可溶性硫氰酸盐在固体废弃物焚烧烟气二噁英类减排控制方面的应用

1545 编辑：中冶有色技术网来源：中国科学院大连化学物理研究所

2023-09-14 16:31:11

1.本发明属于焚烧源二噁英类减排控制技术领域，具体涉及一种可溶性硫氰酸盐在固体废弃物焚烧烟气二噁英类减排控制方面的应用。

背景技术：

2.焚烧处理具有减容、减量和资源化利用等优点，已经成为我国城市生活垃圾、医疗废物和工业固体废弃物处置的主要方式。然而，焚烧过程中极易产生二噁英类污染物。这类物质生物毒性高、不易降解、生物积累性强，对生态环境和人体健康产生不利影响。为控制二噁英类污染物的大量排放，大型现代化固体废弃物焚烧设施普遍采用“3t+e”技术(控制焚烧温度、搅拌混合程度、气体停留时间和过剩空气率)、烟气急冷技术和活性炭+布袋除尘器技术。但由于固体废弃物含氯量高、成分复杂、工况操作不规范和设施带病运行等原因，二噁英类超标排放问题仍较突出。

3.使用含氮含硫化合物抑制焚烧烟气中二噁英类的生成，是充分保障固体废弃物焚烧设施二噁英类达标排放的重要技术措施之一。目前已报道的可抑制焚烧烟气中二噁英类生成的含氮含硫化合物包括硫脲、硫代硫酸钠、硫化钠、硫化碳、黄铁矿、硫酸铵、氨基磺酸、磺酰胺、乙醇胺和二氧化硫等。其中，硫脲作为一种既含硫又含氮的化合物，是公认的对二噁英类生成抑制效率较高的化合物。然而，硫脲在高温烟气极易分解，不利于其对二噁英类生成抑制效果的充分发挥。同时硫脲热分解会释放出大量的氨气，增加焚烧设施的氨逃逸。因此，筛选并开发一种可替代硫脲的新型高效二噁英类生成抑制剂，对固体废弃物焚烧烟气二噁英类的减排控制具有重要价值。

技术实现要素：

4.为了解决固体废弃物焚烧处理过程中二噁英超标排放的问题，本发明基于大型现代化固体废弃物焚烧处置系统，在不增加新设备的条件下，提供一种焚烧烟气二噁英类抑制剂以及抑制焚烧烟气二噁英类物质生成的方法。

5.为达到上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

6.本发明首先提供一种二噁英类物质抑制剂，所述二噁英类物质抑制剂为可溶性硫氰酸盐溶液；

7.基于以上技术方案，优选的，所述的可溶性硫氰酸盐是硫氰酸钠和硫氰酸钾中的任意一种或二者混合物。

8.基于以上技术方案，优选的，所述可溶性硫氰酸盐的质量百分比浓度为5％-50％，溶剂为水。

9.基于以上技术方案，优选的，本发明所述的可溶性硫氰酸盐为市售的工业级硫氰酸盐。

10.本发明另一方面还提供一种抑制固体废弃物焚烧烟气中二噁英类物质生成的方

teq/nm3；使用硫氰酸钠后，烟囱出口处烟气中二噁英的平均浓度为0.045ng teq/nm3(见表1)。使用硫氰酸钠作为二噁英抑制剂使生活垃圾焚烧设施的二噁英大气排放浓度下降了69％。

23.表1二噁英抑制剂对生活垃圾焚烧烟气二噁英的抑制效果

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实施例2

[0026]

生活垃圾焚烧系统采用sncr技术进行脱除烟气氮氧化物，还原剂为尿素。焚烧系统主要由熔炉、二燃室、锅炉、半干刷、活性炭喷射装置、布袋除尘器和烟囱构成，日处理城市生活垃圾300吨，烟气流量约为6万立方米/小时。将硫氰酸钾溶解在尿素溶液中，使硫氰酸钾在尿素溶液中的质量浓度为25％。通过sncr系统雾化喷头将混合溶解液喷入烟道750-850℃温度段，使硫氰酸钾在烟气中的浓度保持在100-200mg/nm3。监测结果表明，在不使用硫氰酸钾条件下，烟囱出口处烟气中二噁英的平均浓度为0.163ng teq/nm3；使用硫氰酸钾后，烟囱出口处烟气中二噁英的平均浓度为0.055ng teq/nm3(见表2)。使用硫氰酸钾作为二噁英生成抑制剂使生活垃圾焚烧设施的二噁英大气排放浓度下降了66％。

[0027]

表2二噁英抑制剂对生活垃圾焚烧烟气二噁英的抑制效果

[0028][0029]

实施例3

[0030]

医疗垃圾焚烧系统采用热解气化焚烧工艺，主要由进料装置、热解气化室、两个焚烧室、锅炉、除酸反应塔、活性炭喷射装置、布袋除尘器和烟囱构成，日处理医疗垃圾30吨，烟气流量约为1万立方米/小时。除酸反应塔的除酸剂为氢氧化钠溶液。将硫氰酸钠溶解在氢氧化钠溶液中，使硫氰酸钠在氢氧化钠溶液中的质量浓度为10％。通过雾化喷头将混合溶解液喷入到除酸反应塔中，喷头处烟气的温度为300-350℃温度段，使硫氰酸钠在烟气中的浓度保持在50-150mg/nm3。监测结果表明，在不使用硫氰酸钠条件下，烟囱出口处烟气中二噁英的平均浓度为0.214ng teq/nm3；使用硫氰酸钠后，烟囱出口处烟气中二噁英的平均

