活垃圾的主流。如今垃圾焚烧技术已经发展较成熟,然而随着社会的发展和人们对自然环境要求的提高,对采用焚烧的方法处理城市生活垃圾提出了更高的要求,从而对焚烧效率及可能产生的二次污染问题提出了更严格的要求。本文从垃圾焚烧中复杂气氛入手,考察其对垃圾焚烧过程的影响及对垃圾中污染物重金属迁移和转变行为特性的影响。 首先,对垃圾热解过程(还原性气氛)和燃烧过程(氧化性气氛)进行热重实验及分析,将两者的失重特性进行比较,得出挥发分的析出过程在还原性气氛情况下要滞后于氧化性气氛情况;而且固定碳的燃烧过程同样在还原性气氛情况下要滞后于氧化性气氛情况。草木类、纸张类和织物类的热解和燃烧特性较为相似。对于橡胶和厨余,同样他们俩的热解和燃烧特性也较为相似。塑料类垃圾表现出较高的热解温度和较小的热解温度范围。同时可得出混合物质在热重分析中的燃烧和热解特性可以用单组分的物质燃烧和热解特性的叠加来表示。混合试样的组分之间基本不出现有相互影响或影响较小。 接着对热解和燃烧情况下分别进行动力学分析,求解动力学参数-表观活化能Em,可得出热解和燃烧情况下各垃圾组分的表观活化能Em大小顺序,在热解过程中按照由难到易的大致排序为:橡胶、厨余(植物类)、棉布、废纸、木屑、塑料;在燃烧过程中的排序为:棉布、塑料、木屑、废纸、橡胶、厨余(植物类),这对于不同类型的生活垃圾选择热解或燃烧方式有理论指导意义。选取的机理方程计算的转化率在模型适用的温度区间内与实验得出的转化率基本吻合,说明选取的方程能很好的反映实际反应过程。 在自行设计的一套装置中研究气氛对重金属挥发特性的影响,实验结果表明:氧化性和还原性气氛对Ni、Cu和Cr挥发影响较大,一般在还原性气氛下各重金属较氧化性气氛下更易挥发。烟气中氯化氢含量增加使重金属的挥发量有不同程度的增加,氯化氢的存在改变了这些重金属的分布特性,使其分布更易从底灰迁移到烟气中,较明显的如Pb、Zn、Cd。以镉金属为例,实验表明,若反应