垃圾焚燒過程中二噁英的控制方法

張萍萍 沈冬君

摘要：隨著1997年對于二噁英的發現，在焚燒垃圾的過程中進行對二噁英的控制與凈化研究一直是國內外相關技術領域的研究重點。而在當前現有的研究內容中對于二噁英在垃圾焚燒過程中的控制問題研究較少，并且沒有形成全面完整的討論。因此，本文針對垃圾焚燒過程中二噁英的生成與控制進行討論分析，著重探究了垃圾焚燒過程中二噁英合成的影響因素，并針對影響因素進行對二噁英控制方法的探究與討論，旨在為相關技術工作者在進行對二噁英的控制時提供更多理論建議。

關鍵詞：垃圾焚燒;二噁英;控制方法;形成機制

中圖分類號：X701.7 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.034

Abstract： With the discovery of dioxins in 1997， research on the control and purification of dioxins in the process of burning garbage has been the focus of research in related technical fields at home and abroad. In the current research content， there are few studies on the control of dioxins in the process of waste incineration， and there is no comprehensive and complete discussion. Therefore， this paper discusses and analyzes the generation and control of dioxins in waste incineration process， and focuses on the influencing factors of dioxin synthesis in waste incineration process， and explores and discusses the control methods of dioxins against influencing factors. It is intended to provide more theoretical advice to relevant technical workers in the control of dioxins.

Key words： Waste incineration; Dioxins; Control method; Formation mechanism

二噁英是多慮二苯并二噁英以及多氯二苯并呋喃的簡稱，屬于多個組成化合物的統稱，在二噁英中，化合物的成分達到了210種，這種化合物具有極高的抗酸、抗堿以及抗氧化劑與還原劑的效果，在1997年，人們發現了在焚燒垃圾的過程中會產生大量的二噁英，而二噁英分布在空氣中對環境有著極強的吸附特點，對環境造成了較大的破壞，因此，在焚燒垃圾的過程中對二噁英進行控制也成為了技術層面中的重要研究內容，但是目前對于垃圾焚燒過程中二噁英的焚燒與控制并沒有形成完整的研究理論體系，在研究過程中還有很大的空間待挖掘。

1 垃圾焚燒過程中二噁英的形成機制

二噁英被應用在防腐材料中有著很好的效果，其前身是五氯苯酚，在研究過程中發現，現階段國內外二噁英的形成機制主要來源于垃圾焚燒方面，通過垃圾的焚燒可以使得前驅物異相，進而對垃圾中的二噁英進行合成反應。

1.1 前驅物的異相催化反應機制

1980年，波姆博在研究中將化學反應技術應用在了研究氯酚類二噁英成分的工作中，在研究內容中顯示，燃燒溫度達到200～500℃時，煙塵中的氯化銅與氯化鐵等進行反應作用，最終生成二噁英，這也是二噁英形成的直接原因之一。后來，隨著許多學者的研究可以發現，前驅物的異相成為了催化劑反應機制中的重要內容。尤其是前驅物催化反應推測集中在廢物燃燒室的氣體形成時期反應生成，可分為不完全燃燒后的前驅物生成以及能夠吸附的前驅物生成。通過這些催化與反應使得前驅物異相催化反應生成二噁英。

1.2 重新合成反應機制

在對二噁英的研究中，相關學者發現在灰塵堆塵埃中，金屬化合物進行活性催化后充分發生反應，然后會通過化合物的重新生成合成二噁英，這也就是二噁英的重新合成反應機制。后來，在實驗中證明了通過300～500℃的溫度可以提高二氧化碳與一氧化碳的裂解反應，進而與催化劑下的租房族前驅物生成前驅物，通過重新合成反應機制需要由PICs作為底物開始合成，并且在200～600℃的反應溫度中合成。

2 垃圾焚燒過程中二噁英合成的影響因素

在垃圾焚燒的過程中，二噁英的合成具有一定的影響因素，研究過程中有兩個重要的二噁英合成影響因素，主要是燃燒條件、鹵族元素及金屬元素。

2.1 燃燒條件

燃燒條件對二噁英的生成至關重要。在現有的研究中已經證實二噁英的燃燒條件為煙霧的溫度、濃度及飛灰含碳量幾個重要因素，而溫度則是最大的一個影響因素之一。因此，燃燒條件是生成二噁英的重要影響因素，除溫度之外，氧氣濃度是燃燒的重要影響因素，可以起到助燃的作用。而在產生分離器飛灰之后，二噁英的生成量最多可以達到7.5%，這時，煙霧中的各項影響因素都會受到影響發生變化。

2.2 鹵族元素及金屬元素

在研究中發現，有機物中包含大量的活性炭分子，這些碳分子在燃燒后可以生成二噁英，其催化劑通常是KCl及CuCl2，因此也證明了顆粒態碳分子屬于二噁英燃燒條件的一個重要內容與影響因素，也就證明了燃燒過程中金屬元素可以起到助燃的效果，并且CuCl2可以起到催化的作用。另外高鹵素材料也是廢物燃燒過程中提升二噁英含量最多的物質之一。

3 垃圾焚燒過程中二噁英的控制方法

3.1 垃圾焚燒前做好預處理工作

垃圾材料是二噁英產生的重要載體，所以將垃圾分類回收可以有效地遏制二噁英的產生，將可利用的垃圾與可再生的垃圾進行利用處理，降低垃圾中的重金屬含量，減少焚燒垃圾中的金屬程度，進而減少尾部二噁英的生成。

3.2 對垃圾的燃燒條件進行控制

可以對垃圾燃燒的條件進行控制，采用3T的原則進行垃圾的處理，通過對燃燒爐內的天然氣進行再燃，降低二噁英的排放量，將煙霧的生成降低至200℃以下，減少二噁英的生成，保持二噁英的排放始終在250～350℃的溫度環境中，控制好余熱鍋爐中的排煙溫度，進而對垃圾燃燒條件進行控制。

3.3 提升二噁英的凈化效果

垃圾焚燒爐飛灰存在一定的危險隱患，因此在處理的過程中也應當開展其凈化工作，凈化其中包含的二噁英含量，可以采用熱處理的方法，最終確保將焚燒過程中產生的二噁英濃度降低到0.1ng TEQ/m3以下。

4 結論

總而言之，二噁英合成機制復雜，合成過程中易受影響，因此，在進行對二噁英治理的嘗試過程中要從二噁英反應機理及影響因素的角度著手探究，希望通過本文的研究能夠為今后深入探究二噁英控制手段以及推廣有效、可廣泛應用的減排措施提供參考依據。

參考文獻

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收稿日期：2019-03-14

作者簡介：張萍萍（1988-），女，漢族，研究生，工程師，研究方向為應用化學分析。