1.危廢煙氣成分分析
不同批次危險廢物的組成、熱值、形狀和燃燒狀態(tài)都有較大的變化,同時燃燒后所產(chǎn)生的廢氣組成和廢渣性質(zhì)也會隨之改變。一般來說,危廢焚燒后煙氣主要包括以下及部分:
1.1酸性氣體
HCl:固廢中主要含氯有機物焚燒熱分解產(chǎn)生,如PVC塑料、含氯消毒或漂白的廢棄廢物。
HF:來自含氟碳化合物的燃燒。
SO2:一部分來自固廢中含硫化合物的熱分解和氧化,另一部分來自輔助燃料(輕柴油)燃燒。
NOx:主要來自含氮化合物的熱分解和氧化燃燒,少量來自空氣成分中氮的熱力燃燒。
CO:一部分來自固廢碳化物的熱分解,另一部分來自不完全燃燒,固廢燃燒效率越高,排氣CO含量就越少。
1.2煙塵
煙塵是焚燒過程中產(chǎn)生的微小顆粒性物質(zhì),主要是被燃燒空氣和煙氣吹起的小顆粒灰分;未充分燃燒的碳等可燃物;因高溫而揮發(fā)的鹽類和重金屬等在煙氣冷卻處理過程中又冷凝或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的物質(zhì)。
1.3重金屬
1.4二惡英類物質(zhì)
1)廢物本身含有成分:由于廢物種類繁多、成分復(fù)雜,如殺蟲劑、除草劑、防腐劑、農(nóng)藥、噴漆等有機溶劑及其他工業(yè)廢物,可能含有PCDDs/PCDFs,其中以塑料類含量較高,因PCDDs/PCDFs的破壞分解溫度并不高(750~800℃),若能保持良好的燃燒狀況,由廢物本身所夾帶的PCDDs/PCDFs物質(zhì),經(jīng)焚燒后大部分應(yīng)已被破壞分解。根據(jù)歐洲各國的研究,垃圾中塑料含量與焚燒爐煙道氣中二惡英含量并無直接的統(tǒng)計關(guān)聯(lián)性。
2)爐內(nèi)形成:廢物化學(xué)成分中C、H、O、N、S、Cl等元素,在焚燒過程中可能先形成部分不完全燃燒的碳氫化合物,當(dāng)碳氫化合物因爐內(nèi)燃燒狀況不良(如氧氣不足、缺乏充分混合及爐溫太低等因素)而未及時分解為CO2和H2O時,可能與廢物中的氯化物結(jié)合形成二惡英、氯苯及氯酚等物質(zhì)。其中氯苯及氯酚的破壞分解溫度高出100℃左右,如爐內(nèi)燃燒狀況不良,尤其在二次燃燒段內(nèi)混合程度不夠或停留時間太短,更不易將其除去,因此可能成為爐外低溫合成二惡英的前驅(qū)物質(zhì)。
3)爐外低溫再合成:由于完全燃燒并不容易達成,氯苯及氯酚等前驅(qū)物質(zhì)隨廢氣從燃燒室排出后,可能被廢氣中的碳元素吸附,并在250~400℃(300℃時更顯著)條件下,在灰分顆粒所構(gòu)成的活性接觸面上,被金屬氯化物催化反應(yīng)生成二惡英。此種再合成反應(yīng)的發(fā)生,除了需在特定溫度范圍內(nèi)由飛灰所提供的碳元素(飛灰中碳的氣化率越高,二惡英類的生成量越大)、催化物質(zhì)、活性接觸面及前驅(qū)物質(zhì)外,廢氣中充分的氧含量、重金屬、水分含量也是再合成的重要角色。
關(guān)于二惡英控制的方法:
煙氣由燃燒室進入余熱鍋爐內(nèi)一次冷卻,然后再進入急冷塔,用霧化液急冷,煙氣從550℃降為195℃,此換熱過程需0.6~0.8s,換熱后水分全部蒸發(fā),進入煙氣中??捎行Х乐苟河⒌脑偕伞槭筆CDD/PCDF的終排濃度小于0.5ng/m3,采取了如下措施。
1)保證二燃室溫度在1100℃以上,煙氣在二燃室停留時間大于2s,確保進入焚燒系統(tǒng)的危險廢物能夠充分燃燒,使煙氣中的微量有機物及二惡英充分分解,分解效率超過99.99%。
2)對二燃室排出的煙氣采用余熱鍋爐回收熱能,將煙氣溫度從1100~1200℃降至530℃左右,再對煙氣采取驟冷措施(急冷塔),使煙氣在500~200℃的停留時間小于1s,從而抑制二惡英的再合成。
3)將活性炭噴入布袋除塵器前的管道中,用以吸附煙氣中的二惡英及重金屬,再由布袋除塵器將吸附二惡英的活性炭捕集。