• 3.2 焚烧过程中改进燃烧技术
• （1）改进燃烧状况
• 改进燃烧状况，保证稳定、充分燃烧可以减少 PCDD/Fs的生成。燃烧过程中的各种参数如温度、湍 流度、停留时间等对PCDD/Fs的形成有着较大的影响， 现代的垃圾焚烧炉设计时为控制二噁英的排放，都 采用“3T原则”，即燃烧温度保持在800℃以上 (Tempeartur)e;在高温区送入二次空气，充分搅拌 混合增强湍流度(Thbrulenec);延长气体在高温区的 停留时间(Time>25)。燃烧的稳定性对二噁英的产生 也有很大的影响，如一般垃圾焚烧炉开始运行和停 止时二噁英的含量要高于正常运行时。
• 垃圾预处理的目的就是尽量减少进入焚烧系统中能对 二噁英的生成起作用的物质的量, 一方面通过预分拣 的方法来减少生活垃圾中氯和重金属含量高的物质进 入垃圾焚烧系统, 从而减少二噁英合成反应中所需的 反应物和重金属催化剂的量; 另一方面采用高硫煤与 城市生活垃圾混烧的方法, 不但能够提高燃烧的稳定 性而且燃烧产生的SO2对二噁英的产生有抑制作用。
பைடு நூலகம்
• 一般认为, 有氯和金属元素存在条件下的有机 物燃烧均会产生二噁英。通过分析发现, 城市 生活垃圾中含有大量的有机氯化物( 如聚氯乙 烯塑料、氯苯等) 和无机氯化物( 如氯化钠、氯 化镁等) , 其中有机物的含量达到20%～50%, 这 促使城市生活垃圾焚烧过程中产生的二噁英量 最大, 其次为有毒有害废物焚烧。
2 二噁英在垃圾焚烧过程中的产生
自1977年荷兰阿姆斯特丹垃圾焚烧厂排放的烟 气以及飞灰中检测到二噁英以来，20多年来各国研 究者对其在垃圾焚烧中的机理进行了深入而广泛的 研究。己经有几种被公认的机理，但是在实际垃圾 焚烧炉中究竟何种机理占主要地位仍然存在争议。 按照垃圾焚烧系统的工艺流程，将垃圾在焚烧中二 噁英的形成机理主要分为三大类:(l)作为燃料的原生 垃圾中含有痕量的二噁英，在焚烧中未能完全破坏 或分解，继续在固体残渣和烟气中存在;(2)在燃烧炉 膛中二噁英的生成(即高温气相反应);(3)燃烧后的区 域内二噁英的再生成(即低温异相催化反应，包括前 驱物以及denovo合成反应)。
二噁英能够导致严重的皮肤损伤性疾病, 具有 强烈的致癌、致畸作用。1997 年世界卫生组织国 际癌症研究中心将其列为一级致癌物, 同时它还具 有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。如果人体短 时间暴露于较高浓度的二噁英中, 就可能导致皮肤 损伤, 如出现氯痤疮及皮肤黑斑, 还使肝功能产生病 变。如果长期暴露则会对免疫系统、发育中的神经 系统、内分泌系统和生殖功能造成损害。
• （3）焚烧炉的燃烧后区域防止PCDD/Fs形成
• 控制烟气的温度一时间分布。已有研究证明 PCDD/Fs的“从头合成”是在焚烧炉的燃后区域中 形成，PCDD/Fs形成的温度范围在200-500℃之 间，且在300℃~325℃时PCDD/Fs的生成量最大， 故缩短烟气在这个温度段的停留时间，PCDD/Fs 的生成量应会降低。
3 垃圾焚烧过程中二噁英的控制
• 根据前述生活垃圾焚烧过程中PCDD/Fs的 形成机理，控制或减少二噁英的措施主要 包括三类:()l控制垃圾的组成或促进其生成 的组分;(2)抑制燃烧过程及燃后区域中二噁 英的生成;(3)在二噁英已经生成后，脱除或 减少尾气和飞灰的二噁英排放。
• 3.1 焚烧前垃圾预处理
垃圾焚烧二噁英的形成与控制
• 二噁英的结构性质和危害
• 二噁英在垃圾焚烧过程中的 产生 • 垃圾焚烧过程中二噁英的控制
1 二噁英的结构性质和危害
• 1.1 二噁英的结构性质
二噁英(Dioxin) 是一种毒性极强的特殊有机化合物, 主要包括多氯代二苯并二噁英( PCDDs ) 和多氯代 二苯并呋喃( PCDFs ) , 它们分别有75 种和135 种同 族体。其中以2, 3, 7, 8 四氯二苯二噁英( TCDD) 毒 性最大, 其毒性比氰化物大1000倍, 比马钱子碱大 500倍,是目前人类发现的毒性最强的物质。
• 飞灰中的残碳是二噁英从头合成的主要碳源， 沉积在锅炉热交换器上飞灰的停留时间为几个 小时甚至几天，二噁英也就会形成，因此，如 果可以定期清除掉飞灰，也会降低二噁英的生 成。
• 烟气中喷入特定的化学试剂抑制二噁英。二氧 化硫、氨水、二甲胺和甲硫醇四种抑制剂雾化 后喷入烟气中 ，二噁英的浓度降低了50%-78%。
• 二噁英产生途径可归纳为两个方面: 一方面, 氯源( 如PVC、氯气、HCl 等) 、二噁英前驱 物和反应催化剂(Cu、Fe ) 的存在, 当炉膛温 度低于850℃, 停留时间小于2s 时, 部分有机 物就会与分子氯或氯游离基反应生成二噁英 （高温气相生成）; 另一方面, 离开炉膛后的 烟气中除了含有可能己经生成的二噁英以外， 还携带有氯苯、氯酚或多氯联苯等(化学结 构与二噁英类似)芳香族化合物和烯烃、炔 烃等脂肪族类有机物，同时还有未燃尽碳存 在，以及一些过渡金属(如Cu，Fe等)，这些 物质从炉膛高温(850℃以上)冷却后发生聚合， 通过分子重组催化反应生成二噁英，温度范 围一般在250-650℃之间，即所谓的低温异 相催化反应。
二噁英具有亲脂性及化学稳定性, 700°C 以上才开始 分解, 易在土壤和生物体内沉积,可以通过食物链中 的脂质发生转移和生物富集[2]。另外, 二噁英蒸汽 压很低, 在标准状态下低于7.2×10-6Pa ,在一般环境 温度下不易从表面挥发。
1.2 二噁英的危害
二噁英主要污染空气、土壤和水体, 进而污染 动物、植物和水生生物。人主要是通过空气、饮水、 食物而受害。据调查, 人类90%以上的受害来自于膳 食, 其中动物性食品是主要来源。
• （2）MSW中添加抑制剂防止PCDD/Fs的生成
• 许多无机或有机的化合物被用来研究抑制二噁英生成 的能力。一类为碱性化合物，如NH3、CaO、NaOH、 KOH和Na2Co3，这些碱性化合物可以改变飞灰表面的 酸度:另外一类抑制剂是指可以和能够催化二噁英反 应的过渡金属结合形成生成其它络合物的化合物，如 含硫化合物，Na2S、Na2S203、CS2O3、SO3和S02。