陆胜勇-垃圾焚烧炉二恶英生成与控制

毕业论文（设计）报告题目：浅谈城市生活垃圾焚烧中二噁英的产生及控制学生：指导教师：专业：环境监测与治理技术班级：环测1003班2013年01月21日学生毕业设计指导教师意见摘要随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾量大幅增加。

对其处理的方法的主要是焚烧，然而垃圾焚烧是城市中二噁英的主要来源。

已经被誉为“世界杀手”、“隐形杀手”、“重复杀手”、“世纪之毒”、“世纪毒王”的二噁英引起人类越来越关注。

本文主要介绍了二噁英的结构和物化性质，分析了在环境中二噁英的来源、毒性及危害，并指出了生活垃圾焚烧中产生二噁英的重要来源。

还分析了二噁英的检测方法以及在生活垃圾焚烧中产生机理，并根据该过程提出了一系列较为有效的措施来抑制和控制二噁英的产生。

关键词：生活垃圾焚烧二噁英产生机理有效控制目录1 引言 (5)2 二噁英的概述 (5)环境中二噁英的来源 (5) (7)二噁英的毒性以及影响 (8)二噁英的危害 (10)3 城市生活垃圾焚烧中二噁英的产生 (11)焚烧产生二噁英的条件 (11)垃圾焚烧过程中二噁英的生成机理 (12)4 二噁英检验分析的方法及控制标准 (13)二噁英的监测手段 (13)二噁英的检测技术 (13)二噁英采取的控制标准及政策 (15)5 二噁英的抑制及有效控制方法 (17)二噁英的抑制 (17)二噁英的有效控制方法 (20)6 结论 (23)符号表：............................................ 错误!未定义书签。

致谢. (25)参考文献 (26)1 引言随着人类的进步和发展，生活垃圾的产生也越来越多。

目前我国城市人均生活垃圾年产量为440公斤，，且每年以8%~10%的速度增长。

城市历年的垃圾堆存量高达66亿吨，侵占35亿多平方米的土地，全国660多个城市中，已有2/3的大中城市被垃圾包围，有1/4的城市不得不把解决垃圾危机的途径延伸到乡村，城市生活垃圾的二次污染，导致城乡结合区域的生态环境迅速恶化。

