垃圾焚烧电厂二噁英的形成与控制思考

垃圾焚烧电厂二噁英的形成与控制思考
摘要：本文对生活垃圾焚烧中二噁英的焚烧机制进行分析，为的是更好地控
制二噁英的产生。

实践中，多数中国垃圾焚烧厂都会借助活性炭来吸附二噁英，
为的是更好地适应环保方面的要求。

在此背景下本文重点分析垃圾焚烧电厂二噁
英的形成和控制机制。

关键词：垃圾焚烧电厂；二噁英；控制思考
引言：
二噁英作为一种有着极强毒性的有机化合物，重点是由PCDDs以及PCDF组成。

又因为多数氯原子实践中的位置和数量都会有所不同，内部包含众多异构体，所以多数人会受不了这种味道，更成为了阻碍垃圾发电厂发展的主要原因。

但是，随着人们环保意识的逐步增强，控制二噁英已经成为了未来发展的重要方向。

1.二噁英的概述
二噁英其实是一种化合物的总称，实际是由PCDSS和PCDFS两个不同类型的
化合物组成的，内部实际也是由不同类型的同族体组成，正因为这两种物质内部
的化学结构非常相似，所以被简称为二噁英。

此外，二噁英其实是在工业生产过
程中无意识被合成的，包括焚烧垃圾、制造杀虫剂、漂白纸浆和其他不同的过程
中都会产生二噁英。

图1描述了二噁英的主要结构。

图1二噁英的主要结构
常温下的二噁英自身的熔点非常高，并且只有在700摄氏度的温度下才能够快速被分解，更可以稳定地存在于酸碱环境中。

二噁英自身的毒性很高，已经被归入最毒的化学物质之一。

二噁英更容易被存积在生物体的体内却不容易被直接排出。

如果在生物体内部的浓度过高就会对生物造成损害，长期摄入二噁英甚至会诱发包括癌变、急性和其他不同类型的疾病。

2.形成二噁英的主要机理
2.1多样化的高温气体反应
在燃烧生活垃圾时如果没有燃烧充分则会形成PIC和HCI，而其中存在的HCI会在第一时间转化为Cl或者Cl。

如果不完全燃烧的过程正持续进行，则会
2
在较短的时间内产生氧化反应和氯化反应，如果氯化反应持续的时间比较长则容易产生PIC。

一般PIC内部主要是由不通过类型的炔烃类以及烯
烃类化合物组成的。

3.控制二噁英形成的技术
3.1形成抑制
可以在实践中通过采用如下几点方式来抑制二噁英的形成，这些不同的措施都会从不同的角度来直接遏制二噁英。

3.1.1优化燃烧的参数
可以在分析不同炉形结构的基础上来更好地优化二噁英燃烧的参数，并通过运用相关的参数来直接抑制二噁英的形成。

这是目前最为直接抑制二噁英的主要方法。

3.1.2在炉子内部加入合适的抑制剂
可以在炉子内部投入各种不同类型的抑制剂，这些主要的抑制剂重点是由氯化物、碱性化合物和其他不同类型的物质组成。

其中，高级的硫抑制剂则会通过消耗存在于氧气中的Cl
来和飞灰中的金属催化剂直接进行反应，最终自然可以
2
直接降低催化剂自身的活性。

氮化物所起到的脱硝反应也可以在第一时间直接抑制二噁英，更可以通过向高温燃烧炉中喷入合适的NH 3来降低二噁英自身的浓度。

3.1.3优化焚烧炉的结构
不同类型的焚烧炉主要可以分为炉排式、流化床式和其他不通过的类型，更可以在燃烧的过程中采用包括两段式燃烧在内的不同燃烧方式。

实践中主要可以运用“3T”原则来优化整个焚烧炉的结构，不仅要将燃烧的温度控制在850摄氏度以上，更需要在燃烧中形成新的燃烧结构，并注意在高温区停留超过2s 的时间[1]。

一般而言只需要让燃烧的过程满足以上三条重要的原则就可以实现充分燃烧。

3.1.4清除积灰
存在于管道和换热面内部的积灰不仅可以在第一时间释放出一定的二噁英，更可以在不同的场合帮助形成不同的二噁英。

只需要在第一时间有效地清除存在于管道内部的积灰才能够有效地减少在燃烧区域内部的二噁英。

3.1.5烟气净化技术
多数二噁英中都会存在诸多类型的颗粒状物质，生活中产生的二噁英也多数是以颗粒状的状态存在的。

其中气态的二噁英会因为氯原子数量的增加而不断地减少，而低氯形式的二噁英则会因为受到环境的影响而变得不太稳定。

正因为环境中低氯代二噁英对环境的影响将会变得很大，所以只有控制气态二噁英的排放才能够发挥更大的作用。

实际采用的治理方法包括如下几点：
第一，重点可以采用活性炭来实现高效除尘，这是目前多数垃圾焚烧电厂中采用的最佳方法。

只要通过灵活地运用活性炭表面存在的吸附性就可以吸收空气中的二噁英。

第二，采用选择性催化还原的方法。

注意在进行脱销处理的同时直接处理二噁英，实践中分解的产物主要是有CO 2、H 2O 和其他不同的产物组成。

为
了避免在垃圾焚烧的过程中存在中毒的现象，需要在设置除尘装置之后来设置合适的催化温度，并在较低温度范围内实现高效分解。

多数公司实际更会采用催化反应和布袋除尘相互结合的方式，为的就是借助特殊的工艺附着在过滤膜上，最
终让二噁英在第一时间被分解[2]。

第三，高能电子束实际是应用非常广泛的技术，主要借助电子束来直接分解二噁英。

但是因为内部反应器非常不稳定，所以会在
较短的时间内提升其使用的成本，但是此项技术还没有被纳入商业化的应用阶段。

第四，实践中可以通过改进燃烧技术来直接控制燃烧系统。

并通过在垃圾焚烧场
内部设置较为先进和可靠的自动控制系统来让燃烧技术发挥更好的作用。

第五，
多数二噁英实际会直接吸附在飞灰上，因此专业人员需要借助专业的容器来直接
收集飞灰，并在采用合适的技术来进行无害化处理。

如果有条件也可以针对这些
飞灰来进行加热脱氯处理，或者在融化之后再送到安全填埋场内部，最终自然可
以降低灰飞中二噁英的含量。

4.结束语
随着越来越多的学生开始关注燃烧中产生的二噁英问题，二噁英产生的污染
问题正变得越来越严重，专业人员需要采用合适的方法来产生由此出现的污染问题。

而目前开发低运行成本的二噁英燃烧技术是发达国家解决污染问题的唯一出路。

实践中合理的价格、运行的成本和先进的焚烧技术都可以在较短的时间内直
接处理由垃圾焚烧而产生的污染，未来不仅会促进社会效益的提升，更对中国垃
圾焚烧有很大的意义。

参考文献：
[1] 刘惠永姚强徐旭常等垃圾焚烧二恶英污染控制机理及技术[J] 环保
与生活,2017(5):59-63
[2] 黄爱军田洪海城市生活垃圾焚烧处理初探[J]. 环境科学研
究.2018(5):198-203。