一、一氧化碳
1.定義及性質
一氧化碳是碳的不完全氧化的產物,化學式為CO。煤、石油等化石原料的不完全燃燒,冶金、化工、建材等的生產,汽車、飛機及船舶等的使用時,是一氧化碳的主要來源。一氧化碳是無色、無臭、無刺激性、可燃的有毒氣體,密度為0.967g/cm3,沸點-191.5℃,熔點-199℃?;瘜W性質較穩(wěn)定,幾乎不溶于水,溶于乙醇、苯等多種有機溶劑。在空氣中不易與其他物質發(fā)生化學反應。
2.國家控制標準
在《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)中提出,生活垃圾焚燒爐排放煙氣中一氧化碳的24小時均值為80mg/m3,1小時均值為100mg/m3?!渡罾贌廴究刂茦藴省罚℅B18485-2014),未規(guī)定焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的情況下的一氧化碳濃度,但要求焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的年累積時間不超過60小時,每次故障或事故排放的時間不應超過4小時。
3.污染物的產生及控制手段
一氧化碳是生活垃圾焚燒爐煙氣中的污染物之一,主要來源于垃圾的不完全燃燒。焚燒爐溫度、垃圾在高溫區(qū)的停留時間、過??諝庀禂?、生活垃圾與空氣的混合程度均影響一氧化碳的排放濃度。高的焚燒溫度、較長的煙氣停留時間、越高的過??諝庀禂?、生活垃圾與空氣的充分混合,均可有效降低煙氣中一氧化碳的含量。
二、顆粒物
1.定義及性質
顆粒物是大氣中的主要污染物之一。大氣中顆粒物粒徑的變化范圍較大,不同粒徑的顆粒物對環(huán)境、氣候和健康所造成的影響也各不相同,按粒徑大小分為降塵,TSP(總懸浮顆粒物),PM10(可吸入顆粒物),PM2.5(細顆粒物)。
顆粒物可分為一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物。二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分(如二氧化硫、氮氧化物、碳氫化合物等)之間,或這些組分與大氣中的正常組分(如氧氣)之間通過光化學氧化反應、催化氧化反應或其他化學反應轉化生成的顆粒物。
2.國家控制標準
在《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)中提出,生活垃圾焚燒爐排放煙氣中顆粒物的24小時均值為20mg/m3,1小時均值為30mg/m3。在焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的情況下,顆粒物的1小時均值不得大于150mg/m3。
3.污染物的產生及控制手段
焚燒爐煙氣中的顆粒物(粉塵)是垃圾焚燒過程中產生的微小顆粒物質,可分為物理原因產生的顆粒物和熱化學反應產生的顆粒物。除塵器是煙氣凈化系統(tǒng)的末端設備,目前常用的設備為布袋除塵器。高效布袋除塵可對粒徑為布袋除塵器可對粒徑為1μm以上的顆粒物進行有效捕集,并可去除顆粒物中的二惡英、重金屬及其它污染物。
三、二氧化硫
1.定義及性質
二氧化硫是氧和硫的化合物,分子式為SO2,二氧化硫排放是形成酸雨的重要污染源。二氧化硫是無色、有辛辣氣味,對皮膚及粘膜具有強烈刺激作用的氣體。密度為2.3g/cm3,沸點-10.09℃,熔點-75.5℃。二氧化硫化學性質活躍,能溶解在水中形成亞硫酸,并且溶于水后極易與堿性物質發(fā)生化學反應,形成亞硫酸鹽。而金屬氧化物對二氧化硫均有吸收能力。
2.國家控制標準
在《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)中提出,生活垃圾焚燒爐排放煙氣中顆粒物的24小時均值為80mg/m3,1小時均值為100mg/m3?!渡罾贌廴究刂茦藴省罚℅B18485-2014)未規(guī)定焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的情況下的二氧化硫排放濃度,但要求焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的年累積時間不超過60小時,每次故障或事故排放的時間不應超過4小時。
