以活性碳吸附和触媒转化技术控制废弃物焚化厂烟道气中戴奥辛之效能评析.pdfVIP

以活性碳吸附及觸媒轉化技術控制廢棄物焚化廠煙道氣 中戴奧辛之 效能評析 張木彬 * 張書豪 * 紀凱獻** 國立中央大學 環境工程研究所* 中央研究院 環境變遷研究中心** 摘 要 由於美國環保署 (US EPA)執行之戴奧辛風險評估研究已確認戴奧辛之致癌性及 其對人體免疫及生殖系統的危害因此如何有效降低， 污染源煙道排氣中戴奧辛之排放 確有其深入研究必要性 。本研究針對國內分別使用活性碳注入系統(ACI)搭配袋濾室 集塵器(BF) 以及選擇性觸媒反應器(SCR)作為戴奧辛控制技術之 兩座大型都市垃圾焚 化廠進行煙道氣戴奧辛之採樣工作 ，針對活性碳吸附及觸媒轉化技術對實廠煙道氣中 戴奧辛之效能 進行評析 ，相關結果 並搭配本研究所建立之戴奧辛反應載體測試系統 以 及戴奧辛氣流產生 系統模擬戴奧辛各物種於活性碳之吸附特性及觸媒轉化效率。研究 結果顯示焚化廠煙道氣中之氣相戴奧辛經活性碳注入吸附之後，其戴奧辛去除率約93 ％ ，但由於 BF 對固相戴奧辛 之捕集效果更佳，故其固相戴奧辛之去除率高於氣相 。 另外 ，當煙道氣流經溼式洗滌塔(WS)+SCR 後其氣固相之戴奧辛皆有明顯之去除效 率，其中以氣相戴奧辛之去除效率最高(99.5％) ，顯示 WS+SCR 對煙道氣流中之氣相 戴奧辛具備極佳之破壞效率 。而戴奧辛反應載體測試系統 以及戴奧辛氣流產生系統之 測試結果顯示 ，戴奧辛各物種於活性碳之吸附率隨其含氯數之增加而上升 ，而 De-dioxin觸媒對戴奧辛各物種之轉化率則隨著隨其含氯數之增加而下降 ，值得注意 的是氣流溫度之變化以及粉塵 飛灰( )之存在與否 ，將明顯影響戴奧辛於活性碳及觸媒 表面之生成量並進而影響戴奧辛之去除效率 。 關鍵字 ：戴奧辛 、持久性有機污染物 、空氣污染控制、活性碳 、觸媒 一、前言 戴奧辛為全球性之污染物 因具劇毒性及穩定性， 所以， 其排放來源及生成機制已 成為各國研究之重點 。聯合國環境規劃署之研究報告指出(UNEP, 2001) ，食 物攝入為 戴奧辛同源物影響人類健康 主要途徑，佔吸入量的百分之九十五以上 。戴奧辛之 基本 鍵結架構為三環芳香族含氯碳氫氧化合物 ，共有八個位置能與氯原子結合因氯原子， 鍵結數及位置的不同 ，PCDDs 共有75種同源物 ；而PCDFs則有 135種 ，這些同源物 的物理 、化學及毒性皆不盡相同 。一般熔 、沸點隨著氯原子鍵結數的增加而變高 (Atkinson, 1997; Brubaker and Hites, 1997) ，溶解度及蒸氣壓則隨著氯原子鍵結數的增 -10 -7 o 加而降低 （介於5×10 至2×10 Pa ，25 C ）。如何在焚化及高溫程序中有效降低戴奧 1 辛之生成，一直是許多學者研究的重點 。一般來說，控制戴奧辛的排放就方法而論可 歸納為 2 類 ：1. 抑制戴奧辛生成 ，2.管末 控制 。雖然從源頭進行戴奧辛生成前驅物 的排放減量比管末處理要經濟許多 ，對整體的環境負荷來說較為積極且正面，但目前 國內都市垃圾焚化廠受限於焚化進料及操作條件之要求從源頭進行戴奧辛生成減量 相當困難 ，為了有效控制戴奧辛的排放 國內廢棄物焚化廠仍多採用管末之， 空氣污染 控制設備(APCDs)對戴奧辛進行控制。而國內20 座運轉中之大型都市垃圾焚化廠所採 用之戴奧辛控制技術主要分為活性碳注入系統(ACI)搭配袋濾室集塵器(BF) 以及選擇 性觸媒反應器(SCR) 兩種，隨各污染源所使用之不同其對煙道氣中氣固相戴奧辛之去 除效率亦隨之產生變化 ，進而影響戴奧辛於煙道氣中之氣固相分布 。本文針對都市垃 圾焚化廠煙