二恶英的产生机理及控制技术
垃圾焚烧电厂二噁英的形成与控制思考
垃圾焚烧电厂二噁英的形成与控制思考摘要：本文对生活垃圾焚烧中二噁英的焚烧机制进行分析，为的是更好地控制二噁英的产生。
实践中，多数中国垃圾焚烧厂都会借助活性炭来吸附二噁英，为的是更好地适应环保方面的要求。
在此背景下本文重点分析垃圾焚烧电厂二噁英的形成和控制机制。
关键词：垃圾焚烧电厂；二噁英；控制思考引言：二噁英作为一种有着极强毒性的有机化合物，重点是由PCDDs以及PCDF组成。
又因为多数氯原子实践中的位置和数量都会有所不同，内部包含众多异构体，所以多数人会受不了这种味道，更成为了阻碍垃圾发电厂发展的主要原因。
但是，随着人们环保意识的逐步增强，控制二噁英已经成为了未来发展的重要方向。
1.二噁英的概述二噁英其实是一种化合物的总称，实际是由PCDSS和PCDFS两个不同类型的化合物组成的，内部实际也是由不同类型的同族体组成，正因为这两种物质内部的化学结构非常相似，所以被简称为二噁英。
此外，二噁英其实是在工业生产过程中无意识被合成的，包括焚烧垃圾、制造杀虫剂、漂白纸浆和其他不同的过程中都会产生二噁英。
图1描述了二噁英的主要结构。
图1二噁英的主要结构常温下的二噁英自身的熔点非常高，并且只有在700摄氏度的温度下才能够快速被分解，更可以稳定地存在于酸碱环境中。
二噁英自身的毒性很高，已经被归入最毒的化学物质之一。
二噁英更容易被存积在生物体的体内却不容易被直接排出。
如果在生物体内部的浓度过高就会对生物造成损害，长期摄入二噁英甚至会诱发包括癌变、急性和其他不同类型的疾病。
2.形成二噁英的主要机理2.1多样化的高温气体反应在燃烧生活垃圾时如果没有燃烧充分则会形成PIC和HCI，而其中存在的HCI会在第一时间转化为Cl或者Cl。
如果不完全燃烧的过程正持续进行，则会2在较短的时间内产生氧化反应和氯化反应，如果氯化反应持续的时间比较长则容易产生PIC。
一般PIC内部主要是由不通过类型的炔烃类以及烯烃类化合物组成的。
3.控制二噁英形成的技术3.1形成抑制可以在实践中通过采用如下几点方式来抑制二噁英的形成，这些不同的措施都会从不同的角度来直接遏制二噁英。
生活垃圾焚烧发电工程中二恶英生成及控制技术介绍
生活垃圾焚烧发电工程中二噁英的 生成和控制技术介绍
• 3.2 过程控制技术减排二噁英
• 该技术减排二噁英的主要方法是针对燃烧条件的控制，避开 PCDDs/PCDFs再合成的峰值温度区域250℃~500℃，减少前驱物及 二噁英的合成。 • a. 完全燃烧 • 保持垃圾燃烧在850℃以上，烟气停留时间大于2秒，实现“3T”工作 原则。 • b. 氧量控制 • 在300℃的环境中二噁英的浓度主要取决于氧含量的多少。缺氧的环 境中二噁英的浓度在下降。没有氧气则没有二噁英生成，过氧环境中 二噁英的浓度大大增加。一般工程中控制氧量在8%以下。（研究表明 减少50%的氧气就可以减少30%的二噁英的再次形成。）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生活垃圾焚烧发电工程中二噁英的 生成和控制技术介绍
• 3.3 尾气处理技术减排二噁英
• 二噁英琳端控制因其具有“Police Filter”功能而广泛采用，包括Remedia 催化过程系统， 选择催化分解法（Selective Catalytic Reaction，SCR），固定床活性碳法及活性碳喷 注法。
• 图2.pdf
生活垃圾焚烧发电工程中二噁英的 生成和控制技术介绍
• 这种滤袋表面仍然有ePTFE的膜来捕集亚 微粉尘，这种膜就是Gore-Tex 薄膜，能阻 挡任何细微的颗粒穿透到底布中。就这样， 表面的薄膜承担了阻挡任何吸附了PCDD/F 的颗粒的功能，气态的PCDD/F穿过薄膜进 入催化毡料被有效分解，其大批量图如下。 （见图3） 图3.pdf
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生活垃圾焚烧发电工程中二噁英的 生成和控制技术介绍
