二恶英综述

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烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二噁英去除工艺综述烟气中二噁英(dioxins)是一类广泛存在于环境中的有毒有害物质,它们是由一些具有卤代结构的有机物在高温条件下生成的副产物。

由于二噁英具有极强的毒性和不可降解性,对人体和环境造成了严重的危害,因此二噁英的去除成为了一个迫切的问题。

目前,对烟气中二噁英的去除主要采用了以下几种工艺:1. 吸附法:吸附法是利用物质对二噁英的吸附能力来实现去除的一种方法。

常见的吸附剂有活性炭、硅胶、沸石等。

通过将烟气经过吸附剂层,二噁英被吸附在吸附剂上,从而达到去除的效果。

吸附法具有操作简单、技术成熟的优点,但是由于二噁英在吸附剂上的积累,还需对吸附剂进行处理和再生。

2. 催化燃烧法:催化燃烧法是通过在高温条件下将烟气与催化剂接触,使二噁英得到燃烧而实现去除的方法。

常见的催化剂有V2O5、CuO等。

催化燃烧法具有高效、彻底的特点,但是需要保证催化剂的稳定性和活性,确保燃烧反应的顺利进行。

3. 活性冷凝除尘法:活性冷凝除尘法是通过在烟气中加入适量的冷凝剂,将二噁英与冷凝剂结合成为可溶于水的化合物,然后利用水来进行去除的方法。

常见的冷凝剂有氯化钠溶液、硫酸铵溶液等。

活性冷凝除尘法具有操作简单、去除效果好的优点,但是需要对产生的废水进行处理和排放。

4. 高温焚烧法:高温焚烧法是通过将烟气加热至高温,使二噁英分解和燃烧而实现去除的方法。

高温焚烧法具有高效、彻底的特点,但是需要对高温燃烧过程进行严格的控制,以避免产生其他有害物质。

5. 电除尘法:电除尘法是通过在烟气中加入直流高压电场,利用电力作用力来实现对二噁英的去除。

电除尘法具有高效、无二次污染的特点,但是需要保证除尘装置的电压稳定和电极的清洁。

烟气中二噁英的去除工艺有其各自的优缺点,每种工艺适用于不同的场合和情况。

在实际应用中,应根据具体情况选择合适的工艺进行二噁英的去除。

还需要开展更多的研究和探索,以开发出更加高效、经济、环保的二噁英去除技术,以减少对人体和环境的危害。

二恶英简介

二恶英简介

二噁英简介二恶英(Dioxin),又称二氧杂芑(qǐ),是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质,二恶英实际上是二恶英类(Dioxins)一个简称,它指的并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物。

由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并二恶英(PCDDs);由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃(PCDFs)。

每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,从而形成众多的异构体,其中PCDDs 有75种异构体,PCDFs有135种异构体。

自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小,因此,环境中的二恶英很难自然降解消除。

二恶英包括210种化合物,这类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累。

它的毒性十分大,是砒霜的900倍,有“世纪之毒”之称。

国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。

环保专家称,“二恶英”,常以微小的颗粒存在于大气、土壤和水中,主要的污染源是化工冶金工业、垃圾焚烧、造纸以及生产杀虫剂等产业。

日常生活所用的胶袋,PVC(聚氯乙烯)软胶等物都含有氯,燃烧这些物品时便会释放出二恶英,悬浮于空气中。

另外,电视机不及时清理,电视机内堆积起来的灰尘中,通常也会检测出溴化二恶英。

而且含量较高,平均每克灰尘中,就能检测出4.1微克溴化二恶英。

二恶英的毒性二恶英结构与性质二恶英是指含有2个或1个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物 ,它的英文名字“Dioxin” 。

由于Cl原子在 1~9的取代位置不同 ,构成 75种异构体多氯代二苯 (PCDD)和 135种异构体多氯二苯并呋喃 (PCDF) ,通常总称为二恶英 ,其分子量 321.96,为白色结晶体,m. p. : 302~305℃, 500℃开始分解,800℃ 时 21s完全分解。

