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垃圾焚燒中二噁英形成的控制
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垃圾焚燒中二噁英形成的控制

時(shí)間:2023-04-21 15:34:01 點(diǎn)擊:1111 次 來(lái)源:洛陽(yáng)建材建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司
  控制二噁英產(chǎn)生的有效的方法是所謂的“3T”法:

  (1) Temperature溫度:保持焚燒爐內(nèi)800℃以上的高溫,將二噁英完全分解;

  (2) Time時(shí)間:保證煙氣在高溫域內(nèi)停留足夠的時(shí)間,一般在1-2s以上;

  (3) Turbulence渦流:讓煙氣在爐內(nèi)高溫域充分得到混合和攪拌。
垃圾焚燒中二噁英形成的控制
  垃圾焚燒中可采取相應(yīng)措施處理二噁英類(lèi)物質(zhì)。

  (1) 捕集技術(shù):包括電爐集塵器和袋式除塵器、活性炭吸附法;

  (2) 分解技術(shù):焚燒法、熱分解法、光分解法、化學(xué)分解法、臭氧分解法、超臨界水分解法、生物分解法、催化氧化分解法等;另外,為了除去煙氣中的二嗯英,一般有以下方法:

  a. 噴入粉末活性炭來(lái)吸收二噁英;

  b. 設(shè)置觸媒分解器分解二噁英;

  c. 設(shè)置活性炭塔吸收二噁英。

  有關(guān)資料顯示,日本1995年以后新建的垃圾焚燒爐,無(wú)論全連續(xù)爐、準(zhǔn)連續(xù)爐還是間歌爐,在采取了適當(dāng)?shù)目刂拼胧┖?,設(shè)備、焚燒灰和飛灰中的二噁英類(lèi)物質(zhì)濃度都有顯著降低。

  1、燃前垃圾預(yù)處理

  在垃圾進(jìn)人焚燒爐之前,采用垃圾分選技術(shù),分選出垃圾中鐵、銅、鎳等過(guò)渡金屬;減少含氯有機(jī)物的量,從源頭上減少垃圾焚燒二噁英生成的氯的來(lái)源。

  2、焚燒過(guò)程中控制二噁英的形成

  控制燃燒條件,控制二噁英在爐內(nèi)生成,在垃圾焚燒過(guò)程中加熱起燃和降溫熄火以及正常運(yùn)行時(shí)段,二噁英類(lèi)物質(zhì)都可能產(chǎn)生。迅速升溫和降溫并盡可能使正常運(yùn)行溫度高達(dá)800℃,可大大減少這三個(gè)階段產(chǎn)生的二噁英量。

  保證使垃圾完全燃燒和穩(wěn)定燃燒,足夠的停留時(shí)間可使未燃燒的氣體與空氣充分混合,要維持適宜的氧氣濃度并使之緩慢流動(dòng),要便于進(jìn)行自動(dòng)燃燒控制。在氣體冷卻過(guò)程中回收熱量以使燃燒氣體迅速冷卻、防止粉煤灰積累、并進(jìn)行除氯防止粉煤灰的載體過(guò)量。

  將高硫煤與垃圾混合燃燒,利用煤中硫來(lái)抑制二噁英形成;在垃圾焚燒過(guò)程中加脫酚劑實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)低溫脫氯,將大部分氣相中的氯轉(zhuǎn)移到固相殘?jiān)校瑥亩鴾p少二噁英的爐內(nèi)再生成和后合成。爐內(nèi)加鈣脫酚的效果與碳酸鈣質(zhì)量、鈣氯比以及反應(yīng)溫度相關(guān)。

  3、在排氣系收集、去除二噁英

  主要方法有:

  (1) 在低溫狀態(tài)下提高除塵器的效率。降低除塵器入口側(cè)的排氣溫度,既可以抑制二噁英的再合成,又有除去灰塵的可能性及吸附在其上的二噁英;

  (2) 霧狀活性炭粉末吸附法。活性炭在常溫時(shí)對(duì)二噁英等平面構(gòu)造的芳香族碳?xì)浠衔镉形叫?,除塵前噴霧狀活性炭粉末,能夠去除二噁英。

