国内外关于二恶英

(2) 催化分解
选择性催化还原(SCR)装置一般用于燃煤发电 选择性催化还原(SCR)装置一般用于燃煤发电 厂脱除NOx。在MSWI工厂中也可使用它来脱除 厂脱除NOx。在MSWI工厂中也可使用它来脱除 PCDD/Fs。SCR装置选用Ti、 PCDD/Fs。SCR装置选用Ti、V和W的氧化物作为催 化剂。IdeY等人采用TiO 化剂。IdeY等人采用TiO2-V2O5-WO3催化剂在SCR装 催化剂在SCR装 置中研究了 MSW烟气中PCDD/Fs和相关化合物的分 MSW烟气中PCDD/Fs和相关化合物的分 解。实验结果表明，近90％的PCDD/Fs高分解转化 解。实验结果表明，近90％的PCDD/Fs高分解转化 或较高分解转化，且气态组分的分解转化要高于粒 子组分的分解转化。 由于考虑催化剂中毒问题，SCR通常安装在尾 由于考虑催化剂中毒问题，SCR通常安装在尾 部，即在湿式洗涤塔和布袋除尘器之后，烟气在布 袋除尘器出口温度一般为150℃ 袋除尘器出口温度一般为150℃，在此温度下无法 进行PCDD/Fs的催化还原，所以需要对烟气进行再 进行PCDD/Fs的催化还原，所以需要对烟气进行再 热，从而增加了成本，只有开发高效低成本的催化 剂，才能为这种技术增加竞争力。而运行温度范围 在200℃左右时采用SCR装置分解烟气中的PCDD/Fs 200℃左右时采用SCR装置分解烟气中的PCDD/Fs 的措施尚未证实成功有效。
Hajlme Muto等人利用低汞灯作为光源，比较了飞灰在不同 Muto等人利用低汞灯作为光源，比较了飞灰在不同 溶液中各个照射时间段内的光解结果。结果表明，飞灰中的 PCDD/Fs的光解机理与单一的PCDD或 PCDF的光解机理有所不同。 PCDD/Fs的光解机理与单一的PCDD或 PCDF的光解机理有所不同。 前者属于多相反应，可能包括PCDD/Fs同系物的多次分解和生成， 前者属于多相反应，可能包括PCDD/Fs同系物的多次分解和生成， 所以实验中的飞灰A在低压汞灯的照射下，90min后总的PCDD/Fs 所以实验中的飞灰A在低压汞灯的照射下，90min后总的PCDD/Fs 的毒性当量值未能检测到，而120min后总的PCDD/Fs的毒性当量 的毒性当量值未能检测到，而120min后总的PCDD/Fs的毒性当量 值为5098pg-TEQ/g。Sommer等人试验了在O 值为5098pg-TEQ/g。Sommer等人试验了在O2/O3氧化气氛下及 N2/NH3还原气氛下，用低压汞灯照射飞灰中的PCDD/Fs，结果表 还原气氛下，用低压汞灯照射飞灰中的PCDD/Fs，结果表 明在氧化气氛下，PCDD/Fs的分解率可达到70％。陈彤等人将固 明在氧化气氛下，PCDD/Fs的分解率可达到70％。陈彤等人将固 体飞灰直接光解，与飞灰在甲苯溶液中光解进行比较。结果表明， 飞灰B在光照520min后，PCDDs、PCDFs的光解效率分别为13％、 飞灰B在光照520min后，PCDDs、PCDFs的光解效率分别为13％、 64％。与飞灰A在甲苯抽提液中的紫外光解效率97.7％相比，固 64％。与飞灰A在甲苯抽提液中的紫外光解效率97.7％相比，固 体飞灰B 体飞灰B直接光解时二恶英的脱除效率要低得多。紫外光分解 PCDD/Fs与其它技术相比，需要较长的反应时间，分解效率低， PCDD/Fs与其它技术相比，需要较长的反应时间，分解效率低， 经济性差，且不能完全分解PCDD/Fs。 经济性差，且不能完全分解PCDD/Fs。
2.2 从飞灰中脱除PCDD/Fs 从飞灰中脱除PCDD/Fs
(1) 热处理