二恶英的生成机理及其控制技术城市生活垃圾是人类活动的伴随产物。

随着城市人口增加和城市生活水平的提高，城市生活垃圾产量日益增长。

日益增加的城市生活垃圾严重污染人类生活环境。

如何实现城市生活垃圾无害化、减容化和资源化的“三化”处理已成为全世界关注的焦点。

在常见的垃圾处理方法中，垃圾焚烧由于处理垃圾的无害化彻底，减容化程度深以及可能源化利用等优点而成为当今城市生活垃圾处理的主流。

但是，垃圾焚烧容易产生二次污染，特别是产生的二恶英类剧毒物质对环境造成很大的危害，如何有效控制二恶英类物质的产生与扩散成为目前垃圾焚烧理论研究和技术开发的热点。

固体废弃物焚烧处理已有非常悠久的历史。

在经济发达国家已获得了广泛的应用。

日本、瑞士、丹麦、荷兰等国家50％一80％的城市生活垃圾均已采用了焚烧的方法进行处理、而对于有毒有害的可燃工业垃圾。

更是已广泛采用焚烧的办法进行处理。

九十年代初期。

焚烧过程中所产生二恶英污染逐渐引起了各国政府的重视．尤其是1990年8月日本放送协会(NHK)多次就二恶英的污染问题进行了报道。

引起了政府和民众的严重关注，甚至有些地方的居民因担心二恶英的危害而要求政府关闭了废物焚烧厂。

近十年来。

工业发达国家对二恶英的形成原因及控制机理进行了深入地研究和探索。

而在我国．固体废弃物焚烧处理才刚刚起步．二恶英的污染问题却由于前些时候的，，比利时污染鸡事件”为广大民众所熟知*因此。

进一步加强二恶英形成及控制机理的研究已成为我国废物焚烧行业加速发展的重要课题。

二恶英二恶英。

英文名称为Dioxin,台湾译为戴奥辛．是指由一个或两个氧键连接两个苯环的有机氯化物。

二恶英—般可分为两类：一类为多氯代二苯并一对一二恶英(PCDDs)；另一类为多氯代二笨并呋喃(PCDFs).分子结构通式如下:二恶英物质共有210种化台物。

其中毒性明显的有l7种(PCDDs有75种异构体，毒性明显的异构体7种；PCDFs有135种异构体，毒性强的有l0种)．是世界上已知毒性最强的化合物，其致癌性超过黄曲霉素，目前被列为一级致癌物。

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。

垃圾焚烧过程中二噁英生成的影响因素本文阐述了城市生活垃圾焚烧过程中二噁英（多氯二苯并- p -二噁英（PCDDs）和多氯二苯并呋喃（PCDFs））的生成机理。

分析表明，垃圾特性、燃烧条件与烟气成分的变化是垃圾焚烧过程中二噁英形成和排放的主要影响因素。

这些条件的变化主要有：温度与瞬态和不完全燃烧，垃圾中氯、硫和重金属的含量，以及烟气中H2O、SO2、HCl、CO和O2的浓度。

最后，提出了目前在生活垃圾焚烧过程中二噁英生成机理及其影响因素的研究中存在的不足及发展方向。

近年来，城市生活垃圾焚烧在固体废弃物的管理和处置中发挥越来越重要的作用，应被视为是二噁英（多氯二苯并- p -二噁英（polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs）和多氯二苯并呋喃（polychlorinated dibenzofurans, PCDFs）的总称，简称PCDD/Fs）排放的主要优先来源[1]。

在我国垃圾焚烧的比例逐年增长，而焚烧过程中产生的有毒有害持久性有机污染物——二噁英，已成为制约该技术在我国持续发展的关键问题。

许多研究表明，垃圾焚烧过程中二噁英的生成机理十分复杂，普遍认为有三种机理[2-5]：高温气相生成、低温异相催化前驱物合成和低温异相催化从头合成。

这些机理中影响二噁英形成的因素很多，包括：垃圾特性，温度，启停炉等燃烧条件，烟气成分及其浓度，催化剂等，它们之间的交互关系非常复杂。

因此，为了控制和减少垃圾焚烧过程中二噁英的生成和排放，必须从二噁英形成的主要影响因素进行综合考虑。

1 二噁英生成机理1.1 高温气相生成高温合成反应的温度通常在400——800 ℃之间，在此温度下，结构相关的前生体化合物于气相中不经金属催化反应可直接生成PCDD/Fs[1-2]。

反应温度、氧含量以及前生体中氯原子的取代数目和位置均会影响PCDD/Fs的生成[6-8]。

因与PCDD/Fs 具有结构相似性，氯苯、氯酚等芳烃化合物是最受人们关注的前生体[2-12]，它们可在反应过程中生成苯氧自由基经由缩合反应生成PCDD/Fs。

谈危废焚烧中二噁英的生成机制及过程控制技术分析摘要：危险废物焚烧处理伴随着二噁英等物质生成及排放，对环境和人体造成的损害是不可逆的。

二噁英的生产机理极为复杂，引起了国内外广泛研究。

本文综述了危废焚烧中二噁英生成机制，并结合回转窑焚烧炉从项目设计和项目运营角度分析了焚烧过程中的重点控制技术措施。

关键字：二噁英生成机制危废焚烧回转窑过程控制技术1 .二噁英及其危害危险废物作为一种特殊的固体废弃物，因其腐蚀性、毒性、易燃性、反应性等特殊性，危险废物的及时有效的处置已成为了环保行业一项重要领域，危废焚、烧实现了危险废弃物的减量化、无害化，同时焚烧过程中产生包括粉尘、NOX 、HC等酸性气体、重金属以及二噁英类污染物。

《危险废物焚烧污染控制标SO2准》GB1848-2020对危险废物焚烧处置中产生各类污染物排放限值做出明确要求[4]。

焚烧过程生成的二噁英物质是多氯代二苯-并-对-二噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）的总称，由于氯原子取代数目的不同和位置的差异，产生的二噁英同系物共有210种。

