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露天垃圾焚烧二噁英排放的影响因素

Alain 天下无焚 2020-09-15

2008年,清华大学环境科学与工程系,持久性有机污染物研究中心的几位研究人员综合了世界各国对露天焚烧生活垃圾二噁英排放的研究报道,试图发现影响露天焚烧生活垃圾二噁英排放的因素,结果发现,含水率高、热值低、氯含量高,焚烧条件差,二噁英排放因子高

二噁英在焚烧过程中的生成机理

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  1. 大分子碳(残留碳)与飞灰中的有机氯或无机氯,在催化物质(如Cu、Fe)作用下,于低温(约250-350℃)反应生成(一般称为“de Nevo”机理);

  2. 许多不同的有机体前驱物,如氯酚、多氯联苯,经由不完全燃烧形成,并经由异相催化反应与飞灰表明结合在一起;

  3. 高温合成,即在高温反应炉的气相中反应而成。

影响露天焚烧生活垃圾二噁英排放的因素

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氧气量:供氧量与二噁英生成成反相关

  • 垃圾在不锈钢桶或者电镀桶中的排放量 > 露天焚烧;

  • 空气稀薄时的排放量(20 ng TEQ/kg)> 空气较充足时庭院垃圾焚烧排放值(4.7 ng TEQ/kg)与露天堆积焚烧排放(4.4 ng TEQ/kg);(《生活垃圾焚烧污染控制标准-2014》规定烟气二噁英的排放限值为 0.1 ng TEQ/m³)

  • 焖烧情况下产生的二噁英的量远高于明火的排放量,因为焖烧条件下供氧不足,产生大量的烃类和氯代烃类化合物等二噁英的前驱物,在催化的条件下缓慢生成二恶英。

焖烧比明烧放毒要多

氯(Cl)的含量与二噁英的生成成正相关

  • 含量较高时,氯含量成为影响二噁英排放最主要的影响因素;

  • 而当氯含量较低时,其他影响因素,如焚烧温度、氧气量等的影响超过氯的影响成为主要影响因素。

  • 所有氯的形态中,气态氯(氯气)对二噁英排放量影响最大,氯气存在条件下的二噁英产生量是氯化氢(HCl)的 4 倍之多。

  • 垃圾分类回收后进行焚烧产生的二噁英的总量 263.6 ug/kg,是不分类回收焚烧后排放量的 40 倍以上,是因为垃圾回收后可燃组分减少,而 PVC 所占比例大大提高。

氯的来源:含氯塑料如 PVC,盐(NaCl),氯化钾(KCl)等;

注意:超市、水果店常用的保鲜膜为 PVC 材质

催化剂的含量与二噁英的生成成正相关

铜(Cu)是最主要的催化剂,Nakko 研究发现向焚烧的垃圾中添加铜丝后,烟气中二噁英浓度增大 570 倍,而底灰中则增大了 2000 倍以上,可能与铜催化的 Deacon 反应机理相近,促使其他氯的存在形态如氯化氢(HCl)转化成气态氯气(Cl₂)。

编辑 | Alain

文献来源:

张婷婷,王姝,余刚;生活垃圾露天焚烧产生二噁英类化合物的研究[A];持久性有机污染物论坛2008暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C]. 2008.


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