Vogg和Stieglitz论证了飞灰中的PCDD/Fs在一 Vogg和Stieglitz论证了飞灰中的PCDD/Fs在一 定的条件下通过热处理可分解。他们的研究揭示 了：①在有氧气氛，加热温度600℃ 了：①在有氧气氛，加热温度600℃，停留时间为 2h的条件下，飞灰中PCDD/Fs脱除率为95％左右， 2h的条件下，飞灰中PCDD/Fs脱除率为95％左右， 但在温度低于600℃的情况下，PCDD/Fs会重新形 但在温度低于600℃的情况下，PCDD/Fs会重新形 成；②在惰性气氛下，加热温度为300℃ 成；②在惰性气氛下，加热温度为300℃，停留时 间为2h的条件下，大约90％的PCDD/Fs被分解。 间为2h的条件下，大约90％的PCDD/Fs被分解。 特别提出的是加热温度、停留时间和气氛三者间 存在着一定的关系。在惰性气氛下，加热温度可 降低；而在有氧气氛下，则需要较高的加热温度； 当温度高于1000℃ 当温度高于1000℃，停留时间很短。有关实验表 明，通过热处理分解飞灰中的PCDD/Fs，分解效 明，通过热处理分解飞灰中的PCDD/Fs，分解效 率可达到95％以上。 率可达到95％以上。
1.1.2 彻底焚毁垃圾
垃圾在焚烧炉内得以彻底焚毁是减少二噁英类生成的 主要控制措施之一。垃圾彻底焚毁也称“3T” 主要控制措施之一。垃圾彻底焚毁也称“3T”控制法，即 保证焚烧炉内足够高的温度(Temperature)、烟气在燃烧 保证焚烧炉内足够高的温度(Temperature)、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 室内停留足够的时间(Time)、燃烧过程中适当的湍流 (TurbuLence)。 (TurbuLence)。《生活垃圾焚烧污染控制标准 》 (GWKB3--2000)对焚烧炉技术性能指标提出了严格的要求。 (GWKB3--2000)对焚烧炉技术性能指标提出了严格的要求。 规定焚烧炉内温度≥850℃时，烟气需在炉内停留≥2s的时 规定焚烧炉内温度≥850℃时，烟气需在炉内停留≥2s的时 间；焚烧炉内温度≥1000℃时，烟气需在炉内停留≥1s的 间；焚烧炉内温度≥1000℃时，烟气需在炉内停留≥1s的 时间，焚烧炉出口烟气中氧含量要达到6％～12％。 时间，焚烧炉出口烟气中氧含量要达到6％～12％。 流化床焚烧炉将高硫煤与垃圾混合燃烧，利用煤中 的硫来抑制二噁英形成，在垃圾焚烧过程中添加脱酚剂实 现炉内低温脱氯，将大部分气相中的氯转移到固相残渣中， 从而可减少二噁英的炉内再生成和炉后再合成。炉内加钙 脱酚的效果与碳酸钙质量 、钙氯比以及反应温度相关。
1.1.3 在排气系统收集、去除二噁英
(1) 在低温状态下提高除尘器捕集二噁英的效率。降低除尘器入口侧的排 气温度至250 气温度至250 ℃以下。烟气急冷可以抑制二噁英的再合成。 (2) 喷雾状活性炭粉末吸附法。活性炭在常温时，对二噁英等平面构造的 芳香族碳氢化合有吸附性，除尘前喷雾状活性炭粉末，能够去除二噁 英。 (3) 用催化剂分解二噁英。作为去除二噁英的方法。除吸附处理之外，还 有使用催化剂分解二噁英的方法。资料显示，Skimobaira在其所设计 有使用催化剂分解二噁英的方法。资料显示，Skimobaira在其所设计 的设备中将含有二噁英的焚烧炉飞灰在低于250 的设备中将含有二噁英的焚烧炉飞灰在低于250 ℃的环境里，与半导 体物催化剂拌匀，在紫外线照射下，二噁英被分解掉且不会重新生成。 (4) 用纳米管清除二噁英。美国密执安大学化学工程系的一项研究表明， 多壁碳纳米管清除二噁英的效率较高。原因是：围绕管轴的碳原子呈 六方晶系排列，使二噁英的苯环与纳米管表面强烈反应，所需纳米管 可以从甲烷和廉价的铁镍催化剂中制备。 (5) 在袋式除尘器中通过粉尘层可过滤含尘气体，从而减少垃圾焚烧后飞 灰中的二噁英类物质的浓度。中德环保科技股份公司应用活性碳纤维 毡与布袋除尘器组合方式的发明专利能有效去除烟气中的飞灰和气相 二噁英类。采用活性碳纤维毡吸附二噁英具有去除率高、维护方便等 特点。
