CN101623588A - 一种使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用含磷酸盐的混合物处理废弃物焚烧烟气的方法，在温度为800℃以下的焚烧烟气中，喷入含磷酸盐的混合物，喷入量为0.1～10g/Nm³烟气，与烟气接触反应，可有效降低烟气中硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量。与原有烟气净化法相比具有工艺简单、费用低廉、药剂用量少、效果显著等特点。

Description

一种使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法

技术领域

本发明涉及一种降低废弃物焚烧时产生的烟气中的硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量的方法。

背景技术

生活垃圾、医疗废物、工业废物和污水污泥焚烧时产生的烟气中含有硫氧化物、氯化氢、二恶英和重金属等污染物，如果不加控制而排入大气或进入烟气飞灰，会造成环境污染。

为降低焚烧烟气中的污染物，原有的做法是：向烟气中喷入氢氧化钙或碳酸氢钠以及活性炭，其原理是硫氧化物和氯化氢呈酸性，与碱性的氢氧化钙或碳酸氢钠发生中和反应，生成氯化钙、硫酸钙、氯化钠和硫酸钠等化合物，从而被去除；活性炭具有大比表面积，能够吸附烟气中的二恶英和重金属，通过除尘器被捕集后，从而去除。该方法生成的烟气飞灰中含有氯化钙、硫酸钙、氯化钠、硫酸钠、二恶英和重金属。由于重金属(比如Pb)溶出量超标，焚烧飞灰被列入危险废弃物，必须进行处理。因为增加飞灰处理设备和添加重金属处理用药剂，导致设备投资和运行费用上升。

发明内容

本发明综合考虑上述技术难题，以降低废弃物焚烧烟气中的硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量为目的，提出该废弃物焚烧烟气处理方法。

本发明提供的技术方案是：将含磷酸盐的混合物喷入到烟气中，与烟气接触反应，降低烟气中的硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量。

含磷酸盐的混合物是磷酸钠盐、磷酸钙盐、磷酸铝盐和磷酸硅盐的一种或多种磷酸化合物的混合物。

进一步的，磷酸盐磷酸钠、磷酸氢钠、亚磷酸钠、亚磷酸氢钠、次亚磷酸钠、磷酸钙、次亚磷酸钙。其中，首选磷酸钠、磷酸钙、次亚磷酸钠、次亚磷酸钙。也可以将上述磷酸钠盐及磷酸钙盐混合使用。

为使磷酸盐与烟气充分接触，混合物喷入时的形态是磷酸盐的水溶液、悬浮液或固体粉末。

进一步的，喷入处的烟气温度在800℃以下时，烟气与磷酸盐化合物接触反应的效果较好。例如，在余热锅炉工段、或烟气冷却塔工段、或烟气半干式反应塔工段喷入，较好效果。

进一步的，磷酸化合物的使用量为0.1～10g/Nm³烟气，优选3～10g/Nm³烟气。

进一步的，是在上述磷酸盐存在的前提下进行废弃物焚烧处理，即在废弃物中添加磷酸盐，混合后再进行焚烧。

进一步的，烟气和磷酸化合物接触后，应通过除尘器捕集，去除烟气中的飞灰。

磷酸盐降低烟气中硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量的机理是：硫氧化物和氯化氢与磷酸盐，比如磷酸钠，发生反应，生成氯化钠、硫酸钠和磷酸等化合物，从而被去除；重金属与磷酸盐反应生成难溶的磷酸盐沉淀，使得烟气中的重金属和烟气飞灰中的重金属溶出量降低；虽然二恶英在焚烧的高温下已经分解，但烟气冷却到300～500℃时，如遇适量触媒(主要为重金属，特别是铜等)将会重新生成。由于重金属与磷酸盐反应生成了难溶的磷酸盐沉淀，从而阻止了二恶英的重新生成。

综上所述，本发明可以降低生活垃圾、医疗废物、工业废物和污水污泥焚烧时产生的烟气中含有的硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量；并可通过在废弃物中加入磷酸盐混合后再焚烧，防止氯化氢、二恶英在焚烧炉内的生成，从源头上控制烟气中氯化氢和二恶英含量。

本发明中采用的磷酸盐为工业用高纯结晶物质，在实际使用时，可根据处理效果灵活采用磷酸盐的水溶液、悬浮液或固体粉末，并可使用原有烟气处理用的氢氧化钙或碳酸氢钠或活性炭喷射装置，将液体或粉末喷射到焚烧烟气中。磷酸盐结晶如需添加适量的水稀释成溶液，稀释水可以是自来水、河水、地下水、工业用水、中水、离子交换水、蒸馏水等。无论使用何种水，都不影响处理效果。将磷酸盐最大限度与烟气充分混合和接触，可使磷酸盐和硫氧化物、氯化氢、二恶英、重金属等有害物质有效发生化学反应，生成对环境无害、化学性能稳定、不易溶出的化合物。同时在处理过程中以及处理后，磷酸盐本身不会产生任何有害气体或二次污染物质，并具有长期的安全稳定性。