二噁英是一种无色无味、毒性严重的强致癌脂溶性物质[2]，作为持久性有机污染物成为全球化学品污染的重要控制对象之一。

图1：PCDD及PCDF结构2，二噁英的生成机制及影响因素焚烧过程中二噁英的生成机制是极复杂的过程，国内外均在通过实验、量子化学、高分子理论计算等多手段进行二噁英形成相关机理的研究，实际焚烧过程的生成机理远比理论研究复杂，但被普遍认可的危废焚烧过程产生二噁英的途径有：2.1焚烧入炉物料本身带有二噁英类物质，由于焚烧炉中温度没有达到完全分解的温度条件，二噁英物质随烟气、炉渣被释放出来；2.2 炉内高温气相反应生成机制危废在焚烧炉内经高温分解，固态有机氯转移至气相中结构简单的短链含氯有机物（如三氯乙烯、三氯甲烷）经环化、聚合反应生成多氯联苯（PCB），PCB 在氧气过量、500~850℃温度范围内，可进一步通过脱氯、加氢、羟基取代等反应快速生成PCDF/PCDD[1]。

垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法二噁英是一种强毒的有机污染物，常常存在于垃圾焚烧过程中产生的烟气中。

二噁英的危害很大，具有致癌和遗传毒性的特点。

为了减少二噁英的排放，必须采取有效的控制方法。

下面我将介绍几种常见的垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法。

1. 燃烧温度控制二噁英的形成与燃烧温度密切相关，一般在850~1200℃的燃烧温度范围内，二噁英的生成量较低。

通过控制燃烧温度，可以有效降低二噁英的生成。

可以采取多种手段来提高燃烧温度，如增加焚烧炉的长宽比，加强炉内的空气对流，采用预燃室或催化剂等。

2. 优化燃烧条件在垃圾焚烧过程中，优化燃烧条件可以减少二噁英的生成。

其中一个关键点是保持燃烧室氧气浓度的适度高，通常在6%~10%之间，既能保证垃圾充分燃烧，又能降低二噁英的生成。

还可以通过适当调整燃料投入速度和空气供给速度等控制参数，得到较好的燃烧效果，减少二噁英的生成。

3. 硫氧化物的去除硫氧化物是垃圾焚烧过程中生成大量二噁英的重要前体物质。

通过去除燃烧烟气中的硫氧化物，可以有效控制二噁英的生成。

常用的硫氧化物去除方法包括炉内喷射Ca(OH)2或Na2CO3等碱质吸收剂，以及附加湿式电除尘装置进行草酸洗涤。

4. 燃烧炉设计与改进燃烧炉的设计与改进对于控制二噁英的生成也非常重要。

选用高效的炉底空气供应系统和低NOx燃烧器，可以提高燃烧效率和温度分布的均匀性，减少二噁英的生成。

还可以采用旋转格栅或进料分层等技术，改善燃烧炉内的混合和燃烧过程，进一步降低二噁英的生成。

5. 烟气净化装置的选择与运行烟气净化装置是垃圾焚烧过程中降低二噁英排放的关键环节。

常见的烟气净化装置包括电除尘器、湿式电除尘器、脱硫装置和烟气脱碳装置等。

正确选择和合理运行这些装置，能够有效去除燃烧烟气中的二噁英。

还可以适时进行装置的维护和清洁，确保其正常运行和高效工作。

垃圾焚烧过程中二噁英的控制方法主要包括燃烧温度控制、优化燃烧条件、硫氧化物的去除、燃烧炉设计与改进，以及烟气净化装置的选择与运行等。

生活垃圾焚烧发电项目中二噁英的控制技术摘要：目前，由于国家政策推动以及环保形势的日益严峻，生活垃圾焚烧发电项目已越建越多，生活垃圾焚烧后所产生的烟气中含有二噁英等污染物，需经烟气处理系统净化，满足达到国家现行标准后的洁净气体才能排至大气。

