垃圾焚烧中二恶英的产生及控制
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ISSN1672-9064CN35-1272/TK作者简介:赵博(1970~),1993年成都大学毕业,高级工程师,现任浙江德创环保科技股份有限公司总裁。
垃圾焚烧烟气二噁英的产生与控制赵博李浙飞周卫可(浙江德创环保科技股份有限公司浙江绍兴312000)摘要阐述垃圾焚烧烟气中二噁英主要生成途径,包括垃圾中固有的PCDD/Fs 、高温气相生成、从头合成以及前驱物合成。
介绍了垃圾焚烧烟气中控制二噁英的源头控制技术和末端控制技术。
关键词垃圾焚烧烟气二噁英生成控制中图分类号:X799文献标识码:A文章编号:1672-9064(2019)03-066-02至2017年,我国城镇人口81347万人,常住人口城镇化率达到58.52%。
城镇化的发展在促进我国整体经济实力不断提升的同时也使得垃圾不断增加。
“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划提出:到2020年,直辖市、计划单列市和省会城市(建成区)生活垃圾无害化处理率达到100%,其他城市生活垃圾无害化处理率达到95%以上(新疆、西藏除外)。
同时城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理能力的比例达到50%以上,其中东部地区达到60%以上。
随着垃圾焚烧的普及,其伴随的社会问题也接踵而至,其中人们最为关注的是二噁英污染。
1二噁英危害及污染现状二噁英(PCDD/Fs ),又作“二恶英”,英文名dioxin ,不是某种物质,而是3大类(CDDs 、CDFs 和PCBs )共计约210种无色无味、剧毒的脂溶性物质的总称。
二噁英可以通过皮肤、呼吸道、消化道等途径进入人体,但通过食物特别是脂类,经消化道进入人体的量要占90%以上,它们蓄积于脂肪与肝脏,达到一定程度,便会造成许多不良影响。
二噁英对机体危害可归纳为3个方面:免疫功能降低、生殖和遗传功能改变、恶性肿瘤的易感性等。
Kulkarni 等[1]将当前环境中的二噁英来源划分为4大类,分别为焚烧源、燃烧源、工业源及储备源,具体如图1所示,其中最主要排放源为焚烧源,包括生活垃圾焚烧、医疗垃圾焚烧、危险废物焚烧和污泥焚烧。
垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法垃圾焚烧过程中会产生二噁英等污染物,对环境和人体健康都有很大的危害性。
因此,控制二噁英的排放是必须的。
本文将介绍垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法。
一、工艺控制1.焚烧温度控制二噁英的生成与温度密切相关,一般认为在750℃以下反应速率相对较慢,随着温度的升高,反应速率逐渐加快。
但是,高温下也可能会促进复分解反应,使二噁英的生成量增加。
因此,对于焚烧设备,要根据实际情况控制温度,避免温度过高或过低,以达到最佳控制效果。
2.加药控制在焚烧过程中加入适量的吸附剂和解毒剂,可以有效降低二噁英的生成。
常用的吸附剂有活性炭、白云石、钙基吸附剂等,它们能够吸附二噁英等有害气体,使其不易释放到大气中。
解毒剂主要是添加氨水,通过化学反应将二噁英等物质转化为不具有毒性的化合物。
加药控制需要根据物质的特性和实际情况选择合适的药剂,并加以适量控制。
二、燃烧控制1.氧气控制对于焚烧设备,适量的氧气是保证完全燃烧的关键。
在缺氧或氧气不足的情况下,易导致二噁英等有害气体的生成,因此需要控制氧气的供给。
通常,实际过程中需要控制氧气的流量、进口温度等参数,以保证燃烧过程的充分。
在垃圾焚烧过程中,燃料的特性也会影响二噁英的生成。
一些含氯、含溴的有机物质易生成二噁英,在选择燃料时要尽可能避免使用这类物质。
同时,可以选择更加易燃、高效的燃料,将燃烧过程控制在最佳状态,以减少有害气体的产生。
三、排气控制在垃圾焚烧过程中产生大量的颗粒物和灰烬,这些物质中可能携带二噁英等有害气体,需要通过除尘器等设备将其过滤除去。
