约翰节能,与您一同共享锅炉动态

危废垃圾焚烧炉的重金属控制技术

返回列表 来源: 约翰节能 发布日期: 2019.12.27

危险废物焚烧处理所产生的飞灰由于含有较多的重金属使其被作为危险废物。而垃圾中含有重金属的物质包括防腐剂、杀虫剂、印刷油墨等的废容器、温度计,灯管、颜料、金属板、电池、工业废弃物及医疗废弃物等,垃圾在焚烧过程中,为有效焚烧有机物质,需要相当高的温度,然而温度升高的同时,也会使垃圾中的部分重金属气以气附着于飞灰表面随废气排出。一般而言,垃圾焚烧厂排出废气中所含重金属量的多少与废弃物组成性质、重金属存在形式、焚烧炉的操作及空气污染控制方式有密切关系。

一、重金属物质焚烧后的特性

含重金属的物质经高温焚烧后,一部分会因燃烧而挥发,其余部分则残留于灰渣中,而挥发与残留的比例则与各种重金属物质的饱和温度有关,当饱和温度越高,则越易凝结,残留在灰渣中的比例也随之增高。由于废弃物经焚烧后形成多种氧化物及氯化物,因挥发、热解、还原及氧化等作用,而可能进一步发生的化学反应,其产物包括元素态重金属、重金属氧化物及重金属氯化物等。元素态重金属、重金属氯化物及重金属氯化物在废气中将以特定的平衡状态存在,但因其浓度各不相同,各自的饱和温度也不相同,遂构成了复杂的连锁关系。

约翰节能垃圾焚烧炉影响遏制有害物合成

经挥发而存在于废气中的重金属物质(如铬及汞等),当废气通过热能回收设计及其他冷却设计后,部分重金属会因凝结或吸附作用而易附着于细灰尘表面,可被后续的集尘设备去 除,此种情形在当废气通过集尘设备时的温度越低,去除效果越佳。此种去除作用主要依据以下三种反应机理:

①重金属降温而达到饱和,经凝结成粒状物后被集尘设备收集去除。

②饱和温度较低的重金属元素无法充分凝结,但会因飞灰表面的催化作用而形成饱和温度较高且较易凝结的氧化物或氯化物,而易于被集尘设备收集去除。

③仍以气态存在的重金属物质,因吸附于飞灰上或喷入的活性炭粉末上而被积尘设备一并收集去除。因部分重金属的氯化物为水溶性,即使无法通过上述的凝结及吸附作用而去除,却 可利用其溶于水的特性,经由温式洗烟塔的洗襟液的废气中吸收下来。早期的垃圾焚烧厂采用湿式洗烟塔的主要原因即是为了去除此类重金属。

垃圾在焚烧过程中的反应1

二、废气中重金属物质的控制技术

垃圾焚烧厂典型的空气污染控制设备主要可分为干式、半干式或湿式三类,其中大的区别在于废气是否达到饱和状态,当将废气冷却到饱和露dian以下时,即可归类为湿式处理流程。

典型的半干式处理流程由干式洗烟塔或半干式洗烟塔与静电集尘器或袋式集尘器相互组合而成;而典型的湿式处理流程则包括静电集尘器与湿式洗烟塔的组合。

垃圾中含有的重金属物质经高温焚烧后,部分困挥发作用而以元素态形式及其氧化状态存在于废气中,造成废气中重金属污染物的主要来源;由于每种重金属及其化合物均有其特定的饱和温度(与其浓度有关),当废气通过余热回收设备及空气污染控制设备而被降温时,大部分成挥发状态的重金属,可自行凝结成粒状或与飞灰表面凝结而被集尘器设备收集去除,但挥发性较高的铅、铬及汞等少数重金属则不易凝结。

依据垃圾焚烧厂的运转经验可得:

①单独使用静电集尘器时,对于重金属物质的去除效果较差,因为废气进入静电集成器时的温度较高,重金属物质无法充分凝结,且重金属物质与飞灰间的接触时间也不足,元法充分 发挥对飞灰的吸附作用。

