废物焚烧炉二恶英硫氨基复合阻滞的研究

发布时间：2020-07-26 13:36

【摘要】：随着生活垃圾焚烧污染控制新标准的实施,控制垃圾焚烧过程中二恶英低排放充满挑战。为全面认识典型垃圾焚烧炉烟气二恶英的全过程排放特性,阐明硫、氮基阻滞机理,开发廉价高效新型阻滞剂以及阻滞技术工业应用,本文开展了一系列试验研究,并取得了一些具有实际指导价值的研究结果结论,主要包括：1)本文系统研究了国内典型垃圾焚烧炉烟气二恶英的全过程排放特性,炉膛出口(850-900℃)烟气二恶英浓度为0.03-1.09 ng I-TEQ/Nm3,平均浓度为0.62 ng I-TEQ/Nm3。低温过热器出口(420-45℃)烟气二恶英浓度为0.02-54.07 ng I-TEQ/Nm3,平均浓度为11.54 ng I-TEQ/Nm3.烟气净化系统入口(200-220℃)烟气二恶英浓度为6.70-126.11 ng I-TEQ/Nm3,平均浓度为67.15 ng I-TEQ/Nm3。布袋出口(150-165℃)烟气二恶英浓度为0.08-2.17 ng I-TEQ/Nm3,平均浓度为0.93 ng I-TEQ/Nm3.焚烧炉各阶段烟气二恶英的排放浓度是一个先递增再后递减的过程,低温过热器出口到烟气净化系统入口区域是烟气二恶英递增的主要区域,二恶英再生成主要集中在250-450℃之间。记忆效应对烟气二恶英生成的影响主要集中在低温过热器出口到烟气净化系统入口烟道区域,减少炉子压火、起停次数,有助于减少记忆效应的影响。2)本文全面阐述了硫基、氮基阻滞机理,基于经济、无毒、高效、硫氮分子比重大和易操作等原则,研究探索了污泥干化热解气等4种新型硫氨基复合阻滞剂。低温段,硫氨基复合阻滞剂对二恶英生成的阻滞率可达99%以上。硫氨基复合阻滞剂的阻滞效果受氮基类型的影响,其阻滞效率随着(S+N)/Cl摩尔比的升高而升高,1.4-2.0是比较理想的(S+N)/Cl摩尔比。3)本文研究探索了阻滞剂循环回用技术,并在实际焚烧炉旁路烟气中试系统(500Nm3/h)上进行了试验。试验结果表明该中试系统对硫氮基阻滞气氛有很强的累积能力,短时间内能将烟气中(S+N)/Cl摩尔比提高到1倍以上。新型硫氨基复合阻滞剂循环后,二恶英阻滞率达到95%以上,烟气中PCDD/Fs的浓度为0.08 ng I-TEQ/Nm3,低于0.1 ng I-TEQ/Nm3的最新国家环保标准。4)本文研究探索了一套高温段炉内阻滞剂溶液喷射和中低温段炉内阻滞剂粉末喷射的创新性二恶英阻滞技术,并完成了新型硫氨基复合阻滞剂在实际焚烧炉(垃圾处理量为600-800 t/d)上工业应用的研究。试验结果表明,添加垃圾处理量0.1%的阻滞剂时,二恶英阻滞率达85%以上,高温段喷射能协同阻滞了NOx,阻滞率达43%。该阻滞技术对烟气SO2等常规污染物排放没有负面影响。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X799.3
【图文】：

２０１２年，我国生活垃圾无害化处置李为８４．８％，海南、北京和浙江等城市无害化处逡逑置率接近１００％，而东北及西北部分地区处置率只有５０％左右，无害化处置率偏低。我逡逑国生活括圾无害化处置Ｗ填埋为主，约占７３％，而焚烧只占２５％邋（图１．２）。甘肃、青逡逑海等城市填埋处置率接近１００％，福建、浙江和江苏等城市焚烧处置率超过５０％。可见，逡逑受地理环境及经济水平的影响，我国各城市生活垃圾处置不均衡，东部沿海地区受止地逡逑资源的限制，焚烧处置率比例高，而中西部地区主地资源栖对丰富，生活括圾几乎填埋。逡逑国家＂十二五＂规划明确规定：‘‘到２０１５年，直辖市、省会城市和计划单列市生活垃极全逡逑部实现无害化处理，设市城市生活括圾无害化处理率达到９０％ＬNB上，全国城镇生活垃圾逡逑１逡逑

Ｓ；邋ｉＵ—Ｕ；—ｉＪ—Ｊ邋Ｊ：凹邋Ｊ：邋ｔ逡逑２００２邋２０的邋２００４邋２００５邋２００６邋２００７邋２００８邋２０的邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３逡逑图１．１近几年我国生活垃圾清运量逡逑２０１２年，我国生活垃圾无害化处置李为８４．８％，海南、北京和浙江等城市无害化处逡逑置率接近１００％，而东北及西北部分地区处置率只有５０％左右，无害化处置率偏低。我逡逑国生活括圾无害化处置Ｗ填埋为主，约占７３％，而焚烧只占２５％邋（图１．２）。甘肃、青逡逑海等城市填埋处置率接近１００％，福建、浙江和江苏等城市焚烧处置率超过５０％。可见，逡逑受地理环境及经济水平的影响，我国各城市生活垃圾处置不均衡，东部沿海地区受止地逡逑资源的限制，焚烧处置率比例高，而中西部地区主地资源栖对丰富，生活括圾几乎填埋。逡逑国家＂十二五＂规划明确规定：‘‘到２０１５年，直辖市、省会城市和计划单列市生活垃极全逡逑部实现无害化处理

实现８０％Ｗ上的阻滞效果。控制燃料中Ｓ／Ｃ１为０．７？１时，二恶英阻滞效果比较理想。逡逑课题姐陆胜勇等（陆胜勇ｅｔ邋ａｌ．，２００巧随后研究了燃料中惨煤比对二恶英总量排放的逡逑影响，如图１．６所示。随燃料中煤的增加，ＰＣＤ／Ｆｓ生成量是急剧下降；么后继续增加逡逑煤的添加量（Ｓ／Ｃ１增加到２），但ＰＣＤ化和ＰＣＤＦｓ的生成量的下降不大。毒性当量排逡逑放随Ｓ／Ｃ１的变化化有罔样的规律，如图１．６所示。对数据点进行了曲线拟和后，得到如逡逑下的拟和方程，相关系数达到化９９９８。该拟和结果说明本试验中单位垃投的毒性当量排逡逑放与燃料中Ｓ／Ｃ１摩尔比存在玻尔兹曼函数关系（么式＾１６），因此实际焚烧系统中可Ｗ逡逑通过燃料中Ｓ／Ｃ１摩尔比预测单位撞圾的二恶英毒性当量排放值。逡逑巧，哪＝０．８２＋邋１０１．６５邋－邋０．８７邋（ｎｇｌ－ＴＥＱ／ｇ）逦（１－１６）逡逑１邋＋邋邮（＾邋—化２３）逡逑０．１２逡逑其中

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本文编号：2770828