第18卷第6期电站系统工程Vol.18 No.6 2002年11月Power System Engineering Nov., 2002 文章编号：1005－006X(2002)06－0045－03
湿法除尘对垃圾焚烧炉中二恶英排放特性影响的试验研究* 浙江大学陈彤李晓东陆胜勇谷月玲严建华岑可法
摘要：运用气相谱/质谱联用机测定了150 t/d垃圾焚烧流化床锅炉不同工况下湿法除尘器前后烟气中二恶英（PCDD/Fs）的含量，不同工况下湿法除尘器脱除烟气中二恶英的效率分别为87.33%、99.53%、85.84%，排放到大气中的二恶英含量均小于国家规定的排放标准（1ngI-TEQ/Nm3），试验结果表明湿法除尘器是较为有效的脱除二恶英的装置。 关键词：垃圾焚烧炉；湿法除尘器；二恶英
中图分类号：TK229.6文献标识码：A
Experimental Study on Performance of Wet Scrubber on Dioxins Emission from a MSW Incinerator
CHEN Tong, LI Xiao-dong, LU Sheng-yong, et al.
Abstract: Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) in flue gas from inlet and outlet of wet scrubber of 150t/h MSW fluidized bed combustor in the different combustion conditions are detected by high resolution gas chromatograph coupled to low resolution mass spectrometry (HRGC/LRMS). Destructive efficiency of dioxins by wet scrubber are 87.33%, 99.53%, 85.84% in terms of total dioxin amount in the different combustion conditions. PCDD/Fs emitting from the stack are all lower than the Chinese emission standard (1ngI-TEQ/Nm3). The results of the experiment indicate that wet scrubber is the efficient unit for destructing dioxins.
Key words: municipal solid waste incinerator; wet scrubber; dioxins (PCDD/Fs)
随着我国国民经济的不断发展，人民物质生活水平的逐步提高，生活垃圾的数量日渐增多，生活垃圾焚烧发电技术作为先进的垃圾处理技术，充分体现了垃圾处理的无害化、资源化、减量化原则，国外已经获得了广泛应用，在日本、荷兰、瑞士、丹麦、瑞典等国已成为垃圾处理的主要手段。瑞士垃圾80%用于焚烧，日本、丹麦垃圾70%用于焚烧。自从深圳市1988年引进日本技术建成我国第一座垃圾焚烧发电厂开始，我国垃圾的焚烧利用产业逐步兴起。然而垃圾在焚烧过程中会不可避免地产生剧毒类物质——二恶英，如何防治二恶英，是国内外科研单位研究的热点。
烟气净化装置是脱除二恶英的有效途径之一。垃圾焚烧系统通常采用的烟气净化装置有布袋除尘器或
电除尘器、选择性催化还原装置、湿法除尘装置等。采用布袋除尘器并结合活性炭吸附方法对PCDD/Fs的脱除效率可达到95%以上[1]。I d e Y等人采用TiO2-V2O5-WO3催化剂在选择性催化还原（SCR）装置中研究了MSW烟气中PCDD/Fs和相关化合物的分解。
收稿日期: 2002-03-18
陈彤（1972-）, 女, 硕士生。热能工程研究所, 310027
*国家重点自然科学基金（N59836210）
国家重点基础研究发展规划项目（G1999022211）
国家自然科学基金（N1986259878047）实验结果表明，近90%的PCDD/Fs高分解转化或较高分解转化，且气态组分的分解转化要高于粒子组分的分解转化[2]。湿法除尘系统对垃圾焚烧炉中二恶英的脱除研究存在不同的观点。Stellan Markund等人对瑞士某焚烧炉烟气净化装置的进出口烟气进行二恶英分析时发现经过湿法除尘器后二恶英的浓度增加5倍[3]。H Hunsinger等人利用玻璃湿法除尘装置进行二恶英质量平衡试验，结果表明湿法除尘过程中二恶英没有再生成[4]。湿法除尘装置对二恶英的影响究竟如何？为此本文对杭州市某热电厂150 t/d垃圾焚烧流化床锅炉系统中湿法除尘器前后的烟气进行了二恶英测定，结果表明湿法除尘器较为有效地脱除了烟气中的二恶英。