3.污染物的產生及控制手段
生活垃圾焚燒爐排放的廢氣中的二氧化硫主要來自生活垃圾及輔助燃料帶入的硫,并在焚燒過程中轉換為二氧化硫。生活垃圾焚燒企業(yè)對二氧化硫的主要控制方式為:向爐內噴入石灰石進行爐內脫硫,但該方法僅適用于循環(huán)流化床焚燒爐;對焚燒煙氣采用堿性物質吸收、活性炭吸附的方式對二氧化硫進行去除。
四、氮氧化物
1.定義及性質
由氮和氧組成的化合物,其分子通式為NOX。主要是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),此外還有氧化亞氮(N2O)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。大氣中氮氧化物的主要形態(tài)為一氧化氮及二氧化氮,主要是在燃料燃燒和硝酸、氮肥等生產過程產生的,是造成光化學污染及酸雨的主要污染物之一。一氧化氮為無色無嗅氣體,沸點-151.8℃,稍溶于水,在空氣中可緩慢氧化成二氧化氮。二氧化氮為紅褐色氣體或黃色液體,有刺激性氣味,沸點21.3℃。大氣中絕大部分氮氧化物最終轉化為硝酸鹽微粒,并通過濕沉降或干沉降等過程而從大氣中消失。
2.國家控制標準
在《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)中提出,生活垃圾焚燒爐排放煙氣中氮氧化物的24小時均值為250mg/m3,1小時均值為300 mg/m3。《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)未規(guī)定焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的情況下的氮氧化物的排放濃度,但要求焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的年累積時間不超過60小時,每次故障或事故排放的時間不應超過4小時。
3.污染物的產生及控制手段
生活垃圾焚燒廠排放的氮氧化物一部分來源于垃圾中含N有機質的分解轉化,另一部分來源空氣中氮在高溫下的氧化。在垃圾焚燒中,可采用多種措施來減少氮氧化物的排放,這些措施主要分為兩類:一是燃燒控制,主要是通過改善焚燒爐內部結構、優(yōu)化一次空氣和二次空氣供給、提高煙氣停留時間、降低煙氣中氧含量等方式降低氮氧化物的生成;二是煙氣脫氮,主要通過選擇性非催化還原(SNCR)、選擇性催化還原(SCR)、活性炭吸附等方式對煙氣中的氮氧化物進行去除。
五、氯化氫
1.定義及性質
氯化氫為氯氣和氫氣的化合物,分子式為HCl。氯化氫為無色氣體,有刺激性氣味,密度為1.36g/cm3,熔點-144.8℃,沸點-85℃。易溶于水,其水溶液稱為鹽酸;也溶于乙醇和乙醚等有機物中。主要用于制染料、香料、藥物、各種氯化物及腐蝕抑制劑。干燥的氯化氫氣體性質不活潑,對鋅、鐵等金屬無作用。進入大氣后與水蒸氣相遇,易生成腐蝕作用很強的白色鹽酸酸霧。
2.國家控制標準
在《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)中提出,生活垃圾焚燒爐排放煙氣中氯化氫的24小時均值為50mg/m3,1小時均值為60mg/m3。《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)未規(guī)定焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的情況下的氮氧化物的排放濃度,但要求焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的年累積時間不超過60小時,每次故障或事故排放的時間不應超過4小時。
3.污染物的產生及控制手段
