生活垃圾焚烧发电厂二噁英近零排放技术研究

北极星环保网讯:随着生活垃圾焚烧发电厂的逐渐增多，二噁英首当其冲成为反对呼声的靶子，因此探讨二噁英的防治对策进展显得更为重要。二噁英近零排放控制技术目前主要有两种：选择性催化还原法和热解气化技术。选择性催化还原（SCR）系统一般是用来去除NOx，实际上采用合适的催化剂后，二噁英去除效率能高于90%。

热解气化技术被称为第三代焚烧技术，一方面一燃室里垃圾热分解，削弱了二噁英的生成环境；另一方面，二燃室里气体燃烧，温度在1000℃以上，烟气停留时间2s以上，保证了二噁英的充分分解。

关键词：生活垃圾焚烧；二噁英；近零排放；选择性催化还原法；热解气化技术

由于人们环保意识的增加和土地资源的稀缺，垃圾焚烧技术凭借减量化（体积减少约90%、重量减少约70%）、无害化与资源化的优势，在中国大中型城市得到广泛的应用。然而，采用焚烧处理生活垃圾将不可避免地产生微量二噁英。

1876年全世界第一台垃圾焚烧炉在英国问世以来的100多年后，荷兰学者Olie等于1977年首次在垃圾焚烧炉烟道及飞灰中发现了二噁英类物质，其剧毒性、生物累积性和高熔点、高沸点导致的不易降解等特性，引起了环境保护界的震惊。

二噁英控制已成为推广垃圾焚烧处置技术的最大制约因素之一。而且，据中科院报道，19个调查的垃圾焚烧发电厂中仅有6个的二噁英排放浓度控制到了0.1ngTEQ/m3以下。因此，进一步探讨二噁英减排技术就显得非常重要。已有报道将二噁英排放浓度低于0.01ngTEQ/m3称为二噁英近零排放，并作为二噁英更高水平的控制目标。

二噁英近零排放控制技术目前主要有两种：选择性催化还原法和热解气化技术。

1选择性催化还原法

选择性催化还原（SCR）系统一般是用来去除NOx，但20世纪80年代末，发现SCR也可以用来脱除垃圾焚烧厂中的二噁英，同时这种方法也可以用来去除PCDD/Fs以及其他有机物，通过催化氧化降解产生的二噁英。

1．1SCR降解二噁英的原理

SCR降解二噁英的反应产物为CO2、H2O和HCl，通常反应温度为250℃～300℃，二噁英去除效率高达95%～99%。这已经在很多工业应用中得到了验证。SCR降解二噁英的主要反应方程式如下：

值得注意的是，在垃圾焚烧中，多数PCDD/Fs是附着在灰尘上的，在气相中的PCDD/Fs的量较少。因此，除尘技术能去除灰尘中的二噁英，而SCR能破坏气相中的二噁英，那么除尘技术结合SCR技术就可以使排放气体中的PCDD/Fs达到最低的总排放量。

1．2实验室研究

吴西宁等以载钒型催化剂分解垃圾焚烧烟气（国内某大型垃圾焚烧厂内除尘后的烟道气）中的二噁英类的工业测流试验，在反应温度为240℃～320℃的工艺条件下，二噁英类分解率可达95%～99%。张文睿等［1］筛选出新型V2O5/VOSO4催化剂并评估催化分解二噁英模型物邻二氯苯的性能。

结果发现，V2O5/VOSO4催化剂的催化活性随着V2O5含量的增加而增大，说明V2O5是活性物质。经优化工艺后，制备得到的V2O5/VOSO4－TiO2－BaSO4负载型催化剂，350℃时对邻二氯苯的去除率可达97%。Goemans等发现同步脱硝和除二噁英的催化装置在取得90%脱硝效果的同时可将二噁英处理到0.001ngTEQ/m3。

SCR通常安装在洗涤塔和布袋除尘器之后，SCR催化剂多由Ti、V和W的氧化物组成。也有研究利用Pt作催化剂开展实验，但都没有成功，这主要是因为二噁英在Pt催化剂催化作用下会发生再合成反应［2］。Ti、V和W的氧化物组成的催化剂能在300℃～400℃的温度条件下，把二噁英氧化成CO2、H2O和HCl。

而布袋后的烟气温度通常低于150℃，在此温度下二噁英难以被催化降解，所以存在对烟气进行再次加热的问题［3］。不断有研究者开发出新的低温催化技术，Weber等采用商用同时降解NOx和二噁英的V2O5/WO3－TiO2催化剂对二噁英进行了低温降解测试，发现150℃去除率也高于98%。

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