生活垃圾焚烧发电工程中二恶英的生成及控制技术探讨

如题

生活垃圾焚烧发电工程中

二恶英的生成及控制技术探讨

孙宏干力波

（戈尔过滤产品（上海）有限公司，上海，２０００３０）

【摘要】本文介绍了在城市生活垃圾焚烧发电ｌ：稃中二恶英类物质的产生机理、途径及目前技术上所采取的主要控制及减排方法和措施。重点介纠了目前Ｉ：程常川的末端控制技术中Ｒｅｍｅｄｉａ＠ｆｌＥ化过滤法，ＳＣＲ法及活性碳吸附法。其中，Ｒｅｍｅｄｉａ圆冈其对二恶英的分解性及Ｔ程易用性，最具科学性及先进性。

【关键词】二恶英烟气净化焚烧生活垃圾过滤

在火力倡导”循环经济”的今天，伴随着自然资源雨利用的口号，现代化的城市生活垃圾焚烧发电１：程不断新建。垃圾焚烧：１：程不但冈处置收益及环保发电上网优价政策的鼓励而成为目前许多投资者新的投资方向。而且也是涉及市政建设及城市环下事业发展的战略重点。众所周知，焚烧会产生诸如ＳＯｘ，ＮＯｘ，ＣＯ．Ｃ０２，弧微粉尘甚至二恶英（ＰＣＤＤｓ）７及呋喃（ＰＣＤＦｓ）等对环境对人体极其有害的物质。如何有效地控制这些物质的排放，已成为建设一个现代化垃圾焚烧发电厂所首先要考虑的问题，也成为许多政府部ｆＪ在ＢＯＴ招标中考鼙的重要方面。

二恶英的生成来自下自然界与人ｒ。目前的研究表明，二恶英火部分来源于人，Ｉ：：【：程的产物。焚烧被认为是二恶英的土要制造源。中国已丁２００４年加入”斯德哥尔摩”协定（ＳｔｏｃｋｈｏｌｍＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎ），将根据协定致力丁二恶英类持久性有机污染物ＰＯＰｓ的减排。

１－二恶英的理化特点

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目前通常我们所称的二恶英实为二恶英类化合物的统称，包括二恶英族（ＰＣＤＤｓ）及呋喃（ＰＣＤＦｓ）。二恶英类物质基本结构为二环芳香族含氯碳氢氧化合物，共有八个位置能与氯原子结合。’因氯原子数及位置不同，ＰＣＤＤｓ共有７５种同源物，与此对应ＰＣＤＦｓ则有１３５种之多。这些同源物质的化学物理及毒 性不尽相同。由２．３．７，８一四氯二恶英毒性最慢，冈此最受关注，其余则通常以计算之后的毒性当鼙（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｏｘｉｃＥｑｕｉｖａｌａｎｔｓ，Ｉ—ＴＥＱ）米表示。２。３，７．８一四氯二二恶英的毒性当鼙系数ＴＥＦ（ＴｏｘｉｃｉｔｙＥｑｕｉｖａｌｅｎｃｙＦａｃｆｏＬ）定义为１，其他衍生物的毒性为其相对值 一般随氯取代基的增加，毒性减小。

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二恶英具有亲脂性，进入人体后易在脂肪中进行累积，进而对人体产生毒害。这种被称为历史上最毒的合成毒之一的物质，不但会致癌，而且也会造成人体生殖异常，免役异常及荷尔蒙异常。其理化特性表现为高熔点与高沸点。水中溶解性不大，室温下为同体，随氯取代基之增加（一氯＾一八氯），分子量（２１８．５－４００）以及溶、沸点（１１４．３。Ｃ～３３２。Ｃ）随之上升，而水溶性（３１８９／Ｌ．２５０Ｃ一０．０００４９／Ｌ．２００ｃ）则随之降低．挥发性也越低ｎ４１。

２．在生活垃圾焚烧工程中二恶英的形成机理

在原生垃圾中存有大量氯基物质，俗称其二恶英是超标存在的。焚烧炉入炉垃圾二恶英含量＋一般为５—５７ｎｇＴＥＱ／ｋｇ［ｓ１。的当焚烧温度在５５０－７００ｏｃ时迅速（０．１－０．２ｓ烩产生火量的二恶英。大型生活垃圾焚烧工程的研究结果表明，２５％的ＰＣＤＤｓ和９０％的ＰＣＤＦｓ在焚烧的高温烟气。６４３６（３，．－４８７６（３生成，当焚烧烟气达到８５００Ｃ以上超过３秒时，聚合物的反应速度远小于二恶英

