废弃物焚烧二恶英类的形成和污染控制原理.pdfVIP

第二届全国环境化学学术报告会论文集 废弃物焚烧二恶英类的形成及污染控制原理 钱永郑明辉‘ 中国科学院生态环境研究中o，北京，100085 ／ 摘要：【废弃物焚烧过程会产生痕量二恶荚类有机污染物．本文介绍了废弃物焚烧过程二恶英类的生成途径 ＼ 及影响因素，论述了国内外必威体育精装版二恶英类污染控制研究及实践发展动态。) 关键词：固体废弃物，焚烧，二恶英类，生成，控制 0 前言 二恶英类是人类已知的毒性最强的有机化合物，对人体健康和生态环境构成严重威胁． 城市生活垃圾焚烧(MSWI)和医疗废弃物焚烧是二恶英的主要产生来源，MSWI过程二恶英 排放量占全球排放量的50％以上“3。我国目前正在兴建一批医疗垃圾焚烧处理中心，不少大 城市和沿海城市也在计划扩大城市生活垃圾焚烧处理规模。 国家环保总局近年对国内现有一些焚烧设旌烟气排放二恶英类做了分析测定，结果表 0 0 明，有相当多的小型焚烧厂不能达到二恶英类排放的国家标准“3。2 4年6月25日 第十届全国人民代表大会常务委员会第十次会议决定批准《关于持久性有机污染物的斯德 哥尔摩公约》，中国控制包括二恶英类在内的持久性有机污染物的履约行动也已经开展。中 国焚烧处理废弃物起步较晚，二恶英类污染控制经验十分缺乏，借鉴国外研究经验，探索 适合中国国情的废弃物二恶英类污染控制途径是十分必要的。 1 废弃物焚烧二恶英类的形成机制 1．1 废弃物焚烧过程二恶英类生成的一般过程和机理 在焚烧炉初级焚烧室二恶英可以通过均相反应(气相)生成，温度超过900C时通过该 机制所生成二恶英类会很快分解。二恶英类主要在焚烧炉后焚烧区(650℃~250。C)的烟 气冷却段通过非均相催化机制形成(主要是飞灰颗粒、残碳颗粒以及过渡金属化合物的催 novo)占 化作用)。焚烧中二恶英类的生成机理相当复杂，是前生体生成还是从头合成(de 主导地位至今仍有争议”1。总体上焚烧炉二恶英类物质生成机制可以归结为三条路线：即(1) novo合成(从头合成)，(3) 大分子热裂解合成；(2)分子氯参与的大分子碳环及无机碳的de 前生体合成。且生成量最有可能的大小顺序为(1)(2)(3)。 鲈多尸， ／ 第二届全国环境化学学术报告会论文集 废弃物焚烧过程生成二恶英类的反应过程可能包括～系列的无机和有机反应。国外学 者曾指出denovo合成其实质也要经过前生体合成阶段。芳化和氯化先后进行还是同时进 行并没有固定的模式，但芳环化和氯化形成氯苯、氯酚类的前生体非常重要。动力学和热 力学研究表明废弃物焚烧二恶英生成是一个热力学控制过程，较低温度有利于二恶英生成， 高温则会引起二恶英的部分分解。 1 2 影响废弃物焚烧过程二恶英类生成的因素 温度对二恶英生成是最大影响因素，350C～400C烟气冷却段是其最佳生成温度区。 关于氯元素对二恶英生成的影响，研究结论有很大争议。有些生活垃圾焚烧工程实例研究 并没有发现二者具有显著的相关性，但对于含氯较高的危险废弃物焚烧，氯元素的增加无 疑会增大二恶英类的合成几率。过渡金属氯化物和其金属氧化物，尤其是铜锌类金属氧化 物或氯化物对二恶英的形成起着致关重要的催化作用。焚烧温度、烟气停留时间、湍流程 度以及空气过量系数等操作条件直接影响二恶英类的生成量，一般来讲，燃烧越完全，烟 气中残碳及CO含量越低，二恶英类的生成量越小。 2 焚烧过程二恶英污染控制技术 2 1阻滞技术 阻滞技术是通过加入化学药剂，创造不易合成二恶英的气氛或条件。近几年的实践探 索表明．这种方法效果显著。对有利于合成二恶英的催化剂去活是一种重要的阻滞措旌。 这方面主要是添加易与铜生成配位络合物或生成简单盐类化合物的s、N类化合物