其中有17种 (2、3、7、8位被Cl取代的 )被认为对人类和生物危害最为严重。

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二噁英去除工艺综述【摘要】本文主要围绕烟气中二噁英去除工艺展开综述。

在引言部分中,强调了烟气中二噁英去除工艺的重要性,并介绍了研究背景。

在从二噁英的来源和危害入手,详细介绍了二噁英去除的常见工艺方法,包括物理、化学和生物方法的应用。

物理方法主要包括吸附、吸收和膜分离等工艺,化学方法涵盖了氧化和还原等处理方式,而生物方法则利用微生物降解二噁英。

在探讨了二噁英去除工艺的发展趋势,并对当前研究进行了总结与展望。

通过对烟气中二噁英去除工艺的综述,可以更好地了解并应对二噁英对环境和健康造成的威胁,促进相关工艺技术的发展与创新。

【关键词】二噁英、烟气、去除工艺、综述、来源、危害、物理方法、化学方法、生物方法、发展趋势、总结、展望。

1. 引言1.1 烟气中二噁英去除工艺综述的重要性烟气中二噁英是一种极具毒性和致癌性的有机污染物,对人类健康和环境造成严重威胁。

研究和应用有效的二噁英去除工艺是当前环境保护领域的一项重要任务。

二噁英去除工艺综述的重要性在于,能够全面总结目前各种去除工艺的优缺点和适用范围,为相关研究提供重要参考。

通过对不同工艺方法的比较分析,可以为烟气中二噁英的减排提供技术支持,促进环境污染治理技术的进步与创新。

二噁英去除工艺的综述还能够为政府、企业和科研机构提供决策依据,指导相关政策的制定和环境治理的实施。

深入研究烟气中二噁英去除工艺的综述对于推动改善环境质量、保护生态环境具有积极的意义和重要价值。

1.2 研究背景介绍二噁英是一种对人体健康有害的有机物质,存在于燃烧过程中产生的烟气中。

在工业生产、城市垃圾焚烧等过程中,二噁英排放成为环境污染的重要来源,对人类健康和环境造成严重危害。

研究如何有效去除烟气中的二噁英,减少其对环境和人体的影响,是当前环境保护领域的重要课题。

随着环境保护意识的增强和环保技术的不断发展,二噁英去除工艺逐渐成为烟气处理领域的研究热点。

通过对二噁英的来源和危害进行深入了解,并结合物理、化学和生物等多种技术手段,不断探索提高二噁英去除效率和降低成本的方法,对于改善环境质量、保护人类健康具有重要意义。

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二噁英去除工艺综述烟气中的二噁英是一种毒性很强的有机物,常见于燃烧过程中,特别是在焚烧垃圾或工业燃料时。