②布袋集尘器无论与干式洗烟塔或半干式洗烟塔并用时,除了汞外,对重金属的去除效果均十分优良旦进大集尘器的废气温度越低,去除效果越佳;但为维持滤袋集尘器的正常操作, 废气温度不得降到露点以下,以免引起酸雾凝结,造成滤袋腐蚀,或因水汽凝结而使整个滤袋阻塞(blinding),而汞金属由于其饱和蒸汽压较高,不易凝结,其去除机构主要依赖滤袋上的飞灰层对仍处于气状的隶金属进行吸附作用(adsorption),且此种吸附效果与废气中飞灰层的多寡有直接联系。

③湿式处理流程中所采用的湿式洗烟塔,虽可降低废气温度到废气饱和露点以下,去除重金属物质的主要机构仍为吸附作用(absorption),且因其设计成吸收塔,对粒状物质的去除效果甚低,即使废气的温度可促使重金属凝结(汞仍除外),除非装设以去除粒状物为目的的效率高文式洗烟塔去除。以汞为例,当通过集尘器设备后,废气中的汞金属大部分为柔的氯化物,由于其饱和蒸汽压高,干式洗烟塔内仍为气态,但当与洗涤液接触时,因其为水溶性,可因吸收作用而被洗涤下来,唯因其饱和蒸汽压高,应避免其再挥发随废气(HgCl2 ) 释出。

为达到今后日趋严格的重金属排放标准,传统的空气控制设备恐怕无法符合需要,鉴于重金属物质属非可破坏性,燃烧作用不过只改变其相态(phase)或形成其他化合物,故欲降低重金属的排放浓度,仍需从改空善气控制设备出发。

目前已成熟的改方善式,是以增进干式处理流程的“吸附作用”或湿式处理流程的“吸收作用”为出发点。在干式处理流程中,在滤袋集尘器前喷人活性炭或于废气处理流程尾端使用活性炭滤床,除了加强对柔金属的吸附作用外对废气中的微量有机化合物(如 PCDDs/PCDFs),也具一并吸附去除的效果在干式处理流程中也可喷人化学药剂与乘金属反应,如喷人雾化的抗高温液体整合剂可达到50% -70%的去除效果;或在滤袋集尘器前喷人 NaiS 药剂,使其与隶生成HgS颗粒而被集尘器除去。在湿式处理流程中,在洗烟塔的洗涤液内添加催化剂(如CuCI2),促使更多水榕性HgCl2生成,再以整合剂(chelating reagent ) 固定已吸收录的循环液,确保吸收效果。


约翰节能SZBQ兰炭生物质锅炉垃圾焚烧炉燃烧充分

三、危废焚烧的飞灰重金属处理。

危险废物焚烧飞灰为高浸出毒性危险废物。原灰中CrPb的浸出浓度均超过危险废物允许进入填埋区的控制限值,须对焚烧飞灰进行稳定化、无害化处理;不同类型药剂Na2SFeSO4Na3PO4、和Na3C3N3S3对危险废物焚烧飞灰稳定处理时,对不同的重金属具有选择性。投加Na3C3N3S3使得Cr的浸出浓度随着药剂投加量的增加而呈现明显的减小趋势,而Na3PO4Cr的稳定效果不明显。

在危险废物焚烧产生的焚烧飞灰中,重金属是对环境伤害比较大的一种物质,在实验:重金属含量及浸出特性的研究中,共测定出锌、铜、砷、铅、镉、铬、镍和汞等八种重金属,在HzTZNBWZHUZ以及LS等六种不同类型的焚烧飞灰中,重金属的含量均比较高,其中锌是所有重金属中含量高的一种,六种飞灰中含量的平均值达到9458.5mg/kg。在处理和利用危险废物焚烧飞灰过程中,其会造成周边土壤中重金属汞含量的增加,导致土壤污染问题。因此,该类飞灰须经稳定化处理后方可进入填埋场。更多 危废垃圾焚烧炉信息,可致电约翰节能获得免费技术支持。

咨询热线

0319-5650319