十个行业二恶英产生过程

十个行业生产工艺、技术路线及二恶英产生机理,中国科学院生态环境研究中心2011年7月18日,2,二恶英产生的基本情况,1,十个行业二恶英生成过程,2,报告内容,3,二恶英类,4,二恶英类-超痕量污染物,土壤中二恶英类含量1ppt(10-12)100页书厚约1厘米，1012页书；厚1000万公里-在地球到太阳之间找出15页纸。,5,环境中的二恶英类,飞灰1ng/g,6,全国二恶英类POPs现状,为履行POPs公约,执行NIP,选择了废弃物焚烧、再生有色等17类排放源，开展了全国POPs调查；2008年企业数量1.5万家，排放量6.4kgTEQ。,2020/5/28,7,近年来二恶英类总排放量变化不大,各排放源都产生了一定的变化，但是总体变化不大；2006、2008年较2004年略有下降。,8,四大重点排放源现状,电弧炉炼钢340家，5269.4万吨。,废弃物焚烧2590家，2310.9万吨。,铁矿石烧结500家，6.36亿吨。,再生有色金属960家，607.9万吨。,9,指导意见的核心内容,四大行业减排,技术、法规、宣传,环评源头控制清洁生产审核,二恶英强度减排10%,10,二恶英类能不能减排？看美日,美国15年减排92%，除庭院焚烧外，排放源均减排90%以上。,11,报告内容,二恶英产生的基本情况,1,十个行业二恶英生成过程,2,废弃物焚烧,各国垃圾焚烧处理的比例,14,生活垃圾焚烧工艺,15,焚烧过程二恶英的生成,垃圾燃烧过程中，有机物通过一系列反应产生二恶英类，燃烧温度低生成量较多；烟气离开焚烧炉后冷却过程中，在“窗口期”600250之间，特别在350左右合成二恶英。,二恶英类生成机理,denovo机理：在铜、铁类过渡金属的催化下，飞灰中大分子结构的碳发生反应，在氯（有机、无机）和氧气的参与下，生成一系列的芳香化合物，包括多氯苯、多氯联苯和PCDD/Fs。PCDF/PCDD1。denovo机理形成典型的燃烧反应同类物分布特征，高氯代同类物浓度高于低氯代同类物浓度；前驱体机理：多氯苯、多氯酚、多氯联苯等氯代芳香族化合物为前驱体，通过脱氯和缩聚反应生成PCDD/Fs，这些前驱体通常在不完全燃烧中生成。PCDF/PCDD1；研究结论支持denovo机理在燃烧过程占主要地位，也有学者认为最终生成的PCDD/Fs是denovo机理和前驱体机理共同作用的结果。,17,二恶英排放的影响因素与控制措施,主要影响因素：废物特性焚烧炉类型焚烧工艺自动控制系统尾气净化系统,综合的污染控制措施可以实现烟气二恶英排放达标：炉前垃圾前处理炉内垃圾充分燃烧炉后抑制合成尾气净化去除,多氯酚类物质在国外用作木材防腐，是PCDD/Fs的一个来源，国外氯化过程使用的油基消泡剂中含有PCDD/Fs的前生体；采用氯气漂泊的CEH工艺是二恶英类产生的主要过程，在C段加入氯气后，氯气与纸浆中的二恶英前生体反应生成二恶英；生成的二恶英进入废水中，也有部分残留在纸浆中，最后在纸产品中存在；废纸回收利用过程如无漂白过程，不产生二恶英，但废纸原料中二恶英会继续残留在纸产品中，部分进入废水，存在于污泥中。,制浆造纸,水泥窑可以处理废弃物；也使用一些热值高的废弃物如废油、废轮胎等替代部分燃料；废弃物中有机物，特别是含氯有机物容易产生二恶英,需要配备专业的污染控制设施。,水泥窑共处置废物,铁矿石烧结工艺流程示意图,铁矿石烧结是粉状铁矿造块的主要方法之一，由于粉状铁矿不能直接进入高炉熔炼，需要事先造块和塑型。烧结工序将铁精矿等含铁原料和燃料、熔剂混合燃烧，使烧结料融化，散料粘结成块状并具有足够强度和块度的烧结矿。,铁矿石烧结过程具备denovo合成二恶英的条件；铁矿石烧结过程中二恶英主要在烧结料层下面的冷却层生成；原料中不可避免引入的氯元素对二恶英的生成具有决定性的影响；铜等过渡金属元素发挥了催化剂的作用；氨、尿素、乙醇胺等含氮有机物可以抑制二恶英的生成。,铁矿石烧结二恶英类产生机理,电弧炉是利用电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉，电弧炉可全部用废钢做为金属原料，有些电弧炉采用直接还原的海绵铁或铁水来代替部分废钢。