通常,采用静电沉淀及布袋式过滤器等排气控制技术来除去有害的颗粒物和废气,提高排放标准。
也可以在排放口设置吸收塔等设备进行吸收控制。
吸收塔中通常填充吸附剂,能够吸附有机物质和气体,可以有效控制二噁英等有害气体的排放。
此外,还可以采用选择性催化还原(SCR)等技术,将NOx等物质还原成无害气体。
总之,垃圾焚烧过程中二噁英的排放对环境和健康造成极大危害,需要采取有效措施进行控制。
二噁英的产生原理和控制方案一、引言二噁英(Dioxins)是一类有机化合物,由苯并二恶英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs)和多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)两个家族组成。
它们具有高度毒性和持久性,对人类健康和环境造成严重危害。
因此,了解二噁英的产生原理以及控制方案对于保护环境和人类健康至关重要。
本文将详细解释二噁英的产生原理,并介绍一些常用的控制方案,包括源头控制、处理技术和监测方法等。
二、二噁英的产生原理1. 燃烧过程中的形成最常见的二噁英形成途径是燃烧过程中的生成。
当含氯有机物与氢氧化物存在时,高温下会发生氯化反应,并形成多个卤素化合物。
这些卤素化合物在进一步反应中生成更稳定且具有高毒性的二噁英。
2. 工业过程中的排放工业过程中也是二噁英产生的重要途径。
许多工业活动,如焚烧、冶炼、制药和化学合成等,使用了含氯有机物作为原料或催化剂。
这些过程中的燃烧、氧化和还原反应会导致二噁英的生成。
3. 自然环境中的形成除了人为活动,二噁英也可以在自然环境中形成。
例如,森林火灾和火山喷发会释放大量有机物和氯化物,从而促进二噁英的生成。
此外,微生物的代谢活动也可能导致二噁英的产生。
三、二噁英的控制方案1. 源头控制源头控制是预防和减少二噁英产生的最有效方法之一。
它包括以下几个方面:•替代有机物:使用不含氯或含氯较少的替代品可以降低二噁英生成的潜力。
•确保完全燃烧:在工业过程中,确保完全燃烧可以减少未完全反应产物中含有未被转化为无害物质的有机氯。
•控制温度和氧化性:控制燃烧过程中的温度和氧化性可以减少二噁英的生成。
•垃圾分类和处理:合理分类和处理垃圾可以减少焚烧过程中有机氯的释放。
2. 处理技术对于已经产生的二噁英,采用适当的处理技术是必要的。
以下是一些常用的处理技术:•活性炭吸附:活性炭可以有效吸附二噁英,将其从废气或废水中去除。
垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法6篇第1篇示例:二噁英是一种极为有毒的化学物质,它是一种危害环境和健康的毒性物质,主要是在垃圾焚烧过程中产生。
二噁英对人类健康和环境都有着极大的危害,在垃圾焚烧过程中对二噁英进行有效的控制是非常重要的。
下面将介绍一些控制二噁英的方法:1. 优化垃圾分类和处理过程:首先要从源头减少二噁英的产生,垃圾分类和处理是关键。
通过优化垃圾分类系统,将能够回收利用的物质进行再利用,减少垃圾焚烧过程中的排放量,从而降低二噁英的产生。
2. 控制燃烧温度:垃圾焚烧是一种较为常见的处理垃圾的方式,但是在焚烧过程中要保持适当的燃烧温度,避免出现过低或过高的情况。
适当的燃烧温度有助于降低二噁英的生成,减少对环境和健康的危害。
3. 使用先进的污染控制技术:采用先进的污染控制技术是控制二噁英排放的有效方法。
利用高效的除湿和除尘设备,采用脱硫和脱硝技术等方法可以有效地减少二噁英的排放量。
4. 定期检测和监测:定期对垃圾焚烧设备进行检测和监测,及时发现问题并进行处理。
通过监测系统可以及时了解二噁英的排放状况,以便及时调整控制措施。
5. 加强管理和监督:加强对垃圾焚烧过程的管理和监督,建立健全的管理制度和监督机制。
对从业人员进行培训和教育,提高他们的环保意识,确保操作符合规范,减少二噁英的排放。
要控制垃圾焚烧过程中的二噁英排放,必须从源头减少,采取有效的控制措施,并加强管理和监督。
只有全面提高环保意识,推动绿色发展,才能有效减少二噁英对环境和人体健康的危害。
【2000字】第2篇示例:二噁英是一种毒性极强的有机污染物,在垃圾焚烧过程中可能会释放到大气中,对环境和人类健康造成严重危害。
