[发明专利]垃圾焚烧后烟气降温过程中抑制二噁英生成的系统、方法

说明书

技术领域

本发明涉及对垃圾焚烧所导致的污染的控制领域，尤其涉及一种垃圾焚烧后烟气降温过程中抑制二噁英生成的系统、方法。

背景技术

城市的生活垃圾是人类活动的伴随产物。随着城市人口增加和城市生活水平的提高，城市生活垃圾产量日益增长。日益增加的城市生活垃圾严重污染着人类的生活环境。如何实现城市生活垃圾无害化、减容化和资源化的“三化”处理已成为全世界关注的焦点。在常见的垃圾处理方法中，垃圾焚烧由于处理垃圾的无害化彻底、减容化程度深以及可能源化利用等优点而成为城市生活垃圾处理的主流。

但是，垃圾焚烧容易产生二次污染，特别是垃圾焚烧所生成的二噁英类物质具有很大的危害性。二噁英是指含有一个或两个氧键连接两个苯环的含氯有机化合物，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，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，其化学名称分别叫多氯代二苯并二噁英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins，简称PCDD)和多氯代二苯并呋喃(polychlorinated dibenzofurans，简称PCDF)。二噁英没有任何用途，在自然环境中很难被降解，更重要的是，其毒性极大。因此，在垃圾焚烧过程中，如何抑制二噁英的生成是目前垃圾处理研究的热点。

垃圾焚烧过程中二噁英的形成有两方面的原因：一方面是混入垃圾中的二噁英类物质，另一方面是垃圾焚烧过程中产生二噁英。垃圾焚烧过程中产生二噁英的形成机理有三种：①高温合成，即高温气相生成PCDD/F。在垃圾进入焚烧炉内初期干燥阶段，除水分外含碳氢成分的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反应生成二氧化碳和水，形成暂时缺氧状况，使部分有机物同氯化氢(HCl)反应，生成PCDD/F。②低温从头合成，在低温(250～500℃)条件下大分子碳、氢、氧分子与飞灰基质中的有机氯生成PCDD/F。残碳氧化时，有65％～75％转变为一氧化碳，约1％转为氯苯转变为PCDD，飞灰中碳的气化率越高，PCDD的生成量越大。③前驱物合成，不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物，如多氯苯酚和二苯醚，再由这些前驱物生成PCDD/F。高温燃烧产生含铝硅酸盐的原始灰分中含有不挥发过渡金属和残碳。飞灰颗粒形成了大的吸附表面。飞灰颗粒在出炉膛冷却的同时，颗粒表面上的不完全燃烧产物之间，不完全燃烧产物与其它前驱物之间发生多种表面反应，另一方面与不挥发金属及其盐发生多种缩合反应，生成表面活性氯化物，经过多种复杂的有机反应生成吸附在飞灰颗粒表面上的PCDD，焚烧垃圾温度为750℃且供氧不足时最易生成不完全燃烧物。具体哪一种机理起主导作用将取决于炉型、工作状态和燃烧条件。总而言之，焚烧炉内存在着有机氯或无机氯、存在氧、存在过渡金属阳离子作为催化剂是生成PCDD的前提。

根据上述二噁英的生成机制可知，破坏掉二噁英生成的条件是抑制二噁英生成的一个重要途径。例如，美国专利US5968467提出炉后温度大于400℃飞灰中喷射吸附剂和覆盖剂来抑制二噁英的炉后生成。其目的是在飞灰处于低温之前，破坏二噁英的生成条件，从而可以在一定程度上抑制二噁英的生成。但是，该方法存在的一个缺陷是：处理过程中，吸附剂和覆盖剂的制作成本比较大，更重要的是，在喷射吸附剂和覆盖剂的过程中，金属管材磨损严重，因而缩短了垃圾焚烧系统的使用寿命，加快了焚烧系统的磨损。并且，为了抑制二噁英的生成，采用添加诸如氧化钙等的添加剂、吸附剂和覆盖剂，通过化学的方法抑制二噁英的生成另外一个主要的缺点是：加重了垃圾焚烧过程的成本、且工艺相对复杂。

有鉴于此，需要本领域技术人员迫切解决的一个问题是：提供一种垃圾焚烧后烟气降温过程中抑制二噁英生成的方法，基于该方法，能够避免由于抑制二噁英的生成而采用吸附剂、覆盖剂或者添加剂的解决途径导致的焚烧系统成本高，磨损加剧、工艺复杂等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种垃圾焚烧后烟气降温过程中抑制二噁英生成的系统、方法，基于该系统、方法，能够避免由于抑制二噁英的生成而采用吸附剂、覆盖剂或者添加剂的解决途径导致的焚烧系统成本高，磨损加剧、工艺复杂等缺陷。