煙氣中二噁英去除工藝綜述

常曉龍

【摘要】本文主要闡述了煙氣中二噁英去除方法，主要包括催化光化學分解技術、催化過濾技術、電子束分解技術、紫外光/臭氧分解技術以及活性炭吸附技術等。

【關鍵詞】煙氣;二噁英;去除工藝

有多種方法進一步去除煙氣中二噁英，其中包括催化光化學分解技術、催化過濾技術、電子束分解技術、紫外光/臭氧分解技術以及活性炭吸附技術，具體工藝如下：

一、二噁英的催化光化學分解技術

光化學分解是PCDD和PCDF在環境中轉化的主要途徑。其產物為氯化程度較低的同系物。而其中毒性最大的TCDD的光化學分解條件較為苛刻，除必須有紫外光外，一般還應有質子給予體和光傳導層存在，在自然界中這種條件很難實現。但近年來的研究發現，納米二氧化鈦這一特性可以有效的治理有機物污染。日本名古屋工業技術研究所已開發出使用納米二氧化鈦做光催化劑的凈化裝置，該裝置在長1m左右的圓筒中填充10L涂敷了TiO2的硅膠，將它置于焚燒爐排出氣體通過的地方，在290W的紫外線燈光照射下，該裝置據稱能夠清除廢氣中99%的二噁英和55%的氮氧化物。

二、二噁英的催化過濾技術

該技術由1998年美國戈爾公司研發的Remedia工藝實現。該技術主要通過催化濾袋解決垃圾焚燒中的二噁英控制難題，成為一種新的技術。Remedia技術其實是一種“表面過濾”技術與“催化過濾”技術的復合技術。工藝系統由ePTFE薄膜與催化底布所組成。底部是一種針刺結構，纖維是由膨體聚四氟乙烯復合催化劑所組成。這種覆膜的催化劑材料能夠把PCDD/F在一個低溫態（180～260℃）通過催化反應來摧毀PCDD/F，同時在催化介質表面將二噁英分解成CO2、H2O和HCl。這種技術實現了對氣態二噁英污染物的摧毀與分解，而不是轉移，使廢氣排放完全達到歐洲標準，它適合于干法除酸工藝中對二噁英污染的控制。

三、二噁英的電子束分解技術

用高能粒子束（如電子、原子、離子）轟擊已氣化的有機物分子，可以使其打散為分子碎片，這一原理既可以應用于分子質譜，也可以應用于氣態有機污染物的治理。2002年，日本原子能研究所的科學家率先應用這一原理開發出電子束分解二噁英污染物的技術。

該技術使用電子束讓廢氣中的空氣和水生成活性氧等易反應性物質，進而破壞二噁英的化學結構。該技術所在垃圾焚燒廠實驗得到的結果是：焚燒一般的生活垃圾，按每小時產生的1000m3廢氣計算，施加30萬伏的電壓生成的電子束（電流40mA、帶寬45cm）可把其中的二噁英分解和清除90%以上。該技術目前的主要缺點是能耗太大，效率不夠高，只適用于低濃度的二噁英污染物的治理。目前國外對于該技術的研究方向主要集中于如何利用催化劑與添加劑降低能耗，提高分解效率。

四、二噁英的紫外光/臭氧分解技術

臭氧直接氧化法是利用臭氧的強氧化性直接氧化分解有機污染物，是治理有機污染物的一種重要方法。但此方法不可直接應用于氣態二噁英的治理，因為二噁英的性質及其穩定，只在高溫下發生氧化反應，而在此溫度下臭氧并不能穩定存在。但如果二噁英溶解于水中，則可以通過催化作用使臭氧分解成OH自由基，大大提高分解二噁英的效率。2002年日本倉紡公司開始著手研發的紫外光/臭氧分解技術正是應用了這一原理。該技術通過紫外光照射溶解在水中的臭氧，使其分解產生OH自由基，自由基對水中的二噁英進行氧化分解。該技術的最終目標是分解水中99.9%的二噁英。目前該技術不能用于直接分解煙氣中的氣態二噁英，但可以用于廢物焚燒飛灰浸出液的二噁英處理。

五、二噁英的活性炭吸附技術

活性炭吸附脫除煙氣中的二噁英是目前世界上應用最為廣泛的廢物焚燒煙氣凈化技術。該技術主要操作是向煙氣中噴入活性炭粉末，以吸收煙氣中的二噁英。該方法不僅可以吸附二噁英氣體，同時也可以吸附其他多種有害氣體，而且還具有投資少、效率高、方便使用，技術門檻低等優點，因此廣受各廢物焚燒企業歡迎。但其缺點也十分明顯，一是營運成本高，需要消耗大量高價的活性炭粉末，無形中增加了運行成本;二是與其他可以破壞二噁英的處理方法相比，活性炭吸附法只是實現了二噁英的轉移，降低了它的危害性，并沒有徹底的解決問題。目前較為流行的處理方法是將使用后的活性炭粉加瀝青或水泥固化，直接用作路基或建材，或直接安全填埋，防止其吸收的二噁英繼續污染環境。

綜上分析，工業上通常采用活性炭吸附技術去除煙氣中的二噁英。通過變頻控制輸送量，向煙氣中添加粉狀活性炭，在低溫（200℃）下二噁英類物質極易被活性炭吸附，活性炭通過干式發應器切相噴入后在煙道中同煙氣混合，進行初步吸附，混合后的煙氣均勻進入袋式除塵器，活性炭顆粒被吸附到濾袋表面，在濾袋表面繼續吸附有害物質，顯著的提高了二噁英類物質的去除率。