城市固体废弃物燃烧过程中颗粒物的生成、控制和腐蚀机理研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nwj9666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
颗粒物作为城市固体废弃物焚烧处置过程中产生的一种主要污染物,不仅对生态环境造成了严重的危害,同时也对锅炉运行安全造成了威胁。本文针对国内外在城市固体废弃物燃烧过程中颗粒物生成与控制方面的研究不足,深入开展了城市固体废弃物燃烧过程中颗粒物的排放特性、生成机理、添加剂调控和高温腐蚀特性研究。颗粒物质量粒径分布结果显示,城市固体废弃物燃烧生成PM10颗粒物呈现三峰分布规律。PM1产率和PM1/PM10产率比值均与燃料灰分的(Na2O+K2O)/(Si O2+Al2O3)比表现出强烈的正相关性。更高的燃烧温度会导致Na在PM1中的分布比例减少,同时会促使Si、Al、Mg、Ca、Fe、Ti和P等元素向细颗粒物中迁移。在亚微米颗粒物成核过程中,碱金属硫酸盐颗粒更倾向于分布在粒径小于0.2μm范围内,而碱金属氯化物、碳酸盐和氢氧化物颗粒则更倾向于分布在粒径为0.2~1μm范围内。当碱金属氯化物和硫酸盐共存时,碱金属盐颗粒的非均相成核和聚合效应会导致更多的碱金属盐颗粒分布在0.2~0.5μm范围内。添加剂调控实验表明,在1100℃时,Si/Al基添加剂对MSW燃烧过程中PM0.3的减排效果较好,减排效率随添加剂Si/Al比的增大而增加。高Si/Al比添加剂对烟气中碱金属硫酸盐的转化效率更高,可以有效降低PM0.3的成核几率。Ca O和Ca CO3添加剂中的Ca与MSW中的碱金属一起对S产生竞争反应,抑制了高温烟气中挥发性碱金属硫酸盐的生成。Ti O2添加剂在高温下与MSW原料中的Na盐和Ca盐反应分别生成了Na4Ti O4和Ca Ti O3,Na4Ti O4的转化过程抑制了Na向Na Cl和Na2SO4的转化,而Ca Ti O3的生成则提高了粗颗粒物的灰熔点。灰熔融特征温度增大抑制了灰分中粗矿物颗粒的“破碎”,同时也减弱了细颗粒物之间的团聚能力。研究发现,MSW燃烧过程中,挥发性痕量元素Cu、Zn、Pb等浓度随着颗粒物粒径的减小逐渐增大,难挥发性痕量元素Ti、Co、Ba等浓度则随着颗粒物粒径减小反而降低。Si/Al基添加剂对PM1中痕量元素的减排效率和定向调控能力随着Si/Al比的增大而减小,添加剂作用后不同痕量元素的迁移路径也不相同。颗粒物对304不锈钢的高温腐蚀速率随着粒径的减小而显著增强,PM1在600℃时对304不锈钢的腐蚀能力约为PM10+的3~5倍。5%的高岭土添加后,MSW燃烧生成的颗粒物对304不锈钢的综合腐蚀能力下降了12%,当以受热面结渣层和积灰层稳定成型后的颗粒物组成进行计算时,腐蚀控制效率则提高到了71%。颗粒物的高温腐蚀过程受Na Cl、KCl、Ca Cl2、Na2SO4和K2SO4的共同主导,在600℃时碱金属和碱土金属氯盐腐蚀性普遍强于硫酸盐。此外,本研究还对腐蚀开裂、点蚀孔氯腐蚀、碱金属氯盐和硫酸盐共存的熔融盐腐蚀等腐蚀过程和机理进行了深入讨论。
其他文献
在早期的《1844年经济学哲学手稿》中,劳动产品的异化、劳动过程的异化、类本质的异化、人与人的异化构成马克思异化劳动理论的基本内容,它们既有区别又有联系,既不能混淆也不可偏废。人的(劳动)本质的丧失,乃是异化劳动的核心和实质所在。与此不同,在其成熟时期的《德意志意识形态》和《资本论》及其手稿中,马克思虽然保留和沿用了异化概念,但它不再意味着使人不成其为人的“非人”状态,而恰恰是对现实中处于特定际遇
期刊
近十几年来,大量新型二维材料不断被成功合成。这些二维材料具有的新奇物性,如非常规超导、拓扑性、电荷密度波序以及本征磁序等,为凝聚态物理进一步完善关联电子体系理论提供了崭新的实验平台。此外,二维材料的结构或化学成分调控也会诱导奇异的物理现象。本论文利用低温扫描隧道显微镜/谱对以下几种具有奇异量子物性的二维层状材料表面微观结构、超导电性以及拓扑态进行研究,取得了如下成果:(1)成功制备了不同Cr掺杂浓
