a2.重点行业二恶英减排技术

重点行业的二恶英减排技术中国科学院广州地球化学研究所2011.5.26二恶英排放重点行业废弃物焚烧铁矿石烧结电弧炉炼钢再生有色金属生产广东省二恶英排放现状2008年全省二恶英估算排放总量为442gTEQ，约占全国7.2%。再生有色金属(铜铝铅锌)生产二恶英排放量占全省48.2％，其次为炼钢生产和废弃物焚烧，分别占22.5%和14.2％，再次为遗体火化，占5.3%。广东省POPs污染防治“十二五”规划目标到2015年，基本控制重点行业二恶英排放增长的趋势，重点行业二恶英类POPs单位产量（或者处理量）排放强度与2008年相比削减10%，重点行业二恶英排放达标率高于85%。废弃物焚烧中二恶英的产生特点焚烧过程划分为预热区、炉膛反应区、高温换热区、低温换热区和灰渣区等5个区域。预热区：原有的PCDD/Fs在20-500℃的温度区间的释放和垃圾中原有的PCDD/Fs的前驱物通过低温反应生成二恶英。炉膛反应区：PCDD/Fs、氯酚等有机物的高温分解氧化和氯酚聚合生成PCDD/Fs，其中聚合反应速度小于PCDD/Fs的高温分解氧化。高温换热区：25%的PCDDs和90%的PCDFs在温度范围为643-487℃的高温烟气中生成。低温换热区与灰渣区：PCDD/Fs的生成反应包括：气相前驱物的生成、气相前驱物与飞灰表面吸附前驱物的异相催化生成、飞灰表面吸附前驱物的固相催化生成和从头反应生成。废弃物焚烧中二恶英的防治措施焚烧前：1.将垃圾分类处理，分选出垃圾中含铁、铜、镍等重金属含量高的物质，减少含氯有机物的量，从源头减少垃圾焚烧二恶英生成的氯来源。2.采用垃圾粉碎的办法，在垃圾进入焚烧炉前将其完全粉碎，扩大了与氧气的接触面积便于燃烧充分。焚烧中：1.燃烧组织上采用“3T+E”的原则,即提高炉膛温度(Temperature)、提高在高温区的停留时间(Time)、提高炉膛内混合强度(Turbulent)和过量空气系数(Excessair)。2.控制燃烧条件：采用低CO燃烧技术，使烟气混合搅拌和二次燃烧达到完全燃烧。控制二恶英前驱物的多相催化合成和Denovo合成。控制炉膛和二次燃烧室温度不低于850℃，并且烟气在炉膛和二次燃烧室的停留时间不少于2s，氧气的浓度不低于6%，并合理控制助燃空气量以及注入位置。3.在焚烧炉中加入煤或脱氯剂：将煤与垃圾混合燃烧，用煤中硫来抵制二恶英生成；另外在垃圾焚烧过程中添加脱氯剂实现炉内低温脱氯，将大部分气相中的氯转移到固相残渣中，从而减少二恶英的炉内再生成和炉后再合成。焚烧后：1.焚烧后PCDD/Fs的排放控制包括抑制二恶英的低温换热区生成和已经生成的PCDD/Fs的脱除。一般采用急冷的方法,将烟气温度迅速降低到200℃以下,或者利用高温除尘技术将低温换热区的飞灰浓度降低，高于400℃的温度下将飞灰与烟气分离，除去催化剂。2.湿法洗涤烟气，用布袋除尘器除尘，将吸附在飞灰上的二恶英滤除，飞灰另行处理。飞灰处置方法一般采用按照有毒有害废弃物要求进行填埋或者将飞灰固化处理。3.喷射活性炭吸附；4.用V2O5和WO3等催化剂作氧化分解二恶英。5.采用三乙醇胺、乙醇胺、异丙醇胺和三乙醇胺与NaOH、KOH混合物做为二恶英再合成反应抑制剂。降低二恶英排放的办法有：采用电除尘器用布袋除尘器去除亚细粒子灰尘吸附其上的二恶英雾状活性炭粉末吸附法用催化剂分解二恶英纳米管清除二恶英使用电子束让废气中的空气和水生成活性氧等易反应性物质，进而破坏二恶英的化学结构。