垃圾焚燒二惡英的產(chǎn)生與控制ppt課件

1、渣滓熄滅二噁英的構(gòu)成與控制渣滓熄滅二噁英的構(gòu)成與控制主講人：曹飛麗主講人：曹飛麗 二噁英的構(gòu)造性質(zhì)和危害二噁英的構(gòu)造性質(zhì)和危害 二噁英在渣滓熄滅過程中的二噁英在渣滓熄滅過程中的 產(chǎn)產(chǎn)生生 渣滓熄滅過程中二噁英的控制渣滓熄滅過程中二噁英的控制1 二噁英的構(gòu)造性質(zhì)和危害二噁英的構(gòu)造性質(zhì)和危害 1.1 二噁英的構(gòu)造性質(zhì) 二噁英(Dioxin) 是一種毒性極強(qiáng)的特殊有機(jī)化合物, 主要包括多氯代二苯并二噁英( PCDDs ) 和多氯代二苯并呋喃( PCDFs ) , 它們分別有75 種和 種同族體。其中以2, 3, 7, 8 四氯二苯二噁英( TCDD) 毒性最大, 其毒性比氰化物大1000倍, 比馬錢

2、子堿大500倍,是目前人類發(fā)現(xiàn)的毒性最強(qiáng)的物質(zhì)。 二噁英具有親脂性及化學(xué)穩(wěn)定性, 700C 以上才開場(chǎng)分解, 易在土壤和生物體內(nèi)堆積,可以經(jīng)過食物鏈中的脂質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移和生物富集2。另外, 二噁英蒸汽壓很低, 在規(guī)范形狀下低于7.210-6Pa ,在普通環(huán)境溫度下不易從外表揮發(fā)。1.2 二噁英的危害二噁英主要污染空氣、土壤和水體, 進(jìn)而污染動(dòng)物、植物和水生生物。人主要是經(jīng)過空氣、飲水、食物而受害。據(jù)調(diào)查, 人類90%以上的受害來自于膳食, 其中動(dòng)物性食品是主要來源。二噁英可以導(dǎo)致嚴(yán)重的皮膚損傷性疾病, 具有劇烈的致癌、致畸作用。1997 年世界衛(wèi)生組織國際癌癥研討中心將其列為一級(jí)致癌物, 同時(shí)它還

3、具有生殖毒性、免疫毒性和內(nèi)分泌毒性。假設(shè)人體短時(shí)間暴露于較高濃度的二噁英中, 就能夠?qū)е缕つw損傷, 如出現(xiàn)氯痤瘡及皮膚黑斑, 還使肝功能產(chǎn)生病變。假設(shè)長期暴露那么會(huì)對(duì)免疫系統(tǒng)、發(fā)育中的神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和生殖功能呵斥損害。2 二噁英在渣滓熄滅過程中的產(chǎn)生二噁英在渣滓熄滅過程中的產(chǎn)生自1977年荷蘭阿姆斯特丹渣滓熄滅廠排放的煙氣以及飛灰中檢測(cè)到二噁英以來，20多年來各國研討者對(duì)其在渣滓熄滅中的機(jī)理進(jìn)展了深化而廣泛的研討。己經(jīng)有幾種被公認(rèn)的機(jī)理，但是在實(shí)踐渣滓熄滅爐中終究何種機(jī)理占主要位置依然存在爭議。按照渣滓熄滅系統(tǒng)的工藝流程，將渣滓在熄滅中二噁英的構(gòu)成機(jī)理主要分為三大類:(l)作為燃料的原生

4、渣滓中含有痕量的二噁英，在熄滅中未能完全破壞或分解，繼續(xù)在固體殘?jiān)蜔煔庵写嬖?(2)在熄滅爐膛中二噁英的生成(即高溫氣相反響);(3)熄滅后的區(qū)域內(nèi)二噁英的再生成(即低溫異相催化反響，包括前驅(qū)物以及denovo合成反響)。 普通以為, 有氯和金屬元素存在條件下的有機(jī)物熄滅均會(huì)產(chǎn)生二噁英。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn), 城市生活渣滓中含有大量的有機(jī)氯化物( 如聚氯乙烯塑料、氯苯等) 和無機(jī)氯化物( 如氯化鈉、氯化鎂等) , 其中有機(jī)物的含量到達(dá)20%50%, 這促使城市生活渣滓熄滅過程中產(chǎn)生的二噁英量最大, 其次為有毒有害廢物熄滅。 二噁英產(chǎn)生途徑可歸納為兩個(gè)方面: 一方面, 氯源( 如PVC、氯氣、HCl

5、等) 、二噁英前驅(qū)物和反響催化劑(Cu、Fe ) 的存在, 當(dāng)爐膛溫度低于850, 停留時(shí)間小于2s 時(shí), 部分有機(jī)物就會(huì)與分子氯或氯游離基反響生成二噁英高溫氣相生成; 另一方面, 分開爐膛后的煙氣中除了含有能夠己經(jīng)生成的二噁英以外，還攜帶有氯苯、氯酚或多氯聯(lián)苯等(化學(xué)構(gòu)造與二噁英類似)芳香族化合物和烯烴、炔烴等脂肪族類有機(jī)物，同時(shí)還有未燃盡碳存在，以及一些過渡金屬(如Cu，F(xiàn)e等)，這些物質(zhì)從爐膛高溫(850以上)冷卻后發(fā)生聚合，經(jīng)過分子重組催化反響生成二噁英，溫度范圍普通在250-650之間，即所謂的低溫異相催化反響。3 渣滓熄滅過程中二噁英的控制渣滓熄滅過程中二噁英的控制 根據(jù)前述生活渣