它对人体健康和环境都有着极大的危害,因此烟气中二噁英的去除工艺备受重视。

在现代工业中,有各种各样的二噁英去除工艺,本文将对其中一些常见的工艺进行综述,以期为相关研究工作提供参考和借鉴。

1. 催化氧化法催化氧化法是一种常见的烟气中二噁英去除工艺,其原理是利用催化剂将烟气中的二噁英氧化成无害物质。

催化氧化法的优点是工艺简单,对烟气中的二噁英去除效果好,但是其缺点是催化剂易受到毒物的破坏,需要经常更换,造成了较高的运行成本。

2. 吸附法吸附法是一种通过吸附剂将烟气中的二噁英分离并去除的工艺。

常用的吸附剂有活性炭和分子筛等。

吸附法的优点是操作简单,成本较低,但是吸附剂饱和后需要进行再生或更换,造成了一定的处理成本,并且吸附剂的再生和处理也需要额外消耗能源。

吸收法是一种通过将烟气中的二噁英溶解在吸收剂中来实现去除的工艺。

常用的吸收剂有氢氧化钠、氮氧化钙等。

吸收法的优点是去除效果好,对二噁英几乎没有选择性,但其缺点是对烟气中其他物质也有一定的溶解作用,需要进行后续处理,而且吸收剂的再生也需要耗费大量的能源。

4. 等离子法等离子法是一种通过高温等离子体将烟气中的二噁英裂解分解的工艺。

这种技术具有高效、无二次污染的特点,但是对设备要求高,运行成本较高。

6. 脱硫脱硝一体化技术脱硫脱硝一体化技术是通过在脱硫设备中加入催化剂将二噁英氧化分解的工艺。

这种技术利用了脱硫设备已有的设施和催化剂,降低了设备投资成本和运行成本。

烟气中二噁英的去除工艺有多种,每种工艺都有其适用的场合和不足之处。

在实际应用中,可以根据烟气中的成分、处理要求、设备投资和运行成本等因素,选择合适的二噁英去除工艺,以期达到经济、环保和高效的目标。

对于这些工艺的研究和改进也是一个不断发展的课题,希望未来能够有更加高效、环保、经济的二噁英去除工艺得以出现。

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二噁英去除工艺综述随着工业的快速发展和国民经济的提高,烟气排放问题成为了人们所关注的环保问题之一。

其中,烟气中的二噁英是一种非常有害的有机物,它不仅对人类健康有危害,而且对生态环境也有着不小的破坏性。

因此,如何有效地去除烟气中的二噁英成为了烟气净化工程中必须要解决的问题。

烟气中二噁英的来源烟气中的二噁英主要来自以下几个方面:1. 工业废气:烟气中二噁英的主要来源之一就是工业废气。

其中,钢铁、炼油、化工、橡胶、电力等行业所产生的烟气中二噁英含量较高,且排放量较大。

2. 垃圾焚烧:垃圾焚烧是一种常见的处理方式,但其所产生的烟气中二噁英含量较高,对环境和人类健康有着不小的影响。

3. 燃煤锅炉:燃煤锅炉所产生的烟气中二噁英含量较高,尤其是燃烧低质量煤炭或煤泥时,其含量更是可怕。

4. 烟草燃烧:烟草燃烧是造成二噁英含量升高的另一个原因。

二噁英对环境与健康的危害二噁英不仅对人体健康有害,还对环境产生危害。

摄入二噁英可能导致各种严重的健康问题,包括癌症、生殖和发育问题、免疫系统功能受损、产生神经毒性,对肝脏、肺和肾脏造成一定的损害等。

同时,二噁英也会对自然环境造成严重的破坏,如导致鱼类死亡、水生动植物死亡、影响生态平衡等。

由于烟气中的二噁英含量极低,去除技术相对来讲比较复杂。

在去除技术中,常见的方法有以下几种:1. 活性炭吸附法:用活性炭吸附烟气中二噁英的方法在有机污染物中更常见。

活性炭的微处理方式和选择也会影响其去除效率和寿命。

烟气处理后的活性炭还可以再生,减少二次污染。

2. 活性氧化法:活性氧化法是使污染物在高温和高压下,通过氧化反应将二噁英氧化成无毒物质。

该方法操作要求高、成本高,需要处理高效氧化剂、高温。

在达到一定状态的氧化膜上形成的袭击结壳出现强的吸附。

3. 静电吸附技术:静电吸附技术是通过收集处置区域的电荷,将带电的颗粒在电场中沉积,从而达到收集的效果。

该技术最适合浓度低、颗粒粒径小的烟气。

二恶英——地球上毒性最强的毒物

二恶英——地球上毒性最强的毒物

二恶英——地球上毒性最强的毒物二恶英(Dioxin),又称二氧杂芑(qǐ),是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质,二恶英实际上是二恶英类(Dioxins)一个简称,它指的并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物。

二恶英包括210种化合物,这类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累,对人体危害严重。

二恶英(拼音:èr è yīnɡ,英文:Dioxin)全称分别是多氯二苯并-对-二恶英 polychlorinated dibenzo-p-dioxin简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran(简称PCDFs)。

由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并二恶英(PCDDs);由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃(PCDFs)。

每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,从而形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。

二恶英类结构式(2张)自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小,因此,环境中的二恶英很难自然降解消除。