吸收法清除二恶英废弃物焚烧二恶英减排技术要点减少焚烧废物（3R:reduce,reuse,recycle）减少炉内二恶英生成（3T+E）避免炉外低温再合成（控制烟气温度）去除已生成的二恶英活性炭注入布袋除尘催化剂分解日本减排经验日本减排经验日本减排经验中国台湾减排经验钢铁生产中二恶英的排放机理烧结是钢铁生产中二恶英产生量最大的生产单元，研究表明烧结过程中大部分的二恶英是通过“从头合成”反应生成的。电炉烟气是二恶英的另一主要排放源。电炉生产用的废钢一般都含有油脂、塑料及切削废油等，废钢预热以及将含油脂及塑料的废钢装入电炉都会产生含二恶英的烟气。钢铁生产中二恶英污染的防治措施烧结1.采用含氯元素和铜元素低的铁矿石。2.改进烧结料层的条件，如改变工艺条件尽可能减少气态HCl的形成，抑制生产过程中飞灰的生成，防止生成二恶英的再合成物和其他前驱化合物。3.向烧结床中添加固态抑制剂---含氮的反应物尿素,降低烧结烟气中二恶英的排放浓度。钢铁生产中二恶英污染的防治措施电弧炉炼钢1.对进入电炉前的废钢进行挑选和预处理，尽量减少使用含有油漆、涂料、塑料、有机加工油废钢，对入炉的有机物和氯的总量要严格控制。对含有较高有机物和氯化物的废钢不要采用废钢预热的方法和采用缓慢地连续性加料，根据废钢的条件采用合适的熔炼工艺。2.在烧结过程中向烧结料中加人适合的抑制剂，以及采用废气循环，可明显减少废气排放的二恶英量。严格控制喷入高炉的废塑料，喷吹废塑料时，应选择设备和原料条件都比较好,容积相对较大的高炉进行对炼钢废钢进行分选。3.在熔化时采取过燃烧技术，采用“3T+E”的原则，保持炉内高的氧化度，在烟气净化处理系统中采用快速降温和多级布袋式除尘方法或除尘器后加活性碳吸附塔等措施,向废气系统中喷人氨，降低铜等金属离子的催化作用，炉内喷钙净化工艺也有利于脱除，而且对二恶英的生成同样具有重要的抑制作用”。铁矿石烧结二恶英减排技术要点采用替代工艺：熔融还原炼铁技术直接使用煤冶炼铁水的熔融还原炼铁避免烧结生成二恶英避免原料污染保持工况稳定去除已生成的二恶英烟气循环高效除尘活性碳注入催化分解综合烟气净化EOS工艺流程示意图Eposint工艺流程示意图烧结烟气二恶英综合治理技术（MEROS）MEROS工艺流程示意图催化分解工艺流程示意图电弧炉炼钢二恶英减排技术要点避免二恶英的生成原料筛选----去除废钢中的氯乙烯、切削油等避免从头合成-----废气快速冷却在1s内，废气经喷水冷却，温度由500℃冷却至120℃。去除生成的二恶英布袋除尘活性碳吸附催化分解再生有色金属行业二恶英减排技术要点避免二恶英的生成废料经过筛选和预处理，去除有机质和塑料保持工况稳定增加二次燃烧器，温度大于950℃去除已生成的二恶英布袋除尘活性碳吸附催化分解二恶英减排技术可行性评估重点行业二恶英减排现状四大重点排放源均为高温热过程，其二恶英在产生机理、减排控制思路上具有共性。“急冷+活性碳注入+布袋除尘”是当前主流去除烟气中二恶英的净化技术。废弃物焚烧行业面临主要挑战是废弃物特异性、运行维护和监督。铁矿石烧结行业所使用的电除尘对二恶英控制效果有限。电炉炼钢和再生有色金属行业在国内尚未采用二恶英控制相关的污控设施。重点行业二恶英减排长效机制对废弃物焚烧、再生有色金属生产、炼钢生产、铁矿石烧结行业等重点行业在新建、改扩建项目或规划项目时应严格执行《产业结构调整指导目录》（发展改革委令第40号），淘汰工艺水平落后、易生成和排放二恶英的简易、小型焚烧炉，淘汰工艺水平落后、易生成和排放二恶英的再生铝、再生铜、再生锌所用的反射炉，鼓励使用实践证明二恶英排放量小的焚烧成套设备，烧结床配备的骤冷设施、脱硫脱硝设备，以及其它经最佳可行技术/最佳环境实践（BAT/BEP）导则认定的工艺、设备。重点行业二恶英减排工程示范有减排潜力有减排意愿不属落后产能工艺有典型性能与技术改造相结合能与其他污染治理相结合（协同减排：脱硫、脱硝、脱二恶英）谢谢!