二噁英的催化治理

 二噁英是一类多氯代氧杂三环芳香烃化合物的简称。可分为两类：多氯代二苯并二噁英（简称PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（简称PCDFs）。二噁英类的结构式如下：

      中间环5、10位为氧原子，其余1-4、6-9各位可以为氢原子，也可被卤族原子或有机基团取代。由于卤素氯原子取代位置不同，使得二噁英种类很多，其中PCDDs有75种，PCDFs 有135种。所有二噁英化合物都为固体，有高的熔点及沸点，蒸气压很小，大多不溶于水及有机溶剂，但易溶于油脂，易被吸附于土壤及空气的飞尘上，在环境中很难降解，半衰期长达9年。

有人认为，在有氯和金属存在的条件下有机物燃烧均会产生二噁英。二噁英的形成途径可以有：①垃圾中本身含有的二噁英在燃烧过程中释放；②在垃圾干燥和焚烧初期，由于供氧不足，形成二噁英前驱物，这些前驱物通过其他反应进一步形成二噁英；③二噁英的前驱物在烟尘飞灰中的金属催化作用下和废气中的O2、CI等反应形成二噁英。

由于以二噁英为代表的各种燃烧气体普遍存在于自然环境中，对人体具有致癌性、致畸性及生殖毒性，严重危害人们的身体健康，抑制被称为“地球上毒性物质”的二噁英类燃烧气体的排放，已成为国内外大气污染控制的一项刻不容缓的任务，而且如何安全、高效地治理二噁英类有机污染物的排放也是一个世界性的难题。

二噁英的净化处理技术

二噁英的工业净化处理技术很多，大致可分为二噁英捕集技术和二噁英分解技术两大类，其分类如图12-8所示。

1．二噁英的捕集技术

捕集技术主要有过滤除尘、电除尘及活性炭吸附技术等。过滤除尘和电除尘对于去除亚微米粒子的效率相对较高。不同结构的二噁英化合物，其蒸气压不同，当温度相对较低时，多数二噁英是呈固态形式存在，故容易捕集。但电除尘的进口温度在300℃左右，是垃圾焚烧时二噁英最易产生的温度，对二噁英的捕集不利，所以，电除尘的效果不如袋式除尘器的过滤除尘。袋除尘一般能达到95％以上的二噁英脱除率。

国外还使用一种袋式催化过滤器，它是用耐热氟氯聚合物纤维编织制成，再浸上能分解二噁英的TiO2催化剂，该催化剂能在约200℃时分解二噁英。使用这种催化过滤器，能将垃圾焚烧炉废气所含的二噁英含量降低到0.1μg／m3。

活性炭吸附技术是通过吸附剂活性炭来脱除二噁英类物质。处理温度一般为150～180℃。此法吸附去除效果好，但吸附剂再生困难，活性炭投资费用较大。

2．二噁英的分解技术

二噁英在不同环境中可采用不同的分解处理技术，大致有如下一些方法。

（1）焚烧法

     焚烧法是一种无害化工艺技术。将垃圾分类并高温下燃烧，使可燃物经高温氧化、热解转变为CO2 和H2O, ，垃圾体积可减少80％～90％或更高些。在焚烧过程中要控制焚烧炉内二噁英的生成，炉温一般要达到1000℃以上，并延长气体在高温区的停留时间（大于2s），使二噁英分解，达到去除的目的，排气还需进行过滤、洗涤、吸附等处理。如果焚烧过程控制不好，垃圾燃烧不充分，排气处理不充分，焚烧之后产生重金属和烟气二次污染，特别是二噁英污染如得不到解决，那么焚烧反而是有害的技术。

（2）热分解法

    这是在缺氧条件下对二噁英进行热分解，然后再经加氢（或脱氯）达到稳定的方法。例如，将污染物放入密闭容器中加热，使二噁英等有机物蒸发成气体，再将气体在无氧的氢气氛中加热到850℃以上，在催化剂作用下还原分解脱氯，有机物则分解为氯化氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气、苯等。这种方法虽然不会再生成二噁英，但排气组成复杂，处理净化困难，一般只适用于小型处理装置。

（3）超临界水分解法

    超临界水是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物质。它只有在水的温度和压力超过临界点时才能存在。根据有机物在超临界水中不同的溶解性和分解性，使二噁英分解。是一种高温高压处理二噁英的技术，设备投资大，技术要求高。

（4）生物分解法

    是将二噁英作为土壤、淤泥中微生物的营养源，以达到生物降解毒物的目的。它主要适用于土壤、污泥及一些固体废物中二噁英的原位降解。

（5）催化分解法

    这是在催化剂及催化因子（如紫外光、γ射线等）的作用下，将有毒物质分解或降解为低毒或无毒小分子化合物的方法。用于二噁英净化处理的催化分解法又可分为非光解催化法及光催化分解法。

    由上可知，对二呼英的净化处理有多种技术，其中有些技术，如过滤、吸附、洗涤等方法已在工业上使用多年，而有些技术则多数处于开发阶段，还缺少大规模工业应用。由于二呼英类分子中有相对稳定的芳香环，在环境中具有稳定性、亲脂性、热稳定性，同时耐酸、碱、氧化剂和还原剂，净化难度较大。所以，虽然处理方法较多，但还没有哪种方法能获得满意的结果。从目前看，催化分解法是一种较为成熟的终端技术，生物分解法也有很大发展前景。下面主要介绍催化分解法在二噁英净化处理中的应用情况。

产品介绍

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