它包括210种化合物。

它的毒性十分大,是砒霜的900倍,有“世纪之毒”之称,万分之一甚至亿分之一克的二恶英就会给健康带来严重的危害。

二恶英除了具有致癌毒性以外,还具有生殖毒性和遗传毒性,直接危害子孙后代的健康和生活。

因此二恶英污染是关系到人类存亡的重大问题,必须严格加以控制。

国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。

二恶英具有类似于“12大危害物”的特性,“12大危害物”是一组被称为持久性有机污染物的危险化学物质。

实验证明二恶英可以损害多种器官和系统,一旦进入人体,就会长久驻留,因为其本身具有化学稳定性并易于被脂肪组织吸收,并从此长期积蓄在体内,可能透过间接的生理途径而致癌。

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二恶英去除工艺综述

烟气中二噁英去除工艺综述烟气中二噁英是一种对人体和环境造成严重危害的有毒物质,世界各国都制定了严格的排放标准,要求对烟气中的二噁英进行有效去除。

为了实现这一目标,人们研发出了多种二噁英去除工艺,本文将对其中一些主要工艺进行综述。

一、物理吸附法物理吸附法是一种利用材料表面吸附剂对二噁英进行吸附的方法。

常用的吸附材料有活性炭、硫酸铜、活性铝、硫酸亚铁等。

这些材料具有较大的比表面积和一定的孔隙结构,可以将烟气中的二噁英吸附在表面上,从而达到去除的目的。

物理吸附法具有处理量大、投资费用相对较低等优点,但也存在着吸附剂易饱和和吸附剂再生困难的问题。

二、化学吸附法化学吸附法是一种通过吸附剂与二噁英发生化学反应,将其转化为无毒物质的方法。

常用的吸附剂有氯化钠、氯化钠酸性溶液等。

这些吸附剂可以与二噁英发生反应,生成易于处理的产物,从而实现去除。

化学吸附法具有处理效果好、处理速度快的优点,但也存在着吸附剂成本高和处理过程中产生废液等问题。

三、烟气冷凝法烟气冷凝法是一种通过将烟气冷却至低温,使其中的二噁英从气态转化为液态,进而去除的方法。

通过降低烟气温度,可以使二噁英发生冷凝并与烟气中其他化合物一同沉积在冷却设备中,从而实现去除的目的。

烟气冷凝法具有去除效果好、处理成本低等优点,但也存在着能源消耗大和冷凝设备易产生结垢的问题。

五、等离子体脱附法等离子体脱附法是一种利用等离子体将烟气中的二噁英分解的方法。

等离子体可以产生高能量电子和自由基,通过与二噁英发生反应,将其分解为无毒物质。

等离子体脱附法具有处理效果好、处理速度快的优点,但也存在着设备体积大和能耗高的问题。

针对烟气中的二噁英去除,可以采用吸附法、化学吸附法、冷凝法、光催化氧化法和等离子体脱附法等多种工艺。

不同的工艺具有各自的特点和适用范围,选取合适的工艺可以有效地去除烟气中的二噁英,保护人体和环境的健康。

二恶英:毒性巨大,严防严控

二恶英:毒性巨大,严防严控

二恶英:毒性巨大,严防严控二恶英(Dioxin),又称二氧杂芑,是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质,实际上是二恶英类(Dioxins)的一个简称。

以下是对二恶英的详细科普知识点归纳:一、基本性质●化学结构:二恶英是由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环组成的多氯二苯并对二恶英(PCDDs)或由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环组成的多氯二苯并呋喃(PCDFs)。

