飞灰尘粒吸附重金属工艺探讨

吴谦信

（福建沃丰达环保科技有限公司，福建 厦门 361000）

飞灰尘粒吸附重金属工艺探讨

吴谦信

（福建沃丰达环保科技有限公司，福建 厦门 361000）

垃圾中的重金属在焚烧过程常常挥发进入烟气中，特别是挥发点较低的汞（Hg）、镉（Cd）和铅（Pb）是具有在人体内累积效应的致癌致突变的重毒性物质。目前普遍的处置方式是采用投入足额的活性炭吸附，没有充分考虑其经济性。采用控制温度和时间，将重金属吸附在飞灰上能非常有效地扼制重金属的排放，然后集中收集并作进一步处理，使其渗出速率可控并能为环境所接受。

垃圾焚烧；重金属；温度；时间；吸附

垃圾中含有的重金属（如废电池、塑料、橡胶、油漆 、纸张等物品都含有微量的重金属），在焚烧过程中，常常挥发进入烟气中。重金属的毒性极强，其中对环境及人类造成危害最严重的汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb），是会在人体内形成累积效应的重毒性物质，会伤害人的脑细胞、致癌致突变、或导致高血压并引起的脑血管疾病等，因此最受人们的关注。

汞（Hg）熔点为-38.87℃、沸点357℃，是在常温下唯一的液体金属，是一种有毒的重金属元素。主要来源有日光灯管、电池、温度计等。因汞的沸点低，在焚烧过程中挥发变成汞蒸气，以气态存在，在低温（110℃～150℃）停留时间＞6s，大部分可被烟尘吸附。

镉（Cd）熔点为321℃、沸点765℃，主要来源是电池、涂料、稳定剂、软化剂等。因沸点低、焚烧温度高，在焚烧过程中被蒸发并迅速被氧化而变为CdO（氧化镉），当烟气温度低于200℃时，镉以固态形式存在，可被烟尘吸附。

铅（Pb）熔点为328℃、沸点1740℃，存在于塑料容器等，来源很广，铅易与氯元素反应形成挥发性较强的铅氯化物，铅氯化物的绝大部分可被烟尘吸附。

对烟气中重金属污染物的控制一般采用保持（retention）法，保持法的基本原理是将重金属滞留在固体物质（飞灰）上，然后集中收集并作进一步处理（可作为修路水泥辅料），以使其渗出速率可控并能为环境所接受[1]。烟气温度是影响重金属去除率的最重要因素。进入除尘器的烟气温度越低，去除效果越好，一方面可以促使挥发性重金属达到凝固的温度，另一方面可以提高飞灰尘粒的吸附作用。重金属物质与飞灰的接触时间亦相当重要，延长飞灰与重金属的接触时间，可以充分发挥飞灰的吸附作用，达到去除重金属的良好效果。

目前，对垃圾焚烧过程中重金属的去除，通常采用传统的消耗型方案，按一定的烟气量比例喷射足额的活性炭吸附，欧洲的经验，喷射值为100mg/m3（标准）烟气。处理垃圾、废料必须充分考虑其经济性，尽量减少或不使用辅助物质，如果必须使用，在设计时必须充分考虑到需要消耗的能量对环保和经济的影响[2]。国内企业采用上述低温运行和延长重金属与飞灰的接触时间的工艺，自主成功研发出了一种环保性良好、安全、适用、经济的“烟气中重金属控制装置”。

该装置的实施方案为∶垃圾经高温燃烧，重金属挥发混入烟气中，烟气由管道进入除尘器的前扩散除尘室空间骤然变大，烟气流速与烟气温度骤降，延长了挥发性重金属物质与飞灰的接触时间，提高了飞灰尘粒的吸附作用，挥发性重金属因温度降低，而达到凝固温度。因凝结和吸附作用，部分重金属物质会附着在飞灰尘粒表面，并凝结成颗粒状，掉落于前扩散除尘室底部而被除去。前扩散除尘室接连多管式冷却器，烟气进入冷却器温度再次降低，流速提高，烟气和没有被吸附的重金属物质进入冷却除尘器的后扩散除尘室，重复上述过程的重金属物质附着在飞灰尘粒表面，并凝结成颗粒，掉落在后扩散除尘室底部被除去。烟气在该装置的运行温度为110℃～150℃。烟气净化采用该装置和旋风除尘及布袋除尘并用的净化工艺，对重金属的去除效果非常优良，经测试部门现场采样检测，汞（Hg）为“0.0013ng/m3”，镉（Cd）和铅（Pb）均为“未检出”（见下表）。实践证明，采用该装置延长重金属与飞灰的接触时间，可以充分发挥飞灰的吸附作用，其中低温操作是高效捕集烟气中重金属污染物的重要工艺，可以满足日益严格的环保要求，实现节能环保，达到经济性与环保共赢的良好效果。

旋转式焚烧炉排放检测结果与国家标准和欧洲标准比较表

[1] 龚佰勋.环保设备设计手册—固体废物处理设备[M].北京：化学工业出版社，2004，6.

[2] [美]大卫.E.牛顿（著），陈松（译）.环境化学[M].上海：上海科学技术文献出版社，2008，7.

Technological Discussion on Heavy Metals Adsorbed by Fly Ash and Dust Particles

WU Qian-xin
(Fujian Volphonda Environmental Protection Technology, Fujian Xiamen 361000, China)

The heavy metals in garbage volatilize frequently and enter into fue gas in the course of incineration, particularly mercury(Hg)、cadmium(Cd)and lead(Pb)are the heavy toxicity substances which cause cancer and mutation in the cumulating effect of the human body. At the present time, the treatment methods are to put into suffcient active carbon adsorption without considering economy. By controlling the temperature and time, the heavy metals adsorbed in fy ash can effectively control the emission of heavy metals which are collected and treated afterward. The effusion speed can be controlled and accepted by environment.

garbage incineration; heavy metal; temperature; time; adsorption

X705

A

1006-5377（2015）05-0060-02