固体废弃物焚烧处置中二英的控制

固体废弃物焚烧处置中二英的控制

二'英是氯化物聚集的缩写。这是指二氯二苯并二'英pcds的同义词。多氯二苯二'英和多氯二苯二'妥的总称。它们是环境中的超标准毒性有机污染物。“地球上具有最强毒性的毒性物质很难分解，而且很容易在动植物中积累。当含有低剂量二'英的动植物时，它们可能会死亡并被归类为一级癌。我国于2001年5月23日签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,2004年11月11日公约对我国正式生效,2010年10月国家发布了关于加强二噁英污染防治的指导文件,在铁矿石烧结、电弧炉炼钢、再生有色金属生产、废弃物焚烧等重点行业全面推行削减和控制措施,2015年重点行业排放强度降低10%,基本控制二噁英排放增长。根据全国POPs调查,目前废弃物焚烧排放总量为0.63kgTEQ,还有迅猛增长的趋势,所以弄清二噁英的形成及其影响因素,从而在焚烧工艺上控制二噁英的排放是非常重要的。1二噁英的特性与来源1.1难溶于水常温下为无色、无味固体极难溶于水,溶解度:0.43~0.0002ng/L(25℃),但却极易溶于有机溶剂,其溶解度为水中的106~108倍。1.2难以分解性自然界中降解缓慢,对酸、碱稳定,化学反应性极低,强紫外线照射下缓慢分解,其容易生成的温度是180℃~400℃,而分解温度在700℃以上。1.3亲油性,能溶于脂肪,容易在生物体的脂肪层产生积累,并难以排除,二噁英通过食物链很容易在生物体的脂肪内被蓄积而浓缩1.4二噁英的毒性2,3,7,8-位取代化合物(17种)表现出相同的生物学类型和毒性效应。皮肤中毒、免疫中毒、生殖系统的影响和致畸性、内分泌破坏和致癌性。二噁英由于其来源广泛、毒性强被世界各国公认为对人类健康具有极大潜在危害的全球性散布的重要有机污染物。1.5二噁英来源主要分两部分工业来源与非工业来源。其工业来源主要包括铁矿石烧结、电弧炉炼钢、再生有色金属生产、废弃物焚烧,机氯化学品的生产与纸浆氯气漂白过程等,其中铁矿石烧结所占比重最大,不过废弃物焚烧比重在提升。非工业来源包括汽车尾气,家庭固体燃料(木材和煤)和家庭废物等的不完全燃烧。二噁英主要还是由焚烧过程产生的,所以弄清二噁英的生成和破坏机理及其影响因素,从而在焚烧工艺上控制二噁英的排放是非常重要的。2固体废物焚烧过程中二噁英控制技术通过对二噁英生成机理层面进行分析和研究认为由于固体废物中通常含有氯源,有机物,重金属等,所以对其控制主要可分为对燃烧物料的控制,炉内燃烧过程控制,焚烧后烟气处理与净化的控制。2.1燃烧物料的控制对固体废弃物进行分类管理,加强源头控制,有效控制氯源,减少焚烧过程中二噁英的生成,可对含氯化学品的废弃物处理采用资源回收在利用的技术手段处理,避免焚烧处理。同时对重金属含量高的物质进行分类,筛选,破碎的方式进行金属物质回收,减少进入焚烧系统的量。2.2炉内燃烧过程控制通过对燃烧过程进行优化以减少二噁英的炉内形成,并达到固体废物本身所含二噁英分解,目前多是采取对燃烧温度,烟气停留时间,湍流程度,过剩空气系数等原则来实现的。(1)通过对炉膛内烟气温度的控制来进行二噁英组分的破坏与分解,焚烧温度太低,不能对废物进行充分的破坏,且会产生二噁英,温度太高,又会浪费辅助燃料增加运行成本,二噁英理论上的破坏温度是700℃,当温度大于850℃,停留时间超过2s时,焚烧效率可达到大于99.99%。当焚烧温度为500℃~800℃时,会促进二噁英的产生。温度大于900℃时,则会破坏产生,使其含量急剧下降;温度在1070℃左右时,几乎无二噁英存在。温度超过1200℃时,会产生大量NO腐蚀设备,增加运行成本。(2)在焚烧过程中,延长烟气在高温炉膛区的停留时间,就可以遏制二噁英生成。为保证有足够的停留时间,应选取合适的炉膛尺寸,确保废物充分燃尽。在850℃条件下,停留时间1.7s,二噁英分解率达99.99%。目前美国、欧盟等国家或组织规定的烟气停留时间都大于2s,我国普遍采用的都是在停留时间2s以上。(3)通过对炉体湍流程度的控制,做到经济有效,建议雷诺数大于10000。合理配风,对氧浓度进行选择,保证过剩空气系数在合理水平,如果氧含量过大会造成烟气温度降低,二噁英浓度升高氧浓度太小,燃烧不充分,会导致CO超标。一般会把氧含量控制在6%~12%之间。2.3焚烧后烟处理与净化的控制烟气处理系统要综合考虑多种污染物质的去除,如颗粒物、重金属、酸性气体和有机污染物。去除二噁英相关的烟气控制技术可以分为四种大类别。一是除尘装置;二是去除酸性气体的装置;三是催化氧化装置;四是吸附装置,以上技术的组合可以达到不同的二噁英去除效率。