水泥窑协同处置固体废物全过程二恶英生成机理及抑制技术研究

Co-processing of solid wastes in cement kiln is a win-win technology, which not only provides cement kilns with energy and raw materials, but also can dispose solid waste at the same time. However, some persistent organic pollutants(POPs), like polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans(PCDD/Fs) were generated in the co-disposing process simultaneously. Therefore, the key to spreading the technology of co-processing of solid wastes in cement kiln is how to control and reduce the generation of PCDD/Fs. The study will be focused on the main region of PCDD/Fs formed, the principal influencing factors and control technology during the co-processing of solid waste in cement kiln. Eventually, the PCDD/Fs formation mechanism and the mass balance of PCDD/Fs will be thoroughly dawned during the process of co-disposal of solid waste in the cement production, which can provide reference for cement companies to carry out the business on co-disposal of solid waste, and meanwhile it provides basic data about the PCDD/Fs emission characteristics for departments of environmental management.

水泥窑协同处置固体废物技术既能为水泥工业提供能源或资源，又能同时处理固体废物，是一项双赢的技术。然而在协同处置固体废物过程中会产生持久性有机污染物-二恶英，如何控制和减少二恶英的生成是水泥窑协同处置固体废物技术得以大力推广的关键问题。本项目以水泥窑协同处置固体废物产生的二恶英为研究对象，针对其在水泥窑生产工艺流程的关键生成区域、主要影响因素及控制技术开展全过程研究，探索水泥窑生产过程中二恶英的可能生成新机理以及二恶英在整个工艺过程的质量平衡，为水泥企业开展协同处置固体废物处置业务提供技术参考，同时也为环保管理部门进一步了解水泥窑协同处置固体废物过程中二恶英的排放特性提供基础数据。

水泥窑协同处置固体废物技术既能为水泥工业提供能源或资源，又能同时处理固体废物，是一项双赢的技术。然而在协同处置固体废物过程中会产生持久性有机污染物-二恶英，如何控制和减少二恶英的生成是水泥窑协同处置固体废物技术得以大力推广的关键问题。本项目以水泥窑协同处置固体废物产生的二恶英为研究对象，针对其在水泥窑生产工艺流程的关键生成区域、主要影响因素及控制技术开展全过程研究，探索水泥窑生产过程中二恶英的可能生成新机理以及二恶英在整个工艺过程的质量平衡。. 本项目工作在四年的研究期间，按照研究计划开展，主要开展的研究有：1）调研了我国水泥窑协同处置固废技术的应用现状，掌握了我国水泥窑协同处置固废二恶英的排放水平，学习了国外水泥窑协同处置固废先进技术的推广经验；2）基于现场和小试实验结果，探明了固体废物种类、投加位置及投加量对二恶英生成的影响作用；3）开展了水泥窑生产工艺全流程的二恶英检测分析，找出了水泥窑二恶英生成的关键区域为旋风预热器C1级和窑尾预热锅炉；4）基于小试实验结果，证明了水泥窑飞灰回用至预热器C1级后并不会通过二恶英的低温从头合成反应增加二恶英的排放水平，其中温度是影响水泥窑窑灰回用后气固相二恶英分布特性的关键影响因素；5）通过在固废中添加不同比例生料的实验和反应物理化特性表征，探明了水泥窑生料中碱性物质对二恶英生成的抑制机理；6）通过水泥窑协同处置固废过程中二恶英的质量平衡计算，发现了二恶英的净排放量为-42898 mg/年（-1268 mg I-TEQ/年），可见利用水泥窑协同处置固废可以消减二恶英。. 通过上述研究，主要创新性成果体现在：1）探明了水泥窑协同处置固体废物过程中二恶英的主要可能生成区域，掌握了悬浮预热器各级旋风筒以及燃后预热区各个部位、全过程二恶英的生成特性；2）建立了水泥窑整个生产过程进行二恶英的质量平衡，可以综合评价水泥窑生产过程中二恶英的输入和输出，找出二恶英的重点排放区域。研究成果可为水泥企业开展协同处置固体废物处置业务提供技术参考，同时也为环保管理部门进一步了解水泥窑协同处置固体废物过程中二恶英的排放特性提供基础数据。.该项目发表论文23篇，其中SCI收录论文15篇，国内中文核心期刊4篇，会议论文4篇；参加学术会议交流4次；共培养研究生7名。