浓度为0.091ng teq/nm3(见表3)。使用硫氰酸钠作为二噁英生成抑制剂使医疗垃圾焚烧系统的二噁英大气排放浓度下降了57％。

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表3二噁英抑制剂对医疗垃圾焚烧烟气二噁英的抑制效果

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实施例4

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工业固体废弃物焚烧系统采用热解气化焚烧工艺，主要由进料装置、热解气化室、焚烧室、锅炉、除酸反应塔、活性炭喷射装置、布袋除尘器和烟囱构成，日处理工业固体废弃物25吨，烟气流量约为0.9万立方米/小时。将硫氰酸钠和硫氰酸钾(质量比1:1)混合物溶解于水中，使硫氰酸钠和硫氰酸钾在水溶液中的总质量浓度为42.5％。通过雾化喷头将混合溶解液喷入到燃烧室后烟道900～1000℃温度段，使可溶性硫氰酸盐在烟气中的浓度保持在300-400mg/nm3。监测结果表明，在不使用可溶性硫氰酸盐条件下，烟囱出口处烟气中二噁英的平均浓度为0.349ng teq/nm3；使用可溶性硫氰酸盐后，烟囱出口处烟气中二噁英的平均浓度为0.084ng teq/nm3(见表4)。使用可溶性硫氰酸盐作为二噁英生成抑制剂使工业固体废弃物焚烧系统的二噁英大气排放浓度下降了76％。

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表4二噁英抑制剂对工业固体废弃物焚烧烟气二噁英的抑制效果

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需要说明的是，本发明所述的生活垃圾、医疗垃圾和工业固体废弃物焚烧系统为本领域的公知设备，大型垃圾焚烧工厂的操作运行人员熟知焚烧系统的使用方法，操作运行人员可以根据二噁英类减排需要对可溶性硫氰酸盐水溶液的用量进行实时调整。上述实施例只是用于帮助理解本发明的实质性内容，并不是用来限制本发明。

技术特征：

1.一种用于固体废弃物焚烧处理的二噁英类物质抑制剂，其特征在于，所述二噁英类物质抑制剂为可溶性硫氰酸盐溶液，所述的可溶性硫氰酸盐是硫氰酸钠和硫氰酸钾中的一种或两种。2.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，所述可溶性硫氰酸盐的质量百分比浓度为5％-50％，溶剂为水。3.根据权利要求2所述的抑制剂，其特征在于，所述可溶性硫氰酸盐为工业级硫氰酸盐。4.一种抑制固体废弃物焚烧烟气中二噁英类物质生成的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配制权利要求1-3任一项所述的二噁英类物质抑制剂，将二噁英类物质抑制剂加入脱硝还原剂溶液中或除酸剂溶液中，得到混合溶液；(2)将步骤(1)制备的二噁英类物质抑制剂或混合溶液喷淋到固体废弃物焚烧系统的烟气中。5.根据权利要求4所述的抑制固体废弃物焚烧烟气中二噁英类物质生成的方法，其特征在于，所述喷淋过程位于300-1000℃烟气处，二噁英类物质抑制剂在烟气中的浓度保持在50-400mg/nm3。6.根据权利要求5所述的抑制固体废弃物焚烧烟气中二噁英类物质生成的方法，其特征在于，所述脱硝还原剂为尿素，所述除酸剂为氢氧化钠。7.根据权利要求5或6所述的抑制固体废弃物焚烧烟气中二噁英类物质生成的方法，其特征在于，所述固体废弃物为生活垃圾、医疗垃圾和工业固体废弃物中的任意一种或两种以上。8.权利要求1-3任一项所述的二噁英类物质抑制剂在固体废弃物焚烧烟气二噁英类减排控制方面的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述二噁英类物质抑制剂能够高效抑制固体废弃物焚烧烟气二噁英类物质的生成。

技术总结

本发明公开了一种抑制固体废弃物焚烧烟气中二噁英类物质生成的方法，属于焚烧源二噁英类减排控制技术领域。首先配制质量浓度百分比为5％-50％的可溶性硫氰酸盐水溶液，将可溶性硫氰酸盐水溶液直接喷入焚烧设施烟道300-1000℃温度段，可溶性硫氰酸在烟气中的浓度保持在50-400mg/Nm3，实现抑制二噁英类生成、减少二噁英类大气排放的目的。本发明所述方法简单易行，运行成本低，可为固体废弃物焚烧烟气中二噁英类的达标排放提供技术保障。中二噁英类的达标排放提供技术保障。

技术研发人员：任美慧张海军陈吉平张宁张亦弛

受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所

技术研发日：2020.12.08

技术公布日：2022/6/10

声明：

“可溶性硫氰酸盐在固体废弃物焚烧烟气二噁英类减排控制方面的应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)