按所用的炉衬分为酸性和碱性两种，目前主要用碱性电弧炉，这种炉子可以有效地祛除钢中的硫。,炼钢生产,炼钢生产二恶英类产生机理,二恶英类主要产生于废钢预热过程及烟气排放的降温过程中；由于废钢铁的回用，带入的含油类污染物及一些有机材料将增加二恶英类产生量；二恶英类释放主要于炼钢炉废气、除尘器粉尘以及湿式除尘产生的废水中；配备尾气燃烧器对减少二恶英类排放有作用。高效袋式除尘器能减少向大气排放二恶英类。,焦炭生产,我国主要炼焦炉型为4.3米以上的机械焦炉、也有少量4.3米以下焦炉和土焦炉；装煤阶段存在低温、有机物含量高等原因，二恶英浓度高，二恶英类存在于烟气及粉尘中；出焦阶段也有少量二恶英，相比装煤低得多；湿法熄焦的废水中也会有少量的二恶英类；焦炭生产还排放高浓度的PAHs等污染物，应装备布袋除尘等高效除尘设施；,焦炭生产还排放高浓度的PAHs等污染物，应装备布袋除尘等高效除尘设施。,铸铁生产,铸铁炉型包括冷气冲天炉、热气冲天炉、电炉等，除尘设施包括旋风除尘，部分企业安装了布袋除尘；铸铁原料中存在油污、塑料等有机物，在冶炼过程中生成二恶英，存在于烟气和排放的飞灰中，检测发现，含量不高。,2020/5/28,26,再生铜冶炼工艺,2020/5/28,27,再生铜冶炼涉及炉型,28,再生铜冶炼过程,工艺过程：加料及熔化、氧化造渣、还原、浇铸废铜经压缩形成包块加入反射炉，还需要加入石英和生铁造渣。熔化过程中，加料门是关闭的，充分熔化再加入下一批物料，整个加料及熔化阶段需持续约7-10h；铅、锌、镍、锡等杂质需通过氧化造渣除去，杂质氧化物和SiO2结合使渣的熔点降低。氧化终点含氧约0.7%0.9%，氧化造渣阶段约持续4h6h；铜液必须用还原剂进行还原脱氧，还原终点含氧约0.15%，还原阶段约持续1h，还原完毕后浇铸，约持续4h；装料和氧化阶段废气量大，如原料中有机物含量高，容易生成较高的二恶英；还原和浇铸阶段废气量小，二恶英含量很少。,2020/5/28,29,再生铝冶炼过程,30,再生铝冶炼过程,经过预处理的废铝入炉升温熔化，为减少金属烧损，向其表面撒上一层助熔剂，避免铝氧化；进料后，通过机械方法使原料沉入剩余金属液中，此时熔炼温度一般不高于760；当炉料充分熔化，达到熔炼温度时，即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣；成分调整和精炼：用氮气AlCl3或加冰晶石来除镁；吹入氮气或氩气等惰性气体，去除夹带的气体；或加入碱金属的氯盐和氟盐的混合物，除去碱金属、碱土金属、铝的氧化物以及其它非金属杂质；熔炼过程加入了大量助熔剂，助长了二恶英的生成。,31,再生有色金属二恶英类排放工艺节点,再生有色金属生产二恶英类产生机理,回炉料可能受到油剂、塑料、油漆或其他物质的污染。含有有机污染物和含氯的回炉料在熔融时会促进合成二恶英；对回炉料进行热净化时，也会产生二恶英类；烟道气处理系统中的飞灰中含有较高浓度的二恶英类。,33,二恶英类排放影响因素,生产工艺：冶炼工艺和炉型是决定设施二恶英类排放量的关键因素；原料预处理设施：经过处理破碎与筛选后，可以提高炉内燃烧状况，如果预处理工序能够阻止有机物进入冶炼炉，二恶英类减排量有望超过50%；布袋除尘器：布袋除尘可减排50-90%；活性炭喷入：活性炭通常是作为布袋除尘的辅助手段，对二恶英类减排可以合并在布袋内考虑。,镁生产,2008年，皮江法被77家企业选用，是应用最广泛的工艺；另有1家马格内姆法和5家电解法企业；少量的其它工艺为雾化法等工艺；电解法生产过程中，在700-800、Cl2环境下，在熔炉中将MgO和焦炭颗粒转化为MgCl2是引起二恶英类形成的主要过程；利用HCl对MgO进行提纯的过程或者利用石墨电极电解MgCl2的过程，也可能产生二恶英类皮江法冶炼过程会产生少量二恶英。,殡仪馆采用的火化机主要有台式、架条式和平板式三种；遗体火化是一个相对特