论文部分内容阅读
能源生产和环境保护是当今社会面临的两大挑战,废弃物资源化利用过程中持久性有机物二次污染备受瞩目。二恶英是危害性最强的持久性有机污染物,对环境和人类危害极大。随着国内外学者对二恶英生成和控制研究的不断深入,寻求一种快速准确的二恶英检测方法成为一个新的研究热点。本文主要开展了二恶英在线实时监测技术的基础性研究工作,重点研究多环芳烃作为二恶英在线检测替代物(指示物)的可行性。主要研究内容如下:1)选取多环芳烃苊,研究了在不同模拟飞灰催化以及气氛中存在氯气的情况下生成二恶英的分布特性,同时结合热重分析和反应后残渣的X-射线衍射分析,研究了催化剂在多环芳烃生成二恶英过程中的作用机理。结果表明,二恶英生成总量大小依次为CuCl2/Cl2,CuCl2/FeCl3,CuCl2,CuO/CuCl2。各氯源的供氯能力Cl2>FeCl3>CuCl2,反应过程中金属氯化物通过金属配位体提供氯。2)研究了各种多环芳烃在燃后低温区条件下催化生成二恶英同系物分布特性,揭示其反应途径。多环芳烃主要发生从头合成反应生成二恶英,生成二恶英以PCDFs为主。芴、菲、联苯生成PCDFs占PCDD/Fs总量达95%以上,芘为92%,蒽和萘相对较低,也都达到81%;化学结构中具有联苯结构部分的芴、菲和联苯生成PCDFs的量要大大高于不具有联苯结构的蒽和萘。芘具有联苯结构,但是在低温区发生分子结合增长反应,生成soot;高环多环芳烃裂解生成PCDFs以菲结构和联苯结构为中间产物。3)研究了炉排炉和流化床炉两种大型垃圾焚烧炉多环芳烃和二恶英的排放特性。在此基础上,应用数学统计方法对多环芳烃和二恶英的排放进行了相关性分析。结果显示,以萘和芴与二恶英的关联性最好,其中萘与二恶英总量相关系数为r2=0.7326,与二恶英毒性当量相关系数为r2=0.7443。萘、芴和苯并芘与二恶英总量多元线性回归与二恶英总量相关系数达r2=0.8120。4)采用飞行时间质谱仪对多环芳烃纯物质挥发和实际烟气中有机化合物进行了在线检测。结果表明,飞行时间质谱仪对多环芳烃、氯苯、氯酚等二恶英指示物响应性良好,能够满足在线检测需要。