• 3二噁英的减排及控制技术 • 随着社会经济的发展，城市生活环保要求变得越 来越迫切，控制及减排二噁英成为必需。二噁英 的减排及控制技术主要是从降低前驱物的形成及 处理已生成的二噁英入手。其处理技术可分为前 处理，过程控制减排技术与尾气处理技术三大类。 • 3.1 前处理技术减排二噁英 • 该程技术是在垃圾进炉前控制其二噁英生成的必 要元素。理论上讲这是最治本的科学方法，但在 工程实践中受到设备等方面的限制，实现较为困 难（即是垃圾分类收集处理）。
二恶英产生条件、控制方法以及相关设备
二恶英二恶英（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。
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.它的毒性以LD50表示，专业术语叫“半数致死量”.它的毒性十分大,是氰化物的130倍、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。
二恶英的产生条件1。
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。
大气环境中的二恶英90％来源于城市和工业垃圾焚烧.含铅汽油、煤、防腐处理过的木材以及石油产品、各种废弃物特别是医疗废弃物在燃烧温度低于300-400℃时容易产生二恶英。
聚氯乙烯塑料、纸张、氯气以及某些农药的生产环节、钢铁冶炼、催化剂高温氯气活化等过程都可向环境中释放二恶英.二恶英还作为杂质存在于一些农药产品如五氯酚、2,4,5—T等中。
城市工业垃圾焚烧过程中二恶英的形成机制仍在研究之中。
目前认为主要有三种途径：1。
在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中，焚烧温度低于800℃，含氯垃圾不完全燃烧，极易生成二恶英。
生活垃圾焚烧厂中二恶英的产生和控制
生活垃圾焚烧厂中二恶英的产生和控制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。
焚烧烟气中二恶英类的产生与控制
焚烧烟气中二噁英类的产生与控制本文简介了二噁英的产生机理，总结了一些有关烟气中二噁英类的控制技术和措施。
标签：二噁英产生控制0 前言二噁英类是一类多氯代平面环状结构的有机物，主要包括多氯代二苯并对二噁烷，(poly-chlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(polychlorinated didenzofurans, PCDFs)两大类[1]，此外，一些国家还将共平面多氯联苯(CoplanarPolychlorinated Biphenyl，Co-PCBs)列入二噁英类[2]。
它们的结构如1所示:二噁英类是高毒性、高累积性的化合物，能够在人体内积累富集，危害极大。
他具有高熔点、高沸点的特点，且化学性质很稳定,不仅对酸碱,而且在氧化还原作用下都很稳定[3]。
其在低温下很稳定，但是温度超过750℃时，容易分解，另外，在紫外线的照射下也容易被分解，而在生物作用下则分解得很缓慢，极易被土壤吸附，在环境中常常对大气、土壤、河流、湖泊、海洋等造成严重污染[1]。
二噁英类在自然界并不天然存在，主要通过人类的活动如焚烧、冶炼、造纸、化工生产等过程产生，其中垃圾和工业废物等焚烧过程是二噁英最主要的来源[4]。
1 焚烧过程产生二噁英的机理目前，焚烧过程中的二噁英来源主要可以分为四种：1.1 直接释放机理部分垃圾、工业废弃物在焚烧前本身就含有一定量的二噁英，在焚烧温度较低时，其在燃烧过程中不发生变化，或经过不完全的分解破坏后继续存在，通过固体残渣和烟气进入环境[5]。
试验表明，炉内温度在800℃时，99.95%的PCDDs得以分解，温度越高，二噁英的分解速率越快。
实际上焚烧炉燃烧产生的二噁英量远高于垃圾本身带有量，即二噁英主要是在垃圾焚烧以后重新生成[6]。
1.2 高温气相生成。