1 实验部分
某热电厂150 t/d的垃圾与煤混烧流化床锅炉系统简图见图1，湿法除尘器为浙江大学热能工程研究所在原有水膜除尘的基础上加以改进而成的湍流塔烟气净化装置，采样位置在湿法除尘器前后，即图1中1点和2点。实验工况参数见表1，实验中所用的垃圾及原煤的成分分析见表2和表3，烟气采样系统见图2，由采样管、灰尘捕集装置（即玻璃纤维滤筒）、吸附捕集部分（即XAD-2树脂）、冷凝管、三口烧瓶、硅胶筒、抽气泵和流量计组成。
第6期陈彤等：湿法除尘对垃圾焚烧炉中二恶英排放特性影响的试验研究47
图6 工况二1、2点17种PCDD/Fs分布
图7 工况三1、2点PCDD/Fs同系物分布
图8 工况三1、2点17种PCDD/Fs分布
2.2 加钙基吸附剂CaO的影响
比较图3和图5，在煤和垃圾混烧比例接近时添加钙基吸附剂CaO（即工况一），湿法除尘器前高氯代（七氯代和八氯代）PCDD/Fs的浓度大大降低，而TCDD 的浓度则大大增加，工况一湿法除尘器前T
EQ值为0.016522 ng I-TEQ/Nm3，工况二湿法除尘器前TEQ值为0.167509 ng I-TEQ/Nm3，可见添加钙基吸附剂可降低PCDD/Fs的浓度，主要原因是CaO与HCl反应生成固体残渣，减少了烟气中酸性气体HCl的含量，而烟气中的HCl是PCDD/Fs形成的重要因素[6]。反应方程式见式（1）：
CaO+2HCl→CaCl2+H2O (1) 2.3 掺煤比例的影响
比较图3和图7，工况一中各种PCDD/Fs同系物的浓度要低于工况三中各种PCDD/Fs同系物的浓度，且17种有毒的PCDD/Fs同系物的PCDD/Fs的浓度（以TEQ值计）大为降低。原因在于工况一中煤的比例要高于工况三中煤的比例，煤掺入的比例高，能更好地抑制PCDD/Fs的生成，主要机理在于煤中S元素的存在，可能进行的反应方程式见式（2）～式（4）。
S+O2→SO2 (2)
2HCl+1/2O2→H2O+Cl2 (3)
Cl2+SO2+H2O→2HCl+SO3 (4) 将Cl2转化为HCl，降低了芳香亲电取代反应产生PCDD/Fs或其前驱物的可能性[7]。
2.4 湿法除尘器对烟气中PCDD/Fs的脱除效率
表4 PCDD/Fs的脱除效率
测点3/ng・Nm-3测点4/ng・Nm-3脱除效率/% 工况一
工况二111.7428 0.527711 99.53
工况三19.29602 2.7329 85.84 测点3/ngI-TEQ・Nm-3测点4/ngI-TEQ・Nm-3脱除效率/% 工况一
工况二0.167509 0.000528 99.68
工况三0.344427 0.050672 85.29 由表4可知，不同工况下排放到大气中的PCDD/Fs 的浓度均小于国家规定的排放标准（1 ngI-TEQ/Nm3）。湿法除尘脱除PCDD/Fs的效率按总浓度计算3个工况下分别为87.33%、99.53%和85.84%。按TEQ值计算，脱除效率分别为63.97%、99.68%和85.29%。
3 结论
(1) 垃圾焚烧流化床锅炉系统中运用湿法除尘器可有效地脱除烟气中的二恶英，但湿法除尘的废水和水中的废渣仍需进一步处理。
(2) 运用碱性吸收剂如CaO作为添加剂可降低烟气中二恶英的浓度。
(3) 垃圾中掺入煤的比例增加，可降低二恶英的排放。□
参考文献
[1] 冯斌，吴颖海，李锋，等[J].能源研究与利用,2000(4):12～14.
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[3] Stellan Marklund, Karin Ljung, et al. Formation of chlorinated
dibenzodioxins and dibenzofurans in an air pollution control
devices for MSW combustor [M]: 705～709.
[4] H Hunsinger, S Kreisz, et al. [J]. Chemosphere,1998, 37(9/12):
2293～2297.
[5] 美国环保署（EPA）方法8280B[S].
[6] A Buekens, H Huang[J].J of Hazardous Materials, 1998,
62 :1～33.
[7] Kari Tuppurainene, Ismo Halonen, et al. [J]. Chemosphere,
1998, 36(7): 1493～1511.
编辑：闻彰
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