●稳定性:二恶英类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,但可溶于大部分有机溶剂。

●外观与形态:无色无味的白色结晶体,常温下为固体,具有较高的熔沸点。

二、毒性与危害●毒性强度:二恶英的毒性极大,是砒霜的900倍,有“世纪之毒”之称。

其中,2,3,7,8-四氯代二苯并对二恶英(2,3,7,8-TCDD)是迄今为止人类已知的毒性最强的污染物,其毒性相当于氰化钾的1000倍。

●健康影响:o致癌性:国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物,可损害多种器官和系统。

o生殖毒性与遗传毒性:直接危害子孙后代的健康和生活。

o其他毒性:包括急性致死毒性、皮肤毒性、肝毒性、免疫毒性、心血管系统、呼吸系统和神经系统毒性等。

三、污染来源●主要来源:o化工冶金工业、垃圾焚烧、造纸以及生产杀虫剂等产业。

o日常生活中燃烧PVC(聚氯乙烯)软胶等物品时也会释放二恶英。

o落叶剂、含铅汽油、煤、防腐处理过的木材以及石油产品等燃烧不完全时也容易产生二恶英。

●环境分布:二恶英在环境中的分布是全球性的,主要聚积在土壤、沉淀物和食品中,特别是乳制品、肉类、鱼类和贝壳类食品。

四、降解与消除●自然降解:二恶英在自然环境中难以降解,因为其化学稳定性强,对光解、化学分解以及生物降解有很强的抵抗作用。

●半衰期:土壤中的半衰期为12年,气态二恶英在空气中光化学分解的半衰期为8.3天,在人体内降解缓慢,主要蓄积在脂肪组织中。

五、毒性当量与评价●毒性当量(TEQ):由于环境中二恶英类主要以混合物的形式存在,国际上常把各同类物折算成相当于2,3,7,8-TCDD的量来表示,称为毒性当量。

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二恶英综述摘要:电厂垃圾焚烧发电技术作为一种无害化、减量化、资源化的垃圾处理方法,已成为发达国家垃圾处理的主要方式之一,在我国也正在得到应用和推广。

但由于垃圾的成分极其复杂,决定了运行过程中产生的二次污染物的复杂、多变,形成了垃圾焚烧利用的瓶颈。

针对电厂垃圾焚烧产生的二次污染物,主要指对人体危害较大的二恶英的生成机理、影响其生成的因素进行了分析, 并针对这些影响因素提出的控制对策进行了讨论。

关键词:二噁英;焚烧;捕集1. 引言1.1简介二恶英(Dioxins)是一类毒性极高的持久性有机污染物,一般简写为 PCDD /Fs[1]。

二噁英(英文:Dioxin)全称分别是多氯二苯并-对-二噁英 polychlor inated dibenzo-p-dioxin简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃 polychlorinated d ibenzofuran(简称PCDFs)。

由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并二噁英(PCDDs);由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃(PCDFs)。

每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,而形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。

二恶英广泛分布于全球环境介质中,其化学性稳定,难以生物降解并可以在食物链中富集。

二恶英是含一个或两个氧键连接两个苯环的含氯有机化合物。

实际上二恶英是二恶英类的简称,它指的并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物(包括多氯代二苯并一对一二恶(简称 PCDDs)[2]和多氯代二苯并呋喃(简称 PCDFs)。

二恶英的化学性质非常稳定,熔点较高,蒸气压低,水溶性低,不易分解,但可在环境和动物体内长期蓄积。

有资料表明,动物实验证实,二恶英有致癌作用和致畸作用,是近年来人们关注的环境污染物之一[3]。

1.2物理性质1. 高熔点高沸点二噁英一般为白色晶体,熔点为302℃~305℃,500℃时开始分解,800℃时在21s内完全分解。

2. 性质稳定微溶于大部分有机溶剂,极难溶解于水,同时耐酸、碱、氧化剂和还原剂。

3. 高度的持久性和累积性二噁英具有高亲脂性,进入人体后即积存在脂肪中。

另外,它与土壤或其它颗粒物质之间也容易形成强键,一旦造成污染,极不容易清除,因此具有高度的持久性和累积性,并且可通过食物链的放大对人类造成严重的危害。

二噁英的毒性与氯原子取代的8个位置有关,人们最为关注的是2、3、8、4个共平面取代位置均有氯原子的PCDD/Fs同系物,共有17种。

其中,毒性最强的是2、3、8、4四氯代二苯并对二噁英,其毒性相当于氰化钾(KCN)毒性的1000倍,因此被称为地球上毒性最强的毒物。

4. 毒性为评价不同二噁英物质对健康的潜在影响,提出了毒性当量概念,并通过毒性当量因子(TEFs)来折算。

现在普遍被大家接受的是北大西洋公约组织(N ATO)确定的国际毒性当量因子(I-TEF),17种2、3、8、4个共平面取代位置均有氯原子的PCDD/Fs同系物的国际毒性当量因。