许多学者发现二噁英可由不同的前驱物(如氯酚、多氯联苯) 在高温气相中生成，如多氯联苯在氧气过量、500℃～800℃的温度范围和极短的反应时间内可以生成二噁英。
二恶英控制
二恶英控制1. 简介二恶英是一种有毒的化学物质，属于多环芳烃的一种。
它对环境和人类健康都具有严重的危害。
二恶英的主要来源包括燃烧过程、工业废弃物、环境污染等。
这篇文档将介绍二恶英的危害，以及控制二恶英的方法。
2. 二恶英的危害二恶英对人体健康有很大的危害，可能导致癌症、免疫系统疾病、生殖系统问题等。
它还可能对神经系统、呼吸系统和消化系统造成损害。
此外，二恶英还对环境造成严重影响，对动植物的生存和繁殖产生毒害作用。
3. 二恶英的控制方法为了控制二恶英的危害，人们采取了一系列的控制方法。
下面将介绍一些常用的控制方法：3.1 燃烧控制燃烧控制是一种常用的控制二恶英的方法。
通过合理控制燃烧过程中的温度、气氛和燃料的含氯量等因素，可以有效降低二恶英的生成和释放。
此外，在工业生产过程中，采用高效燃烧设备和先进的燃烧技术也能减少二恶英的排放。
3.2 废物处理控制废物处理是另一种重要的控制方法。
通过采用先进的废物处理技术，如高温熔化、焚烧等，可以有效降低废物中的二恶英含量。
此外，对于含有二恶英的废物，应采取严格的分类和处理方式，以避免二恶英的进一步传播。
3.3 环境监测控制环境监测是保证二恶英控制效果的重要环节。
通过定期对空气、水和土壤中的二恶英浓度进行监测，可以及时检测到二恶英的超标情况，并采取相应的措施进行处理。
此外，对潜在的二恶英污染源进行预警和管理也是环境监测的重要任务。
3.4 法律法规控制法律法规是保障二恶英控制的重要手段。
各国和地区都有相应的法律法规来规范和控制二恶英的产生和排放。
遵守和执行相关的法律法规能够有效地减少二恶英的危害和传播。
4. 总结二恶英的控制对环境和人类健康具有重要意义。
通过燃烧控制、废物处理控制、环境监测控制和法律法规控制等方法，可以有效降低二恶英的危害和传播风险。
但是，要实现对二恶英的有效控制，需要政府、企业和公众的共同努力。
只有在大家的共同努力下，才能达到二恶英控制的目标，保护环境和人类健康的安全。
二恶英的形成机理和处理技术共26页文档
微生物法——降解机理
不同的二噁英类的化合物, 有不同的降解微生物, 其降解的机理不同, 降解产生的中间产物不同, 终产物不同 。
1.氧化作用 2.脱氯作用 3.开环研究 4.酶降解
氧化作用
有报道P seud om onas sp. 能够以o-CDB 为 单一碳源和能源生长, o-CDB 首先通过双氧化 作用形成邻-二氯代二氢二酚化合物, 然后通过 单氧化作用形成3,4-二氯代儿茶酚, 后者可作 为苯环裂解酶的基质。
此法理论上是可行的, 但在实际上应用中或无法再生, 一或再生后的吸附能力只有80~85%，, 使用二三次后 即失去效用。
3. 焚烧处理法
1.传统焚烧 此法对于处理杀虫剂和其他剧毒物质已达到很高水平,
而被广泛使用。一般来说, 要把二噁英一及大多数含 氯有机物完全处理, 温度至少须达1000℃ , 停留时间 为2秒或1500℃ , 停留时间为1秒。通入的空气中至少 含有3%的氧, 处理效率可达99.8%。若焚烧温度为 800℃则分解率约为99.5%。 2.熔盐燃烧 熔盐是碳酸钠或碳酸钾中含有10%重量的硫酸钠。当熔 盐与含氯的碳氢废弃物如一杀虫剂, 氯仿及三氯乙烷 等在800-1000℃温度下作用时, 能将废弃物中的碳、 氢与氧原子转化成二氧化碳及水蒸气, 而含氯部份则 转化为氯化钠熔盐燃烧法的二噁英分解率在99%以上。
从头合成反应过程
生成模式——前体物合成
前体合成有机化学反应
二噁英物质的处理技术
目前二噁英的处理技术有微生物法、焚烧法、 化学法、光降解、超临界液体法、电反应器、 红外系统、活性炭、矿物表面吸附、离子弧装 置等
研究表明, 从自然界中分离和选育降解二噁英 的菌种, 是治理二噁英污染的有效途径。
生活垃圾焚烧二噁英生成机理及控制措施
