對生活垃圾焚燒發(fā)電廠尾氣中二惡英的認識

叢緯　趙石鐵

（光大環(huán)保（中國）有限公司廣州深圳518040）

對生活垃圾焚燒發(fā)電廠尾氣中二惡英的認識

叢緯趙石鐵

（光大環(huán)保（中國）有限公司廣州深圳518040）

焚燒垃圾具有回收熱能和減量最徹底的特點。垃圾經(jīng)焚燒，體積可減少85%～95%。同時可以有效利用焚燒余熱供暖或發(fā)電，從而使垃圾成為生物質能源。經(jīng)濟發(fā)達國家已大量地采用垃圾焚燒技術。

發(fā)電廠；尾氣；二惡英；生活垃圾；焚燒

二惡英類毒物的毒性，重要一點是它對身體的極微量作用特性。二惡英類毒物污染的顯著效果，是通過口腔或呼吸道涉入人體,目前,二惡英類毒物極微量檢測手段也己經(jīng)完善,是近年科技發(fā)展的成果。1998年世界衛(wèi)生組織提出，（人體每日攝入量-TDI）控制值為1pg/kg～4pg/kg體重。

盡管二惡英的化學結構非常穩(wěn)定，但在高溫(900℃～1100℃)焚化爐中還是能被徹底分解破壞。

1　二惡英的控制技術

垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的毒性有機氯化物主要為二惡英類，包括多氯代二苯-對-二惡英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）等。PCDDs是一族含有75個相關化合物的通稱；PCDFs則是一族含有135個相關化合物的通稱。在這210種化合物中，有17種（2，3，7，8位被氯原子取代的）被認為對人類健康有巨大的危害，其中2,3,7,8-四氯代二苯并-對-二惡英（TCDD）為目前已知毒性最強的化合物且動物實驗表明其具有強致癌性。

1.1二惡英的產(chǎn)生

1.1.1廢物成分：垃圾本身含有的二惡英。

1.1.2爐內(nèi)形成：與氯苯酚、氯苯、PCB等結構相近的物質（稱為前驅體）在爐內(nèi)進行反應生成的二惡英。

1.1.3爐外低溫再合成：廢氣冷卻過程中，前驅體等有機物變成二惡英。特別是在250℃～400℃容易產(chǎn)生，300℃左右時最顯著。因傳統(tǒng)的靜電除塵器煙氣溫度正在此工作區(qū)域，因此垃圾焚燒發(fā)電項目部使用靜電除塵。

1.2影響二惡英類物質形成的因素

1.2.1燃燒溫度：因PCDDPCDF在800℃以上能完全分解；當垃圾熱值偏低，出口爐溫低于850℃時，采用加柴油助燃，以確保出口爐溫），爐內(nèi)CO的濃度在60ppm以下，O2的濃度在6%以上，煙氣在燃燒室內(nèi)停留時間在2s以上，從而使易生成PCDDPCDF的有機氯化物能完全燃燒，或已生成的PCDDPCDF能完全分解。

1.2.2二惡英的母體物質：來源于低溫下垃圾的不完全燃燒。燃燒過程中，具有苯環(huán)結構的碳氫化合物（稱之為“母體”）作為中間產(chǎn)物被形成。如果燃燒環(huán)境中有氯存在的話，這些母體物質就會與氯發(fā)生反應生成二惡英。其它復雜的有機分子結構和氯反應也會生成二惡英。不完全燃燒產(chǎn)生的大量中間產(chǎn)物可以充當二惡英形成的母體。苯環(huán)、氯原子和氧原子的存在并不是燃燒過程形成二惡英的必要條件。因此，在煙氣和飛灰中所存在的大量的不同類型的化合物是可以形成二惡英的母體。

1.2.3碳源和氯源：碳原子和氯原子在焚燒爐的后燃燒區(qū)參與PCDD/F的形成。無論是氣態(tài)化合物還是固態(tài)化合物，在二惡英形成過程中似乎都能夠提供所需的氯原子。能夠提供氯的氣態(tài)化合物有HCl和Cl2，固態(tài)化合物如KCl和NaCl都可以作為反應中的氯源，而CuCl，CuCl2和FeCl3等不僅可以提供氯，同時還是反應的催化劑。

1.3控制二惡英的方法

1.3.1控制來源：通過廢物分類收集，加強資源回收，避免含二惡英類物質及含氯成分高的物質進入垃圾中。采用此方法，需要當?shù)卣晟评謷笆者\體系，以減少入場喊二惡英類物質垃圾入場。

1.3.2減少爐內(nèi)形成：保持爐內(nèi)溫度在850℃以上，2s時間，可將二惡英完全分解。優(yōu)化爐型和二次空氣的噴入法，充分混合攪拌煙氣以達到燃燒的目的，并確保適當?shù)难鹾浚?%～12%）。

1.3.3二惡英的爐外再合成現(xiàn)象，多發(fā)生在鍋爐內(nèi)或在除塵設備前。主要原因是鍋爐或除塵器的金屬部件（銅或鐵的化合物）在懸浮微粒的表面催化了二惡英的先驅物質，導致爐外二惡英的再合成。因此，應盡量避免低溫再合成的溫度區(qū)間：200℃～400℃。

活性炭具有較高的孔隙率和比表面積，由于比表面積大，表面能就大，因此要通過吸附氣態(tài)物質來覆蓋表面，以降低表面能。吸附過程分為外擴是、內(nèi)擴散和吸附三個過程。在垃圾焚燒項目中，采用活性炭對二惡英類物質、有機氣體及汞等重金屬都有很好的吸收效果。

2　預先測定本底

對任何一個新建生活垃圾焚燒發(fā)電廠,在建設之前,應測其二惡英類毒物本底。測點可參考當?shù)氐沫h(huán)評部門的意見，一般應測三點，即煙囪下風向，左、右各一點，作為將來焚燒廠投產(chǎn)后對應參比數(shù)據(jù)。

3　己建廠周邊調查

在現(xiàn)有已投產(chǎn)的垃圾焚燒廠周邊環(huán)境,對二惡英類毒物作污染調查?？蓞⒖籍?shù)氐沫h(huán)評部門的意見,對垃圾廠周邊環(huán)境確定測點。

4　風險幾率的選取

4.1對尾煙氣凈化系統(tǒng)的要求

（1）對排放的相關元素應有在線測量裝置。（2）對相應要求的試劑、藥劑用量應有監(jiān)測記錄裝置。（3）對布袋過濾裝置應有破損實時監(jiān)測和警報裝置,一旦報警,自動切除相關破損氣室,及時撿修。（4）如煙塵超標,應警報,即時自動停止進爐垃圾,即時撿修。（5）對上述要求,應與環(huán)保部門建立通信網(wǎng)絡系統(tǒng),實行實時監(jiān)督。

4.2風險時間、風險泄漏量的確定

根據(jù)從焚燒爐原始排出的二惡英類毒物毒性當量,以及自動功換所需的間隔時間,通過環(huán)評中對當?shù)卮髿鈹U散模式的要求,計算出人體最大可能吸入量(Pg/kg·d人體重量),進而推算出安全防護距離。

5　結語

在垃圾焚燒過程中,控制二惡英類毒物的污染,采用先進的垃圾焚化與煙氣凈化技術和設備是十分重要的。在垃圾焚燒發(fā)電廠中應充分的重引起視，使其達到符合排放指標，保障人民的身體健康。