  (3) 用催化劑分解二噁英。作為去除二噁英的方法,除吸附處理之外,還有使用氧化催化劑分解二噁英的方法。資料顯示,Shimodaira在其所設(shè)計(jì)的設(shè)備中將含有二噁英的焚燒爐飛灰在低于250℃的環(huán)境里,與半導(dǎo)體物催化劑拌勻,在外線照射下,二噁英被分解掉而不會(huì)重新生成。

  (4) 用納米管清除二噁英。美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)化學(xué)工程系一項(xiàng)研究表明,多壁碳納米管清除二噁英效率高。提高去除效率的原因是,圍繞管軸的碳原子呈六方晶系排列,使二噁英的苯環(huán)與納米管表面強(qiáng)烈反應(yīng),研究已取得PP7水平的結(jié)果,所需納米管可以從甲烷和廉價(jià)的鐵催化劑中制備。

  (5)在袋式除全器中通過(guò)粉塵層可過(guò)濾含塵氣體,從而減少垃圾燃燒后飛灰中的二噁英類(lèi)物質(zhì)濃度。

  4、二噁英類(lèi)物質(zhì)的處理

  對(duì)于已受高濃度二噁英污染的土壤以及垃圾焚燒爐排出的飛灰,則需要將其降解而徹底消除,降解的方法可分為以下幾種:

  (1) 熱處理法:

  a. 高溫?zé)āT?10℃左右,將二噁英在氧化氣氛中熱分解,將處理物變?yōu)闅堅(jiān)芭艢獾龋?br />
  b. 熔融法。將污染物加熱到熔融溫度(1300℃左右)以上,二噁英分解,污染物轉(zhuǎn)化為熔融爐渣、飛灰、排氣等等;

  c. 還原加熱脫氯。在氮?dú)夥障录訜岬?00℃左右脫氯,處理物的外觀變化小,生成冷凝水(含氯化氫)及排氣等。

  (2) 光化學(xué)分解法。用紫外線照射使二噁英脫氯,產(chǎn)生的臭氧的氧化作用使之分解。

  (3) 微生物分解法。早在1980年,就有人提出用微生物破壞二噁英;到1989年才分離出能礦化二苯P二噁英、氧荀、二苯醚及其鹵化類(lèi)似物的好氧菌,并對(duì)其降解途徑進(jìn)行了機(jī)理分析。在利用微生物處理二噁英及其相關(guān)化合物污染物的可能性方面已進(jìn)行了一些研究。資料顯示,杜秀英等從多氯代二苯并一對(duì)一二噁英污染的土壤和含氧沉積物中分離篩選出8株降解PCDDSI的菌株,均能以一氯代和二氯代二噁英為單一碳源和能源生長(zhǎng)并使其降解。

  (4)超聲波分解法。日本大阪府立大學(xué)工學(xué)系前田昭泰教授成功開(kāi)發(fā)出超聲波分解水中二噁英和多氯聯(lián)苯等有害有機(jī)氯化物的新技術(shù)。前田發(fā)現(xiàn),二噁英、PCB、氯氟烴等有機(jī)氯化物與水的親和性很差,當(dāng)用超聲波在水中產(chǎn)生細(xì)小氣泡后,這些物質(zhì)就被吸附在氣泡上、氣泡破裂時(shí)依靠產(chǎn)生的高溫高壓,有害物質(zhì)被分解成無(wú)害的碳酸氣和氯化物離子。前田等對(duì)濃度為0.001%(10ppm)的PCB溶液加以200kHz的超聲波,經(jīng)30min后,95%的PCB被分解了,對(duì)二噁英和氫氟烴的效果基本相同。除以上方法外,降解二嗯英還有氣相氫氣還原法、超臨界水氧化分解法、金屬鈉分散法等。

  綜上所述,鑒于二噁英及起類(lèi)似物的危害及我國(guó)不斷增加的城市垃圾的焚燒處理,對(duì)二噁英及其類(lèi)似物的研究和防治工作應(yīng)當(dāng)?shù)玫竭M(jìn)一步的重視和加強(qiáng)。
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