具体实施方式

一：往废弃物中添加磷酸盐，混合后再进行焚烧；

二：在废弃物焚烧烟气处理的降温阶段，烟气温度在800℃以下的工段中，向烟气中喷入磷酸盐的水溶液，或悬浮液，或固体粉末。

实施例：

向垃圾焚烧烟气(烟气流量30,000m³/h-wet)的排出烟道中，喷入磷酸钠盐或磷酸钠盐和磷酸钙盐的混合物。在除尘器出口处测量烟气中硫氧化物、氯化氢、二恶英含量，并测量除尘器收集的飞灰中重金属溶出量。

改变磷酸盐的喷入量和喷入位置，以取得不同的处理效果。并且将原有的烟气处理方法，即向烟气中喷入氢氧化钙和活性炭作为比较例。

实验分析，测量结果如下表：

实验结果分析：

1、实施例1～10采用本发明中所述磷酸盐喷入800℃及以下温度的烟气中，与烟气混合接触，与比较例中喷入氢氧化钙和活性炭处理烟气的原有方法相比，具有达到相同处理效果时的用量少、特别对重金属和二恶英的处理效果好的特点。

2、实施例3采用本发明中所述磷酸钠盐喷入200℃的烟气中，与烟气混合接触，与比较例中喷入相同量的氢氧化钙和活性炭处理烟气的原有方法相比，具有显著降低氯化氢、硫氧化物、二恶英含量，并且使重金属稳定化的效果。

3、相同烟气温度200℃时，实施例7中采用喷入磷酸钠和磷酸钙混合物的方法和实施例10中采用喷入磷酸钠和次亚磷酸钠混合物的方法，比实施例4中采用单一喷入磷酸钠盐的方法，在相同喷入量的情况下，具有更明显的降低烟气中氯化氢和硫氧化物含量以及飞灰中重金属溶出量的效果。

4、从实施例7～9的测定结果来看，使用相同用量的同一磷酸盐混合物喷射到焚烧时的烟道中，在800℃及以下的烟气温度情况下，温度不同，只对氯化氢和硫氧化物处理效果稍有影响，而对二恶英含量和飞灰中重金属的溶出性无影响；其中，喷入处的烟气温度越高，硫氧化物及氯化氢的处理效果越差。

综上，本发明中将磷酸盐加入废弃物混合后焚烧或(和)喷入800℃以下的焚烧烟气中，与烟气混合接触反应，降低烟气中硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量的烟气净化方法，与原有技术相对照，其效果是积极和明显的。通过在废弃物中加入磷酸盐混合后焚烧或(和)向烟气中喷入磷酸盐，能有效抑制二恶英在垃圾燃烧时的生成和烟气冷却时的再合成，降低烟气中硫氧化物和氯化氢的含量。同时，磷酸盐与重金属反应生成不溶物，避免了重金属溶出污染环境。本发明填补了国内该技术领域的空白，与原有烟气处理方法相比，工艺简单、费用低廉、药剂用量少、效果好。

Claims (10)

1.一种使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，将含磷酸盐的混合物喷入到所需处理的废弃物焚烧烟气中，与烟气接触反应，以降低烟气中污染物含量。

2.如权利要求1所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述废弃物为生活垃圾、医疗废物、工业废物或污水污泥。

3.如权利要求1所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述混合物是磷酸钠盐、磷酸钙盐、磷酸铝盐和磷酸硅盐的一种或多种。

4.如权利要求3所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述磷酸钠盐和磷酸钙盐包括磷酸钠、磷酸氢钠、亚磷酸钠、亚磷酸氢钠、次亚磷酸钠、磷酸钙、次亚磷酸钙。

5.如权利要求1所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述混合物喷入时的形态可以是水溶液、悬浮液或固体粉末。

6.如权利要求1所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述烟气的温度为800℃以下。

7.如权利要求1所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述磷酸化合物的使用量为0.1～10g/Nm³烟气，优选3～10g/Nm³烟气。

8.如权利要求1所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述接触为磷酸盐和烟气混合接触。

9.如权利要求1所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述的烟气污染物含量是烟气中的硫氧化物、氯化氢、二恶英含量和重金属溶出量。

10.如权利要求9所述的使用磷酸盐处理废弃物焚烧烟气的方法，其特征在于，所述重金属溶出量是烟气中的重金属溶出量和烟气飞灰中的重金属溶出量。