垃圾焚烧发电过中二次污染物处理方法综述.docVIP

垃圾焚烧发电过程中二噁英类污染物防治方法综述 学 院： 化学化工学院 专业班级： 应用化学0603班 姓 名： 何浚欢 学 号： 1502060303 2009-12-19 垃圾焚烧发电过程中二噁英类污染物防治方法综述 何浚欢 （中南大学 化学化工学院，湖南 长沙，410012） 摘要：概述了垃圾焚烧发电过程中二噁英类二次污染物的组成、来源及形成机理，并详细介绍了对应的化学处理方法。 关键词：垃圾焚烧、二噁英、防治 在垃圾对环境的污染日益严重的今天。垃圾焚烧发电是使垃圾无害化,减容化,资源化较为有效的方法,我国各地，特别是在大城市，垃圾电厂的兴建有效地缓解了垃圾围城的难题，为当地经济的发展提供了能源保障。但是垃圾发电在推动社会创造巨大财富的同时也带来环境的二次污染问题。有些污染物，对环境和生态的危害甚至超过垃圾本身，其中表现尤为突出的就是二噁英类污染物，。为实现经济与环境协同发展的目标，对垃圾焚烧发电产生的二噁英类污染物的控制处理必须引起我们的高度重视。 1、二噁英类化合物的组成及性质 二噁英是指含有2个或1个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物,它的英文名为“Dioxin”。由于Cl原子可以占据环上8个不同的位置,从而可构成75种多氯代二苯(PCDD)异构体和135种多氯二苯并呋喃(PCDF)异构体,通常总称为二噁英,其分子量为321. 96,为白色结晶体,m. p.: 302-305℃, 500℃开始分解,800℃时21s完全分解,是目前已知毒性最大的有机氯化合物，其中2，3，7，8-四氯二苯并二噁英（2，3，7，8-TCDD）更是目前已知有机物中毒性最强的。二噁英性质稳定,极难溶于水，常温下在水中溶解度仅为7.2 X 10-6 mg/L，但在有机溶剂中溶解性极强，同在常温下二噁英在二氯苯中的溶解度高达1400 mg/L，强烈的脂溶性使二噁英更容易在生物体的脂肪层内蓄积,而且极难排出体外。另外二噁英的蒸汽压很低，在标准状态低于1.33 X 10-8Pa，使二噁英在一般环境温度下不容易从表面挥发，而且二噁英的半衰期长，土壤中的半衰期为12a,气态二噁英在空气中光化学分解的半衰期为8. 3d，二噁英的这些特性使它的污染在环境中广泛存在。[1][2][3] 2、垃圾焚烧发电的二噁英类污染物来源及形成机理 垃圾焚烧发电过程中产生的二噁英类污染物主要来源有二：一是垃圾本身含有的二噁英在燃烧过程中的挥发，二是在垃圾燃烧过程中合成。二噁英的合成机理主要有三个：(1)高温合成。在垃圾进入焚烧炉的初期干燥阶段,除水分外,含碳氢成分的低沸点有机物挥发后,与空气中的氧反应生成水和二氧化碳,形成暂时缺氧状况,使部分有机物同氯化氢反应,生成二噁英; (2)从头合成。通过de novo合成反应形成二噁英。即在低温(250-350℃)条件下,大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯在飞灰表面反应,生成二噁英; (3)前驱物合成。不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应,可形成多种有机气相前驱物,如多氯苯酚和聚氯乙烯,前驱物分子在燃烧过程中通过重排、自由基缩合、脱氯及其它化学反应生成二噁英。[4 3、垃圾焚烧发电的二噁英类污染物的控制 要控制二噁英污染就要从二噁英的来源与产生机理着手： （1）加强垃圾的分类回收工作。必须避免含二噁英类物质及氯含量高的物质（如PVC塑料、人造橡胶、带油漆废弃品等）进入垃圾中，从源头阻断二噁英类污染物的产生。 （2）减少二噁英类污染物的炉内合成。二噁英类污染物的高温合成关键是需要缺氧条件，在此条件下才可以确保含氯有机物不被氧化，生成二噁英。因此保证垃圾焚烧过程中适量的空气过剩可以保证垃圾焚烧完全，有效的抑制二噁英的形成。另外，二噁英在高温下并不稳定，温度超过500 oC时开始分解，在温度超过800 oC时分解速度很快，因此适当提高炉温也可以有效的减少二噁英的排放。经实践证明，在充分反应时间下，控制好空气的过剩量及焚烧炉炉温,可使二噁英99. 99%在炉内分解,避免产生氯苯及氯酚等物质,烟气中的二噁英再经过活性炭吸附和除尘处理可降至0. 04ngTEQm3以下。[2] (3)减少二噁英类污染物的炉外低温再合成。二噁英的炉外低温再合成，无论是通过机理2还是机理3，关键都是需要垃圾焚烧飞灰的表面不均匀催化作用。但不是所有的飞灰都可以起到催化的作用，只有那些含有铜或铁化合物，特别是氯化铜、氯化铁的飞灰才对二噁英类化合物起强催化作用，而这些氯化物的出现，是由于垃圾中铜、铁单质在高温下被氧化，再与垃圾焚烧时生成的氯化氢反应而导致的。要解决此问题，一方面是要做好垃圾分类回收工作，回收含铜、铁物质