控制垃圾焚烧过程中二噁英的排放至关重要。
下面将介绍一些常见的控制方法。
最有效的控制方法是在垃圾焚烧炉中加装SCR脱硝装置和布袋除尘器。
SCR脱硝技术通过在燃烧过程中加入氨水,将NOx氧化物转化为氮气和水蒸气,从而减少二噁英的形成。
二噁英在垃圾焚烧过程中的产生与控制来源:安徽化工更新时间:1-21 17:08 作者: 胡红伟, 刘彪摘要: 介绍了二噁英在焚烧过程中的产生机理及对环境的危害, 提出了垃圾焚烧过程中二噁英的有效控制方法。
关键词:二噁英,垃圾焚烧,污染控制焚烧法处理并利用其余热发电或供热是按“三化” 原则处理城市垃圾最有前途的方法, 但垃圾焚烧厂的兴建和长期运行带来二次污染问题, 尤其是焚烧过程中产生的二噁英的污染已引起全世界的关注。
据统计, 在全球范围内, 由垃圾焚烧炉排放出的二噁英约占二噁英总排放量的10%~40%。
我国政府制定二噁英排放的标准为1ngTEQ/m3 并于2003 年6 月1 日起在全国范围内实行, 而世界发达国家如日本、瑞士等国家二噁英排放标准为0.1ngTEQ/ m3。
因此, 在垃圾焚烧过程中, 必须采取有效的措施严格控制二噁英的产生和排放。
1 二噁英的结构性质和危害1.1 二噁英的结构性质二噁英(Dioxin) 是一种毒性极强的特殊有机化合物, 主要包括多氯代二苯并二噁英( PCDDs ) 和多氯代二苯并呋喃( PCDFs ) , 它们分别有75 种和135 种同族体。
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, 比马钱子碱大500 倍, 是目前人类发现的毒性最强的物质, 毒性当量因子定为1。
二噁英具有亲脂性及化学稳定性, 700°C 以上才开始分解, 易在土壤和生物体内沉积, 在土壤中降解的半衰期为12 年, 在空气中光化学分解的半衰期为8.3 天, 在人体内的半衰期平均为7 年, 可以通过食物链中的脂质发生转移和生物富集。
另外, 二噁英蒸气压很低, 在标准状态下低于7.2×10-6Pa , 在一般环境温度下不易从表面挥发。
1.2 二噁英的危害二噁英主要污染空气、土壤和水体, 进而污染动物、植物和水生生物。
人主要是通过空气、饮水、食物而受害。
垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法垃圾焚烧是一种将固体废物在高温条件下燃烧的处理方法,可以有效减少垃圾堆积和减少对自然环境的污染。
在垃圾焚烧过程中,会产生一些有害物质,其中包括二噁英。
二噁英是一种极具毒性的有机化合物,对人体和环境都具有严重危害。
控制垃圾焚烧过程中产生的二噁英是非常重要的。
本文将介绍一些关于垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法。
1. 确保燃烧温度二噁英的生成与燃烧温度密切相关,燃烧温度越高,生成二噁英的几率就越低。
确保垃圾焚烧设施的燃烧温度是控制二噁英生成的重要手段之一。
通常情况下,垃圾焚烧设施的燃烧温度需要达到850摄氏度以上,才能有效控制二噁英的生成。
2. 控制燃烧过程在垃圾焚烧过程中,通过控制燃烧速度和氧气供应量等参数,可以有效减少二噁英的生成。
合理的燃烧过程能够保证垃圾充分燃烧,减少产生有毒物质的几率。
3. 使用先进的过滤设备在垃圾焚烧设施中安装先进的过滤设备也是控制二噁英生成的重要手段。
在烟气处理系统中加装活性炭吸附器、电除尘器等设备,能够有效地去除烟气中的有害物质,包括二噁英。
4. 合理选择垃圾焚烧设施的位置垃圾焚烧设施的位置对控制二噁英排放也有一定影响。
选择远离居民区、风向等因素影响,合理规划和设计垃圾焚烧厂的地理位置,可以减少二噁英对周围环境和居民的影响。
5.加强操作管理加强垃圾焚烧设施的操作管理,规范操作流程,定期检测设备运行情况,及时发现问题并进行处理,是减少二噁英排放的重要措施。
6. 强化监督检查相关监管部门应加强对垃圾焚烧设施的日常监督检查,确保设施在规定的操作标准下进行运行,避免出现二噁英超标排放的情况。
控制垃圾焚烧过程中二噁英的生成和排放是一项综合性的工作,需要从燃烧温度、燃烧过程、过滤设备、设施位置、操作管理和监督检查等多个方面进行全面考虑和控制。
