對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電廠尾氣中二惡英的認(rèn)識(shí)

叢緯　趙石鐵

（光大環(huán)保（中國）有限公司廣州深圳518040）

對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電廠尾氣中二惡英的認(rèn)識(shí)

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(diǎn)。垃圾經(jīng)焚燒，體積可減少85%～95%。同時(shí)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(zhì)能源。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已大量地采用垃圾焚燒技術(shù)。

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(diǎn)是它對(duì)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(xué)結(jié)構(gòu)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(shù)

垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的毒性有機(jī)氯化物主要為二惡英類，包括多氯代二苯-對(duì)-二惡英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）等。PCDDs是一族含有75個(gè)相關(guān)化合物的通稱；PCDFs則是一族含有135個(gè)相關(guān)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(rèn)為對(duì)人類健康有巨大的危害，其中2,3,7,8-四氯代二苯并-對(duì)-二惡英（TCDD）為目前已知毒性最強(qiáng)的化合物且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明其具有強(qiáng)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(jié)構(gòu)相近的物質(zhì)（稱為前驅(qū)體）在爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)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(qū)體等有機(jī)物變成二惡英。特別是在250℃～400℃容易產(chǎn)生，300℃左右時(shí)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(xiàng)目部使用靜電除塵。

1.2影響二惡英類物質(zhì)形成的因素

1.2.1燃燒溫度：因PCDDPCDF在800℃以上能完全分解；當(dāng)垃圾熱值偏低，出口爐溫低于850℃時(shí)，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(shí)間在2s以上，從而使易生成PCDDPCDF的有機(jī)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(zhì)：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(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔铮ǚQ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(zhì)就會(huì)與氯發(fā)生反應(yīng)生成二惡英。其它復(fù)雜的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)和氯反應(yīng)也會(huì)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(dāng)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(yīng)中的氯源，而CuCl，CuCl2和FeCl3等不僅可以提供氯，同時(shí)還是反應(yīng)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(qiáng)資源回收，避免含二惡英類物質(zhì)及含氯成分高的物質(zhì)進(jìn)入垃圾中。采用此方法，需要當(dāng)?shù)卣晟评謷笆者\(yùn)體系，以減少入場喊二惡英類物質(zhì)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(shí)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(dá)到燃燒的目的，并確保適當(dāng)?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(shè)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(qū)物質(zhì)，導(dǎo)致爐外二惡英的再合成。因此，應(yīng)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(zhì)來覆蓋表面，以降低表面能。吸附過程分為外擴(kuò)是、內(nèi)擴(kuò)散和吸附三個(gè)過程。在垃圾焚燒項(xiàng)目中，采用活性炭對(duì)二惡英類物質(zhì)、有機(jī)氣體及汞等重金屬都有很好的吸收效果。

2　預(yù)先測定本底

對(duì)任何一個(gè)新建生活垃圾焚燒發(fā)電廠,在建設(shè)之前,應(yīng)測其二惡英類毒物本底。測點(diǎn)可參考當(dāng)?shù)氐沫h(huán)評(píng)部門的意見，一般應(yīng)測三點(diǎn)，即煙囪下風(fēng)向，左、右各一點(diǎn)，作為將來焚燒廠投產(chǎn)后對(duì)應(yīng)參比數(shù)據(jù)。

3　己建廠周邊調(diào)查

在現(xiàn)有已投產(chǎn)的垃圾焚燒廠周邊環(huán)境,對(duì)二惡英類毒物作污染調(diào)查?？蓞⒖籍?dāng)?shù)氐沫h(huán)評(píng)部門的意見,對(duì)垃圾廠周邊環(huán)境確定測點(diǎn)。

4　風(fēng)險(xiǎn)幾率的選取

4.1對(duì)尾煙氣凈化系統(tǒng)的要求

（1）對(duì)排放的相關(guān)元素應(yīng)有在線測量裝置。（2）對(duì)相應(yīng)要求的試劑、藥劑用量應(yīng)有監(jiān)測記錄裝置。（3）對(duì)布袋過濾裝置應(yīng)有破損實(shí)時(shí)監(jiān)測和警報(bào)裝置,一旦報(bào)警,自動(dòng)切除相關(guān)破損氣室,及時(shí)撿修。（4）如煙塵超標(biāo),應(yīng)警報(bào),即時(shí)自動(dòng)停止進(jìn)爐垃圾,即時(shí)撿修。（5）對(duì)上述要求,應(yīng)與環(huán)保部門建立通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。

4.2風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間、風(fēng)險(xiǎn)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(dāng)量,以及自動(dòng)功換所需的間隔時(shí)間,通過環(huán)評(píng)中對(duì)當(dāng)?shù)卮髿鈹U(kuò)散模式的要求,計(jì)算出人體最大可能吸入量(Pg/kg·d人體重量),進(jìn)而推算出安全防護(hù)距離。

5　結(jié)語

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