目前国内固体废物焚烧行业,选择急冷,喷雾干燥吸收、布袋除尘、活性炭注入相结合的方法是最多的。(1)焚烧烟气在含有HCl前体物、CuCl2和FeCl3粉体等物质且温度适宜(400℃)的条件下极易形成二噁英。为了扼制焚烧烟气在烟气净化过程中二噁英的再合成,一般采用控制烟气温度的办法:即当具有一定温度(此时的温度保持不低于500℃为宜)的焚烧烟气从余热锅炉中排出后采用急冷技术使烟气在0.2s以内急速冷却至200℃以下,从而跃过易形成二噁英的温度区。急冷设备中通常采用双流机械雾化喷头和采用NaOH-Ca(OH)2双碱溶液作为雾化介质,缩短烟气在处理和排放过程中处于200℃~400℃温度域的时间等措施来控制二恶英的生成。(2)除尘装置:分电除尘和布袋除尘,电除尘在收集尘粒的同时可以去除和尘粒结合的二噁英,为防止二噁英的二次合成,电除尘选择烟气温度低于230℃下运行的低温电除尘器或是布袋装置作为替换。布袋除尘可以高效收集尘粒,并将吸附着在粒子上的二噁英去除,但布袋除尘器易受酸性气体的腐蚀,通常在布袋除尘器前安装去除酸性气体的装置。(3)除酸性气体装置:有喷雾干燥吸收塔和湿式洗涤器,喷雾干燥吸收塔主要是去除烟气中的酸性气体成分和颗粒物,本身没有对二噁英消除作用,当热的燃烧气体进入反应装置时,雾化的泥浆状消石灰在一定控制速度下注入,并和高温烟气混合。反应中消石灰浆中的水分迅速蒸发,烟气温度快速下降,中和反应使烟气中的酸性气体物质减少。湿式洗涤器有很好的去除酸性气体和粉尘的作用,同时附着在颗粒物上的二噁英被去除。但也有多个研究显示,通过湿式洗涤塔二噁英有明显增加的现象,而且大多是在其前端没有高效除尘装置的情况,一是由于湿式洗涤塔仅有去除大颗粒物的能力,在进入洗涤器前二噁英被高效除尘器有效去除,那么湿式洗涤塔几乎没有去除颗粒物和吸附在上面的二噁英的能力。其次是高温下填料塔中填料的热解现象,也能导致二噁英增加,因此在使用此装置时常注入活性炭来提高出二噁英的能力。(4)催化氧化装置:选择性催化氧化脱氮装置能起到破坏二噁英物质的作用,在催化作用下发生反应,该过程不会产生含有二噁英物质的残渣。二噁英的去除效果依赖于反应中催化剂的量,反应温度和烟气通过催化剂的空速。(5)吸附装置:活性炭吸附技术类型包括活性炭直接注入式,固定床或移动床活性炭反应器。运用最少费用取得二噁英削减的方式即在除尘前加入活性碳,通常活性炭可以在喷雾干燥吸收过程中喷入。固定床吸附是在烟气通过活性炭组成的固定床,操作一段时间将整个达到饱和的活性炭移出,移动床式吸附中活性炭由上方进入,经吸附饱和的活性炭持续或间断一段时间移出,利用该技术,能使HCl,HF,Hg,重金属物质和二噁英物质均达到合法的排放水平。(6)灰渣处置:由于飞灰上吸附或生成有二噁英,所以必须作为有毒有害物质送安全填埋场进行无害化处理。可对其进行办刊宗旨深入研究、预测、报道科教创新发展现状以及改革热点、焦点;广泛探讨、交流科教工作中的优点;多方位、多层次介绍科教创新的前沿性内容;有效传播我国科教工作中的新理论、新方法;合理构建我国科研教育学术交流平台。本刊为《中国核心期刊(遴选)数据库》收录期刊、《中国学术期刊(光盘版)》收录期刊、《万方数据数字化期刊群》收录期刊。为更好的提升本刊的信息技术全面性,我刊现面向各级科技与教育管理部门的领导、科教领域管理人员、科技教育人员、各类院校的广大师生征集优秀稿件。投稿须知1.稿件应具有科学性、先进性和实用性,论点鲜明、论据充分、数据真实、逻辑严谨、文字准确、语句通顺。2.文章以2200~2700字为宜;文章标题字数在20字以内;摘要、关键词、参考文献(按引用的先后顺序列于文末)等要素齐全。3.计量单位以国家法定计量单位为准;统计学符号须按国家标准《统计学名词及符号》的规定书写;标点符号使用准确;表格设计合理,推荐使用三线表;图片清晰,注明图题图号。4.投稿请使用word格式并注明作者姓名、联系电话、工作单位、通讯地址、邮编、电子邮箱。5.本刊编辑部有权对所投稿件进行修改。6.本刊已被相关电子期刊等网络媒体所收录,本刊发表的文章将在网络媒体上全文发布。7.严禁一稿多投、剽窃或抄袭行为,否则一切后果由作者本人负责。《中国科教创新导刊》办刊宗旨及投稿须知低温(300℃~400℃)加热脱氯处理或者采用熔融炉在l200℃~1400℃下熔融固化,以及筛分,磁选等方式再送安全填埋场处置以减少二噁英的排放。目前灰渣主要处置技术有熔融固化、水泥固化、石灰固化、塑性固化、高温烧结和酸浸提等方法,而且处置后的熔渣可以用于建筑铺路的辅材,实现资源化再利用。3结语我国的二恶英控制工作起步较晚,导致管理和技术手段比较落后,因此学习国外的管理经验、减排技术和研究成果,对促进我国二恶英减排战略的实施、因地制宜地采用合理的技术将起到重要的推动作用。另