试论固体废弃物焚烧产生的尾气处理应用技术

巢国良

江门市固体废物处理服务中心广东江门529000

摘要：本文从固体废弃物的处理方式入手，比较了各种处理方式的优缺点，针对日益恶化的垃圾产生和处理现状，提出了焚烧是固体废弃物减量化、资源化、无害化的最有效途径。对焚烧产生的废气，探讨了二垩英类废气产生的原因和防治措施及焚烧时的铬释放及防治。

关键词：固体废弃物；焚烧；尾气处理

前言

固体废弃物是人们在生活和生产中不再使用的固体物体的总称，由生活垃圾、工业废弃物、危险性物品构成。随着我国经济不断发展，城市化水平不断加快，我国固体废弃物数量越来越多，固体废弃物不能自行分解。城市长期以来积攒的固体废弃物越来越多，给城市造成了严重污染。有些固体废弃物会因为化学反应转移到大气、土壤和水体中，给人们的健康带来隐患。因此，如何有效进行固体废弃物的处理，成为我国的一项重要任务。

一、使用焚烧法处理固体废弃物的优势

城市固体废弃物的处理技术主要有填埋、焚烧和堆肥3种。焚烧法仍是我国处理固体废弃物的常用方式之一，其有效性长期以来是有目共睹的。焚烧法的具体优势包括以下几种：其一，能令固体废弃物大幅减量，通过焚烧处理的固体废弃物，质量和体积往往能减少90%以上；其二，能做到一定程度的无害化，不像填埋处理一样会对土壤和水流造成污染；其三，部分固体废弃物在焚烧后的残渣具有一定的资源价值，此外，焚烧过程中产生的大量热能也能作为能源使用。

二、焚烧产生的主要废气及有害物质

焚烧产生的废气主要包括烟尘、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、重金属、水银、二垩英等有害物质。此外，在焚烧作用下，原本的正三价铬会转化为氧化物形态的正六价铬混杂在残渣里，但也有一定量的正六价铬不会转化为氧化物直接进入烟气，这种正六价铬的毒性是正三价铬的百倍到千倍。因此，必须对正六价铬的释放加以控制，并采取适当的脱除措施。

1、氯化物及硫氧化物的去除

氯化氢的去除方法有三种：湿式洗涤法、半湿式洗涤法、干式处理法。湿式洗涤法主要是使用苛性钠等碱性溶液，在适当的排气温度（70℃）条件下对排气进行洗涤，从而达到去除氯化氢的目的。湿式洗涤法一般都设置在除尘器的后面。湿式洗涤法的特点是：首先，不仅可以去除氯化氢，还可同时去除硫氧化物和部分微粒烟尘和重金属；其次，去除率较高，在70℃下可使氯化氢的浓度降至标准以下；（3）另外建设及管理费用高，洗涤废水须经废水处理系统进行处理，使焚烧设施增加废水处理系统。

2、焚烧产生二垩英的排放及防治

（1）二垩英的形成机理及控制技术二垩英又称二氧杂芑，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，二垩英实际上是二恶英类一个简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物，共有210种。二垩英不仅产生在圾焚烧过程中，在造纸的漂白过程、农药等有机氯化合物的生产过程、甚至汽车尾气、森林火灾、吸烟等均可产生数量不同的二垩英。

（2）垃圾焚烧中产生二垩英的主要原因一是垃圾本身含有二垩英；二是垃圾中有氯苯酚、氯苯、多氯联苯以及聚氯乙烯等含氯有机物，在焚烧过程中燃烧不充分，在O2及CO存在的情况下产生二垩英；三是在废气冷却过程中上述物质形成二垩英，特别是在250～400℃时易产生。

（3）控制二垩英产生的原则一是温度：应保持炉内温度在800℃以上，最好是900℃，使二垩英完全分解；二是时间：在焚烧炉内保持足够的烟气高温区停留时间，一般在1～2s以上。在烟气的处理过程中则应尽量缩短在250-400℃温度域的停留时间，以避免二垩英的产生；三是涡流：优化焚烧炉的炉型及二次风的喷入方法，使烟气充分混合搅拌，以达到充分燃烧使二垩英分解的目的。