2.产生机理当有机物质在含有氯的环境下(可以有机氯化物或离子的方式存在)燃烧,就会产生二恶英类物质。

在自然环境中,二恶英最主要的来源是透过森林火灾而产生;亦有许多种透过人类活动产生的途径,像是火力发电、焚烧植物、聚氯乙烯(PVC)、垃圾焚化及吸烟等等,另外也可以透过非燃烧的环境中产生,例如漂白纸张或布料、生产含氯苯酚物质的作业,除了废弃物焚烧外,铁矿石烧结、电弧炉炼钢、再生有色金属生产等行业均属于二恶英污染防治重点行业。

垃圾焚化炉的燃烧温度能够达到标准以及正常工作的烟道净化系统就可以保证降低二恶英排放;二手烟(包含吸烟)、露天焚烧稻草、烧纸钱及没有管理好的汽机车工厂才是人类暴露二恶英的主要来源。

1.1前驱物的异相催化反应在烟尘中携带的氯化铜、氯化铁等催化剂的作用下, 在2 00 ~ 500的范围内, 各种二恶英的前驱物( 如多氯苯酚和二苯醚) 就会发生反应生成二恶英。

1.2重新合成( De Nove )反应飞灰中的碳颗粒在300~ 500的温度下,可被氧化成CO和CO2,也可以通过裂解反应产生芳香族化合物( 残碳氧化时有65%~75%转变为一氧化碳, 约l%转变为氯苯并继而形成 PCDD/Fs,飞灰中碳的气化率越高, PCDD/Fs的生成量越大)。

在氯存在的情况下, 其中极少部分的CO和CO2 在催化剂的作用下转化为脂肪族的前驱物,如果有氧化铝存在,脂肪族前驱物还可以发生催化反应, 生成芳香族的前驱物, 芳香族化合物发生氯代反应生成二恶英的前驱物,这些前驱物在( 主要是铜) 作催化剂的条件下反应生成二恶英。

1.3高温生成的机理在580~680℃温度范围内 0.1~0.2s 的时间内可迅速生成二恶英。

小型和大型垃圾焚烧炉研究结果表明,25 %的PCDD和90%的PCDF 在焚烧炉的高温烟气中 (温度范围643~487℃)生成。

二恶英高温气相反应动力学模型如表 2 所示,共有 13 个反应式 ,满足一阶反应动力学模型。

如已知焚烧炉炉膛出口的前驱物浓度,可根据高温气相反应动力学计算得到氯酚、氯酚基团、二恶英等的浓度以上3种反应方式可简要用图2表示。

这3种方式的影响程度是不同的,与具体的炉形、工作状态和燃烧条件有关, 但是一般按照影响从大到小的次序依次为:前驱物的异相催化反应、重新合成( De Nove) 反应和高温生成反应。

3.主要来源垃圾不完全燃烧是产生二恶英的主要原因之一。

生活垃圾在焚烧过程中,二恶英的生成机理相当复杂,至今为止国内外的研究成果还不足以完全说明问题。

已知的生成途径可能有:(1)生活垃圾中本身含有微量的二恶英,在焚烧过程中,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后随飞灰排放出来[4]。

(2)炉内生成。

生活垃圾中含有含氯物质(尤其是被人们大量丢弃的塑料制品),这些含氯物质分子在燃烧过程通过重排、自由基缩合、脱氯或其他分子反应等会生成卤代芳香族碳氢化合物。

垃圾进入焚烧炉内初期干燥阶段,除水分外含碳氢成分的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反应生成水和二氧化碳,形成暂时缺氧状况,使部分有机物同氯化氢(HCI)反应,生成 PCDD。

