[发明专利]一种降解飞灰中二噁英的短流程方法及其系统

说明书

本发明公开一种降解飞灰中二噁英的短流程方法及其系统。所述短流程方法是将飞灰与氧化剂混合，得到混合物；将混合物加热，收集产生的气体产物，得到脱除二噁英的飞灰；将气体产物洗涤吸收处理净化，排出达标尾气。所述系统包括混合装置、加热降解装置、尾气收集装置、尾气净化装置，混合装置的飞灰供应仓和/或氧化剂供应仓设于搅拌仓上部并连通，或飞灰供应仓和/或氧化剂供应仓经输送装置与搅拌仓连通，搅拌仓与加热降解装置入料口连接，加热降解装置为包含入料口、排料口及尾气口的密闭装置，尾气收集装置入气口与加热降解装置尾气口连通，尾气收集装置出气口通入尾气净化装置。本发明具有流程短、脱除效率高、节能环保、处理成本低的特点。

技术领域

本发明属于环境治理技术领域，具体涉及一种流程短、脱除效率高、节能环保、处理成本低、二噁英脱除率达85%以上的降解飞灰中二噁英的短流程方法及其系统。

背景技术

二噁英类物质具有具有低水溶性、高脂溶性的特点，以及“三致（致癌、致畸、致突变）”效应，能够在环境中持久地存在，能够经过长距离迁移到达偏远地区，不易被生物降解、光解、化学分解，在环境中难于被分解，还能蓄积在食物链中，对动物和人体构巨大威胁。

再生铜含有塑料夹杂，在高温熔炼过程中，其中的炭、氯、氧等容易结合在一起形成较多的二噁英，被熔炼灰尘吸附后富集在飞灰中。另外，生活垃圾、医疗垃圾等在焚烧过程中会产生大量含二噁英的飞灰。飞灰中含有氯苯类、二噁英类等持久挥发性有机物质（POPs），且其颗粒极小极轻，极易逃逸并漂浮于大气环境中，造成严重的土壤、水体、大气环境污染。因此，需要对飞灰中的二噁英类物质进行脱除处理。

现有技术中脱除飞灰中二噁英的技术主要有：(1)熔融法加热到熔融温度(1300℃左右)以上，将二噁英分解；(2)气相氢气还原法在密闭容器中加热到850℃以上，在氢气的还原作用下脱氯；(3)光化学分解法利用紫外线等照射使二噁英脱氯，同时产生臭氧，由于臭氧的氧化 作用使之分解；(4)电子束分解技术使用电子束让废气中的氧气和水等生成活性氧等易反应性物质，进而破坏二噁英的化学结构；(5)低温等离子体外加脉冲电压产生不连续的非破坏性放电，激活二噁英并使之离子化、分解。

目前，美国、德国、日本等国家的环境保护部门推荐的生活垃圾焚烧飞灰处理技术为熔融处理。熔融技术虽然有使灰渣减量近半、二噁英完全被分解破坏等优点，但由于处理温度较高，同时挥发的低熔点金属需要进行无害化处理从而引发高成本等问题，成为其推广应用的主要障碍。经济、高效应该是飞灰中二噁英去除技术的发展方向。在此基础上，低温脱氯技术得到了较好的发展。低温脱氯技术的主要要求为：①缺氧条件；②反应温度为250～400℃；③停留时间大于1h；④处理后飞灰的排放温度低于60℃。

国外有不少发明者提出利用低温湿法催化法使富含二噁英的物质转化为无害物质的方法。例如，美国专利US6291737B1介绍了一种降解飞灰中二噁英的方法，使富含二噁英的飞灰与胺或铵化合物充分混合，在300℃或稍低于 300℃的条件下反应1～2h，就能把飞灰中的二噁英降解；US6323385B1和JP6632973B1在2003年公布了一种二噁英物质（气体、液体、粉末或颗粒）与酸溶液（盐酸或硫酸）酸化混和，在催化剂（铜离子）存在的条件下，只需加热到近100℃，甚至低于100℃的温度就能有效地把二噁英降解成无害的物质，这些处理方法较前述处理方法能耗明显要低。但是，城市垃圾焚烧飞灰的碱性是特别大的，pH值接近14，如用US6291737B1专利方法处理，会使胺/铵类物转换成氨气挥发，势必造成反应用料的浪费，同时影响处理效果；而用 US6323385B1专利的专利方法处理飞灰中的二噁英，虽处理温度低，能耗较少，但要用去大量酸溶液，处理成本仍居高不下，同时专利中提到的高用量催化剂 （铜离子），会增加后续水处理的负荷。