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硫对垃圾焚烧过程中二噁英生成的抑制作用的研究

石谊双  
【摘要】:焚烧技术是国际上普遍采用的垃圾处理技术之一,垃圾焚烧过程中产生的二 噁英污染问题引起广泛关注,对其研究已成为当今环境研究的前沿问题。 本文简要地介绍了二噁英的理化特性、危害、环境来源以及国内外有关垃圾 焚烧二噁英生成和控制的研究进展。本文主要研究元素硫以及二氧化硫气氛对二 噁英生成的影响。 以垃圾焚烧炉飞灰为研究对象,分析了SO_2气氛对二噁英生成的影响。实验 结果表明,向飞灰中通入不同浓度的SO_2时,随着SO_2浓度的增加,二噁英的生 成明显减少。当SO_2的浓度大于400ppm时,即使SO_2的浓度继续增加,二噁英 的总生成量变化甚微,表明继续增大SO_2的浓度对二噁英生成的抑制作用很小。 同时研究了不同催化剂及催化剂所占比例对二噁英低温生成的影响。 采用二噁英前驱物PCP(五氯酚)和元素硫在不同温度条件下的加热试验 表明,500℃附近,前驱物PCP生成二噁英时具有“毒性滞后”现象,而硫在 超过500℃时才表现出较大的抑制作用,低于500℃时反而能促进前驱物生成更 多二噁英,燃料中S/Cl比例不同对前驱物生成二噁英也具有重要影响。向PCP 中通入SO_2气氛的实验中发现,相同量PCP参与反应的情况下较小的S/Cl比就 能较大的抑制二噁英的生成,这说明在抑制二噁英生成的作用中,SO_2的抑制能 力比元素硫更强。采用不同含硫量的标准煤样和PCP的混烧试验表明,煤燃烧 对PCP高温燃烧生成二噁英的抑制效率超过80%,多组试验中达到99%以上。 在特定工况下研究SO_2对二噁英生成的记忆效应的试验研究结果表明:通 入SO_2后对二噁英生成总量出现了先促进后抑制的现象。这是由于前面实验中 残留在管壁中的二噁英或其前驱物实验中解吸附到烟气中,从而增加了二噁英 的量,即使SO_2的通入未能最终减少二噁英的排放。当SO_2浓度增加继续增加 到200ppm时,其对二噁英生成的抑制作用才显现出来。在重复实验中,当 SO_2浓度减小时,二噁英的生成总量与SO_2浓度为200ppm的P1-3相比并没 有出现增加的现象,这是由于前面实验中通入的大量SO_2,残留的硫与通入的 气氛共同作用,抑制二噁英的生成,使PCDD/Fs的生成量降低了。即存在“记 忆效应”。


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