固體廢棄物焚燒處置中二英的控制

二'英是氯化物聚集的縮寫。這是指二氯二苯并二'英pcds的同義詞。多氯二苯二'英和多氯二苯二'妥的總稱。它們是環(huán)境中的超標(biāo)準(zhǔn)毒性有機(jī)污染物?！暗厍蛏暇哂凶顝?qiáng)毒性的毒性物質(zhì)很難分解，而且很容易在動(dòng)植物中積累。當(dāng)含有低劑量二'英的動(dòng)植物時(shí)，它們可能會(huì)死亡并被歸類為一級(jí)癌。我國(guó)于2001年5月23日簽署了《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》,2004年11月11日公約對(duì)我國(guó)正式生效,2010年10月國(guó)家發(fā)布了關(guān)于加強(qiáng)二噁英污染防治的指導(dǎo)文件,在鐵礦石燒結(jié)、電弧爐煉鋼、再生有色金屬生產(chǎn)、廢棄物焚燒等重點(diǎn)行業(yè)全面推行削減和控制措施,2015年重點(diǎn)行業(yè)排放強(qiáng)度降低10%,基本控制二噁英排放增長(zhǎng)。根據(jù)全國(guó)POPs調(diào)查,目前廢棄物焚燒排放總量為0.63kgTEQ,還有迅猛增長(zhǎng)的趨勢(shì),所以弄清二噁英的形成及其影響因素,從而在焚燒工藝上控制二噁英的排放是非常重要的。1二噁英的特性與來源1.1難溶于水常溫下為無色、無味固體極難溶于水,溶解度:0.43~0.0002ng/L(25℃),但卻極易溶于有機(jī)溶劑,其溶解度為水中的106~108倍。1.2難以分解性自然界中降解緩慢,對(duì)酸、堿穩(wěn)定,化學(xué)反應(yīng)性極低,強(qiáng)紫外線照射下緩慢分解,其容易生成的溫度是180℃~400℃,而分解溫度在700℃以上。1.3親油性,能溶于脂肪,容易在生物體的脂肪層產(chǎn)生積累,并難以排除,二噁英通過食物鏈很容易在生物體的脂肪內(nèi)被蓄積而濃縮1.4二噁英的毒性2,3,7,8-位取代化合物(17種)表現(xiàn)出相同的生物學(xué)類型和毒性效應(yīng)。皮膚中毒、免疫中毒、生殖系統(tǒng)的影響和致畸性、內(nèi)分泌破壞和致癌性。二噁英由于其來源廣泛、毒性強(qiáng)被世界各國(guó)公認(rèn)為對(duì)人類健康具有極大潛在危害的全球性散布的重要有機(jī)污染物。1.5二噁英來源主要分兩部分工業(yè)來源與非工業(yè)來源。其工業(yè)來源主要包括鐵礦石燒結(jié)、電弧爐煉鋼、再生有色金屬生產(chǎn)、廢棄物焚燒,機(jī)氯化學(xué)品的生產(chǎn)與紙漿氯氣漂白過程等,其中鐵礦石燒結(jié)所占比重最大,不過廢棄物焚燒比重在提升。非工業(yè)來源包括汽車尾氣,家庭固體燃料(木材和煤)和家庭廢物等的不完全燃燒。二噁英主要還是由焚燒過程產(chǎn)生的,所以弄清二噁英的生成和破壞機(jī)理及其影響因素,從而在焚燒工藝上控制二噁英的排放是非常重要的。2固體廢物焚燒過程中二噁英控制技術(shù)通過對(duì)二噁英生成機(jī)理層面進(jìn)行分析和研究認(rèn)為由于固體廢物中通常含有氯源,有機(jī)物,重金屬等,所以對(duì)其控制主要可分為對(duì)燃燒物料的控制,爐內(nèi)燃燒過程控制,焚燒后煙氣處理與凈化的控制。2.1燃燒物料的控制對(duì)固體廢棄物進(jìn)行分類管理,加強(qiáng)源頭控制,有效控制氯源,減少焚燒過程中二噁英的生成,可對(duì)含氯化學(xué)品的廢棄物處理采用資源回收在利用的技術(shù)手段處理,避免焚燒處理。同時(shí)對(duì)重金屬含量高的物質(zhì)進(jìn)行分類,篩選,破碎的方式進(jìn)行金屬物質(zhì)回收,減少進(jìn)入焚燒系統(tǒng)的量。2.2爐內(nèi)燃燒過程控制通過對(duì)燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化以減少二噁英的爐內(nèi)形成,并達(dá)到固體廢物本身所含二噁英分解,目前多是采取對(duì)燃燒溫度,煙氣停留時(shí)間,湍流程度,過剩空氣系數(shù)等原則來實(shí)現(xiàn)的。(1)通過對(duì)爐膛內(nèi)煙氣溫度的控制來進(jìn)行二噁英組分的破壞與分解,焚燒溫度太低,不能對(duì)廢物進(jìn)行充分的破壞,且會(huì)產(chǎn)生二噁英,溫度太高,又會(huì)浪費(fèi)輔助燃料增加運(yùn)行成本,二噁英理論上的破壞溫度是700℃,當(dāng)溫度大于850℃,停留時(shí)間超過2s時(shí),焚燒效率可達(dá)到大于99.99%。