普遍研究认为:2,3,7,8四氯联苯(2、3、7、8PCDD)毒性最大[5]。

(3)当生活垃圾燃烧不充分时,在烟气中产生过多的未燃烬物质,这些未燃烬物质遇有催化作用的金属(特别是铜等)及 300~500℃的温度环境,大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯反应生成 PCDD。

残碳氧化时,有65%~75% 转变为一氧化碳,约 1%转为氯苯转变为 PCDD,飞灰中碳的气化率越高,PCDD 的生成量也越大[6]。

(4)出炉后生成。

完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物,如多氯苯酚和二苯醚,再由这些前驱物生成 PCDD。

高温燃烧产生含铝硅酸盐的原始飞灰中含有不挥发过渡金属和残碳,飞灰颗粒形成了大的吸附表面,飞灰颗粒在出炉堂冷却的同时,颗粒表面上的不完全燃烧产物之间,不完成燃烧产物与其它前驱物之间发生多种表面反应。

另一方面与不挥发金属及其盐发生多种缩合反应,生成表面活性氯化物,再经过多种复杂的有机反应生成吸附在飞灰颗粒表面上的 PCDD[6]。

(5)二噁英高温气相生成有研究表明,高温气相生成的PCDD/Fs占总PCDD/Fs的比例不到10%,仅占很小部分。

但是在发现焚烧炉的固相反应后,大家意识到它们是烟囱中二噁英的大部分来源,因此相应地控制技术集中于固相。

现在新的工业厂一般安装高质量的除尘系统,从而使排放中气相二噁英比例上升,虽然总的排放下降,但是气相反应还是应该引起更多的关注。

国外有些专家认为,燃烧系统中自由氯的产生和随后的混合以及富燃料混合物,导致了氯原子为主要反应基。

在此条件下,高浓度的氯代苯氧基生成,随后在C环上发生二聚反应取代H导致了二噁英的生成。

一般认为,气相生成与合适的前驱物有关,是气相中氯苯和氯酚等氯代前驱物在温度500~800℃时的热解重排结果.前驱物可能是已存在的化合物,如多氯联苯(PCBs)、多氯苯(PCBz)或多氯酚(PCPs),或可能从脂肪烃类缩合形成。

4.捕集防治对策垃圾在焚烧炉内得以充分燃烧是减少二恶英生成的根本所在。

国际上普遍采用的防治措施是“3T+E”控制法,即保证焚烧炉出口烟气的足够温度(Tempera ture)、烟气在燃烧室内停留足够的时间(Time)、燃烧过程中适当的湍流(T urbulence)和过量的空气(Exces-sAir)。

此外,由于焚烧炉烟气中的二恶英主要是吸附在飞灰表面,因此,高效除尘可以极大减少焚烧设施向大气排放二恶英。

主要从以下几方面控制:4.1焚烧过程控制技术主要是指在燃烧过程中进行控制,抑制二恶英的产生,可分为完全燃烧、稳定燃烧以及在燃烧过程中添加抑制剂三大类。

对于完全燃烧来说,主要是温度、滞留时间、湍流程度以及含氧浓度是影响二恶英生成的主要因素。

因此,燃烧温度越高、滞留时间越长、湍流度越强则二恶英的生成量越低。

一般而言,高温(850-1000℃)焚烧,二燃室停留时间超过2.0s,以及较大的湍流度和供给过量的空气量,可以避免二恶英的大量生成[7]。

对于稳定燃烧而言,燃烧速度、反应均匀性和反应程度是影响二恶英生成量的三个因素。

必须采用适合装置特性的控制方法,例如由于流化床的燃烧方式为瞬时燃烧,因此要对焚烧前的垃圾进行模糊理论检测和控制。

此外,也可以适当的降低燃烧速度,使垃圾的质和量保持均匀。

对于燃烧过程中添加的二恶英生成抑制剂主要包括有机添加剂和无机添加剂。

有机添加剂有2-氨基乙醇、三乙胺、尿素、3-氨基乙醇、氰胺以及乙二醇等;无机添加剂主要有硫氧化物、碱性吸附剂等。

过程控制除上述三种方法外,还有通过热回收—气体冷却的措施来降低二恶英的浓度!~。

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