| 题名 | 化工和焚烧过程中的二噁英类控制原理研究 |
| 作者 | 刘文彬 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 郑明辉 |
| 关键词 | 二恶英类 多氯联苯 POPs公约 焚烧 对二氯苯 氯酚 氯苯 氧化钙 阻滞 控制原理 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 二恶英类化合物是包括多氯联苯、多氯代二苯并一对一二恶英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)在内的一大类持久性有机污染物，也是《关于持久性有机污染物的斯德歌尔摩公约》(简称POPs公约)中优先控制的三种人类无意产生副产物。对副产物POPs的污染控制是POPs公约中有关最佳可行技术(BAT)和最佳环境实践(BEP)的重要内容。 本研究是在对中国化工生产等典型二恶英类污染源二恶英类生成特征的研究基础上，通过对对二氯苯及其生产过程中的PCDD／Fs和多氯联苯形成机制的研究，焚烧炉PCDD／Fs的阻滞技术模拟研究，探讨化工和焚烧过程中的二恶英类的控制与削减问题。论文主要包括四部分内容： 论文第一章对二恶英类化合物的性质、来源、毒性及生成与控制机制进行了综述。PCDD／Fs是一类没有因使用目的而被生产过，却因为多种生成途径而广泛存在于自然环境中的有机污染物。本章还介绍了多氯联苯在中国的污染现状。目前我国对二恶英类化合物的研究和管理还不能满足履约要求，适合国情的污染控制技术开发研究很少，相应的管理法规标准不够健全，对这类污染物的控制能力建设亟需加强。 第二章是本文作者参加中国为履行POPs公约而作的前期准备工作PDF-B项目的工作报告。此项工作系统调查和研究了我国造纸、化工、石油、纺织等行业的PCDD／Fs源排放情况。中国二恶英类污染来源众多，其中化工、造纸行业被认为是重要的二恶英类污染源，通过对中国工业生产数据的统计及文献调查，对全国范围内部分行业二恶英类污染源有了初步了解。由于国内有些生产工艺过 程与其他国家相比有很大不同，PCDD／Fs的排放因子也会有所不同，对其污染状况还需更深入全面的调查研究。 第三章对以对二氯苯为代表的氯苯类化合物生产过程中PCDD／Fs和多氯联苯形成机制进行了研究。通过对氯苯生产线的各个生产环节产品及半成品的系统分析，认识了二恶英类的产生机制和残留状况。在理论研究的基础上所提出的工艺改进建议对我国一重要对氯苯生产厂降低对二氯苯产品中的PCDD／Fs副产物含量发挥了重要作用。 有关氯苯生产过程中多氯联苯的生成特征研究表明，在氯苯生产线中，随着氯化程度的升高，高氯取代的多氯联苯有升高的趋势。样品经过纯化处理后得到的成品中多氯联苯的含量明显降低，但在对二氯苯产品中多氯联苯含量仍然高达1797 n∥g。此外，研究发现，在半成品中含有高浓度的多氯联苯，在生产过程中产生的废液中含有高达74695 n∥g的多氯联苯。氯苯生产过程中二恶英类分布主要以PeCDFs和HxCDFs为主，其它的PCDD／Fs同类物很少。PCDD／Fs的浓度随着氯化程度的提高而升高。 在对氯苯生产过程中二恶英类生成机制的探索过程中发现，多氯酚在生成PCDD／Fs的过程中可能起重要的作用。通过检测到PCDD／Fs生成过程中的两个重要中间体多氯联苯酚(2-phenyl-2',5,5'-trichloro-phen01)和多氯联苯醚(1,4-dichloro-2-phenoxy-benzene)推测了PCDD／Fs和多氯联苯的生成机理。在对市售的对二氯苯卫生球产品进行检测时都检测到了二恶英类同类物，样品中的PCDD／Fs浓度在0．095-0．57 ng儋之间，I-TEQ值介于0．027-0．1 3 ng／g之间。本研究提示日常使用对氯苯卫生球的健康风险需要考虑二恶英类的因素。 第四章对焚烧过程中的PCDD／Fs控制原理进行了研究，重点研究了氧化钙等对于以氯酚和氯苯为代表的焚烧过程中PCDD／Fs前生体合成二恶英类的阻滞作用。本研究的目的是为了寻找经济、高效、有应用前景的阻滞剂，从而减少焚烧过程产生的PCDD／Fs。 PCDD／Fs的阻滞实验采用的实验室模拟反应炉由四个部分组成，依次是空气流量控制部分、前生体预加热部分，石英管式炉部分和气体吸收部分。研究发现加入氧化钙五氯酚生成PCDD／Fs受到了极大的阻滞， 在5％CaO的实验中，阻滞效率达到了99．85％，在20％CaO的实验中，效率达到了99．96％。 实验中还在密闭体系下对氧化钙的阻滞条件进行了研究，在280—450~C之间氧化钙都有明显的阻滞效果，其阻滞效率均已经超过了90％，对于五氯酚、六氯苯和2,3,4,5．四氯酚，氧化钙都能起到良好的阻滞PCDD／Fs生成的效果。作为对比， 实验中有目的的选择了一些化和物如MgO、A1203、NaOH、KOH、Ca(OH)2等研究了它们对于五氯酚生成PCDD／Fs的影响。根据研究结果提出了氧化钙对五氯酚生成PCDD／Fs的阻滞机理和氧化钙用在焚烧等过程中阻滞二恶英类生成 的技术方案。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 公开日期 | 2011-12-14 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/2126]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘文彬. 化工和焚烧过程中的二噁英类控制原理研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2005. |
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