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城市生活垃圾焚烧由于具有减容减重比大、处理速度快、回收能源及占用土地面积小等优点,受到国内外的普遍关注。然而城市生活垃圾焚烧也带来严重的二次污染,如重金属、二恶英等物质的排放。本文阐述了城市生活垃圾焚烧过程中的重金属迁移特性,并对影响重金属迁移的因素进行了分析,为城市生活垃圾焚烧过程中重金属排放的控制、减少城市生活垃圾焚烧带来的环境污染,提供了必要的实验依据和理论基础。通过管式炉实验对不同工况下的城市生活垃圾进行焚烧消解后研究其重金属的迁移情况。研究结果表明,600℃以上时城市生活垃圾的失重过程主要发生在1min以内,这是由于干燥后的城市生活垃圾的挥发分含量相当高。温度对城市生活垃圾重金属迁移影响显著,600℃以上时温度的提升会大幅度促进Pb、Zn、Cu、Cd向气相中迁移,附着在飞灰中进入大气。气氛对城市生活垃圾重金属迁移的影响相对温度较小,在低温下,氧氮比的提高会提升重金属的挥发率,而高温下氧氮比的提高对重金属挥发率的影响甚微。停留时间对重金属迁移特性的影响也十分显著,重金属迁移主要发生在焚烧后的前5min内,其后慢慢挥发直到达到最大挥发值。添加剂对城市生活垃圾焚烧过程中重金属迁移影响也各不相同。由于重金属氯化物的熔沸点较低,在700℃下空气环境下,氯化物会大幅度促进重金属Pb、Zn、Cu、Cd向低熔沸点的金属氯化物转化,从而提高重金属的挥发率,Cl的增加会显著减少重金属在底灰中的含量。而氧化物则恰好相反,在700℃下空气环境下,一方面氧化物具有一定的吸附作用以固定重金属,另一方面,氧化物的添加会形成一些熔沸点较高的重金属氧化物,从而残留在底渣中。而硫化物的添加对不同重金属的迁移特性影响不尽相同,在600℃时硫化物的添加会导致Pb向飞灰中迁移,而导致Cd残留在底灰之中。因此在源头上添加氧化物或减少氯化物都有利于重金属残留在底灰之中。利用Factsage软件中的Equilibrium模块对城市生活垃圾焚烧过程中的重金属化合物组成及化合物相态进行的模拟,结果表明,重金属Pb在焚烧时的主要存在形式为:PbO(g)、PbCl2(g)、PbCl2(s)及PbSO4(s);重金属Cd在焚烧时的主要存在形式为:Cd(g)、CdO(g)、Cd(OH)2(g)、CdO(s)、CdCl2(g)及CdCl2(s);重金属Zn在焚烧时的主要存在形式为:ZnCl2(g)、ZnSO4(s)、ZnCl2(s)。重金属Zn在200℃之前主要以ZnCl2(s);重金属Cu在焚烧时的主要存在形式为:CuCl(g)、Cu3Cl3(g)、CuSO4(s)、CuCl(s)在600℃以上时温度对重金属的迁移挥发为强正影响,即温度越高,重金属的挥发率越高,重金属向气相中迁移越多。随着氧气浓度的降低,将不利于重金属向气相中迁移,重金属挥发率降低,重金属挥发产物曲线右移,同温度下重金属挥发率下降。随着氧气浓度的升高,对重金属Pb、Cd的挥发影响明显,将会促进此二种重金属向气相中迁移,而对重金属Zn、Cu的影响则不明显。