对生活垃圾焚烧发电厂尾气中二恶英的认识

2016-02-07丛纬赵石铁

资源节约与环保 2016年5期

关键词：二恶英类物质毒物

丛纬　赵石铁

（光大环保（中国）有限公司广州深圳518040）

对生活垃圾焚烧发电厂尾气中二恶英的认识

丛纬赵石铁

（光大环保（中国）有限公司广州深圳518040）

焚烧垃圾具有回收热能和减量最彻底的特点。垃圾经焚烧，体积可减少85%～95%。同时可以有效利用焚烧余热供暖或发电，从而使垃圾成为生物质能源。经济发达国家已大量地采用垃圾焚烧技术。

发电厂；尾气；二恶英；生活垃圾；焚烧

二恶英类毒物的毒性，重要一点是它对身体的极微量作用特性。二恶英类毒物污染的显著效果，是通过口腔或呼吸道涉入人体,目前,二恶英类毒物极微量检测手段也己经完善,是近年科技发展的成果。1998年世界卫生组织提出，（人体每日摄入量-TDI）控制值为1pg/kg～4pg/kg体重。

尽管二恶英的化学结构非常稳定，但在高温(900℃～1100℃)焚化炉中还是能被彻底分解破坏。

1　二恶英的控制技术

垃圾焚烧过程中产生的毒性有机氯化物主要为二恶英类，包括多氯代二苯-对-二恶英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）等。PCDDs是一族含有75个相关化合物的通称；PCDFs则是一族含有135个相关化合物的通称。在这210种化合物中，有17种（2，3，7，8位被氯原子取代的）被认为对人类健康有巨大的危害，其中2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二恶英（TCDD）为目前已知毒性最强的化合物且动物实验表明其具有强致癌性。

1.1二恶英的产生

1.1.1废物成分：垃圾本身含有的二恶英。

1.1.2炉内形成：与氯苯酚、氯苯、PCB等结构相近的物质（称为前驱体）在炉内进行反应生成的二恶英。

1.1.3炉外低温再合成：废气冷却过程中，前驱体等有机物变成二恶英。特别是在250℃～400℃容易产生，300℃左右时最显著。因传统的静电除尘器烟气温度正在此工作区域，因此垃圾焚烧发电项目部使用静电除尘。

1.2影响二恶英类物质形成的因素

1.2.1燃烧温度：因PCDDPCDF在800℃以上能完全分解；当垃圾热值偏低，出口炉温低于850℃时，采用加柴油助燃，以确保出口炉温），炉内CO的浓度在60ppm以下，O2的浓度在6%以上，烟气在燃烧室内停留时间在2s以上，从而使易生成PCDDPCDF的有机氯化物能完全燃烧，或已生成的PCDDPCDF能完全分解。

1.2.2二恶英的母体物质：来源于低温下垃圾的不完全燃烧。燃烧过程中，具有苯环结构的碳氢化合物（称之为“母体”）作为中间产物被形成。如果燃烧环境中有氯存在的话，这些母体物质就会与氯发生反应生成二恶英。其它复杂的有机分子结构和氯反应也会生成二恶英。不完全燃烧产生的大量中间产物可以充当二恶英形成的母体。苯环、氯原子和氧原子的存在并不是燃烧过程形成二恶英的必要条件。因此，在烟气和飞灰中所存在的大量的不同类型的化合物是可以形成二恶英的母体。

1.2.3碳源和氯源：碳原子和氯原子在焚烧炉的后燃烧区参与PCDD/F的形成。无论是气态化合物还是固态化合物，在二恶英形成过程中似乎都能够提供所需的氯原子。能够提供氯的气态化合物有HCl和Cl2，固态化合物如KCl和NaCl都可以作为反应中的氯源，而CuCl，CuCl2和FeCl3等不仅可以提供氯，同时还是反应的催化剂。

1.3控制二恶英的方法

1.3.1控制来源：通过废物分类收集，加强资源回收，避免含二恶英类物质及含氯成分高的物质进入垃圾中。采用此方法，需要当地政府完善垃圾分拣及收运体系，以减少入场喊二恶英类物质垃圾入场。

1.3.2减少炉内形成：保持炉内温度在850℃以上，2s时间，可将二恶英完全分解。优化炉型和二次空气的喷入法，充分混合搅拌烟气以达到燃烧的目的，并确保适当的氧含量（6%～12%）。

1.3.3二恶英的炉外再合成现象，多发生在锅炉内或在除尘设备前。主要原因是锅炉或除尘器的金属部件（铜或铁的化合物）在悬浮微粒的表面催化了二恶英的先驱物质，导致炉外二恶英的再合成。因此，应尽量避免低温再合成的温度区间：200℃～400℃。

活性炭具有较高的孔隙率和比表面积，由于比表面积大，表面能就大，因此要通过吸附气态物质来覆盖表面，以降低表面能。吸附过程分为外扩是、内扩散和吸附三个过程。在垃圾焚烧项目中，采用活性炭对二恶英类物质、有机气体及汞等重金属都有很好的吸收效果。

2　预先测定本底

对任何一个新建生活垃圾焚烧发电厂,在建设之前,应测其二恶英类毒物本底。测点可参考当地的环评部门的意见，一般应测三点，即烟囱下风向，左、右各一点，作为将来焚烧厂投产后对应参比数据。

3　己建厂周边调查

在现有已投产的垃圾焚烧厂周边环境,对二恶英类毒物作污染调查。可参考当地的环评部门的意见,对垃圾厂周边环境确定测点。

4　风险几率的选取

4.1对尾烟气净化系统的要求

（1）对排放的相关元素应有在线测量装置。（2）对相应要求的试剂、药剂用量应有监测记录装置。（3）对布袋过滤装置应有破损实时监测和警报装置,一旦报警,自动切除相关破损气室,及时捡修。（4）如烟尘超标,应警报,即时自动停止进炉垃圾,即时捡修。（5）对上述要求,应与环保部门建立通信网络系统,实行实时监督。

4.2风险时间、风险泄漏量的确定

根据从焚烧炉原始排出的二恶英类毒物毒性当量,以及自动功换所需的间隔时间,通过环评中对当地大气扩散模式的要求,计算出人体最大可能吸入量(Pg/kg·d人体重量),进而推算出安全防护距离。