二惡英的生成原理及其在垃圾焚燒發(fā)電中的控制

1、1 1二噁英的生成原理及其在垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中的控制二噁英(Dioxin)，又稱二氧雜芑，是一種無色無味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)，二噁英實(shí)際上是二噁英類（Dioxins）一個(gè)簡(jiǎn)稱，它指的并不是一種單一物質(zhì)，而是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的兩大類有機(jī)化合物，全稱分別是多氯二苯并二噁英 polychlorinated dibenzo-p-dioxin（簡(jiǎn)稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran（簡(jiǎn)稱PCDFs）-由2個(gè)氧原子聯(lián)結(jié)2個(gè)被氯原子取代的苯環(huán)；為多氯二苯并呋喃（PCDFs）由1個(gè)氧原子聯(lián)結(jié)2個(gè)被氯原子取代的苯環(huán)。每個(gè)苯環(huán)上都可以

2、取代14個(gè)氯原子，從而形成眾多的異構(gòu)體，其中PCDDs有75種異構(gòu)體，PCDFs有135種異構(gòu)體。所以，二噁英包括210種化合物，這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，毒性較大。 什么是二噁英二噁英二噁英城市工業(yè)垃圾焚燒過程中二噁英的形成機(jī)制仍在研究之中。目前認(rèn)為主要有三種途徑：1.在對(duì)氯乙烯等含氯塑料的焚燒過程中，焚燒溫度低于800，含氯垃圾不完全燃燒，極易生成二噁英。燃燒后形成氯苯，后者成為二噁英合成的前體；2.其他含氯、含碳物質(zhì)如紙張、木制品、食物殘?jiān)冉?jīng)過銅、鈷等金屬離子的催化作用不經(jīng)氯苯生成二噁英。3.在制造包括農(nóng)藥在內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，尤其是氯系化學(xué)物質(zhì),象殺蟲劑、除草劑、木材防腐劑、

3、落葉劑、多氯聯(lián)苯等產(chǎn)品的過程中派生。二噁英是如何產(chǎn)生的4 4 一般來說，所有的過火過程都會(huì)生成二噁英，二噁英在我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在。在我們的家庭日常活動(dòng)中，比如，抽煙、炒菜、燒烤、田間燒草等等，均為產(chǎn)生不同程度的二噁英。我們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的這些二噁英，都是不經(jīng)過處理的，因此它們的產(chǎn)生量，在同等煙氣的情況下，比垃圾焚燒煙氣經(jīng)過技術(shù)手段處理后產(chǎn)生的二噁英量都要高。 二噁英生成二噁英的日常行為 垃圾焚燒產(chǎn)生二噁英的主要原因是垃圾中氯乙烯等含氯塑料的不完全燃燒而生成的。它的攜帶途徑主要是附著在垃圾焚燒后的煙塵上，隨煙囪排放到廠外。我們了解了它的生成和攜帶途徑，就可以有針對(duì)性的控制，除了控制燃燒溫度外

4、，先進(jìn)的技術(shù)手段（計(jì)算機(jī)控制）可實(shí)現(xiàn)完全燃燒，現(xiàn)代垃圾焚燒電廠的煙氣除塵率可以達(dá)到99.99%，從杜絕攜帶途徑上，有效控制二噁英的排放 二噁英垃圾焚燒處理廠產(chǎn)生二噁英的主要原因 6 6 6 6二噁英二噁英能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)嗎？ 在二噁英監(jiān)測(cè)方面，由于檢測(cè)方法比較復(fù)雜，所以目前還不能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，國家是采用定期對(duì)煙氣抽檢的方式檢測(cè)排放量的；并定期對(duì)周邊土壤、大氣做取樣檢測(cè)，以確定工廠對(duì)周邊環(huán)境的影響。 根據(jù)國家規(guī)定，已經(jīng)運(yùn)營的垃圾焚燒發(fā)電廠，每年均需做二噁英項(xiàng)目檢測(cè)，其中包括煙氣、土壤、大氣。檢測(cè)方式國家規(guī)定7 7二噁英 雖然目前沒有有效的在線監(jiān)測(cè)或者快速檢測(cè)的儀器，但這并不等于在垃圾焚燒過程中不能預(yù)知

5、和控制二噁英的產(chǎn)生量，一般可以通過監(jiān)測(cè)一氧化碳的產(chǎn)生量，實(shí)事預(yù)知和控制二噁英的產(chǎn)生，因?yàn)槔蜏厝紵耐瑫r(shí)，因不完全燃燒而產(chǎn)生一氧化碳（CO）氣體，而一氧化碳是可以顯示在表計(jì)上的，故只要監(jiān)測(cè)和控制CO的生成量，既能預(yù)知和有效控制二噁英的產(chǎn)生。垃圾焚燒電廠控制二噁英的生成方法以及間接監(jiān)測(cè)手段要求焚燒廠平時(shí)做到3T控制，一是燃燒溫度，二是燃燒時(shí)間，三是煙氣充分?jǐn)_動(dòng)，通過這三個(gè)手段控制二噁英的生成。3T 法控制二噁英的生成通過監(jiān)測(cè)一氧化碳量，間接實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二噁英產(chǎn)生量8 8 8 8二噁英去除已生成的二噁英的技術(shù)手段 現(xiàn)代化的垃圾焚燒發(fā)電廠，有多項(xiàng)消除二噁英的可靠技術(shù)手段：二噁英的特點(diǎn)是低溫生成，高溫急