生活垃圾焚烧二噁英生成机理及控制措施刘玲静（上海伟明环保有限公司上海200333）引言近年来得益于国家政策性支持和国内垃圾焚烧发电技术的提升,我国生活垃圾焚烧处理规模由2010年日处理8万吨扩大到2018年37万吨。
焚烧发电技术逐步成为未来生活垃圾无害化处理的主要方式,二噁英作为垃圾焚烧的重点控制污染物受到广泛关注。
我国发布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014),烟气中二噁英的排放限值由1.0ng-TEQ/Nm 3升级至0.1ng-TEQ/Nm 3,与最严格的欧盟、日本标准一致。
面对越来越高的排放要求,二噁英的污染控制成为垃圾焚烧行业面临的重要挑战之一。
1二噁英的理化特性二噁英(PCDD/Fs )是210种氯代含氧三环芳烃类化合物的统称,包括75种多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs )和135种多氯代二苯并呋喃(PCDFs )。
二噁英常温下为固态,难溶于水,可溶于有机物质。
在土壤中半衰期可达10年,人体中半衰期平均为7年。
在高温700-800℃下可分解,一旦冷却又重新合成。
2垃圾焚烧过程二噁英生成机理目前公认的生活垃圾焚烧厂二噁英的形成机理有三种:(1)垃圾中固有的二噁英生活垃圾本身含有痕量的二噁英。
生活垃圾中的纸、塑料、皮革、蔬菜残渣等物质中均检测出二噁英,总体含量约为6-50ng TEQ/kg 。
但垃圾中的二噁英在焚烧炉膛内温度达800℃以上时,分解率达99.95%以上。
因此垃圾中固有的二噁英含量对二噁英排放贡献几乎可以忽略。
(2)高温气相反应生成垃圾入炉后,因焚烧不均匀导致局部缺氧容易生成不完全燃烧产物(PIC ),同时垃圾中的有机氯和无机氯转化为HCl ,在有氧环境下进一步转化为Cl 和Cl 2。
PIC 中的脂肪族或烯烃、炔烃类化合物通过上述氯源氯化生成氯代的PIC ,最终通过聚合反应形成二噁英。
高温气相反应生成二噁英的最佳温度为500-800℃。
(3)低温异相催化反应生成低温异相催化反应包括前驱物合成反应和从头合成反应。
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小田 @
6
毒性及表示方法
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2,3,7,8，4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 2,3,7,8四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。
小田 @
8
二噁英的来源
二噁英的来源
工业生产过程
自然界存在的酚 类物质（如木浆 中的酚）可通过 氯化形成二噁英。 如使用氯漂白纸 浆的造纸工艺可 产生二噁英，并 存于废水中。
化工生产过程
一些化工产品， 如氯，氯化物 （五氯酚、多氯 联苯、苯氧基除 草剂等）在生产 过程也产生二噁 英。
氯原子取代数目及取代位置的不同,它们分别含有75种和
135种同系物。
小田 @
物理性质
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。
非常稳定 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。
到目前为止, 对于垃圾焚烧过程中二噁英的生成机 理尚未完全了解, 需要进一步深入研究。然而, 从 头合成反应和前驱物的异相催化反应这两种二噁英 的主要生成机理已被接受。
总结 二噁英的控制措施
现阶段控制和净化二噁英的措施主要有：
1 废物组成和特性控制。对垃圾进行分类，回 收可利用、可再生资源，控制氯和重金属含量 高的物质进入垃圾焚烧厂。
飞灰上的含氯巨碳分子必须经由氧气的氧化作用将其破坏为 小分子,此小分子包括二噁英及二噁英的前驱物质(如氯苯及 氯酚等)。
