二噁英是實際上是兩類三環(huán)芳香族有機化合物的統(tǒng)稱,包括多氯代二苯并-對-二噁英(Polychlorinated diben-p-dioxins,簡稱PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(Polychlorinated dibenzofurans,簡稱PCDFs),統(tǒng)稱PCDD/Fs二噁英的分子結(jié)構(gòu)中,每個苯環(huán)上都可以取代1~4個氯原子,取代位置的不同使得PCDDs有75種異構(gòu)體,PCDFs有135種異構(gòu)體,共210種,在210種異構(gòu)體中,只有2,3,7,8四個位置同時被氯原子取代的化合物才具有生理毒性,共17種。其中毒性最強的是2,3,7,8-四氯代二苯并-對-二噁英(2,3,7,8-TCDD),其毒性相當于沙林的2倍,馬錢子堿的500倍,氰化鉀(KCN)的1000倍,是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最具致癌潛力的物質(zhì),被稱為“世紀之毒”。人體過量攝入二噁英會引起胸腺萎縮、頭痛、失聰以及氯座瘡等癥狀,并可能導致染色體損傷、心力衰竭等,甚至產(chǎn)生不可逆的致畸、致癌和致突變的“三致”效應(yīng)。
在焚燒爐內(nèi),目前對二噁英的生成具有抑制作用的藥劑主要有三類:第一類是硫及含硫化合物;第二類是氮化物;第三類是堿性化合物。
硫?qū)Χf英的抑制主要通過三種途徑來實現(xiàn):
(1)SO2存在時,與Cl2、H2O反應(yīng)生成HCl,減少Cl2的形成,減少Cl2對芳香結(jié)構(gòu)的氯化,進而抑制二噁英的生成。
(2)SO2使Deacon反應(yīng)的催化劑Cu中毒,抑制Deacon反應(yīng)過程Cl2的生成。
(3)SO2可以磺化酚類前驅(qū)物,使氣氛中二噁英的前驅(qū)物減少,從而抑制二噁英的生成。
氮化物對二噁英的抑制作用,是選擇性非催化脫硝反應(yīng)(SNCR)的衍生功能,氮能同時控制NOx和HCI,使參與反應(yīng)的氯源減少從而抑制二噁英的生成。
堿性化合物常用來控制燃燒煙氣酸性氣體排放,改變飛灰表面的酸度,同時抑制爐內(nèi)二噁英的排放。常用的堿性抑制劑有:CaO、CaCO3、Ca(OH)2、CaSO4、MgCO3等。
二噁英抑制劑,國內(nèi)已有十多年的發(fā)展歷史,有上百家垃圾電廠和危廢焚燒廠使用過二噁英抑制劑,并且網(wǎng)上有大量學術(shù)研究論文,代表科研機構(gòu)有:浙江大學、中科院生態(tài)中心、中科院大連化物所等;代表抑制劑廠家有:浙江大學、滁州智慧城市環(huán)保科技有限責任公司等。其中滁州智慧的二噁英抑制劑技術(shù)依托其二噁英在線監(jiān)測診斷系統(tǒng),已通過生態(tài)環(huán)境部發(fā)展中心專家評估。
(1)應(yīng)用范圍
1)垃圾焚燒電廠、廢棄物焚燒廠、醫(yī)廢焚燒廠,以及不同爐型,包括機械爐排爐、循環(huán)流化床、回轉(zhuǎn)爐、裂解爐等。
2)工業(yè)冶金窯爐、電解鋁爐等冶金工業(yè)窯爐。
3)鄉(xiāng)村小型垃圾焚燒爐。
(2) 使用方法
1)針對不同焚燒爐二噁英排放初始指標的調(diào)查、診斷,有針對性、低成本地解決二噁英穩(wěn)定達標排放問題,根據(jù)現(xiàn)場情況,針對性的出具一廠一策的加藥方案。
2)產(chǎn)品為無機粉體,325目,不含重金屬,不燃不爆,易于流動。在使用時,可針對具體爐型、二噁英排放初始濃度、煙氣指標、運行工況、垃圾成分等地區(qū)差異特點,設(shè)計加藥位置和加藥量。
3)針對老式爐,垃圾分類不清,垃圾通常混合太多工業(yè)塑料、雜質(zhì),燃燒工況差,CO濃度高、含氧量高、二噁英初始濃度高的爐型,建議二噁英抑制劑配合二噁英吸附劑同時投加。
(3) 二噁英抑制劑理化特點
1)產(chǎn)品為淡黃色粉體,325目。
2)不含重金屬,不會產(chǎn)生二次污染及煙道重金屬超標。
3)弱堿性物質(zhì),對煙氣臭味、HCl兼具吸附作用,對煙道無腐蝕。