[发明专利]利用磷基耦合碱性材料抑制固废焚烧生成二噁英的方法

说明书

本发明涉及固体废弃物的焚烧技术，旨在提供一种利用磷基耦合碱性材料抑制固废焚烧生成二噁英的方法。该方法是在固废焚烧炉的400～900℃烟道区域喷射粉末状的磷基耦合碱性材料，用于抑制燃后区烟气中二噁英的低温再合成；磷基耦合碱性材料是指磷基物质和碱性材料的混合物。本发明开发的磷基耦合碱性材料具有钝化金属催化剂和减少氯化反应的双重作用，能够实现二噁英的双重抑制，提高二噁英抑制效率；在相同使用条件下与传统单一硫类抑制剂抑制效率提高了0.3‑0.8倍，价格更加低，经济性更好，显著降低运行成本；本发明具有操作方便、工艺简单的优势，不需要调整改动现有焚烧炉及烟气处理系统；其组份来源广泛，具有重要应用价值。

技术领域

本发明是关于固体废物焚烧处置过程中二噁英排放控制技术，特别涉及一种利用磷基耦合碱性材料抑制固废焚烧生成二噁英的方法。

背景技术

随着经济的快速发展，城市生活垃圾年产生量迅速增长，城市面临“垃圾围城”的困境，生活垃圾的无害化处置成为一项亟待解决的环境问题。垃圾焚烧发电是减容减量化大、无害化程度高和资源化利用效果明显的高效处置技术。然而，垃圾焚烧过程中容易产生二噁英类污染物，严重制约了生活垃圾清洁焚烧技术的发展。

目前，关于垃圾焚烧过程中二噁英排放控制技术主要有：1、燃烧前控制：通过对垃圾进行分类，将高含氯类垃圾以及重金属分拣出来，并对垃圾进行破碎、干燥；2、燃烧中控制：遵循“3T+E”原则即高温、高湍流度、长停留时间以及稍过量氧的工况控制；3、燃烧后控制：对于已生成的二噁英通过活性炭-布袋除尘联用系统脱除。垃圾分选破碎等前处理技术难度大、成本高，目前应用少。活性炭吸附结合布袋除尘技术是在焚烧炉尾部实施二噁英控制的重要技术，但不能彻底减少二噁英的生成总量，而只是将气相中二噁英通过活性炭吸附转移到了固相中，飞灰需要进一步无害化处置。焚烧过程遵循“3T+E”原则能保证垃圾充分燃烧，减少未燃烬颗粒生成，但二噁英容易在燃后区域低温再生成。

垃圾焚烧过程中添加抑制剂以其低成本、抑制再生、高效和易操作等优势逐渐成为控制二噁英排放的重要技术之一，具有很大的工业应用潜力。在国外，使用抑制剂被认为是控制二噁英生成和排放的重要技术之一，并被推荐作为一级控制措施。抑制剂主要包括含碱性化合物、硫基类物质、氮基类物质和磷基类物质等。尽管抑制剂已在中试试验台或工业垃圾焚烧炉上应用，抑制效率在30％-95％之间，但单一的抑制剂仍存在一些不足，使用不当，可能没有抑制效果，甚至造成锅炉系统异常。主要原因是不同单一抑制剂的抑制机理不一样，如碱性和氮基类抑制剂以减少氯源，抑制氯化反应为主，而硫基类或磷基类抑制剂以钝化金属催化剂为主，使催化剂中毒失活，抑制二噁英合成反应。单一硫基类抑制剂使用过量可能造成烟气中SO₂浓度升高和炉内换热器表面硫腐蚀，单一氮基类抑制剂使用过量可能造成烟气中NO_x浓度升高，单一碱性抑制剂存在抑制效率不高和造成烟气中NO_x浓度升高的风险，单一硫基类或磷基类抑制效果好，但成本高。

面对以上难题，如果能开发一种新型复合抑制剂，发挥单一抑制剂特有的抑制作用，耦合多种抑制剂实现多重抑制，提高抑制效率，且还能减少污染物排放增加和受热面腐蚀的风险。因此，亟需开发一种新型高效、设备友好、环境无害、经济环保的抑制剂，保障垃圾焚烧过程二噁英类污染物高效抑制的同时，减少焚烧设备受热面腐蚀及烟气中SO₂、NO_x浓度升高等风险，对垃圾焚烧过程中二噁英生成排放控制及连续稳定达标有重要的工业应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用磷基耦合碱性材料抑制固废焚烧生成二噁英的方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种利用磷基耦合碱性材料抑制固废焚烧生成二噁英的方法，是在固废焚烧炉中以焚烧方式处置固体废物时，将粉末状的磷基耦合碱性材料喷射到固废焚烧炉的中高温烟道区域，用于抑制燃后区烟气中二噁英的低温再合成；

所述中高温烟道区域的温度范围为400～900℃；