的分解速度。其分解率可达９８％以上。

二恶英的烟气从高温降到低温在２５００（３－５００。（３之间时会再合成，其合成机理主要是’＇ｄｅ—ｎｏｖｏ。机理和前驱物（Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ）催化生成ＰＣＤＤｓ。ＰＣＤＤｓ主要合成途径有ｕｌｌｍａｎｎ缩合反应、自由基反应、邻苯二酚反应及取代反应四种。而ＰＣＤＦｓ的台成途径贝０有多氯联苯氧化、多氯酚的聚合反应及多氧酚与多氯苯的反应等三种ｎ

Ｄｅ－ｎｏｖｏ合成反应物质主要为巨分子的碳结构，包括活性碳，焦碳，生煤灰，龟灰，残留碳等，这些物质经反应催化形成ＰＣＤＤｓ，高峰温度在３００。Ｃ左右。前驱物的异相催化反应为较小的有机分子，包括丙稀，甲苯，氯苯，氯酸等。低温催化反应的前驱物可以是氯酚．氡苯等化学结构与二恶英类似的物质也可以是分子结构不相似的不含氯有机物，如脂肪族化合物，芳香族化合物，乙炔和丙稀。

Ｄｅ－ｎｏｖｏ所需的氯主要是由ＤｅａｃｏｎＰｒｏｃｅｓｓ反应在Ｃｕ“等的催化Ｆ从ＨＣＬ转化而来。飞灰表面的金属或金属氧化物在ｄｅ．ｎｏｖｏ时表现山强催化性的主要物质有氯化铜、氯化铁、氧化镍、氧化铝等。研究表明，前驱物浓度，氯的浓度，温度，催化剂，含氧量及含硫量对生活垃圾焚烧过程中的二恶英的生成及排放有重要影响。

３．二恶英的减排及控制技术

随着社会经济的发展，城市生活环保要求变得越来越迫切，控制及减排二恶英成为必需。二恶英的减排及控制技术主要是从降低前驱物的形成及处理己生成的二恶英入手。其处理技术可分

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为前处理，过程控制减排技术与尾气处理技术三人类。

３．１前处理技术减排二恶英

该种技术是在垃圾进炉前控制其二恶英生成的必要元素。理论上讲这是最佳冶本的科学方法，但在Ｉ：程实践中受到设备等方面的限制，实现较为凼难。

３．２过程控制技术减排二恶英

该技术减排二恶英的主要方法是针对燃烧条什的控制，避开ＰＣＤＤｓ／ＰＣＤＦｓ再合成的峰值温度区域２５００Ｃ一５０００Ｃ，减少前驱物及二恶英的合成。

ａ完全燃烧

保持垃圾燃绕在８５０＇Ｃ以上，烟气停留时间人丁２秒，实现”３Ｔ”ｌ：作原则。

ｂ．氧量控制

在３００。Ｃ的环境中二恶英的浓度主要取决于氧含量的多少。缺氧的环境中二恶英的浓度在Ｆ降。没有氧气则没有二恶英生成，过氧环境中二恶英的浓度火大增加。一般：【：程中控制氧龋在８％以Ｆ。（研究表明减少５０％的氧气就可以减少３０％的二＝恶英的再次形成）。

ｃ．添加抑制ＰＣＤＤｓ／ＰＣＤＦｓ生成剂

研究表明，Ｓ可以通过形成硫磺酸，盐酸前驱物或禽Ｓ化台物而抑制ＰＣＤＤｓ／ＰＣＤＦｓ的形成。德国，韩国等国家进行了钟对性研究．国内浙江人学已开展煤的添加对抑制二恶英的机理研究，井在流化床焚烧炉上进行一程实践。但在炉排技术上目前无法应＿｝｝＝ｌ该技术。冈为煤粉会了进入活动炉排间隙造成并加剧炉排机械摩损｜６１。

ｄ．骤冷㈣（２５０。Ｃ－４００。ｃ）。通过划气的高流速、锅炉的人小以及与猝熄反庶器的直接连

合（很快地冷却）可以将烟气在重新形成的温度范罔内（２５０。ｃ－４５０＂ｃ）的停留时间降到最短。ｅ．完全除酸

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去除ＰＣＤＤ／ＰＣＤＦｓ之前驱物。

ｆ避免粉尘

粉尘是催化剂的载体。通过合理的锅炉设计可以在烟气温度达到４５０。Ｃ之前大量减少烟气中的粉尘含量。

３．３尾气处理技术减排二恶英

二恶英末端控制因其具有“ＰｏｌｉｃｅＦｉｌｔｅｒ＇’功能而Ｊ１‘泛采用。包括Ｒｅｍｅｄｉａｂｌｅ化过程系统．选择性催化分解法（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣａｔａｌｙｔｉｃＲｅａｃｔｉｏｎ，ＳＣＲ），嘲定床活性碳法及活性碳喷注法。Ａ．．催化过滤Ｒｅｍ …… 此处隐藏：3230字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……