东方凯特瑞脱除二恶英 呋喃类技术简介---最终版
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D K C东方凯特瑞脱除二噁英/呋喃类技术简介
一、二噁英/呋喃类简介
二噁英/呋喃类是由两个苯环通过氧原子连接而生成的芳香烃族化合物,是多氯二苯并二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)两类化合物的总称,共210种异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。
二噁英/呋喃类是环境内分泌干扰物的代表,它们能干扰机体的内分泌,产生广泛的健康影响。二噁英/呋喃类能引起雌性动物卵巢功能障碍,抑制雌激素的作用,使雌性动物不孕、胎仔减少、流产等。二噁英/呋喃类有明显的免疫毒性,可引起动物胸腺萎缩、细胞免疫与体液免疫功能降低等。2,3,7,8-TCDD对动物有极强的致癌性。根据动物实验与流行病学研究的结果,1997年国际癌症研究机构(IARC)将2,3,7,8-TCDD 确定为人类一级致癌物。
同时二噁英/呋喃类的化学性质十分稳定,分解温度在700 ℃以上,特别是烟气降温过程中生成的二噁英/呋喃类很难去除。
二、二噁英/呋喃类的的污染来源
二噁英/呋喃类的污染来源主要有:城市垃圾、医疗废弃物、化工危险废弃物、煤炭、燃油、木材、香烟燃烧;金属冶炼、水泥制造、工业废渣热解;氯代芳香族化合物如氯酚、氯苯、多氯联苯以及其他含氯化学工业品的生产。其中,城市垃圾焚烧放出的二噁英/呋喃类要占总排放量的10%~40%。国家环保总局2006年公布的“二噁英初步排放清单”调查结果显示,废物焚烧所产生的二噁英/呋喃类总量仅次于钢铁和金属生产,以及发电和供热过程中产生的二噁英/呋喃类总量,而这其中,医疗废物由于焚烧量大,其排放量也最大。
三、东方凯特瑞催化剂脱除二噁英/呋喃类应用领域
成都东方凯特瑞环保催化剂有限责任公司(简称DKC)拥有成熟的烟气脱二噁英/呋喃类催化剂设计、制造、检验技术及整条生产线,出产的蜂窝式脱二噁英/呋喃类催化剂具有国际先进水平。脱除二噁英/呋喃类催化剂主要用于垃圾焚烧炉、危险废弃物(含医疗废弃物)焚烧炉、烧结厂烟气中二噁英/呋喃类的脱除,脱除效率最高可达到99.5%,出口二噁英/呋喃类浓度可满足欧盟排放标准限值0.1ng/m3(S.T.P.,dry)TEQ(TEQ为二噁英/呋喃类毒性当量)。
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四、催化氧化脱除二噁英/呋喃类原理
我公司催化剂产品脱除二噁英/呋喃类的原理为选择性催化氧化技术。选择性催化氧化技术是指在氧化环境下,在一定的反应温度内(170~300 ℃),由催化剂表面的活性位置与二噁英/呋喃类进行接触性氧化反应,使二噁英/呋喃类被分解生成CO2、H2O、HCl等无机产物的技术。二噁英/呋喃(PCDD/F)催化氧化的反应原理如图所示:
Catalyst surface 催化剂表面Desorption
解吸
Adsorption
吸附Reaction 反应
Diffusion 扩散
Diffusion
扩散
HCl
H
2
O
Principle of Catalytic Destruction of Dioxins/Furans
二恶英/呋喃催化剂分解原理
Cl
x Cl
Y
Cl
x Cl
Y
O
2+
CO2 PCDD/F
该技术直接将装有催化剂的脱二噁英/呋喃类反应器布置在末端布袋除尘后面,不必再加入其他的化学物质,即可完成二噁英/呋喃类的分解。该方法安全性高,能完全分解二噁英/呋喃类,处理效率高,环保效果明显,处理浓度范围较广,操作费用低。典型的催化氧化脱除二噁英/呋喃类流程图如下:
烟气洗涤塔布袋除尘器反应器风机出口
典型的脱除二噁英/呋喃类流程图
五、催化剂运行条件
为了达到理想的二噁英/呋喃类脱除效果,需要采取烟气前处理和催化氧化脱除相结合的技术。
烟气前处理方法主要包括:
a)急冷技术:为避开二噁英/呋喃类大量生成的温度区间(200~500℃),要求焚
D K C烧废物产生的高温烟气应采取急冷处理,使烟气温度在 1.0 秒钟内降到200℃
以下,减少烟气在200~500℃温区的滞留时间;
b)完全去酸:通过碱洗等方式去除PCDD/Fs 之前驱物,同时除去烟气中的HF、
HCl等,使HCl等的浓度小于1000 mg/m3(S.T.P.,dry);
c)除尘:采用布袋除尘器等去除焚烧烟气中的粉尘,使得粉尘含量达到10 mg/m3
(S.T.P.,dry)以下,去除粉尘中吸附的二噁英/呋喃类,同时防止粉尘堵塞催化
剂孔道。
d)无需活性炭处理:进入二噁英/呋喃类反应器前端烟气无需再使用活性炭处理,
防止活性炭细粉进入催化剂反应器内造成对催化剂的污染、堵塞。
催化剂运行条件
(1)反应温度:我公司催化剂脱除二噁英/呋喃类温度区间为170~300℃(最佳温度为220~260℃),焚烧烟气经急冷处理后,到达催化反应器的温度一般较
低,约130~150℃。因此,必须对焚烧烟气进行再热处理,使得烟气温度提升
至220~260℃,以达到最佳催化效果;
(2)SO2含量:要求进入催化反应器烟气中SO2含量在50 mg/m3(S.T.P.,dry)以下。如果烟气中SO2含量过高,由于反应活性位的竞争,会严重影响催化剂催
化氧化脱除二噁英/呋喃类的效率;
(3)粉尘:要求进入催化反应器的烟气粉尘含量低于10 mg/m3(S.T.P.,dry),由于催化剂无法对灰尘吸附的二噁英/呋喃类进行催化氧化作用,经过催化反应器
后,被灰尘吸附的二噁英/呋喃类会有一部分再次释放到烟气中。如果烟气中灰
分含量过高,则被吸附的二噁英/呋喃类不能通过催化剂脱除,也达不到排放限
值要求。
六、脱二噁英/呋喃类催化剂用量
关于二噁英/呋喃类催化剂用量要根据具体项目的烟气条件(包括烟气流量、烟气中二噁英/呋喃类的入口浓度、含尘浓度、SO2浓度、HCl浓度、烟气温度)、脱除效率、化学寿命以及反应器模块布置等多种因素综合决定。如果每小时烟气量在10000 m3/h(S.T.P.,wet), 二噁英/呋喃类脱除效率90%,保证寿命16000小时,催化剂用量一般范围是3-5 m3。
七、DKC脱二噁英/呋喃类催化剂业绩