学位
能源和环境危机是社会可持续发展面临的两大难题,因此既需要发展新的储能方式,也需要发展低碳化工过程以减少碳排放,探索合成储能和化工催化材料成为当今研究的热点。熔盐电解制备碳基材料具有成本低、速度快、反应温度窗口宽等优势,是一种极具前景的碳材料制备方法。鉴于在熔盐电解合成碳基材料中存在的不足,如产物大多为不定型碳,电解策略单一。本文以在熔融碳酸盐电解合成碳基材料为主线,探索了合成碳基材料的新方法;依据
学位
可再生绿色能源(太阳能、风能、水能等)高度依赖于时间、地域、天气等因素而具有间歇性。因此,发展高效储能器件成为绿色新能源普及应用的关键。二次电池和超级电容器作为当下两大主流储能体系被广泛关注。超级电容器具有比二次电池更高的功率密度、更长的循环使用寿命以及更好的安全稳定性,有着不可替代的储能优势和应用场景。电极材料的组成与结构是超级电容器性能优劣的决定性因素。相对于碳基材料的双电层电容存储机制,过渡
学位
新文科与新专业的良性互动关系建构,既是“数字赋能、反哺教育”的必然趋势,也是“担当使命、服务发展”的主动作为。文章聚焦跨境电商人才培养的突出问题,通过内在的矛盾分析与动力识别,厘清新文科语境赋予跨境电商人才培养的新方向、新进路,识别粗放扩张向高质发展全面转型的系统过程;借助逻辑体系梳理与整体框架设计,明确跨境电商人才培养对新文科语境的新探索、新实践,形成维度标准向核心要素立体延展的综合应用。
期刊
金、镓、铟、钼、铼和铋等金属资源在开发与利用的过程中,产生的矿渣和电子废弃物对环境和人类造成威胁。而矿渣和电子废弃物又是有价金属的一个重要来源,对其中的高附加值产品进行回收和再利用是缓解资源与环境危机的有效途径。相比于其它的回收方法,吸附法操作简单、适用于低浓度处理,是一种普遍优选的回收金属离子的方法。然而,现有的有价金属吸附材料还存在一些不足,例如成本高、吸附量低、选择性差、难以在柱实验中填充使
学位
随着现代设备不断更新,新兴行业对于产品的加工精细度要求越来越高,对零部件微结构的精密、快速检测,也越来越重要。光学干涉的形貌测量方法因其高灵敏度和高精度的特性正获得广泛应用,但如传统白光干涉仪,使用二维面阵相机拍摄完全部三维干涉图像后才能获得高度信息,难以同时实现高分辨率、大视场、实时计算,和探头小型化,因而不适用于一些持续进行精密加工且希望原位实时检测的工业场景。为了同时实现高分辨率、大视场、实
学位
能源危机和环境问题是当今人类社会所面临的共同挑战。生物质能具有分布广泛、储量丰富、可再生性和碳中性的优势,是解决全球气候变暖的重要能源。生物质富氧燃烧和生物质掺煤燃烧可有效实现“碳减排”。当前,在低加热速率下,已有大量关于生物质燃烧、生物质富氧燃烧及其掺煤燃烧特性的研究,而且也有许多研究从生物质的纤维组分(木质素、半纤维素和纤维素)来分析这些燃烧特性。由于加热速率会显著影响生物质的燃烧特性及其影响
学位
跨境电商已经成为社会经济发展中的重要商务模式,然而跨境电商的高端人才供给却难以满足市场的需求。因此,结合跨境电商的实际市场需求,探究学校如何培养掌握外贸技能,熟悉英语,又具备国际视野的高端复合型人才,对解决高端人才的供给不足,满足跨境电商的市场需求具有现实意义。本文从培养跨境电商高端人才的意义与现状出发,提出了进行专业课程体系改革、专业教学内容与教学方式的改革,以及对学生跨境电商应用型能力培养的对
期刊
磁共振耦合无线电能传输(Magnetic Resonant Coupling Wireless Power Transfer,MRC-WPT)和近场超材料是21世纪的两类前沿技术,在科技界和工业界显示出巨大的发展和应用潜力,成为设备高效、稳定和安全供电的有效解决方案。本文围绕MRC-WPT系统空间能力差、传输效率低和电磁泄露问题,对磁耦合机构和近场超材料的调控机理进行了深入研究,主要的研究工作包括
学位