專利名稱：一種使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低廢棄物焚燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣中的硫氧化物、氯化氫、 二惡英含量和重金屬溶出量的方法。
背景技術(shù)：
生活垃圾、醫(yī)療廢物、工業(yè)廢物和污水污泥焚燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣中含有 硫氧化物、氯化氫、二惡英和重金屬等污染物，如果不加控制而排入大氣 或進(jìn)入煙氣飛灰，會(huì)造成環(huán)境污染。
為降低焚燒煙氣中的污染物，原有的做法是向煙氣中噴入氫氧化鈣 或碳酸氫鈉以及活性炭，其原理是硫氧化物和氯化氫呈酸性，與堿性的氫 氧化鈣或碳酸氫鈉發(fā)生中和反應(yīng)，生成氯化鈣、硫酸鈣、氯化鈉和硫酸鈉 等化合物，從而被去除；活性炭具有大比表面積，能夠吸附煙氣中的二惡 英和重金屬，通過(guò)除塵器被捕集后，從而去除。該方法生成的煙氣飛灰中 含有氯化鈣、硫酸鈣、氯化鈉、硫酸鈉、二惡英和重金屬。由于重金屬(比 如Pb)溶出量超標(biāo)，焚燒飛灰被列入危險(xiǎn)廢棄物，必須進(jìn)行處理。因?yàn)樵?加飛灰處理設(shè)備和添加重金屬處理用藥劑，導(dǎo)致設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明綜合考慮上述技術(shù)難題，以降低廢棄物焚燒煙氣中的硫氧化物、 氯化氫、二惡英含量和重金屬溶出量為目的，提出該廢棄物焚燒煙氣處理 方法。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是將含磷酸鹽的混合物噴入到煙氣中，與煙 氣接觸反應(yīng)，降低煙氣中的硫氧化物、氯化氫、二惡英含量和重金屬溶出含磷酸鹽的混合物是磷酸鈉鹽、磷酸鈣鹽、磷酸鋁鹽和磷酸硅鹽的一 種或多種磷酸化合物的混合物。
進(jìn)一步的，磷酸鹽磷酸鈉、磷酸氫鈉、亞磷酸鈉、亞磷酸氫鈉、次亞 磷酸鈉、磷酸鈣、次亞磷酸鈣。其中，首選磷酸鈉、磷酸鈣、次亞磷酸鈉、 次亞磷酸鈣。也可以將上述磷酸鈉鹽及磷酸鈣鹽混合使用。
為使磷酸鹽與煙氣充分接觸，混合物噴入時(shí)的形態(tài)是磷酸鹽的水溶液、 懸浮液或固體粉末。
進(jìn)一步的，噴入處的煙氣溫度在80(TC以下時(shí)，煙氣與磷酸鹽化合物接 觸反應(yīng)的效果較好。例如，在余熱鍋爐工段、或煙氣冷卻塔工段、或煙氣 半干式反應(yīng)塔工段噴入，較好效果。
進(jìn)一步的，磷酸化合物的使用量為0.1 10g/Nm3煙氣，優(yōu)選3 10g/Nm
3煙氣。
進(jìn)一步的，是在上述磷酸鹽存在的前提下進(jìn)行廢棄物焚燒處理，即在 廢棄物中添加磷酸鹽，混合后再進(jìn)行焚燒。
進(jìn)一步的，煙氣和磷酸化合物接觸后，應(yīng)通過(guò)除塵器捕集，去除煙氣 中的飛灰。
磷酸鹽降低煙氣中硫氧化物、氯化氫、二惡英含量和重金屬溶出量的 機(jī)理是硫氧化物和氯化氫與磷酸鹽，比如磷酸鈉，發(fā)生反應(yīng)，生成氯化 鈉、硫酸鈉和磷酸等化合物，從而被去除；重金屬與磷酸鹽反應(yīng)生成難溶 的磷酸鹽沉淀，使得煙氣中的重金屬和煙氣飛灰中的重金屬溶出量降低； 雖然二惡英在焚燒的高溫下己經(jīng)分解，但煙氣冷卻到300 50(TC時(shí)，如遇 適量觸媒(主要為重金屬，特別是銅等)將會(huì)重新生成。由于重金屬與磷 酸鹽反應(yīng)生成了難溶的磷酸鹽沉淀，從而阻止了二惡英的重新生成。
綜上所述，本發(fā)明可以降低生活垃圾、醫(yī)療廢物、工業(yè)廢物和污水污 泥焚燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣中含有的硫氧化物、氯化氫、二惡英含量和重金屬溶出量；并可通過(guò)在廢棄物中加入磷酸鹽混合后再焚燒，防止氯化氫、二惡 英在焚燒爐內(nèi)的生成，從源頭上控制煙氣中氯化氫和二惡英含量。
