垃圾焚燒二惡英控制技術(shù)(II):焚燒后煙氣如何處
生活垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英的主要機(jī)制有兩種:前體合成和從頭開始。前體的合成是通過不同的前體物質(zhì),如二惡英氯苯、氯酚的生產(chǎn)。前體物質(zhì)不能完全燃燒,或粉煤灰表面多相催化反應(yīng)。***碳從頭機(jī)制用于低溫氯化和粉煤灰二惡英的形成。由于燃燒過程中二惡英的反應(yīng)太復(fù)雜,沒有得出結(jié)論,這兩種機(jī)制的詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理。
垃圾焚燒過程中二惡英污染控制技術(shù)主要包括控制和燃燒燃燒煙氣污染控制兩種。燃燒控制主要是在生產(chǎn)過程控制二惡英,***后燃燒控制主要是燃燒過程的進(jìn)一步去除二惡英污染物處理后,為了減少二惡英排放。
洗滌器與靜電除塵器或聯(lián)合切除效應(yīng)對(duì)pcdd / F的袋式過濾器比單***使用時(shí)。金和其他使用包括,例如,一個(gè)散熱器,墊圈和濕式靜電除塵器聯(lián)合氣體凈化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)90 - 92%的二惡英的去除效率,同時(shí),有效地去除氮氧化物,襪,鹽酸和塵埃。Tejima等。比較濕,干燥和半干PCDDS / F系統(tǒng)的去除效率,結(jié)果顯示半干和干系統(tǒng)比濕系統(tǒng),和半干燥的干燥系統(tǒng)的PCDD / F去除效率接近,是90 - 97%。
然而,近年來,研究人員發(fā)現(xiàn),濕式洗滌器可以導(dǎo)致增加數(shù)量的PCDD / F,使?jié)袷较礈炱鞒蔀橐粋€(gè)潛在的污染源。排放的氣體和塑料填料之間的墊圈材料PCDD / F吸剝離被認(rèn)為是濕式除塵器PCDD / F濃度在加強(qiáng),這一現(xiàn)象的主要原因被稱為“記憶效應(yīng)”。現(xiàn)在經(jīng)常添加活性炭粉濕式洗滌器,或通過濕式除塵器的改進(jìn),如內(nèi)部循環(huán)水量增加,減少冷卻和吸收存儲(chǔ)底部的一部分,可以濕式除塵器PCDDS / F的記憶效應(yīng)***小化。
***近,李等人發(fā)現(xiàn)袋式過濾器PCDDS / F也有記憶效應(yīng),為了減少這種效果,避免不穩(wěn)定燃燒條件下,合理的操作設(shè)備,并定期更換老化的過濾器。
活性炭吸附二惡英的過程包括兩個(gè)步驟:***先,活性炭噴射到廢氣流;然后,安置在下游的廢氣靜電除塵器或織物過濾器去除后用活性炭和殘留灰塵。據(jù)的方法添加活性炭,活性炭吸附二惡英過程可以分為三種不同類型:攜帶流移動(dòng)床和固定床過程。在所有的過程中,廢氣的PCDD / F去除是通過碳吸附。
活性炭吸附去除效率的PCDD / F一般高,組裝的旋風(fēng)分離器,干燥石灰洗滌器和織物過濾器生活垃圾焚燒爐的注入效率的活性炭去除二惡英在***年從26.9%降至96.6%。由于二惡英的活性炭吸附效果***,被廣泛用于焚化爐,近年來研究活性炭吸附二惡英更關(guān)注吸附現(xiàn)象和***征的研究。然而,重要的是要注意,活性炭吸附技術(shù),同時(shí)安裝方便,簡(jiǎn)單的技術(shù),但仍存在一些問題。***先活性炭需要注射廢氣的冷卻,防止發(fā)生作用。同時(shí),這個(gè)過程中消耗***量的活性炭,從而增加焚化爐的成本。解決這個(gè)問題的方法包括使用一個(gè)包含吸附器和再生器系統(tǒng),兩個(gè)過濾器交替使用,以減少活性炭的使用量,使用雙包過濾系統(tǒng),等等。
催化氧化技術(shù)在廢氣直接摧毀PCDD / F被證明是一種有效的技術(shù),廢氣濃度的PCDD / F可以減少可小于0.1 ng / Nm3。Hagenmaier和他的同事們展示了氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)V2O5 / WO3基于二氧化鈦催化劑也可以有效的PCDD / F,反應(yīng)溫度和氮氧化物去除反應(yīng)溫度。
催化氧化反應(yīng)器有不同的形式,但如果僅用于刪除PCDD / F,常用的是催化反應(yīng)器類型過濾器。催化過濾器目前使用的w . l。戈?duì)? Associates有限公司,有限公司,生產(chǎn)REMEDIATM D / F催化過濾系統(tǒng)。使用該催化體系的***量研究結(jié)果表明,其PCDDS / F損壞率超過98%,并證明了三年之后的活動(dòng)催化劑不減少,并預(yù)計(jì)在焚燒爐系統(tǒng)可以正常工作了五年了。此外,Chang焚化爐在用濕洗結(jié)合催化過濾系統(tǒng)可以得到PCDD / F的去除率為93%。