首先，了解二噁英的生成原理，然后解释“3T+E”法和末端控制技术，并提出推荐方案。

关键词：生活垃圾；二噁英；控制技术1有机污染物控制技术有机污染物的产生机理极为复杂，伴随有多种化学反应。

有机污染物的形成机理，目前还没有成熟的理论，有待于进一步研究。

在生活垃圾焚烧产生的有机污染物中，以二噁英（PCDD S）及呋喃（PCDF S）对环境影响最为显著。

1.1生成原理二噁英及呋喃是到目前为止发现的无意识合成的副产品中毒性最强的物质，是由苯环与氧、氯等组成的芳香族有机化合物，被认为是能致癌、致畸形、影响生殖机能的微量污染物。

PCDD S有75种以上的同分异构体，PCDF S有135种以上的同分异构体，其中毒性最强的是2，3，7，8-四氯联苯（2，3，7，8-TCDD）。

自从1977年荷兰阿姆斯特丹垃圾焚烧厂排放的烟气以及飞灰中检测到二噁英以来，多年来各国研究者对其在垃圾焚烧中的机理进行了深入而广泛的研究。

二噁英典型结构如下图。

图5-16二噁英典型结构示意图二噁英的生成机理相当复杂，已知的生成途径可能有以下三方面：（1）垃圾中本身含有微量的二噁英。

由于二噁英具有热稳定性，尽管大部分在高温燃烧时得以分解，但仍会有一部分在燃烧以后排放出来。

（2）在燃烧过程中由含氯前体物生成二噁英。

含氯前体物包括的聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等，在燃烧中前体物分子通过重排、自由基缩合、脱氯或其他分子反应等过程会生成二噁英。

这部分二噁英在高温燃烧条件下大部分也会被分解。

（3）当燃烧不充分时，烟气中产生过多的未燃尽物质，在300～500℃的温度环境下，若遇到适量的触媒物质（主要为重金属，特别是铜等），在高温燃烧中已经分解的二噁英将会重新生成。

城市生活垃圾焚烧产生的二恶英的防治措施
黄蕾;李晓东;陆胜勇;陈彤;严建华;岑可法
【期刊名称】《电站系统工程》
【年(卷),期】2005(21)2
【摘要】分析比较了国内外对城市生活垃圾焚烧产生的剧毒有机污染物二恶英类(PCDD/Fs)物质的各种防治措施。

【总页数】3页(P5-7)
【关键词】城市生活垃圾;焚烧;二恶英类;有机污染物;剧毒;国内外;产生;分析比较;物质
【作者】黄蕾;李晓东;陆胜勇;陈彤;严建华;岑可法
【作者单位】浙江大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM75;X705
【相关文献】
1.广西城市生活垃圾焚烧发电厂区域二恶英背景值初探 [J], 易春良;庞少静
2.城市生活垃圾焚烧与二恶英的产生及控制 [J], 张洪波;陈广超
3.浅谈垃圾焚烧发电厂二恶英的产生与防治 [J], 王建均;吴印泽
4.生活垃圾焚烧产生的二恶英的防治对策探讨 [J], 谢开光;邢俊冬
5.浅谈垃圾焚烧发电厂二恶英的产生与防治 [J], 王建均[1];吴印泽[2]
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废弃物焚烧飞灰中从头合成二噁英的试验研究——氧、碳、催化剂的影响陆胜勇;严建华;李晓东;陈彤;倪明江;岑可法【期刊名称】《中国电机工程学报》【年(卷),期】2003(23)11【摘要】废弃物焚烧过程是环境中二噁英的重要来源,飞灰在焚烧炉后燃区低温段从头合成的二噁英是焚烧炉二噁英排放的重要组成部分。