(3) 紫外光 (UV)光解 (UV)光解
在二恶英的各种控制技术中，光降解是环 境中存在的二恶英的主要降解途径，二恶英可 以吸收太阳光的近紫外光发生光化学反应，且 这一降解途径可以通过人为的加入光敏剂、催 化剂等物质而得到加速。目前，采用光解方法 处理垃圾烟气污染的国家主要有德国、美国、 日本等，研究对象主要集中在：飞灰的直接降 解、将飞灰中二恶英转移到有机溶剂中的光解， 目前光解研究的重点是结合其它催化氧化方法， 比如结合臭氧、二氧化钛等催化氧化剂，以达 到更好的降解目的。
国内外关于二噁英排放的控制
针对城市生活垃圾焚烧炉烟囱排气 中二噁 中二噁英的排放，各国政府都制定了严 格的排放标准。其中部分国家城市生活 垃圾焚烧炉烟囱排气中二噁 垃圾焚烧炉烟囱排气中二噁英的排放标 准如下表。
我国城市生活垃圾焚烧炉、医疗 废物焚烧炉和危险废物焚烧炉二噁英 排放控制标准如下表。
一、科学焚烧.1.1 原生垃圾前处理
对原生垃圾进行前处理，可通过垃圾的前期 分类，除去或减少其中的含氯物质和重金属，特 别是铜和低熔点的重金属，从待焚烧的垃圾来源 上减少二噁英生成的诱因。如将重金属浓度含量 较高的废旧电池及电器分拣出来，即可减少催化 二噁英生成的重金属含量 ；将塑料、废弃轮胎从 垃圾中分拣出来并采用分解或热解的方法处理， 可减少垃圾中的有机氯含量，也有利于减少二噁 英的产生。
(3) 化学处理 Siret和Vicard等人采用两阶段湿式 Siret和Vicard等人采用两阶段湿式 洗涤塔，其中第一阶段喷入石灰(CaO) 洗涤塔，其中第一阶段喷入石灰(CaO) 脱除酸性气体，第二阶段喷入苏打、 碳和专用添加剂用来破坏PCDD/Fs。 碳和专用添加剂用来破坏PCDD/Fs。 这种装置对原气中的PCDD/Fs的脱除 这种装置对原气中的PCDD/Fs的脱除 率达到98％以上，同时可破坏整个系 率达到98％以上，同时可破坏整个系 统所排放气体中84％的PCDD/Fs。不 统所排放气体中84％的PCDD/Fs。不 过这种技术还没有成熟，需要进一步 的研究。
(2) 低温脱氯
低温热脱氯工艺是垃圾焚烧炉飞灰中二恶英分 解的一种行而有效的技术，它最早由Hagenmaier提 解的一种行而有效的技术，它最早由Hagenmaier提 出。垃圾焚烧过程产生的飞灰能够在低温 (250~450℃ 缺氧条件下促进PCDD/Fs和其它氯代芳 (250~450℃)缺氧条件下促进PCDD/Fs和其它氯代芳 香化合物发生脱氯/ 香化合物发生脱氯/加氢反应。在下列条件下飞灰中 的PCDD/Fs可被脱氯分解：①缺氧条件；②加热温度 PCDD/Fs可被脱氯分解：①缺氧条件；②加热温度 为250~400℃；③停留时间为1h；④处理后飞灰的 250~400℃；③停留时间为1h；④处理后飞灰的 排放温度低于60℃ 排放温度低于60℃。按照上述原则，日本研究者设 计了一套低温脱氯装置，安装在松户的MSWI上投入 计了一套低温脱氯装置，安装在松户的MSWI上投入 运行。结果表明，在飞灰温度为350℃和停留时间为 运行。结果表明，在飞灰温度为350℃ 1h的条件下，PCDD/Fs的分解率达到99％以上。用 1h的条件下，PCDD/Fs的分解率达到99％以上。用 低温脱氯技术处理PCDD/Fs，当氧浓度增加时，在低 低温脱氯技术处理PCDD/Fs，当氧浓度增加时，在低 温范围内会出现PCDD/Fs的再生反应，因此必须严格 温范围内会出现PCDD/Fs的再生反应，因此必须严格 控制气氛中氧的含量，增加了运行的难度。