(2)缩合反应 缩合反应能被金属离子或类似活性碳的 碳结构所催化,提供PCDD/Fs生成所需2个芳香族羟基 的结构，然后经由氯化反应生成PCDD/Fs。
其中飞灰上的催化金属能降低缩合反应所需的活化能, 促使单环官能团芳香族(氯苯及氯酚等)缩合成三环芳 香族化合物(二噁英)。
小田 @
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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(NATO)确定的国际毒 性当量因子(I-TEF),17种2,3,7,8 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子见表1。
2 燃烧过程中控制二噁英生成 实施“3-T”原则;采用Vortex两段燃烧炉和特殊 的二次风给风方式的设计;燃烧过程中加入Ca剂; 焚烧炉内加天然气再燃及垃圾与煤混烧等技术 都可以有效降低二恶英的排放。
3 抑制PCDD/Fs在焚烧炉燃后段的生成 迅速降低烟气温度至200℃以下,避开二恶英 生成最剧烈的温度区域; 采用飞灰高温分离技术,在关键温度范围之 前减少烟气的飞灰含量; 设计新型烟气净化装置,减少飞灰在相关温 度范围内的停留时间; 喷入无机附加物如含硫化合物减少Cl2 的生 成; 喷入碱性吸附剂降低烟气中HCl水平; 烟气中加入某些抑制PCDD/Fs形成的化学 物质,以破坏飞灰表面的催化部位。
垃圾焚烧中二噁英的产生机理 及控制技术
1
二噁英的理化性质
2
二噁英的来源
3
垃圾焚烧中二噁英的形成机理
4
控制技术
• 城市生活垃圾焚烧处理在欧美、日本等发达国家已经得 到广泛应用。1977 年,Olie等人最先在垃圾焚烧后的飞 灰中检测出二噁英, 由此人们对垃圾焚烧产生的二噁英 污染问题越来越关注。
• 我国在2000年颁布了《生活垃圾焚烧污染控制标准》, 规定了生活垃圾焚烧炉的二噁英排放标准。
同时，这是二噁英控制的有效手段之一。
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。
从头合成反应主要发生在垃圾焚烧炉尾部低温区域,反应包含 氧化反应和缩合反应。
(1)氧化反应 氧气是从头合成反应的基本要素,金属离子 (CuCl2,FeCl2)催化反应为PCDD/Fs提供生成所需的氯原子, 如Deacon(迪亚康)反应,氯化反应所需的氯可由飞灰中的金 属氯离子或烟气中氯原子(HCl)提供。 Deacon反应如下:2HCl+O2→Cl2+H2O
小田 @
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小田 @
二噁英的理化性质
化学结构
二噁英是一类物质的总称, 包括多氯联苯并二噁英 (PCDDs)、多氯联苯并呋喃(PCDFs)和多氯联苯(PCBs),其结 构如图。
n≤4 m≤4 n+m≥1
一般情况下,把前两类物质简称为二噁英(PCDD/Fs),根据
从头合成
前驱物合 成
垃圾中 已经存在 的
垃圾在燃烧时 原有PCDD/Fs 未完全破坏或 分解,继续在固 体残渣和烟气 中存在;
高温气相 代前驱物在温 度500~800℃时 的热解重排结果.
通过飞灰中的 大分子碳(所谓 的残碳)同有机 或无机氯在低温 下(约 250℃~450℃) 经飞灰中某些具 有催化性的成分 (如Cu,Fe等过渡 金属或其氧化物) 催化生成
二是当CuO 和飞灰作催化剂时, 最初产物为氯化的脂肪族 类化合物, 再形成氯化的苯环结构化合物。生成的这些 氯化的苯环结构化合物进一步生成氯苯、氯酚, 最终形成 二噁英。
从头反应的条件
从头合成PCDD/Fs的量与反应温度相关。已有研究表 明350℃时PCDD/Fs的生成量最高，如下图。这就意 味着通过从头合成机理生成的PCDD/Fs是在焚烧炉的 尾部区域(如电除尘器、排烟过程)内形成的。
3喷入碱性吸附剂如 Ca(OH)2、CaO、CaCO3，使之与HCl结合 生成CaCl2,降低烟气中HCl水平.