一旦所提到的,用于選擇性催化還原氮氧化物V2O5 / WO3 -二氧化鈦催化劑可以刪除PCDD / F,將其為二氧化碳、水和鹽酸,反應(yīng)溫度和氮氧化物去除反應(yīng)溫度。也就是說,可以在整個(gè)反應(yīng)器中通入氨氣,PCDD / F和氮氧化物去除。德沃夏克等使用REMEDIATM催化過濾器來實(shí)現(xiàn)PCDD / F和氮氧化物去除。然而,在PCDD / F和氮氧化物去除,常用的方法是在蜂窩載體催化劑沉積或金屬板。當(dāng)前的方法取得了行業(yè)的成功應(yīng)用。Goemans和其他人,例如,報(bào)道稱,在比利時(shí)根***市在城市垃圾焚化爐,聯(lián)合去除設(shè)備可以有效的去除二惡英和99%和90%的氮氧化物。
除了常用的二氧化鈦催化劑的基礎(chǔ)上,基于一些金屬催化劑也可以PCDD / F和氮氧化物去除。正如van den邊緣研究基于Pt催化劑,Poplawski等總結(jié)了基于過渡金屬鈣鈦礦催化劑,帕迪拉和其他人使用鉻基催化劑。已經(jīng)證明,這些催化劑的影響,沒有高于釩催化劑,以及當(dāng)前應(yīng)用程序常有限的。
電子輻射過程是一個(gè)廢氣中二惡英的新方法。包等。***先證明了使用電子束降解的可行性的PCDD / F的廢氣。副***臣等人報(bào)道的使用電子束輻射和氫氧化鈣聯(lián)合鹽酸除去焚燒爐煙氣,二氧化硫,氮氧化物和氯的化合物。Fengler發(fā)現(xiàn)使用電子束相當(dāng)?shù)凸膶⒂卸韭然衔餆o毒的有機(jī)酸,如甲酸、乙酸和氯乙酸。
電子束輻射可以處理***量的廢氣,尤其是當(dāng)廢氣溫度相對(duì)較低。同時(shí),這個(gè)過程沒有二次污染,能源消耗是溫和的,這個(gè)過程很簡(jiǎn)單,可以直接安裝在現(xiàn)有的焚化爐,因此具有******的發(fā)展前景。韓寒et al .,使用10 kGy的電子加速器,氯苯(可能是二惡英生成的前體)的降解率為85%。副***臣等在200℃使用14 kGy的電子加速器在實(shí)際垃圾焚燒廠贏得超過90%的PCDD / F率。與袋式過濾器相比,成本降低近50%。
等離子體技術(shù)***近被證明可以使用焚化爐飛灰和廢氣處理,但有些可能會(huì)產(chǎn)生不***副產(chǎn)物。一個(gè)可能的方法是用等離子體催化結(jié)。與純SCR系統(tǒng)相比,聯(lián)合系統(tǒng)的操作溫度可以顯著減少,產(chǎn)生的等離子體很多有利于消除二惡英的活性粒子,以及有害副產(chǎn)品可以消除等離子體催化生成的。
此外,由于SCR系統(tǒng)的投資和成本較高,在許多***家使用SNCR系統(tǒng)更多的垃圾焚燒廠。但由于SNCR系統(tǒng)需要高溫(超過1123 K),所以它的去除氮氧化物和PCDD / F效率不高,還需要尋找新的減速機(jī)或添加劑減少SNCR反應(yīng)溫度。
盡管許多垃圾焚燒過程中使用焚燒爐的燃燒控制技術(shù),但由于機(jī)制的PCDD / F燃燒區(qū)后,使生活垃圾焚燒廠排放未經(jīng)處理的還可能包含廢氣中二惡英的濃度***約是1 - 100 Nm3 / ng可,并允許二惡英排放上限通常小于1 Nm3 / ng可。因此焚燒煙氣必須使用后的煙氣控制技術(shù)的二惡英。
開發(fā)燃燒煙氣二惡英控制技術(shù)二惡英的去除有一定的效果,但它們各自的不同方法的***缺點(diǎn)進(jìn)行了討論。迄今為止***常用的治療過程是半干式洗滌器+噴射活性炭吸附+袋式過濾器的過程。但只有活性炭技術(shù)將二惡英氣體,固體,和***量的活性炭消費(fèi)增加了焚化爐的成本。此外,顆粒活性炭可能導(dǎo)致火災(zāi)或設(shè)備故障,操作和的需要,可能需要建立一個(gè)新的設(shè)備。
用催化氧化方法可以完全摧毀的PCDD / F,可以克服活性炭吸附法的各種問題,并減少活性炭噴射的鏈接,與此同時(shí),不需要添加新設(shè)備在現(xiàn)有焚燒爐和操作程序,成本低。使用催化去除PCDD / F的同時(shí),還可以結(jié)合氮氧化物的選擇性催化氧化。目前這一技術(shù)已成功應(yīng)用行業(yè),但與活性炭噴射技術(shù)相比,它也有一定的局限性。粒狀活性炭去除汞,例如,催化過濾器不能做,低溫活性炭可以有效地去除PCDD / F,但小于160℃時(shí)催化劑幾乎是無效的;系統(tǒng)的投資和成本相對(duì)較高,所以我們需要進(jìn)一步改善和提高。
電子輻射技術(shù)、等離子體技術(shù)和新技術(shù)的SNCR是二惡英的,還沒有廣泛應(yīng)用于工業(yè),還需要更多的研究。