當(dāng)焚燒溫度為500℃~800℃時(shí),會(huì)促進(jìn)二噁英的產(chǎn)生。溫度大于900℃時(shí),則會(huì)破壞產(chǎn)生,使其含量急劇下降;溫度在1070℃左右時(shí),幾乎無二噁英存在。溫度超過1200℃時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量NO腐蝕設(shè)備,增加運(yùn)行成本。(2)在焚燒過程中,延長(zhǎng)煙氣在高溫爐膛區(qū)的停留時(shí)間,就可以遏制二噁英生成。為保證有足夠的停留時(shí)間,應(yīng)選取合適的爐膛尺寸,確保廢物充分燃盡。在850℃條件下,停留時(shí)間1.7s,二噁英分解率達(dá)99.99%。目前美國(guó)、歐盟等國(guó)家或組織規(guī)定的煙氣停留時(shí)間都大于2s,我國(guó)普遍采用的都是在停留時(shí)間2s以上。(3)通過對(duì)爐體湍流程度的控制,做到經(jīng)濟(jì)有效,建議雷諾數(shù)大于10000。合理配風(fēng),對(duì)氧濃度進(jìn)行選擇,保證過?？諝庀禂?shù)在合理水平,如果氧含量過大會(huì)造成煙氣溫度降低,二噁英濃度升高氧濃度太小,燃燒不充分,會(huì)導(dǎo)致CO超標(biāo)。一般會(huì)把氧含量控制在6%~12%之間。2.3焚燒后煙處理與凈化的控制煙氣處理系統(tǒng)要綜合考慮多種污染物質(zhì)的去除,如顆粒物、重金屬、酸性氣體和有機(jī)污染物。去除二噁英相關(guān)的煙氣控制技術(shù)可以分為四種大類別。一是除塵裝置;二是去除酸性氣體的裝置;三是催化氧化裝置;四是吸附裝置,以上技術(shù)的組合可以達(dá)到不同的二噁英去除效率。目前國(guó)內(nèi)固體廢物焚燒行業(yè),選擇急冷,噴霧干燥吸收、布袋除塵、活性炭注入相結(jié)合的方法是最多的。(1)焚燒煙氣在含有HCl前體物、CuCl2和FeCl3粉體等物質(zhì)且溫度適宜(400℃)的條件下極易形成二噁英。為了扼制焚燒煙氣在煙氣凈化過程中二噁英的再合成,一般采用控制煙氣溫度的辦法:即當(dāng)具有一定溫度(此時(shí)的溫度保持不低于500℃為宜)的焚燒煙氣從余熱鍋爐中排出后采用急冷技術(shù)使煙氣在0.2s以內(nèi)急速冷卻至200℃以下,從而躍過易形成二噁英的溫度區(qū)。急冷設(shè)備中通常采用雙流機(jī)械霧化噴頭和采用NaOH-Ca(OH)2雙堿溶液作為霧化介質(zhì),縮短煙氣在處理和排放過程中處于200℃~400℃溫度域的時(shí)間等措施來控制二惡英的生成。(2)除塵裝置:分電除塵和布袋除塵,電除塵在收集塵粒的同時(shí)可以去除和塵粒結(jié)合的二噁英,為防止二噁英的二次合成,電除塵選擇煙氣溫度低于230℃下運(yùn)行的低溫電除塵器或是布袋裝置作為替換。布袋除塵可以高效收集塵粒,并將吸附著在粒子上的二噁英去除,但布袋除塵器易受酸性氣體的腐蝕,通常在布袋除塵器前安裝去除酸性氣體的裝置。(3)除酸性氣體裝置:有噴霧干燥吸收塔和濕式洗滌器,噴霧干燥吸收塔主要是去除煙氣中的酸性氣體成分和顆粒物,本身沒有對(duì)二噁英消除作用,當(dāng)熱的燃燒氣體進(jìn)入反應(yīng)裝置時(shí),霧化的泥漿狀消石灰在一定控制速度下注入,并和高溫?zé)煔饣旌稀７磻?yīng)中消石灰漿中的水分迅速蒸發(fā),煙氣溫度快速下降,中和反應(yīng)使煙氣中的酸性氣體物質(zhì)減少。濕式洗滌器有很好的去除酸性氣體和粉塵的作用,同時(shí)附著在顆粒物上的二噁英被去除。但也有多個(gè)研究顯示,通過濕式洗滌塔二噁英有明顯增加的現(xiàn)象,而且大多是在其前端沒有高效除塵裝置的情況,一是由于濕式洗滌塔僅有去除大顆粒物的能力,在進(jìn)入洗滌器前二噁英被高效除塵器有效去除,那么濕式洗滌塔幾乎沒有去除顆粒物和吸附在上面的二噁英的能力。其次是高溫下填料塔中填料的熱解現(xiàn)象,也能導(dǎo)致二噁英增加,因此在使用此裝置時(shí)常注入活性炭來提高出二噁英的能力。(4)催化氧化裝置:選擇性催化氧化脫氮裝置能起到破壞二噁英物質(zhì)的作用,在催化作用下發(fā)生反應(yīng),該過程不會(huì)產(chǎn)生含有二噁英物質(zhì)的殘?jiān)６f英的去除效果依賴于反應(yīng)中催化劑的量,反應(yīng)溫度和煙氣通過催化劑的空速。