采用高分辨气相色谱和低分辨质谱联用(HRGC/LRMS)的二噁英检测方法,研究了340℃时氧、碳、催化剂3个重要因素对飞灰中二噁英从头合成的影响。

试验结果表明:焚烧炉飞灰在微氧气流中仍能生成二噁英,10％含氧气流时二噁英生成速率为17.1ng/(g.min);焚烧炉飞灰中残碳含量的增加,有利于二噁英的生成;活性炭粉末在CuCl_2催化作用下的二噁英生成速率为31.1ng/(g(AC)·min),是飞灰中残碳从头合成二噁英速率的2～6倍不等;Cu^(2+)催化条件下的二噁英生成速率大于6μg/(g(AC)·mol(催化剂)·min),分别是Cu^+时的1.4倍,Fe^(3+)时的2.7倍。

对氧、碳、催化剂等参数的控制可以减少焚烧炉飞灰在后燃区的二噁英生成量,减轻废弃物焚烧炉对环境造成的压力。

【总页数】6页(P178-183)【关键词】环境污染;二噁英;废弃物焚烧;飞灰;氧;碳;催化剂【作者】陆胜勇;严建华;李晓东;陈彤;倪明江;岑可法【作者单位】能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】X51【相关文献】1.典型废弃物焚烧炉飞灰中溴代二噁英和呋喃的分析研究 [J], 冯涛;严建华;李晓东;陆胜勇;陈彤;岑可法2.应用CALUX法测定四川省废弃物焚烧厂飞灰及周边土壤中二噁英类物质含量[J], 许利;张嵩岩;王维;田庆华;张悦;刘彦3.TiO2/MoS2复合催化剂光催化降解垃圾焚烧炉飞灰中的二噁英 [J], 裴洋4.水对垃圾焚烧飞灰二噁英从头合成的影响 [J], 章骥;李晓东;严建华;陈彤;陆胜勇;岑可法5.飞灰特性及氯对二噁英从头合成机理的影响 [J], 陈彤;严建华;陆胜勇;李晓东;邱坤赞;岑可法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

硫和五氯酚加热生成二噁英的试验研究严建华;陆胜勇;徐旭;李晓东;陈彤;池涌;倪明江;岑可法【期刊名称】《中国电机工程学报》【年(卷),期】2003(23)10【摘要】二噁英是环境中的痕量剧毒有机污染物,对人类健康极具危害。

氯酚是垃圾焚烧过程中二噁英生成的重要前驱物,硫是前躯物生成二噁英过程中具有重要作用的外界因素。

该文采用高分辨色谱和低分辨质谱(High Resolution Gas Chromatography / Low Resolution Mass Spectrometer)联用的二噁英测试分析方法,研究了空气气氛条件下五氯酚和元素硫加热后的二噁英排放因子。

试验结果表明:不同温度条件下PCP生成二噁英存在毒性滞后现象;S/Cl=1.0时,温度高于500℃时,硫对PCP生成二噁英的抑制作用很明显;温度低于500℃时,硫反而促进了二噁英的生成。

400℃时,元素硫的加入可以促进五氯酚生成二噁英,且在S/Cl=1时最明显;当S/Cl>1.5以后,元素硫的加入能明显降低二噁英排放因子。

实验结果对于指导垃圾焚烧过程中二噁英生成和抑制机理研究具有重要意义。

【总页数】6页(P180-185)【关键词】二恶英;产生机理;环境污染;硫;五氯酚;加热;试验;大气污染【作者】严建华;陆胜勇;徐旭;李晓东;陈彤;池涌;倪明江;岑可法【作者单位】浙江大学热能工程研究所;中国计量学院【正文语种】中文【中图分类】X51【相关文献】1.模拟飞灰催化芴生成二噁英试验研究 [J], 陆胜勇;尹雪峰;李晓东;罗建松;谷月玲;严建华;倪明江;岑可法2.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、四溴双酚A混合物的热解实验:含溴二噁英生成研究 [J], 梅俊;陈佩;彭平安3.五氯酚钠与二(噁)英对人外周血淋巴细胞的影响 [J], 方征;刘征涛;李响;王婉华;李霁4.硫对煤与五氯酚混烧过程二噁英生成影响规律的试验研究 [J], 石谊双;李晓东;陆胜勇;严建华5.新工艺五氯酚钠的二噁英类杂质评价 [J], 杨雪清;何光明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。