6、劇分解。300度400度之間是二噁英的生產(chǎn)溫度，但當(dāng)溫度高于700度左右，二噁英將迅速分解?？刂品贌隣t膛溫度高于850度是確保二噁英達(dá)標(biāo)排放的可控手段。 確保燃燒后的煙氣在850度的環(huán)境下，停留2秒，使得二噁英充分完全分解焚燒發(fā)電廠有完善的煙氣處理系統(tǒng)，系統(tǒng)中配置有冷卻塔，可以急速冷卻 高溫?zé)煔?，使高溫?zé)煔饪焖俳档偷?00度以下，防止二噁英的再次生成；向煙氣中實(shí)時(shí)添加活性炭，用來吸附剩余的微量二噁英，最后一同經(jīng)過布 袋除塵器去除。 通過上述技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)煙氣中二噁英排放量低于0.1ngTEQ/Nm3的歐盟標(biāo)準(zhǔn)。 9 9 9 9二噁英現(xiàn)代化垃圾焚燒發(fā)電削減二噁英與傳統(tǒng)工藝的對(duì)比 中國城市建設(shè)研

7、究院總工程師徐海云表示，很多人其實(shí)忽略了大量生活垃圾露天焚燒和填埋場(chǎng)自燃向大氣中排放的二噁英，而將這部分視同“零排放”，從而誤認(rèn)為發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電就會(huì)制造二噁英污染。國外的研究亦表明，1 1噸垃圾露天焚燒或在填埋場(chǎng)自燃排放的二噁英，是同量垃圾經(jīng)過現(xiàn)代噸垃圾露天焚燒或在填埋場(chǎng)自燃排放的二噁英，是同量垃圾經(jīng)過現(xiàn)代化焚燒排放的二噁英幾千倍化焚燒排放的二噁英幾千倍。來自德國的研究顯示，當(dāng)垃圾被運(yùn)往焚燒廠時(shí)，二噁英單位含量就已達(dá)50納克，生活垃圾經(jīng)過焚燒后，垃圾中原有二噁英得到分解，向空氣排放的二噁英只相當(dāng)于原有含量的向空氣排放的二噁英只相當(dāng)于原有含量的1%1%。因此，發(fā)展現(xiàn)代化的垃圾焚燒發(fā)電，實(shí)際上是

8、削減二噁英排放的有力措施。10101010二噁英國內(nèi)垃圾焚燒遵循的統(tǒng)一國家排放標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)項(xiàng)目目國標(biāo)國標(biāo)GB 18485-2001GB 18485-2001歐歐盟盟號(hào)標(biāo)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（EU2000)EU2000)實(shí)際實(shí)際正常正常運(yùn)營時(shí)數(shù)運(yùn)營時(shí)數(shù)據(jù)據(jù)氯氯化化氫氫(mg/Nm3)(mg/Nm3)7550（10）10以下（一般在6左右）二二氧氧化硫化硫(mg/Nm3)(mg/Nm3)260300（50）50以下（一般在40左右）一一氧氧化化碳碳(mg/Nm3)(mg/Nm3)150100（50）正常狀態(tài)產(chǎn)生量微小，監(jiān)測(cè)不到氮氧氮氧化物化物(mg/Nm3)(mg/Nm3)400（200）150以下（一般在100

9、左右）粉粉塵塵(mg/Nm3)(mg/Nm3)8030（10)10以下（一般在6左右）二噁英（二噁英（NgTEQ/Nm3 NgTEQ/Nm3 ）10.1（0.1）0.1以下（一般在0.05左右或檢不出）11111111二噁英國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目二噁英實(shí)測(cè)案例 項(xiàng)項(xiàng)目名目名稱稱規(guī)規(guī)模模檢測(cè)時(shí)間檢測(cè)時(shí)間樣樣品品號(hào)號(hào)二噁英二噁英實(shí)測(cè)數(shù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)（NgTEQ/Nm3 NgTEQ/Nm3 ）晉江公司晉江公司一一號(hào)爐號(hào)爐250 250 t/dt/d20102010年年1111月月一一號(hào)樣號(hào)樣0.0590.059二二號(hào)樣號(hào)樣0.0540.054三三號(hào)樣號(hào)樣0.0530.053晉江公司晉江公司二二號(hào)爐號(hào)爐250 250 t/dt/d20102010年年1111月月一一號(hào)樣號(hào)樣0.0750.075二二號(hào)樣號(hào)樣0.0770.077三三號(hào)樣號(hào)樣0.0530.053晉江公司晉江公司三三號(hào)爐號(hào)爐250 250 t/dt/d20102010年年1111月月一一號(hào)樣號(hào)樣0.0440.044二二號(hào)樣號(hào)樣0.0360.036三三號(hào)樣號(hào)樣0.0220.022晉江公司晉江公司四四號(hào)爐號(hào)爐400 400 t/dt/d20102010年年1 1月月一一號(hào)樣號(hào)樣0.0590.059二二號(hào)樣號(hào)樣0.0