抑制二恶英生成的垃圾焚烧方式
目前世界上除北美国家外,较多使用的垃圾焚烧炉为炉排炉直接焚烧方式。其垃圾在炉膛内直接燃烧,化学反应中产生的烟气有害成分较多,不可避免会产生铜的氧化、HCL、EY CuCL2的生产,由于炉排本身的不足有时可能发生垃圾翻滚不够,造成燃烧不安全,飞灰中残留的未燃烬诉碳,这些物质的存在使已经分解的二恶英在锅炉和静电除尘器中再度合成。另外由于炉排炉炉温受垃圾热值的变化而波动,使得垃圾焚烧过程中产生的二恶英难于保证完全分解,从而引起二恶英排放量增加。要消除二恶英必须投入昂贵的尾气处理设备、活性炭吸附,这显然付出的代价太高,使原本投资高,烟气净化系统庞大,运行费用高的矛盾更加突出。而且,使用后的活性炭无法再生,成为一个新的毒源,又必须小心处理。
那么,我们该找一个怎样的技术来抑制二恶英的生成呢?加拿大的科学家从二恶英生成的最基本的四个条件:氯、氧、温度、催化剂分析,在七十年代研制出了控气型垃圾焚烧炉。这种焚烧炉将燃烧过程中分为二级燃烧室,一燃室为垃圾热分解,温度控制在700℃以内,让垃圾在缺氧状态下安静而缓慢地在低温下热分解,此时金属铜、铝、铁不会被氧化,没有CO2的产生,也就不会有CuCL2的产生和存在,垃圾中的可燃成分分解成可燃气体,并引入二燃室燃烧,二燃室温度在1000℃以上,烟气停留时间2秒以上,保证了有毒有害的有机气体完全分解燃烧,从而保证了二恶英的充分分解。由于二燃室是气体燃烧,避免了烟气中的残碳存在,削弱了二恶英的生成环境。由于控气型垃圾焚烧炉是固体床,所以不会产生烟尘,不会有未燃烬诉残碳进入烟气中,更有利的是该系统不需设置庞大的除尘装置和其它净化装置,即可达到烟气排放标准,只有在含氯塑料过高导致HCL超标时,才需要增加简单的碱洗装置。
以上分析可知,控气型焚烧炉从原理上控制了二恶英产生的各种因素:
氧的含量--在控气型焚烧炉中,一燃室始终处于缺氧状态(还氧气氛),仅有的氧化原子优先与C、H结合,Cu、AL、Fe等不易被氧化,削弱了二恶英的生成环境。
温度因素--在二燃室中温度高达1000℃以上,烟气停留远大于2秒,可将所有的有机物燃烬;二燃室内因无水冷壁管,没有死角,故温度均匀,不会残留有害的有机物。
催化剂因素--一燃室温度较低,重金属基本上不被分解,烟气中很少有重金属离子,从而减少了催化剂成分;一燃室中含氢成分高,CL优先与H结合。
进入九十年代后,日本、德国的科学家也分别发表了研制控气型焚烧炉的分级燃烧成果,据日本笠原公司报道,采用热解气化焚烧炉,由于其一燃室是还原气氛,所以SO2仅为9.5ppm, NOx为6.1ppm, NO2为9.5ppm,二燃室是高温燃烧,CO接近为0,所以二恶英值可望处于 很低的水平。
目前国际上采用控气型焚烧炉较多的国家是美国、加拿大,日本、德国也将此种技术作为垃圾焚烧的推广技术,以减少二恶英的排放。
因此,控气型垃圾焚烧是环保型的工艺,是符合垃圾处理无害化、资源化、减量化三原则的理想的环保型垃圾处理技术。建议在采用垃圾焚烧处理的城市中,优先选用此种先进的、设备可靠的新工艺系统技术。
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