抑制二惡英生成的垃圾焚燒方式
目前世界上除北美國(guó)家外,較多使用的垃圾焚燒爐為爐排爐直接焚燒方式。其垃圾在爐膛內(nèi)直接燃燒,化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的煙氣有害成分較多,不可避免會(huì)產(chǎn)生銅的氧化、HCL、EY CuCL2的生產(chǎn),由于爐排本身的不足有時(shí)可能發(fā)生垃圾翻滾不夠,造成燃燒不安全,飛灰中殘留的未燃燼訴碳,這些物質(zhì)的存在使已經(jīng)分解的二惡英在鍋爐和靜電除塵器中再度合成。另外由于爐排爐爐溫受垃圾熱值的變化而波動(dòng),使得垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二惡英難于保證完全分解,從而引起二惡英排放量增加。要消除二惡英必須投入昂貴的尾氣處理設(shè)備、活性炭吸附,這顯然付出的代價(jià)太高,使原本投資高,煙氣凈化系統(tǒng)龐大,運(yùn)行費(fèi)用高的矛盾更加突出。而且,使用后的活性炭無(wú)法再生,成為一個(gè)新的毒源,又必須小心處理。
那么,我們?cè)撜乙粋(gè)怎樣的技術(shù)來(lái)抑制二惡英的生成呢?加拿大的科學(xué)家從二惡英生成的最基本的四個(gè)條件:氯、氧、溫度、催化劑分析,在七十年代研制出了控氣型垃圾焚燒爐。這種焚燒爐將燃燒過(guò)程中分為二級(jí)燃燒室,一燃室為垃圾熱分解,溫度控制在700℃以內(nèi),讓垃圾在缺氧狀態(tài)下安靜而緩慢地在低溫下熱分解,此時(shí)金屬銅、鋁、鐵不會(huì)被氧化,沒(méi)有CO2的產(chǎn)生,也就不會(huì)有CuCL2的產(chǎn)生和存在,垃圾中的可燃成分分解成可燃?xì)怏w,并引入二燃室燃燒,二燃室溫度在1000℃以上,煙氣停留時(shí)間2秒以上,保證了有毒有害的有機(jī)氣體完全分解燃燒,從而保證了二惡英的充分分解。由于二燃室是氣體燃燒,避免了煙氣中的殘?zhí)即嬖冢魅趿硕河⒌纳森h(huán)境。由于控氣型垃圾焚燒爐是固體床,所以不會(huì)產(chǎn)生煙塵,不會(huì)有未燃燼訴殘?zhí)歼M(jìn)入煙氣中,更有利的是該系統(tǒng)不需設(shè)置龐大的除塵裝置和其它凈化裝置,即可達(dá)到煙氣排放標(biāo)準(zhǔn),只有在含氯塑料過(guò)高導(dǎo)致HCL超標(biāo)時(shí),才需要增加簡(jiǎn)單的堿洗裝置。
以上分析可知,控氣型焚燒爐從原理上控制了二惡英產(chǎn)生的各種因素:
氧的含量--在控氣型焚燒爐中,一燃室始終處于缺氧狀態(tài)(還氧氣氛),僅有的氧化原子優(yōu)先與C、H結(jié)合,Cu、AL、Fe等不易被氧化,削弱了二惡英的生成環(huán)境。
溫度因素--在二燃室中溫度高達(dá)1000℃以上,煙氣停留遠(yuǎn)大于2秒,可將所有的有機(jī)物燃燼;二燃室內(nèi)因無(wú)水冷壁管,沒(méi)有死角,故溫度均勻,不會(huì)殘留有害的有機(jī)物。
催化劑因素--一燃室溫度較低,重金屬基本上不被分解,煙氣中很少有重金屬離子,從而減少了催化劑成分;一燃室中含氫成分高,CL優(yōu)先與H結(jié)合。
進(jìn)入九十年代后,日本、德國(guó)的科學(xué)家也分別發(fā)表了研制控氣型焚燒爐的分級(jí)燃燒成果,據(jù)日本笠原公司報(bào)道,采用熱解氣化焚燒爐,由于其一燃室是還原氣氛,所以SO2僅為9.5ppm, NOx為6.1ppm, NO2為9.5ppm,二燃室是高溫燃燒,CO接近為0,所以二惡英值可望處于 很低的水平。
目前國(guó)際上采用控氣型焚燒爐較多的國(guó)家是美國(guó)、加拿大,日本、德國(guó)也將此種技術(shù)作為垃圾焚燒的推廣技術(shù),以減少二惡英的排放。
因此,控氣型垃圾焚燒是環(huán)保型的工藝,是符合垃圾處理無(wú)害化、資源化、減量化三原則的理想的環(huán)保型垃圾處理技術(shù)。建議在采用垃圾焚燒處理的城市中,優(yōu)先選用此種先進(jìn)的、設(shè)備可靠的新工藝系統(tǒng)技術(shù)。
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