垃圾焚烧过程中二恶英的控制方法

２　０　０　２正　第２期　南京建筑工程学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　ａｎｄ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｓｕｍ　ＮＯ．６１　

文章编号：１００３—７１１Ｘ（２００２）０２—００３１—０７　

城市生活垃圾焚烧过程中二　英的　

产生、危害与控制　

孔火良　，　金保升　，　吴慧芳。，　仲兆平　

（１．东南大学热能工程研究所，南京２１００９６；２．南京工业大学城市建设与安全环境学院，江苏南京２１０００９）　

摘要：主要介绍了二嚼英的结构、性质和危害及其在城市生活垃圾焚烧过程中的产生　

途径、二唾英前驱物多相催化反应、Ｄｅ　ｎｏｖｏ反应等二唾英形成机理和影响二嗯英形成的主　

要因素，并在此基础上提出了城市生活垃圾焚烧过程中二晤英的焚烧前控制、焚烧中控制技　

术和烟气、灰渣的处理技术，最后指出通过采用适当的控制技术和烟气、灰渣处理技术，城市　

生活垃圾焚烧过程中二嚼英是能够得到达标排放的。　

关键词：二唿英；城市生活垃圾焚烧；环境污染控制　

中图分类号：Ｘ７Ｏｊ　文献标识码：Ａ　

焚烧是一种较为普遍的垃圾处理工艺，能迅速地大幅度地减少可燃性废物的容积，彻底消　

除有害细菌和病毒，而且能回收热能。但是，如果焚烧条件控制不好，容易产生二次污染，产生　

二嚼英。据统计，在全球范围内，由垃圾焚烧炉排放出的二嗯英约占二嚼英总排放量的１０　～　

４０　。因此，在生活垃圾焚烧厂的建设和运行管理中，要注意改善生活垃圾的焚烧条件，严格　

控制二嚼英的产生和排放。　

１　二嗯英的结构和性质　

二嚼英是由苯环与氧、氯等组成的氯代三环芳烃类化合物的总称，共分为两类：多氯代二　

苯并二嚼英（ＰＣＤＤｓ）和多氯代二苯并呋喃（ＰＣＤＦｓ）Ｅｚ］。其结构式为：　

Ｃｌ　

ＰＣＤＦｓ　Ｃｌ　

１－９位置上的氢原子被氯原子取代后就形成了不同的二嚼英物质，根据氯原子的数量和位置　

的不同可形成７５种ＰＣＤＤｓ和１３５种ＰＣＤＦｓ，其中有６种ＰＣＤＤｓ和１１种ＰＣＤＦｓ的氯取代　

垃圾焚烧过程中二噁英生成的影响因素

摘要：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。

关键词：城市生活垃圾；焚烧；二噁英；生成机理；影响因素

0 引言

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。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：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。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。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，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。

化学工程师　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ　２０１６年第ｌ２期　

蠢：≯：ＤＯＩ：１０－１６２４７０　ｋｉ・２３—１１７１／ｔｑ・２０１６１２５ｏ　岛嚣：－　－：’　

述　废物焚烧过程中　

产生二嗯英的控制方法　

张丽军　，陈扬　，陈岚　，ｌ‘　

（１．华北电力大学环境科学与工程学院，河北保定０７１００３；２．中国科学院北京综合研究中心，北京１０００８３）　摘要：本文针对垃圾焚烧过程中面临的二嗯英污染问题，主要介绍垃圾焚烧过程中二嗯英特征、产生　的途径，综述了近年来以催化氧化法、吸附法、生物法、等离子体技术为主的处理垃圾焚烧过程中产生二嗯英　的研究进展。根据这些技术的研究现状，指出未来等离子体技术应用在处理二嗯英方面有着巨大的潜力。　关键词：垃圾焚烧；二嗯英；方法；降解　中图分类号：Ｘ７０１　文献标识码：Ａ　Ｒｅｖｉｅｗｉｎｇ　ｏｆ　ｄｉｏｘｉｎｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｆｔｅｒ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ－ｊｕｎ　，ＣＨＥＮ　Ｙａｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｌａｎ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏａｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ　０７１００３，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ａｎｄ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｒｅ　ｏｆ　ＣＡＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ　ｆａｃｉｎｇ　ｄｉｏｘｉｎｓ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｇｅｎ—　ｃｒａｔｅｄ　ｐａｔｈｗａｙｓ　ｏｆ　ｄｉｏｘｉｎｓ　ａｎｄ　ｒｅｖｉｅｗｓ　ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉｏｘｉｎｓ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｔａｉｎ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｐｌａｓｍａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｐｌａｓｍａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｇｒｅａｔ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｉｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｄｉｏｘｉｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ；ｄｉｏｘｉｎｓ；ｍｅｔｈｏｄ；ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　

生活垃圾焚烧厂中二噁英的产生和控制

1.前言

生活垃圾焚烧厂烟气中的二恶英是近几年来世界各国所普遍关心的问题，自1999年比利时发生动物饲料二恶英污染事件后，二恶英更是倍受世人所关注，一时成为全球范围的热点。经过这一事件，二恶英在我国也是家喻户晓，闻毒色变。可以这样说，在今天研究生活垃圾焚烧厂烟气中二恶英的产生机理和控制措施，比以往任何时候都显得必要和重要。要建设生活垃圾焚烧厂，我们就不能也无法回避二恶英。

2.二恶英的结构和特性

2.1二恶英的分子结构

二恶英（DIOXIN，简称为DXN）即PolyChlorinatedDibenzo-P-Dioxins，略写为PCDDs。简单地说PCDDs是两个苯核由两个氧原子结合，而苯核中的一部分氢原子被氯原子取代后所产生，根据氯原子的数量和位置而异，共有75种物质，其中毒性最大的为2,3,7,8—四氯二苯并二恶英TCDDs（2,3,7,8—TCDDs），计有22种，；另外，和PCDDs一起产生的二苯呋喃PCDFs，共有135种物质。通常将上述两类物质统称为二恶英（或称戴奥辛），所以二恶英不是一种物质，而是多达210种物质（异构体）的统称。

2.2二恶英的特性

二恶英在标准状态下呈固态，熔点约为303～305℃。二恶英极难解溶于水，在常温情况下其溶解度在水中仅为7.2×10-6mg/L。而同样在常温情况下，其在二氯苯中的溶解度高达1400mg/L，这说明二恶英很容易溶解于脂肪，所以它容易在生物体内积累，并难以被排出。二恶英在705℃以下时是相当稳定的，高于此温度即开始分解。另外，二恶英的蒸汽压很低，在标准状态下低于1.33×10-8Pa，这么低的蒸汽压说明二恶英在一般环境温度下不易从表面挥发。这一特性加上热稳定性和在水中的低溶解度，是决定二恶英在环境中去向的重要特性。

3.二恶英的毒性和评价

据报导，二恶英是目前发现的无意识合成的副产品中毒性最强的化合物，它的毒性相当于氰化钾（KCN）的1000倍以上。同时它是一种对人体非常有害的物质，即使在很微量的情况下，长期摄取时便可引起癌症等顽症，国际癌症研究中心已将它列为人类一级致癌物。此外二恶英对人体还会引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠、新生儿畸形等症，并可能具有长期效应，如导致染色体损伤、心力衰竭、内分泌失调等。据有关报道，只要1盎斯（28.35克）二恶英，就能将100万人置于死地。