飛灰塵粒吸附重金屬工藝探討

吳謙信

（福建沃豐達環(huán)?？萍加邢薰?，福建 廈門 361000）

飛灰塵粒吸附重金屬工藝探討

吳謙信

（福建沃豐達環(huán)?？萍加邢薰荆＝?廈門 361000）

垃圾中的重金屬在焚燒過程常常揮發(fā)進入煙氣中，特別是揮發(fā)點較低的汞（Hg）、鎘（Cd）和鉛（Pb）是具有在人體內(nèi)累積效應(yīng)的致癌致突變的重毒性物質(zhì)。目前普遍的處置方式是采用投入足額的活性炭吸附，沒有充分考慮其經(jīng)濟性。采用控制溫度和時間，將重金屬吸附在飛灰上能非常有效地扼制重金屬的排放，然后集中收集并作進一步處理，使其滲出速率可控并能為環(huán)境所接受。

垃圾焚燒；重金屬；溫度；時間；吸附

垃圾中含有的重金屬（如廢電池、塑料、橡膠、油漆 、紙張等物品都含有微量的重金屬），在焚燒過程中，常常揮發(fā)進入煙氣中。重金屬的毒性極強，其中對環(huán)境及人類造成危害最嚴重的汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb），是會在人體內(nèi)形成累積效應(yīng)的重毒性物質(zhì)，會傷害人的腦細胞、致癌致突變、或?qū)е赂哐獕翰⒁鸬哪X血管疾病等，因此最受人們的關(guān)注。

汞（Hg）熔點為-38.87℃、沸點357℃，是在常溫下唯一的液體金屬，是一種有毒的重金屬元素。主要來源有日光燈管、電池、溫度計等。因汞的沸點低，在焚燒過程中揮發(fā)變成汞蒸氣，以氣態(tài)存在，在低溫（110℃～150℃）停留時間＞6s，大部分可被煙塵吸附。

鎘（Cd）熔點為321℃、沸點765℃，主要來源是電池、涂料、穩(wěn)定劑、軟化劑等。因沸點低、焚燒溫度高，在焚燒過程中被蒸發(fā)并迅速被氧化而變?yōu)镃dO（氧化鎘），當(dāng)煙氣溫度低于200℃時，鎘以固態(tài)形式存在，可被煙塵吸附。

鉛（Pb）熔點為328℃、沸點1740℃，存在于塑料容器等，來源很廣，鉛易與氯元素反應(yīng)形成揮發(fā)性較強的鉛氯化物，鉛氯化物的絕大部分可被煙塵吸附。

對煙氣中重金屬污染物的控制一般采用保持（retention）法，保持法的基本原理是將重金屬滯留在固體物質(zhì)（飛灰）上，然后集中收集并作進一步處理（可作為修路水泥輔料），以使其滲出速率可控并能為環(huán)境所接受[1]。煙氣溫度是影響重金屬去除率的最重要因素。進入除塵器的煙氣溫度越低，去除效果越好，一方面可以促使揮發(fā)性重金屬達到凝固的溫度，另一方面可以提高飛灰塵粒的吸附作用。重金屬物質(zhì)與飛灰的接觸時間亦相當(dāng)重要，延長飛灰與重金屬的接觸時間，可以充分發(fā)揮飛灰的吸附作用，達到去除重金屬的良好效果。

目前，對垃圾焚燒過程中重金屬的去除，通常采用傳統(tǒng)的消耗型方案，按一定的煙氣量比例噴射足額的活性炭吸附，歐洲的經(jīng)驗，噴射值為100mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)）煙氣。處理垃圾、廢料必須充分考慮其經(jīng)濟性，盡量減少或不使用輔助物質(zhì)，如果必須使用，在設(shè)計時必須充分考慮到需要消耗的能量對環(huán)保和經(jīng)濟的影響[2]。國內(nèi)企業(yè)采用上述低溫運行和延長重金屬與飛灰的接觸時間的工藝，自主成功研發(fā)出了一種環(huán)保性良好、安全、適用、經(jīng)濟的“煙氣中重金屬控制裝置”。

該裝置的實施方案為∶垃圾經(jīng)高溫燃燒，重金屬揮發(fā)混入煙氣中，煙氣由管道進入除塵器的前擴散除塵室空間驟然變大，煙氣流速與煙氣溫度驟降，延長了揮發(fā)性重金屬物質(zhì)與飛灰的接觸時間，提高了飛灰塵粒的吸附作用，揮發(fā)性重金屬因溫度降低，而達到凝固溫度。因凝結(jié)和吸附作用，部分重金屬物質(zhì)會附著在飛灰塵粒表面，并凝結(jié)成顆粒狀，掉落于前擴散除塵室底部而被除去。前擴散除塵室接連多管式冷卻器，煙氣進入冷卻器溫度再次降低，流速提高，煙氣和沒有被吸附的重金屬物質(zhì)進入冷卻除塵器的后擴散除塵室，重復(fù)上述過程的重金屬物質(zhì)附著在飛灰塵粒表面，并凝結(jié)成顆粒，掉落在后擴散除塵室底部被除去。煙氣在該裝置的運行溫度為110℃～150℃。煙氣凈化采用該裝置和旋風(fēng)除塵及布袋除塵并用的凈化工藝，對重金屬的去除效果非常優(yōu)良，經(jīng)測試部門現(xiàn)場采樣檢測，汞（Hg）為“0.0013ng/m3”，鎘（Cd）和鉛（Pb）均為“未檢出”（見下表）。實踐證明，采用該裝置延長重金屬與飛灰的接觸時間，可以充分發(fā)揮飛灰的吸附作用，其中低溫操作是高效捕集煙氣中重金屬污染物的重要工藝，可以滿足日益嚴格的環(huán)保要求，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，達到經(jīng)濟性與環(huán)保共贏的良好效果。

旋轉(zhuǎn)式焚燒爐排放檢測結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)比較表

[1] 龔佰勛.環(huán)保設(shè)備設(shè)計手冊—固體廢物處理設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，6.

[2] [美]大衛(wèi).E.牛頓（著），陳松（譯）.環(huán)境化學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社，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