固体废物焚烧二恶英的生成机制及其控制技术(3)

固体废物焚烧二恶英的生成机制及其控制技术固体废物焚烧二恶英的生成机制及其控制技术

环境保护科学　第34卷　第3期　2008年6

月目前,关于温度、烟气停留时间以及过剩空气系数等焚烧要素,国内外已做了大量细致、深入的研究工作,各国家或地区业已颁布了相应的标准或规范,本文不再赘述。而关于湍流度的研究报道则较少,湍流度即指焚烧炉中的流态程度。如湍流程度不够,则焚烧效果差;湍流度高,则传质效果理想,焚烧效率高,有利于抑制二恶英的合成。相关研究表明,为保证充分燃烧,建议雷诺数大于104,当雷诺数大于5×104时,焚烧效率会更高。但是,根据文献调研发现,目前国内外针对湍流度(包括二燃室形式改进、嘴配置优化),3.2　骤冷

所谓骤冷,即以水为介质,使烟气快速通过二恶英的合成温度区间。烟气降温速率的控制是该技术的关键,降温速率越高,对二恶英的合成抑制效果越明显。部分研究者认为降温速率控制在200～500℃/S的范围内可有效的抑制二恶英的合成;另有部分研究者认为降温速率应控制在750～1000℃/S的范围内时,二恶英的生成总量可降低50%左右。从热交换、设备磨损以及抑制效果等方面综合考虑,降温速率控制在500～750℃/S的范围内比较合理。3.3　添加抑制剂

二恶英的合成需要三个最基本的条件,即氯源、催化剂和适宜的温度。添加抑制剂即从降低氯源含量和毒化催化剂的角度出发,切断二恶英的合成途径,进而降低其生成总量。抑制剂包括有机添加剂和无机添加剂,有机添加剂有2-氨基乙醇、三乙胺、尿素、3-氨基乙醇、氰胺以及乙二醇等,无机添加剂主要有硫氧化物、碱性吸附剂(如石灰)等。采用氨系物质作为抑制剂,除药剂的消耗量较高外,还存在着运输、储存、尾气氨易超标等问题;硫氧化物作为抑制剂,在不同的试验条件下,可以得出完全不同的试验结果,目前对其抑制机理尚不十分清楚,因此不宜采用;碱性吸附剂———石灰价廉易得,而且在作为抑制剂的同时,还可去除其他酸性气体污染物,可作为抑制剂的首选。3.4　物理吸附

目前,物理吸附一般而言即指活性炭吸附。具体来说包括固定床、移动床、活性炭喷射三种工艺,从捕集效率的角度而言,三者难分伯仲。但固定床和移动床一般位于布袋除器之后,运行过程中易出

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现活性炭颗粒磨损从而导致尾气粉尘超标的问题,同时设备投资也较高;活性炭喷射工艺即在布袋除尘器入口前将活性炭粉末分散于烟气中,吸附二恶英后被布袋除尘器捕集。该工艺克服了固定床和移动床的缺点,但活性炭的消耗量相对较高。但综合来看,活性炭喷射仍然是物理吸附工艺的最佳选择。3.5　催化分解

,,。催化剂基体大多采用二氧化钛,同时通过表面修饰进一步提高其活性,目前已取得了相当的进展。例如Lijelind采用Ti/V氧化物类型的催化剂,烟气在230℃是通过催化剂固定床,二恶英的去除率达到99%以上。目前德国和日本在该领域的研发走在了其它国家的前列,其技术和设备已经进入了工业化试验阶段,但是需要进一步解决催化剂寿命和装置小型化的问题。

4　控制措施

随着环境法规的日益严格,单一的二恶英控制技术已很难实现达标排放,因此,二恶英的污染控制,应该从全过程控制的角度入手。具体而言,焚烧过程控制、烟气骤冷、添加抑制剂可有效的控制二恶英的生成总量,从而降低后续设备的操作负荷。因此,上述三种技术应作为焚烧系统中二恶英污染控制的必选技术;根据国内外的研究成果和运行经验,物理吸附与布袋除尘器联合使用,一般可实现95%以上的二恶英去除效率,宜作为二恶英末端控制的首选技术之一。

此外,催化分解作为二恶英处置领域内的前沿技术,具有运行成本低、无二次污染隐患等优点。该技术研发成功后,即可作为物理吸附的替代技术,满足015ngTEQ/Nm3的排放标准;又可以作为深度处理的备选技术之一,实现我国二恶英控制水平达到011ngTEQ/Nm3的目标。

参　考　文　献

1.BRStanmore.Theformationofdioxinsincombustionsystems[J].CombustionandFlame,2004(136):398-427.

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