只有通过多种手段的综合应用,才能有效降低二噁英的排放,保护环境和人类健康。
希望通过本文的介绍,能够引起人们对这一问题的关注,共同努力保护我们的生态环境。
垃圾焚烧与二恶英的产生及控制
摘要:本文阐述了二恶英的毒性、结构、性质、来源。
二恶英的生成主要有二条途径,第一条途径是从与二恶英结构关系不紧密的,碳水化合物开始而生成的,第二条途径是从具有与二恶英结构相近的氯化苯酚等而生成的。
垃圾焚烧中影响二恶英生成的因素有粒子状物质、催化剂(如铜、铁、镍、锌等具有催化剂的作用)、氯、碳、焚烧炉中温度(250-70012)。
控制垃圾焚烧中二恶英生成的对策有垃圾焚烧前的分类处理、二恶英生成抑制、二恶英排放抑制。
关键词:垃圾焚烧;二恶英;控制技术
1 二恶英的性质、结构及来源二恶英主要是由于人类的活动而产生的一种最毒
的物质,其毒性是氰化钾的1000倍,1g二恶英可使10000人致死,此外还具有致癌性、致奇性、生殖毒性等慢性毒性。
二恶英是多氯代二苯二恶英(PCDDs)和多氯代二苯呋喃(PCDFs)的总称,根据其所含氯原子的数量和取代位置的不同,PCDDs有75种同系物,PCDFs有135种同系物,其毒性亦有极大的差异。
毒性最强的是2,3,7,8一四氯二苯二恶英(2,3,7,8T4CDD),其毒性当量系数(Toxic EquivalencyFactor:11、F)为1。
此外的二恶英同系物的毒性当量系数均小于1。
因此,计算二恶英的毒性常以二恶英类同系物总的毒性当量(2,3,7,8一T4CDD Equiva—lent Quantity:11、Q)表示,11、Q=Σ二恶英同系物浓
二恶英为白色结晶体,强氧化剂,耐酸、耐碱,化学性质极其稳定,其分解需800"C以上的温度(高速分解需1300"(2以上),易溶于有机溶剂难溶于水(对水的溶解度为0.2ng/L)。
自然界中,二恶英来源如下,一是垃圾焚烧过程中产生的,二是有机氯化学物质(如2,4一_D)合成时的副产物,三是造纸工厂在纸浆的氯气漂白过程中产生的和炼钢过程中产生的,四是自然产生的,如森林火灾。
其中,垃圾焚烧是最主要的来源,而自然产生的二恶英,浓度极低,不会影响人的健康。
许多国家对二恶英在空气、水体、土壤的浓度制定了控制标准,超过控制标准的统称为被二恶英污染。
如El本环境厅发布的2001年开始执行的二恶英控制标准是,空气为0.6pg TEQ/m3以下,水为lpg 11、Q几以下,土壤1000pg 11、Q 以下。
我国的二恶英控制标准尚未出台。
2 垃圾焚烧与二恶英的产生垃圾焚烧可使垃圾减量化,减量至原量的10%左
右,而且焚烧垃圾产生的蒸汽可用于发电而实现资源化,可谓一举两得。
因此,日本、欧美等发达国家建立了大量的垃圾焚烧工厂,但是垃圾焚烧时会产生相当数量的二恶英。
如日本全国一年因垃圾焚烧而排放出的二恶英达2500g,占全国二恶英排放量的一半。
这对我国推行垃圾焚烧处置法时,必须给予高度地重视,以减少二恶英的污染。
2.1 二恶英的生成机理
二恶英的生成机理,通过各国科学家近10年的研究表明,主要有如下二条生成途径。
第一条途径是,从与二恶英结构关系不紧密的,碳水化合物开始,而生成的。
二恶英的生成其碳、氯、氧、金属是必要的,适合温度是250~35013,而300*(3左右为其最适合,垃圾焚烧时产生的飞灰,其所含碳氧化物而分离成为具有二恶英结构的物质,而生成二恶英。
第二条途径是,从具有与二恶英结构相近的氯化苯酚等而生成的。
在垃圾焚烧物中,300~700*(3的温度条件下,由氯化苯酚等而生成二恶英。
2.2 影响二恶英生成的要因
2.2.1 粒子状物质
垃圾焚烧炉的排放气体中,垃圾中的无机物以飞灰、煤烟等粒子状物质而存在。
这些粒子状物质是二恶英生成的重要条件。
粒状物质中的金属、碳对二恶
英生成反应起着非常重要的作用,而且,生成的二恶英在排放气体中吸附粒子状物质,凝缩成为微小粒子。
2.2.2 催化剂
飞灰中的金属或金属氧化物是作为催化剂参与二恶英的生成反应。
其中:如铜的氯化物
(CuCI2,CuCI等)起非常重要的作用,如从氯化氢和氧生成氯的催化剂,有机化合物氯化时的催化剂,从前躯物质生成二恶英的催化剂,碳氧化后生成二恶英结构时催化剂。