6、滓熄滅過程中PCDD/Fs的構(gòu)成機(jī)理，控制或減少二噁英的措施主要包括三類:()l控制渣滓的組成或促進(jìn)其生成的組分;(2)抑制熄滅過程及燃后區(qū)域中二噁英的生成;(3)在二噁英曾經(jīng)生成后，脫除或減少尾氣和飛灰的二噁英排放。 3.1 熄滅前渣滓預(yù)處置 渣滓預(yù)處置的目的就是盡量減少進(jìn)入熄滅系統(tǒng)中能對(duì)二噁英的生成起作用的物質(zhì)的量, 一方面經(jīng)過預(yù)分揀的方法來減少生活渣滓中氯和重金屬含量高的物質(zhì)進(jìn)入渣滓熄滅系統(tǒng), 從而減少二噁英合成反響中所需的反響物和重金屬催化劑的量; 另一方面采用高硫煤與城市生活渣滓混燒的方法, 不但可以提高熄滅的穩(wěn)定性而且熄滅產(chǎn)生的SO2對(duì)二噁英的產(chǎn)生有抑制造用。 3.2 熄滅過程中改

7、良熄滅技術(shù) 1改良熄滅情況 改良熄滅情況，保證穩(wěn)定、充分熄滅可以減少PCDD/Fs的生成。熄滅過程中的各種參數(shù)如溫度、湍流度、停留時(shí)間等對(duì)PCDD/Fs的構(gòu)成有著較大的影響，現(xiàn)代的渣滓熄滅爐設(shè)計(jì)時(shí)為控制二噁英的排放，都采用“3T原那么，即熄滅溫度堅(jiān)持在800以上(Tempeartur)e;在高溫區(qū)送入二次空氣，充分?jǐn)嚢杌旌霞訌?qiáng)湍流度(Thbrulenec);延伸氣體在高溫區(qū)的停留時(shí)間(Time25)。熄滅的穩(wěn)定性對(duì)二噁英的產(chǎn)生也有很大的影響，如普通渣滓熄滅爐開場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)和停頓時(shí)二噁英的含量要高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。 2MSW中添加抑制劑防止PCDD/Fs的生成 許多無機(jī)或有機(jī)的化合物被用來研討抑制二噁英生

8、成的才干。一類為堿性化合物，如NH3、CaO、NaOH、KOH和Na2Co3，這些堿性化合物可以改動(dòng)飛灰外表的酸度:另外一類抑制劑是指可以和可以催化二噁英反響的過渡金屬結(jié)合構(gòu)成生成其它絡(luò)合物的化合物，如含硫化合物，Na2S、Na2S203、CS2O3、SO3和S02。 3熄滅爐的熄滅后區(qū)域防止PCDD/Fs構(gòu)成 控制煙氣的溫度一時(shí)間分布。已有研討證明PCDD/Fs的“從頭合成是在熄滅爐的燃后區(qū)域中構(gòu)成，PCDD/Fs構(gòu)成的溫度范圍在200-500之間，且在300325時(shí)PCDD/Fs的生成量最大，故縮短煙氣在這個(gè)溫度段的停留時(shí)間，PCDD/Fs的生成量應(yīng)會(huì)降低。 飛灰中的殘?zhí)际嵌f英從頭合成的

9、主要碳源，堆積在鍋爐熱交換器上飛灰的停留時(shí)間為幾個(gè)小時(shí)甚至幾天，二噁英也就會(huì)構(gòu)成，因此，假設(shè)可以定期去除掉飛灰，也會(huì)降低二噁英的生成。 煙氣中噴入特定的化學(xué)試劑抑制二噁英。二氧化硫、氨水、二甲胺和甲硫醇四種抑制劑霧化后噴入煙氣中 ，二噁英的濃度降低了50%-78%。 3.3 熄滅后處置 熄滅過程中生成的二噁英在隨煙氣溫度下降的過程中大部分是以固態(tài)方式附著在飛灰顆粒外表, 小部分仍保管在氣相中。因此, 渣滓熄滅后二噁英處置包括熄滅后煙氣處置和熄滅后灰渣處置兩方面。 3.3.1 熄滅后煙氣處置 熄滅后煙氣中含有少量的二噁英, 處置方法有: 減少煙氣在200350濃度區(qū)的滯留時(shí)間, 以減少二噁英類物

10、質(zhì)的再次生成; 采用燃油或燃?xì)鈱?duì)煙氣進(jìn)一步熄滅排放; 降低排煙溫度, 使氣相中的二噁英轉(zhuǎn)移到灰相中, 然后用布袋除塵器將二噁英除去; 煙氣經(jīng)過電除塵器, 溫度堅(jiān)持在240280處置; 采用放射中和酸性氣體成分的熟石灰或石灰漿, 與布袋除塵系統(tǒng)結(jié)合運(yùn)用, 有效去除二噁英; 在煙氣中噴入活性炭或多孔性吸附劑吸附, 再用布袋除塵器捕集; 渣滓熄滅流化床鍋爐系統(tǒng)中運(yùn)用濕法除塵器脫除二噁英。經(jīng)過上述方法, 煙氣中大部分二噁英能有效去除。 3.3.2 熄滅后灰渣處置 熱處置方法。Vogg和stigelizt論證了飛灰中的PCDD/Fs在一定的條件下經(jīng)過熱處置可分解，他們的研討提示了:(1)在有氧氣氛，加熱溫度600，停留時(shí)間為2小時(shí)的條件下，飛灰中PCDD/Fs脫除率為95%左右，但在溫度低于600的情況下，PCDD/Fs會(huì)重新構(gòu)成;(2)在惰性氣氛下，加熱溫度為300，停留時(shí)間為2小時(shí)的條件下，大約90%的PCDD/Fs被分解。特別提出的是加熱溫度、