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焚烧热处理技术逐渐成为我国乃至世界范围内城市生活垃圾处理中的主流技术之一。垃圾焚烧飞灰中含有大量毒性重金属及其化合物,且具有高浸出率,属于危险废物,必须进行妥善处理处置。焚烧飞灰高温处理方法因其减量显著、无害化程度高、可实现资源化利用等优势成为新的研究热点。然而重金属在焚烧飞灰中挥发动力学一直是研究难点。本文主要对焚烧飞灰中的三种重金属Pb、Cd、Cu高温挥发过程进行研究,并利用动态等温的方法建立了重金属Pb、Cd和Cu的高温挥发动力学模型。本文首先在高温管式气氛电炉上开展焚烧飞灰中重金属(Pb、Cd、Cu)的高温煅烧挥发特性实验,考察了煅烧温度、煅烧时间和气氛对重金属挥发特性的影响。实验结果发现:温度对重金属的行为影响显著;时间对各种重金属的挥发行为影响差异较大,在煅烧过程中所有的重金属都发生不同程度挥发,Cu的最终挥发率小于75%,而Pb、Cd最终的挥发率均可达95%以上。三种重金属在空气和氧气气氛下的挥发行为基本一致。再次,根据热分析实验得到的重金属Pb、Cd和Cu挥发率随时间变化的曲线,利用等温挥发动力学的基本原理,得到了飞灰中重金属Pb、Cd和Cu在不同气氛下的反应动力学模型。动力学研究表明:三种重金属在空气气氛和氧气气氛下的反应动力学模型的级数不同,Pb,Cd和Cu在空气气氛下的动力学模型级数均为1级;氧气气氛下的级数分别为1/2级,0级,1/2级。三种重金属反应的活化能都介于70～200KJ/mol之间,在空气气氛下Pb、Cd、Cu的活化能分别为79.38KJ/mol、129.37KJ/mol、192.45KJ/mol ,而在氧气气氛下的活化能分别为77.70KJ/mol、133.07KJ/mol、198.06KJ/mol。最后,利用Gibbs自由能判据等热力学理论分别从定性和定量的角度对空气气氛下模拟飞灰体系中Cd的高温挥发过程进行理论预测,找出了重金属Cd挥发过程的主要反应,并得出不同温度下重金属元素Cd在反应体系中的热力学平衡分布及Ca/Si对重金属Cd挥发的影响。