城市垃圾焚烧、木材燃烧、工业废弃物热处理、火力发电、锅炉燃烧等热处理过程是强毒性有机污染物PCDDs/PCDFs的主要来源。其中,已知来源的二噁英80%以上是由焚烧城市生活垃圾、燃烧废弃塑料制品所产生。GB 18485—2001规定了垃圾焚烧厂排放烟气中二噁英类物质的限值为1.0ng TEQ/m3;在修订的新标准GB 18485—2014中,将排放限值修订为0.1ng TEQ/m3。
控制焚烧厂烟气中二噁英类的排放,可从控制来源、减少炉内形成、避免炉外低温区再合成以及提高尾气净化效率4个方面着手。
①控制来源:避免含二噁英类物质(如多氯联苯)以及含有机氯(PVC)高的废物(如医疗废物、农用地膜)进入焚烧炉。
②减少炉内合成:通常采用的是“3T+E”工艺,即焚烧温度850℃;停留时间2.0 s;保持充分的气固湍动程度;以及过量的空气量,使烟气中O2的浓度处于6%~11%。(www.xing528.com)
③减少炉外低温再合成:炉外低温再合成现象多发生在锅炉内(尤其在节热器的部位)以及粒状污染物控制设备之前。已有研究指出,二噁英炉外低温再合成的最佳温度区间为200~400℃,主要生成机制为:铜或铁的化合物在飞灰的表面催化了二噁英类的前生体物质(如苯、氯苯、酚类、烃类等)而合成二噁英类。在工程上采取各种措施减少二噁英的炉外再次合成,如减少烟气在200~400℃的停留时间,改善焚烧工艺减少生成二噁英的前生体物质,减少飞灰在设备内表面的沉积从而减少二噁英生成所需要的催化剂载体,等等。
④提高尾气净化效率:二噁英主要以颗粒状态存在于烟气中或者吸附在飞灰颗粒上,因此为了降低烟气中二噁英的排放量,就必须严格控制粉尘的排放量。布袋除尘器对1μm以上粉尘的去除效率达到99%以上,但是对超细粉尘的去除效果不是十分理想,但活性炭粉末的强吸附能力可以弥补这项缺陷,通过喷射活性炭粉末加强对超细粉尘及其吸附的二噁英的捕集效率。
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