(5)吸附裝置:活性炭吸附技術(shù)類型包括活性炭直接注入式,固定床或移動(dòng)床活性炭反應(yīng)器。運(yùn)用最少費(fèi)用取得二噁英削減的方式即在除塵前加入活性碳,通常活性炭可以在噴霧干燥吸收過程中噴入。固定床吸附是在煙氣通過活性炭組成的固定床,操作一段時(shí)間將整個(gè)達(dá)到飽和的活性炭移出,移動(dòng)床式吸附中活性炭由上方進(jìn)入,經(jīng)吸附飽和的活性炭持續(xù)或間斷一段時(shí)間移出,利用該技術(shù),能使HCl,HF,Hg,重金屬物質(zhì)和二噁英物質(zhì)均達(dá)到合法的排放水平。(6)灰渣處置:由于飛灰上吸附或生成有二噁英,所以必須作為有毒有害物質(zhì)送安全填埋場(chǎng)進(jìn)行無害化處理?？蓪?duì)其進(jìn)行辦刊宗旨深入研究、預(yù)測(cè)、報(bào)道科教創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀以及改革熱點(diǎn)、焦點(diǎn);廣泛探討、交流科教工作中的優(yōu)點(diǎn);多方位、多層次介紹科教創(chuàng)新的前沿性內(nèi)容;有效傳播我國(guó)科教工作中的新理論、新方法;合理構(gòu)建我國(guó)科研教育學(xué)術(shù)交流平臺(tái)。本刊為《中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)》收錄期刊、《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》收錄期刊、《萬方數(shù)據(jù)數(shù)字化期刊群》收錄期刊。為更好的提升本刊的信息技術(shù)全面性,我刊現(xiàn)面向各級(jí)科技與教育管理部門的領(lǐng)導(dǎo)、科教領(lǐng)域管理人員、科技教育人員、各類院校的廣大師生征集優(yōu)秀稿件。投稿須知1.稿件應(yīng)具有科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性,論點(diǎn)鮮明、論據(jù)充分、數(shù)據(jù)真實(shí)、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、文字準(zhǔn)確、語(yǔ)句通順。2.文章以2200~2700字為宜;文章標(biāo)題字?jǐn)?shù)在20字以內(nèi);摘要、關(guān)鍵詞、參考文獻(xiàn)(按引用的先后順序列于文末)等要素齊全。3.計(jì)量單位以國(guó)家法定計(jì)量單位為準(zhǔn);統(tǒng)計(jì)學(xué)符號(hào)須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《統(tǒng)計(jì)學(xué)名詞及符號(hào)》的規(guī)定書寫;標(biāo)點(diǎn)符號(hào)使用準(zhǔn)確;表格設(shè)計(jì)合理,推薦使用三線表;圖片清晰,注明圖題圖號(hào)。4.投稿請(qǐng)使用word格式并注明作者姓名、聯(lián)系電話、工作單位、通訊地址、郵編、電子郵箱。5.本刊編輯部有權(quán)對(duì)所投稿件進(jìn)行修改。6.本刊已被相關(guān)電子期刊等網(wǎng)絡(luò)媒體所收錄,本刊發(fā)表的文章將在網(wǎng)絡(luò)媒體上全文發(fā)布。7.嚴(yán)禁一稿多投、剽竊或抄襲行為,否則一切后果由作者本人負(fù)責(zé)。《中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊》辦刊宗旨及投稿須知低溫(300℃~400℃)加熱脫氯處理或者采用熔融爐在l200℃~1400℃下熔融固化,以及篩分,磁選等方式再送安全填埋場(chǎng)處置以減少二噁英的排放。目前灰渣主要處置技術(shù)有熔融固化、水泥固化、石灰固化、塑性固化、高溫?zé)Y(jié)和酸浸提等方法,而且處置后的熔渣可以用于建筑鋪路的輔材,實(shí)現(xiàn)資源化再利用。3結(jié)語(yǔ)我國(guó)的二惡英控制工作起步較晚,導(dǎo)致管理和技術(shù)手段比較落后,因此學(xué)習(xí)國(guó)外的管理經(jīng)驗(yàn)、減排技術(shù)和研究成果,對(duì)促進(jìn)我國(guó)二惡英減排戰(zhàn)略的實(shí)施、因地制宜地采用合理的技術(shù)將起到重要的推動(dòng)作用。另