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烟气余热干化污泥过程中汞的形态变化与吸附特征研究

作　者: 倪伟伟
导　师: 翁焕新
学　校: 浙江大学
专　业: 地球化学
关键词: 污泥汞存在形态动态变化燃煤烟气吸附
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

污泥干化处理对污泥减量化具有突出作用,但干化处理后污泥中重金属对环境的安全性不容忽视。本研究旨在确定干化处理对污泥中重金属汞分布和迁移的影响,以便更好了解其迁移和转化；同时在低温干化条件下研究干化后的市政污泥对燃煤烟气中汞的吸附效率,以便更好地开发廉价高效的吸附剂。在测定市政污泥、印染污泥和造纸污泥中汞含量及其存在形态分布特征的基础上,通过模拟实验,系统研究了不同类型污泥中汞存在形态在干化过程中的动态变化,同时分析了污泥中汞含量和各存在形态发生变化的原因。结果表明,市政污泥的汞含量依次大于印染污泥和造纸污泥；被试污泥在25℃～100℃干化时,含水率降低不会导致汞的析出,在100℃-200℃干化时,污泥中汞含量随温度的升高呈现出缓慢降低的趋势,当干化温度为200℃～300℃时,污泥汞大量析出,干化温度达到400℃时,污泥中汞消失；污泥中无酸溶态汞和可还原态汞,只存在可氧化态汞和残渣态汞,随着干化温度提高,可氧化态汞逐渐向残渣态汞转化,直至完全变为残渣态,干化过程可以使得重金属形态变向稳定。在详细介绍燃煤烟气汞的特点、汞的检测技术、不同吸附剂和烟气净化装置对汞的吸附和去除效果的基础上,探讨了在大型汞形态转化与控制研究平台上,在模拟还原性烟气下,以150℃烘干处理的生活污泥作为吸附剂,研究其对模拟烟气中汞的吸附效果。同时系统地介绍了吸附剂的表征方法,为不同吸附剂的吸附效率和机理提供基础数据支持。实验表明,经干化的生活污泥对汞有一定的吸附效率,约为10%～30%。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-11
第一章绪论  11-24
  1.1 研究背景  11-23
    1.1.1 污泥的研究现状  11-16
    1.1.2 汞的研究现状  16-23
  1.2 本课题研究的目的和内容  23-24
第二章污泥的理化特性  24-34
  2.1 污泥的化学性质  24-29
    2.1.1 污泥的组成  24-25
    2.1.2 污泥的矿物组成  25
    2.1.3 污泥的有机质含量  25-26
    2.1.4 污泥中的重金属  26-29
    2.1.5 污泥的pH值  29
  2.2 污泥的物理性质  29-34
    2.2.1 污泥的含水率  29-30
    2.2.2 污泥的密度  30-31
    2.2.3 污泥热值及水分结合形态  31-34
第三章污泥的干化过程  34-41
  3.1 污泥干化过程的阶段性  34-35
  3.2 污泥干化过程影响因素  35-36
  3.3 污泥干化过程方式  36-37
  3.4 污泥低温干化热源  37-38
  3.5 利用烟气余热的污泥低温干化技术  38-41
第四章污泥干化过程中重金属汞的变化  41-56
  4.1 不同类型污泥中汞的含量  41-46
    4.1.1 汞含量测定的方法  41-42
    4.1.2 被试污泥的基本特征参数和汞含量  42-43
    4.1.3 干化过程中汞含量的变化特征  43-46
  4.2 不同类型污泥中汞的存在形态  46-53
    4.2.1 形态分析的特点和意义  46-48
    4.2.2 重金属形态分析的两种方法  48-51
    4.2.3 不同类型污泥中汞的存在形态  51-53
  4.3 干化过程中汞的形态变化特征  53-56
第五章污泥对燃煤烟气中汞的吸附试验  56-71
  5.1 汞在煤燃烧过程中的形态转化  56-57
  5.2 燃煤烟气中汞的检测技术  57-60
  5.3 燃煤烟气中汞的控制脱除技术  60-64
    5.3.1 吸附剂方法  60-62
    5.3.2 烟气清洁装置  62-64
  5.4 实验装置  64-65
  5.5 采样与分析方法  65-66
  5.6 实验方法  66-68
    5.6.1 OH法测定燃煤烟气中的汞  66-67
    5.6.2 污泥吸附模拟烟气汞实验  67-68
  5.7 吸附剂的表征  68-69
    5.7.1 工业分析和元素分析  68
    5.7.2 氮吸附仪(BET)分析  68
    5.7.3 扫描电镜(SEM)分析  68-69
    5.7.4 X-射线电子能谱(XPS)分析  69
  5.8 汞的脱除效率对比  69-71
第六章总结  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-79

烟气余热干化污泥过程中汞的形态变化与吸附特征研究

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