本發(fā)明中采用的磷酸鹽為工業(yè)用高純結(jié)晶物質(zhì)，在實(shí)際使用時(shí)，可根 據(jù)處理效果靈活采用磷酸鹽的水溶液、懸浮液或固體粉末，并可使用原有 煙氣處理用的氫氧化鈣或碳酸氫鈉或活性炭噴射裝置，將液體或粉末噴射 到焚燒煙氣中。磷酸鹽結(jié)晶如需添加適量的水稀釋成溶液，稀釋水可以是 自來(lái)水、河水、地下水、工業(yè)用水、中水、離子交換水、蒸餾水等。無(wú)論 使用何種水，都不影響處理效果。將磷酸鹽最大限度與煙氣充分混合和接 觸，可使磷酸鹽和硫氧化物、氯化氫、二惡英、重金屬等有害物質(zhì)有效發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)，生成對(duì)環(huán)境無(wú)害、化學(xué)性能穩(wěn)定、不易溶出的化合物。同時(shí) 在處理過(guò)程中以及處理后，磷酸鹽本身不會(huì)產(chǎn)生任何有害氣體或二次污染 物質(zhì)，并具有長(zhǎng)期的安全穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式
一往廢棄物中添加磷酸鹽，混合后再進(jìn)行焚燒；
二在廢棄物焚燒煙氣處理的降溫階段，煙氣溫度在80(TC以下的工段 中，向煙氣中噴入磷酸鹽的水溶液，或懸浮液，或固體粉末。 實(shí)施例
向垃圾焚燒煙氣(煙氣流量30,000mVh-wet)的排出煙道中，噴入磷酸 鈉鹽或磷酸鈉鹽和磷酸鈣鹽的混合物。在除塵器出口處測(cè)量煙氣中硫氧化 物、氯化氫、二惡英含量，并測(cè)量除塵器收集的飛灰中重金屬溶出量。
改變磷酸鹽的噴入量和噴入位置，以取得不同的處理效果。并且將原 有的煙氣處理方法，即向煙氣中噴入氫氧化鈣和活性炭作為比較例。
實(shí)驗(yàn)分析，測(cè)量結(jié)果如下表-實(shí)驗(yàn)條件測(cè)定結(jié)果噴入藥劑噴入量 (g/Nm3煙氣)煙氣溫 度rc)氯化氫 Nm3硫氧化物重金屬Pb mg/L二惡英 (ngTEQ /Nm3)
實(shí)施例1磷酸鈉鹽1200501340.200.1
實(shí)施例2磷酸鈉鹽220040910.100.01
實(shí)施例3磷酸鈉鹽320035530.0o篇
實(shí)施例4磷酸鈉鹽520032480.01o扁
實(shí)施例5磷酸鈉鹽720029430週o細(xì)
實(shí)施例6磷酸鈉鹽1020027390觀o篇
實(shí)施例7磷酸鈉鹽 磷酸鈣鹽 (1:1混合比)20024360扁o細(xì)
實(shí)施例8磷酸鈉鹽 磷酸鈣鹽 (1:1混合比)40029460觀o細(xì)
實(shí)施例9磷酸鈉鹽 磷酸鈣鹽 (1:1混合比)8003751o扁o細(xì)
實(shí)施例10磷酸鈉 次亞磷酸鈉 (1:1混合比)52002539o觀o細(xì)
比較例氫氧化鈣 活性炭0.120050166130.1
實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
1、 實(shí)施例1 10采用本發(fā)明中所述磷酸鹽噴入80(TC及以下溫度的煙 氣中，與煙氣混合接觸，與比較例中噴入氫氧化鈣和活性炭處理煙氣的原 有方法相比，具有達(dá)到相同處理效果時(shí)的用量少、特別對(duì)重金屬和二惡英 的處理效果好的特點(diǎn)。
2、 實(shí)施例3采用本發(fā)明中所述磷酸鈉鹽噴入20(TC的煙氣中，與煙氣 混合接觸，與比較例中噴入相同量的氫氧化鈣和活性炭處理煙氣的原有方 法相比，具有顯著降低氯化氫、硫氧化物、二惡英含量，并且使重金屬穩(wěn) 定化的效果。
3、 相同煙氣溫度20(TC時(shí)，實(shí)施例7中采用噴入磷酸鈉和磷酸鈣混合物的方法和實(shí)施例10中采用噴入磷酸鈉和次亞磷酸鈉混合物的方法，比實(shí)
施例4中采用單一噴入磷酸鈉鹽的方法，在相同噴入量的情況下，具有更 明顯的降低煙氣中氯化氫和硫氧化物含量以及飛灰中重金屬溶出量的效 果。
4、從實(shí)施例7 9的測(cè)定結(jié)果來(lái)看，使用相同用量的同一磷酸鹽混合 物噴射到焚燒時(shí)的煙道中，在80(TC及以下的煙氣溫度情況下，溫度不同， 只對(duì)氯化氫和硫氧化物處理效果稍有影響，而對(duì)二惡英含量和飛灰中重金 屬的溶出性無(wú)影響；其中，噴入處的煙氣溫度越高，硫氧化物及氯化氫的 處理效果越差。
