新型戴奥辛抑制剂的开发与应用.DOC

新型戴奧辛抑制劑的開發與應用 林獻山 蘭陽技術學院 環境與安全衛生工程系 助理教授 摘要 本研究利用廢輪胎熱裂解(thermal pyrolysis)後產生的燃料油，該燃料油含有0.5%至1.5%的硫，將裂解燃料油添加一定比例的一氧化鐵(FeO)、一氧化鈣(CaO)等金屬氧化物混合而成為戴奧辛抑制劑(Dioxin Inhibitor)。廢棄物燃燒時在產生戴奧辛之前，必須先生成一氯苯(MCB)、及2-氯酚(MCP)，此兩物質稱為戴奧辛前趨物質，因此若能將此前趨物質轉換，成為不含氯之物質，即可將低戴奧辛排放量，本抑制劑在受高溫之下可分解以SOX功能基之型態將PCDD/Fs或其前趨物Cl原子置換，進行脫氯反應(Dechlorination Reaction)。如式(1.1) + + + + + + (1.1) 實際驗證中部某醫療廢棄物焚化爐，未添加戴奧辛抑制劑前其戴奧辛濃度為101.5ng- TEQ/Nm3。以醫療廢棄物與戴奧辛抑制劑重量比500：1添加時，所檢測出戴奧辛濃度為0.404 ng-TEQ/Nm3。以醫療廢棄物與戴奧辛抑制劑重量比100：1添加時，所檢測出戴奧辛濃度為0.031 ng-TEQ/Nm3。另一實證案例中部某造紙廠未添加戴奧辛抑制劑前期戴奧辛濃度為251.5 ng-TEQ /Nm3。以廢棄物與戴奧辛抑制劑重量比500：1添加時，所檢測出戴奧辛濃度為0.443 ng-TEQ/Nm3，添加此戴奧辛抑制劑可降低戴奧辛排放量達99.8%。 關鍵字：熱裂解、戴奧辛前驅物質、戴奧辛抑制劑 一、前言 戴奧辛是化學工業製程及燃燒過程中所產生的副產物，具高脂溶性，容易累積在脂肪組織或富碳的基質，其化學物理及生物穩定性高，可傳播長距離，並存在於各種環境區間(空氣、水、土壤)中。台灣地區與燃燒焚化有關的燃燒爐焚化爐如表1所示。(計有大型焚化爐23座煙 表1 2009年戴奧辛煙道排放檢測彙整 染源類別 基本資料 定檢資料 稽查資料 不合格 操作運轉 已定檢數量 已稽查數量 稽查率 根次[D] 座數 根次[A] 根次[B] 根次[C] [C/A] 大型焚化爐 24 61 30 14 23% 0 中型焚化爐 6 7 3 2 29% 0 小型焚化爐(不含醫療) 54 76 11 9 12% 0 醫療廢棄物焚化爐 10 11 4 7 64% 3 以廢棄物為燃料或輔助燃料 56 61 15 2 3% 0 水泥窯爐(代處理廢棄物) 4 5 1 2 40% 0 燒結爐 1 4 4 8 200% 0 電弧爐 21 30 3 16 53% 1 集塵灰熱回收 3 4 1 3 75% 0 火化場 33 91 10 2 2% 1 電力業 35 79 5 4 5% 0 鋁二次冶煉 68 82 4 5 6% 1 銅二次冶煉 38 47 5 5 11% 0 水泥窯爐 5 8 1 0 0% 0 其他 8 12 1 0 0% 0 總計 366 578 98 79 14% 6 囪59根，中型焚化爐6座煙囪7根，小型焚化爐54座煙囪77根，醫療焚化爐10座煙囪11根，以廢棄物為燃料或輔助燃料爐56座煙囪61根，水泥窯代處理廢棄物4座煙囪5根，燒結爐1座煙囪4根，電弧爐21座煙囪30根，集塵灰熱回收2座煙囪3根，火化場33座煙囪91根，燃煤電力業35座煙囪79根，鋁二次冶煉業68座煙囪83根，銅二次冶煉業38座煙囪47根，水泥窯5座煙囪8根，其他8座煙囪12根)總計366座燃燒焚化爐，578根煙囪。這些爐在燃燒焚化過程中會產生戴奧辛，經政府當局作為固定汙染源列管，表1為2009年之管制資料，雖然從表1中不合格的煙囪根數只有6根，感覺上還都很合乎法規標準，但細究可發現稽查率偏低。總數578根煙囪只稽查了79根稽查率只有14%。換言之有499根煙囪一年連一次都沒被稽查到。顯示環保單位在戴奧辛管制工作上仍有相當大的努力空間。 二、戴奧辛形成機制 圖1係戴奧辛之生成機制示意圖。如圖所示，廢棄物在一燃燒反應的過程中，可能會產生直鍊碳氫化合物以及芳香族碳氫化合物，也可能還殘留有部分未燃碳或是直接生成戴奧辛。接著直鍊碳氫化合物、芳香族碳氫化合物以及未燃碳會分別經由環化反應、氨化反應以及低溫再合成反應形成氨化之芳香族碳氫化合物，亦即戴奧辛前驅物質。另外未燃碳也可以經由低溫再合成反應直接生成戴奧辛。最後氨