二噁英治理

 1. 二噁英来源
       二噁英来源主要有三种途径:
      (1)在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中,焚烧温度低于800℃,含氯垃圾不完全燃烧,极易生成二噁英。燃烧后形成氯苯,后者成为二噁英合成的前体;
      (2)其他含氯、含碳物质如纸张、木制品、食物残渣等经过铜、钴等金属离子的催化作用不经氯苯生成二噁英;
      (3)在制造包括农药在内的化学物质,尤其是氯系化学物质,象杀虫剂、除草剂、木材防腐剂、落叶剂、多氯联苯等产品的过程中派生。
        城市生活垃圾的焚烧是公认的二噁英的主要来源。

2二噁英的危害
        通常所说的二噁英其实并不是一种化合物,而是由包含了两类有机化合物(多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃)的统称。目前,大约已有419种类似二噁英的化 合物被确定,这些化合物中有约30种被认为具有相当的毒性。作为毒性最强的一类,2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(2,3,7,8-TCDD)甚至比剧 毒物质氰化钾还要毒1000多倍,只要一盎司(28.35克),就可以杀死100万人,相当于氰化钾(KCN)的1000倍,这是迄今为止化合物中毒性最 大且含有多种毒性的物质之一,被国际癌症研究中心列入一级致癌物。

3. 二噁英的预防技术
        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)。
        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℃。

4. 微碳公司二噁英治理技术

        (1)执行标准
        根据现有国家标准《危险废物焚烧污染控制标准(GB18484-2001)》,二噁英标准为0.5ngTEQ/Nm3;根据《生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2001)》,二噁英排放标准是1.0ngTEQ/Nm3;根据欧盟标准《DIRECTIVE 2000/76/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 4 December 2000 on the incineration of waste DIRECTIVE》(业内简称“欧盟2000”),二噁英排放标准是0.1ngTEQ/Nm3
       (2)处理工艺
        针对垃圾焚烧厂产生的二噁英,微碳公司通过长期研究与实验,最终研发出安全可靠、运行成本低的领先工艺——"布袋除尘器+洗涤+有机溶液吸收+活性炭滤布吸附"。
        在该工艺中,燃烧过程中产生的废气,首先进入耐腐蚀抗高温的布袋过滤器,经过空压机对每一个布袋进行反气流冲洗,将固体颗粒物过滤在漏斗下侧,通过传动带进入集尘塔。其次,烟气从洗涤塔底进入,在洗涤塔中设置多层格栅,每层格栅上面放入大量的耐酸碱塑料小球,直径约5 cm,在塔内用不锈钢管设置多层上喷下淋水嘴,以保证碱水与烟气充分接触和有足够的反应时间。从喷淋塔出来的尾气再经过有机溶液洗涤塔(我们利用柠檬酸钠溶液吸收有机气体的特性),将尾气中的二噁英捕捉至有机溶液中,将气相有害体转化成液相有害体。
        利用微碳高效电解氧化法能有效去除水中有机物这一特点,我们将它利用到处理含二噁英的柠檬酸钠溶液。经过高效电解氧化床后,废液中有机物去除率>90%,同时提高了BOD与COD比例,以达到良好的生化效果。再辅以生化法,能确保出水稳定达标。


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