綜上，本發(fā)明中將磷酸鹽加入廢棄物混合后焚燒或(和)噴入80(TC以 下的焚燒煙氣中，與煙氣混合接觸反應(yīng)，降低煙氣中硫氧化物、氯化氫、 二惡英含量和重金屬溶出量的煙氣凈化方法，與原有技術(shù)相對(duì)照，其效果 是積極和明顯的。通過(guò)在廢棄物中加入磷酸鹽混合后焚燒或(和)向煙氣 中噴入磷酸鹽，能有效抑制二惡英在垃圾燃燒時(shí)的生成和煙氣冷卻時(shí)的再 合成，降低煙氣中硫氧化物和氯化氫的含量。同時(shí)，磷酸鹽與重金屬反應(yīng) 生成不溶物，避免了重金屬溶出污染環(huán)境。本發(fā)明填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該技術(shù)領(lǐng)域 的空白，與原有煙氣處理方法相比，工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、藥劑用量少、 效果好。
權(quán)利要求
1.一種使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在于，將含磷酸鹽的混合物噴入到所需處理的廢棄物焚燒煙氣中，與煙氣接觸反應(yīng)，以降低煙氣中污染物含量。
2. 如權(quán)利要求1所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述廢棄物為生活垃圾、醫(yī)療廢物、工業(yè)廢物或污水污泥。
3. 如權(quán)利要求1所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述混合物是磷酸鈉鹽、磷酸鈣鹽、磷酸鋁鹽和磷酸硅鹽的一種或 多種。
4. 如權(quán)利要求3所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述磷酸鈉鹽和磷酸鈣鹽包括磷酸鈉、磷酸氫鈉、亞磷酸鈉、亞磷 酸氫鈉、次亞磷酸鈉、磷酸鈣、次亞磷酸鈣。
5. 如權(quán)利要求1所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述混合物噴入時(shí)的形態(tài)可以是水溶液、懸浮液或固體粉末。
6. 如權(quán)利要求1所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述煙氣的溫度為80(TC以下。
7. 如權(quán)利要求1所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述磷酸化合物的使用量為0.1 10g/Nm3煙氣，優(yōu)選3 10g/Nm3煙氣。
8. 如權(quán)利要求1所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述接觸為磷酸鹽和煙氣混合接觸。
9. 如權(quán)利要求1所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述的煙氣污染物含量是煙氣中的硫氧化物、氯化氫、二惡英含量 和重金屬溶出量。
10.如權(quán)利要求9所述的使用磷酸鹽處理廢棄物焚燒煙氣的方法，其特征在 于，所述重金屬溶出量是煙氣中的重金屬溶出量和煙氣飛灰中的重金屬 溶出量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用含磷酸鹽的混合物處理廢棄物焚燒煙氣的方法，在溫度為800℃以下的焚燒煙氣中，噴入含磷酸鹽的混合物，噴入量為0.1～10g/Nm³煙氣，與煙氣接觸反應(yīng)，可有效降低煙氣中硫氧化物、氯化氫、二惡英含量和重金屬溶出量。與原有煙氣凈化法相比具有工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、藥劑用量少、效果顯著等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/74GK101623588SQ200910051509
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者川島正毅, 朱曉平, 軍 李, 梁怡侃, 力 白, 瞿兆舟, 藤本秀夫, 鄧小福, 龍吉生 申請(qǐng)人:上?？岛悱h(huán)境工程有限公司;日本環(huán)境技術(shù)支援機(jī)構(gòu)