前驱物合成
Dickson 和Karasek以氯代芳香族如氯酚、氯苯为前 生体,在飞灰表面通过非均相催化, 在250℃~400℃反 应生成二噁英, 这种反应属于Ullman 表面反应。前驱 物可能在燃料中已经存在,或在燃烧后区域的高温段 通过多步反应生成,包括脂肪族化合物的环化及氯化。
燃烧焚烧过程
当存在含氯原料时， 各种燃烧过程均可 产生和释放二噁英， 如生活垃圾、污水 污泥，医疗废物和 危险废物焚烧，高 温炼钢，熔铁，废 旧金属回炉，煤、 木材、石油产品的 燃烧
垃圾焚烧是二噁英产生的重要来源之一，这里 我们主要讲述垃圾焚烧过程中的二噁英产生机 理
二噁英的形成机理
因为固体废物的焚烧过程中二噁英形成过程的复杂性,其产 生机理目前尚不完全清楚,已被证实的垃圾焚烧过程中 PCDD/Fs的形成机理主要有4种方式：
大量试验结果认为,从头合成PCDD/Fs的条件 为:(1)有碳;(2)有氧气;(3)有氯源;(4)反应被CuCl2或 其它过渡金属物等物质催化;(5) 具备特定的温度 范围(200℃~400℃)
由此我们可以想办法 抑制二噁英的生成
如何
1、迅速降低烟气温度至200℃以下,避开二恶英生成最剧烈的温 度区域; 2喷入无机附加物如含硫化合物减少Cl2的生成,硫份还能降低铜的 催化活性。
垃圾中固有的二噁英
最初认为垃圾在焚烧时产生的二噁英只是垃圾本身含 有的二噁英, 其未被完全破坏而被排放到了烟气或残 渣中。
然而近年来许多数据表明垃圾本身只含有痕量的二噁 英。对实际垃圾焚烧厂二噁英的质量平衡试验证实,焚 烧炉燃烧产生的二噁英量远高于垃圾本身带有量,并且 二噁英的异构体分布也不相同。即二噁英主要是在垃 圾焚烧以后重新生成。
T uppurainen 等人提出,对于前驱物生成二噁英, PCDD和PCDF的生成机理是不相同的。 PCDD主要通过表面催化的氯酚的偶联反应以及环 的闭合等多步反应生成(如图）,催化剂作为电子传输 氧化剂,使2个芳香环发生偶联。
飞灰催化下2, 4, 6 三氯酚生成PCDD 的途径
PCDF的形成,主要氯苯或多氯联苯生成重氮盐，在碱 性条件下发生分子内的偶联反应，发生Pschor环闭合, 生成途径见图
那么如何消除高温气相反应生成二噁英呢
温度，如图所示为从TCP 同相生成(2s)气体PCDD 浓度与温度的关系
由图可知，生 成二噁英最大 速率时，温度 为600℃左右， 在800℃以上， 开始分解。
时间 经过一系列反应模型模拟及反应条件假定，提 出气体停留时间大于2s时，二噁英生成量少。
因此,控制焚烧炉较好的燃烧条件,如保持焚烧炉燃烧 室足够的燃烧温度(不低于850℃)及气体停留时间(不 少于2s),可以减少二噁英的气相生成。
PCDD/Fs;
不完全燃烧和
飞灰表面的非均 相催化反应可形 成多种有机前驱 物,如多氯联苯 和氯酚,再由这 些前驱物生成 PCDD/Fs。
其中,高温生成为均相反应,从头合成和前驱物合成为非均相 反应。图为二噁英类物质总体生成示意,形象地表明了焚烧 炉内二噁英的形成途径。
焚烧过程中主要由上述3种途径生成二噁英类物质,在特定 的燃烧环境中,其生成量有所不同,一般情况下为:高温气相 生成≤从头合成<前驱物合成。
有试验表明,炉内温度在800℃时,99.95%的PCDDs得以 分解,温度越高,二噁英的分解速率越快。
目前,为控制二噁英的排放,垃圾焚烧炉在设计时都采用 3T原则,即燃烧温度保持在800℃以上(Temperature);在 高温区送入二次空气,充分搅拌混合增强湍流度 (Turbulence);延长气体在高温区的停留时间(Time>2s)。 故在实际垃圾焚烧炉运行时,由第一种生成机理产生 PCDD/Fs的可能性很小。