二噁英的控制技术
城市生活垃圾的焚烧是二噁英的主要来源 ,因此 ,在垃圾焚烧工艺中 ,控制二噁英的形成源、切断二噁英的形成途径以及避免炉外低温区再合成是最为关键的 3个核心问题 ,可以从以下 3个方面着手:
(1)前期预处理:在城市垃圾进入焚烧炉之前 ,采取垃圾分选技术 ,分选出垃圾中铁、铜、镍等过渡金属 ,切断垃圾焚烧过程中的催化介质 ,减少含氯有机物的量 ,从源头减少垃圾焚烧生成二噁英的来源。工业副产品主要产生于化工、 造纸制浆工业和冶金行业。在生产过程中原料或填充物含有机氯化合物 ,在适宜的条件下产生二噁英类化学物质 ,故应改进生产工艺 ,采用含氯原料的替代物等。如在制浆造纸工业中低硬度蒸煮或少氯、无氯漂白技术 ,并开发生物漂白技术及利用转基因技术开发新的原料。
(2)减少炉内形成:该技术减排二噁英的主要方法是针对燃烧条件的控制,避开PCDDs/PCDFs再合成的峰值温度区域250ºC ~500ºC,减少前驱物及二噁英的合成。
完全燃烧
保持垃圾燃绕在850ºC以上,烟气停留时间大于2秒,实现”3T+E”工作原则。
1T:燃烧温度(Temperature),2T:停留时间(Time),3T:紊流度(Turbulence),E: 过氧控制(Excess)。
氧量控制
在300 ºC的环境中二噁英的浓度主要取决于氧含量的多少。缺氧的环境中二噁英的浓度在下降。没有氧气则没有二噁英生成,过氧环境中二噁英的浓度大大增加。一般工程中控制氧量在8%以下。(研究表明减少50 % 的氧气就可以减少30 % 的二噁英的再次形成)。
添加抑制PCDDs/PCDFs生成剂
研究表明,S可以通过形成硫磺酸,盐酸前驱物或含S化合物而抑制PCDDs/PCDFs的形成。德国,美国等国家进行了针对性研究,国内浙江大学已率先开展煤的添加对抑制二噁英的机理研究,并在流化床焚烧炉上成功进行工程实践。在炉排技术上目前还没有应用该技术,因煤粉可能会进入活动炉排间隙造成并加剧炉排机械摩损。
骤冷
以避开峰区(250ºC -400ºC)。通过烟气的高流速、锅炉的大小以及与猝熄反应器的直接连合(很快地冷却)可以将烟气在重新形成的温度范围内(250ºC-450ºC)的停留时间降到最短。
完全除酸
去除PCDD/PCDFs之前驱物。
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450ºC之前大量减少烟气中的粉尘含量。
(3)避免炉外低温再合成:二噁英类物质的炉外再合成现象 ,多发生在锅炉内 (尤其在节热器的部位 )或在粒状污染物控制设备前。有些研究指出 ,主要的生成机制为铜或铁的化合物在悬浮微粒的表面催化了二噁英的前驱物质;因此 ,在近年来 ,工程上普遍采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式 ,同时控制粒状污染物控制设备入口的废气温度不低于 232℃。
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