而且,金属氯化物在二恶英生成时也是氯的供给源。
其它金属如铁、镍、锌等亦具有催化剂的作用。
2.2.3 氯
无机氯和聚氯乙烯一样同样是二恶英生成需的氯的供给源。
但垃圾中的氯大量存在,是否生成二恶英,取决于焚烧物中垃圾的燃烧状态。
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2.2.4 碳
垃圾焚烧生成的煤烟等是二恶英第一条生成途径的起点物质,煤烟的结构是多种环状结构物质的集合体,与二恶英的结构非常相近,极易变为二恶英结构。
2.2.5 焚烧炉中温度
垃圾焚烧炉中的温度直接影响二恶英的生成量,如前所述250~700*(3易生成二恶英。
3 控制垃圾焚烧中二恶英生成的对策
3.1 焚烧垃圾前分类处理
氯是二恶英生成必要条件,重金属在二恶英生成中起催化剂作用,所以垃圾焚烧前,应进行分类处理,可回收利用的尽量回收利用,日本、美国、欧共体国家重视垃圾综合处理,分类收集,资源回收利用。
3.2 二恶英生成抑制
首先是抑制二恶英前躯物质的生成,其措施有提高燃烧温度,延长焚烧时间,充分均匀供给氧气等对策是非常有效果的。
如焚烧炉形状的变更和二次加氧改善炉内氧气状态,燃烧良好可抑制二恶英的生成。
大型焚烧炉为连续投料,炉内状态均匀,产生二恶英少,但小型焚烧炉间隙投料,易造成炉内状态不均匀,炉内温度易下降,氧气供给不足,易生成二恶英。
对小型焚烧炉应进行改造,采用电脑控制可使炉内温度趋于稳定,氧气供给充足,可抑制二恶英生成。
催化剂如金属类物质,主要存在于飞灰中,若在焚烧炉安装锅炉,可在短时间内降低气体温度,小型焚烧炉无锅炉时防止二恶英生成,可采取喷水急速冷却的措施。
3.3 二恶英排放抑制
由于垃圾焚烧过程必然会产生易生成二恶英的煤烟等物质,而且必须通过易生成二恶英的危险温度区域,所以,焚烧炉内要将二恶英的生成控制为零是非常困难的。
采取净化焚烧产生的烟气可减少二恶英的排放。
垃圾焚烧过程中不可避免会产生可生成二恶英的
粒子状物质,因此为了除去飞灰和煤烟安装除尘器(如袋式除尘器),并将运行温度设在180"(3以下,切断二恶英生成的第一条途径,减少二恶英的生成,其减少效率可达60%~95%,减少焚烧炉的间断运行,停料不停炉,停炉不降炉温。
起炉时石油助烧,炉温升高后再投料。
二恶英可被多孔物质,如活性炭、焦炭等吸附,因此在安装袋式除尘器同时,向烟气中喷活性炭或焦炭等,可提高除尘装置对二恶英的截留效率。
垃圾焚烧生成的二恶英经烟气净化处理后,大部分存在于飞灰中,所以飞灰必须按有毒有害废弃物要求进行填埋,或将飞灰进行固化处理。
4 在土地开发整理中既要努力增加耕地数量。
又要加强生态环境保护
土地开发整理是补充耕地数量,实现耕地占补平衡和总量动态平衡的主要途径。
但由于在省耕地后备资源数量有限,且集中分布在三州,主要是攀西地区,要达到既增加耕的产量,而又不损坏生态平衡的双重目的,变得越来越困难。
开垦这些土地不仅需要大量的资金技术投入,而且还可能进一步减少森林资源,造成更大的水土流失和沙化等土地资源的退化和生态环境的破坏。
因此,应在搞好生态效益指导下的土地开发整理规划的基础上,弱化后备资源开发,重点在成都平原和盆中丘陵区开展以提高耕地质量为主,增加耕地数量为辅的土地整理工作,强化非农建设占地和废弃工矿地的复垦及挖潜整理。
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4.5 加强多部门协调配合,开展多学科综合研究耕地生态环境保护是一项系统工程,需要
国土、环保、林业、农业、水利等多部门的协同配合,应当由各级政府统一领导,各部门分工负责、协调配合,加强对农田生态环境保护、被占耕地的生态恢复、耕地污染治理等项工作,强化管理,并在严格执法过程中逐步完善各项法律制度。
同时,耕地生态环境保护
也是一个涉及多学科的研究领域,需要生态学、地质学、地理学、环境科学、林学、土壤学等学科的专业知识。
因此,应组织相关学科的专家、学者,积极开展对耕地生态环境进行多学科的综合研究,并参与具体项目规划论证、工程实施及检查验收工作,使耕地的生态环境保护落到实处。