（4）烟气中二垩英的处理一是喷入粉末活性炭吸附；二是设置催化分解器使其分解；三是设置活性炭吸收塔吸收二垩英。

（5）飞灰中二垩英的处理一是在还原性状态、450℃以上条件下使其分解；二是在1300℃以上使飞灰熔融分解；三是超临界水解法分解二垩英。

3、焚烧时的铬释放及防治

（1）温度对铬释放产生的影响

铬作为一种重金属，具有沸点高、蒸发压力低的特点，挥发性较弱，所以推测温度会改变蒸发压力，进而对其释放产生影响。前人已经针对这点进行了具体的试验验证，根据试验结果，温度升高的确会造成总铬与正六价铬的释放率提高，而且对总铬的影响比对正六价铬的影响更大。举例来说，当温度从800℃提升到1400℃时，正六价原本5.7%的释放率会增加到13.1%，总铬的释放率更会从8.3%增加到19.6%。因为固体废弃物的焚烧一定会在高温条件下进行，所以控制温度是控制铬释放的一种有效手段，在焚烧时避免使用过高的温度可以降低总铬与正六价铬的释放率。

（2）时间对铬释放产生的影响

固体废弃物的焚烧停留时间对铬的释放也有一定的影响，通过试验研究可知，这种影响主要是在正六价铬的释放上体现出来。在焚烧的前30min，总铬与正六价铬的释放率都会缓慢增长，但在停留时间超过30min之后，只有正六价铬的释放率会继续增长，总铬中的正三价铬会逐渐转化成正六价铬，铬的总释放率不再变化。根据这种时间影响规律可知，通过停留时间控制铬的释放较为困难，而且由于缩短停留时间与降低焚烧温度存在一定的矛盾，所以通常不会运用时间要素控制铬的释放。

（3）气氛对铬释放产生的影响

固体废弃物在焚烧时的气氛主要由氧气和氮气组成，所以其气氛的变化就是氧气和氮气的比例变化。根据相关试验，在其他条件相同的情况下，当固体废弃物完全在氮气气氛中燃烧时，总铬的释放率为13.3%，正六价铬的释放率为8.8；当固体废弃物完全在氧气气氛中燃烧时，总铬的释放率增加到16.5%，相反，正六价铬的释放率降低到了1.7%。这与氧气对正三价铬转化为正六价铬这一反应的促进作用有关，氧气比例的增加令正六价铬大量以氧化物的形态进入残渣，正六价铬的释放率自然也就下降了。因此，出于同时控制铬释放率和正六价铬含量的考虑，通常加大焚烧气氛中氮气的比例，使焚烧在还原氛围中进行。

（4）氯对铬释放产生的影响

氯对铬释放产生的影响来源于两方面，一方面是氯的存在形式，另一方面是氯的含量。从存在形式来看，如果氯以PVC的形式存在于固体废弃物中，则会对铬的释放起到更大的促进作用，如果氯以氯化钠的形式存在于固体废弃物中，对铬释放起到的促进作用相对较小。从含量来看，氯对总铬和正六价铬的影响有所不同，具体来说，氯含量对总铬的影响以0.1%为分界点，当含量在0.1%以下时，释放率和氯含量成正比，当含量在0.1%以上时，氯含量的变化不会影响释放率；氯含量对正六价铬的影响以0.5%为分界点，当含量在0.5%以下时，释放率和氯含量成正比，当含量在0.5%以上时，释放率会随氯含量的增高而轻微下降。

三、结束语

近年来，国内外对城市固体废弃物焚烧尾气的防治给予了极大的关心，具体可归纳为以下几类：通过改善燃烧状态，抑制二垩英类物质的产生。通过采用高效的焚烧尾气处理系统，吸附尾气中残存的前驱物质并防止其重新合成二垩英类物质。通过焚烧灰渣的高温熔化处理，使灰渣中残存的二垩英类物质热分解，达到无害化处理。

参考文献：

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