生活垃圾焚燒廠排放的氯化氫來源主要為:(1)垃圾中的有機氯,如PVC塑料、橡膠、皮革等燃燒時分解生成氯化氫氣體;(2)垃圾中的無機氯化物如氯化鈣(來自廚房垃圾)與其他物質反應生成氯化氫。生活垃圾焚燒爐對氯化氫的主要控制措施為:在垃圾焚燒850~1050℃爐溫范圍內,向爐內噴入破碎的碳酸鈣、氫氧化鈣等吸收劑,可以減少氯化氫的生成量。同時也可以可建設煙氣治理設施對氯化氫進行治理,治理設施可分為干式、半干式和濕式系統(tǒng),在干式系統(tǒng),煙氣和消石灰在吸收塔內反應脫除氯化氫;在半干式系統(tǒng),石灰漿在噴霧吸收反應塔內被霧化,霧滴與熱煙氣相接觸而對氯化氫進行去除;在濕式系統(tǒng),煙氣先經過布袋除塵器或靜電除塵器后再進入濕式洗滌塔,脫除氯化氫。
六、重金屬
1.定義及性質
重金屬是指相對密度在4.0以上的60種金屬元素或相對密度在5.0以上的45種金屬元素。因砷(As)和硒(Se)具有與重金屬相似的某些性質和毒性,所以砷(As)和硒(Se)也列入重金屬范圍之內。
2.國家控制標準
因重金屬種類較多,在《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)中將重金屬污染物分為了三類,分別為汞及其化合物(以Hg計),鎘、鉈及其化合物(以Cd+Tl計),銻、砷、鉛、鉻、鈷、銅、錳、鎳及其化合物(以Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni計)。其中汞及其化合物(以Hg計)的控制要求為測定均值為0.05mg/m3,鎘、鉈及其化合物(以Cd+Tl計)的控制要求為測定均值為0.1mg/m3,銻、砷、鉛、鉻、鈷、銅、錳、鎳及其化合物(以Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni計)的控制要求為測定均值為1.0mg/m3?!渡罾贌廴究刂茦藴省罚℅B18485-2014)未規(guī)定焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的情況下的重金屬的排放濃度,但要求焚燒爐啟動、停爐、發(fā)生故障的年累積時間不超過60小時,每次故障或事故排放的時間不應超過4小時。
3.污染物的產生及控制手段
因生活垃圾中的電池、紙張、家用器皿、金屬中含有一定量的重金屬,在焚燒過程中,會隨焚燒煙氣進入大氣環(huán)境。在垃圾焚燒爐煙氣治理的各階段,如酸性污染物去除、活性炭噴入、除塵等過程均可實現對重金屬污染物的去除。
七、二惡英
1.定義及性質
二惡英是三環(huán)芳香族有機化合物的總稱,含聚合氯代二苯并對二惡英(PCDD)、聚合氯代二苯并呋喃(PCDF)、多氯聯(lián)苯(Co-PCB)三類,目前被發(fā)現的二惡英類物質有200余種。二惡英類異構體因所含氯原子及取代位置不同,導致其毒性有較大差別,因此通過毒性當量(TEQ)對其毒性進行評價,其數值為毒性當量因子(TEF),其中取毒性最強的2,3,7,8—四氯二苯并二惡英當量因子TEF為1,其它二惡英物質額當量因子均小于1。二惡英化學性質穩(wěn)定,標準狀態(tài)下為固態(tài),難溶于水。二惡英在土壤中的半衰期為12年,在空氣中光化學分解半衰期為8.3天。
2.國家控制標準
在《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)中提出,生活垃圾焚燒爐排放煙氣中二惡英的測定均值為0.1ngTEQ/m3。
3.污染物的產生及控制手段
生活垃圾焚燒爐煙氣中二惡英的來源主要為:(1)生活垃圾自身帶入;(2)含氯有機物在焚燒過程中不完全燃燒,導致重排、自由基縮合、脫氯而生產;(3)燃燒不充分而在煙氣中產生過多的未燃燼,在銅等催化物質及300~500℃的溫度環(huán)境下,高溫燃燒中已分解的二惡英將再次生成。
控制二惡英的主要措施為在垃圾焚燒過程中控制二惡英的生成及煙氣末端治理。其中,在垃圾焚燒過程中控制二惡英的生成的措施主要有,一是合理控制爐內的煙氣溫度及停留時間,確保焚燒爐內燃燒溫度達到850℃以上,停留時間大于2秒;二是合理控制燃燒過??諝庀禂导盁煔庵蠧O濃度。過剩空氣系數越大,CO濃度越低,垃圾燃燒越充分,可抑制二惡英的生成;三是增加焚燒爐內湍流程度,確保垃圾與空氣充分混合,確保二惡英被充分破壞。煙氣末端治理措施為向煙氣中投加活性炭對煙氣中的二惡英進行吸附去除。