1、氧含量及添加物对城市生活垃圾焚烧过程中氧含量及添加物对城市生活垃圾焚烧过程中二恶英合成机理的影响研究二恶英合成机理的影响研究报告人：报告人：梁普梁普指导老师：马洪亭指导老师：马洪亭时间：时间：2012-3-28目录目录实验装置及方法实验装置及方法结论与建议结论与建议国内外研究现状国内外研究现状课题背景课题背景二噁英检测及分析二噁英检测及分析垃圾处理垃圾处理是城市生存与发展所必需要解决的问题，截至目前，我国城市是城市生存与发展所必需要解决的问题，截至目前，我国城市垃圾累计堆存量达垃圾累计堆存量达6060多亿吨。仅多亿吨。仅20072007年，中国城市和县城生活垃圾产量就年，中国城市和县城生活垃圾
2、产量就达达22492.5922492.59万吨，其中城市生活垃圾为万吨，其中城市生活垃圾为15214.5315214.53万吨。中国城市生活垃圾万吨。中国城市生活垃圾的年平均垃圾增长速度为的年平均垃圾增长速度为10%10%，已经超过了世界垃圾平均增长速度，已经超过了世界垃圾平均增长速度8.428.42%。令人担忧的是，生活垃圾产生的速度远远大于垃圾处理的速度，且无害化令人担忧的是，生活垃圾产生的速度远远大于垃圾处理的速度，且无害化处理率较低。处理率较低。焚烧法是现在广泛使用的垃圾处理法焚烧法是现在广泛使用的垃圾处理法,城市生活垃圾经过焚烧处理可使城市生活垃圾经过焚烧处理可使垃圾体积减少垃圾体积
3、减少80%90%80%90%、重量减少约、重量减少约80%80%；同时能彻底消灭垃圾中的细菌、；同时能彻底消灭垃圾中的细菌、病毒等污染物；资源再利用效果也很明显，占地面积小，能大幅减少运输病毒等污染物；资源再利用效果也很明显，占地面积小，能大幅减少运输成本，综合效果好成本，综合效果好；但是生活垃圾的焚烧也会产生很多环境问题。如；但是生活垃圾的焚烧也会产生很多环境问题。如NOxNOx，CO,HClCO,HCl，二噁英等污染物。，二噁英等污染物。课题背景课题背景城市生活垃圾的焚烧是二噁英的主要来源，城市生活垃圾的焚烧是二噁英的主要来源，大约超过大约超过90%的二噁英是的二噁英是在垃圾焚烧过程中形成
4、的在垃圾焚烧过程中形成的。自。自1999年比利时发生动物饲料二噁英污染事年比利时发生动物饲料二噁英污染事件后，二噁英更是倍受世人所关注，成为全球范围的热点。中国政府件后，二噁英更是倍受世人所关注，成为全球范围的热点。中国政府2001年年5月月23日签署的日签署的关于持久性有机污染物（关于持久性有机污染物（POPs）的斯德哥尔摩）的斯德哥尔摩公约公约更是把二噁英问题提高到了全民共同遏制、消灭的高度上。更是把二噁英问题提高到了全民共同遏制、消灭的高度上。课题背景课题背景数据来源：ISI Web of Knowledge关于二噁英的研究论文发表情况（关于二噁英的研究论文发表情况（2858 recor
5、ds）课题背景课题背景 二噁英是指由一个或二个氧原子连接二个被氯原子取代的苯环而构二噁英是指由一个或二个氧原子连接二个被氯原子取代的苯环而构成的芳香族有机化合物的总称，包含成的芳香族有机化合物的总称，包含多氯代联二苯对二恶英多氯代联二苯对二恶英（PCDDs）和和多氯代二苯并呋喃（多氯代二苯并呋喃（PCDFs）两大类同系物两大类同系物。结构如图。结构如图1-2所示。所示。二噁英的危害主要表现在二噁英的危害主要表现在干扰环境内分泌、具有免疫毒性以及极强的干扰环境内分泌、具有免疫毒性以及极强的致癌性致癌性。1997年国际癌症研究机构（年国际癌症研究机构（IARC）将）将2，3，7，8-TCDD确定为
6、确定为类人类致癌物。它的毒性是人类熟知的砒霜的类人类致癌物。它的毒性是人类熟知的砒霜的100倍。倍。二噁英分子结构图二噁英分子结构图课题背景课题背景因此，对影响垃圾处理过程中二噁英合成因此，对影响垃圾处理过程中二噁英合成的主要因素进行研究，探索二噁英合成的机的主要因素进行研究，探索二噁英合成的机理和条件，并找出抑制其合成的方法和技术理和条件，并找出抑制其合成的方法和技术措施，显得尤为迫切。措施，显得尤为迫切。目录目录实验装置及方法实验装置及方法结论与建议结论与建议国内外研究现状国内外研究现状课题背景课题背景二噁英检测及分析二噁英检测及分析 国外：国外：从目前的研究来看，美国和日本等发达国家对二
7、噁英的生成机从目前的研究来看，美国和日本等发达国家对二噁英的生成机理研究比较多。理研究比较多。国内外研究现状国内外研究现状数据来源：ISI Web of Knowledge关于二噁英的生成机理研究的地区分布关于二噁英的生成机理研究的地区分布0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%USAJAPANSPAINENGLANDGERMANY ARGENTINABELGIUMCANADAFRANCEITALYTitle=(dioxin)AND Title=(Mechanism)国内：国内：受资金、设备和检测技术等因素的影响，目前我国对二噁英
8、的研究还受资金、设备和检测技术等因素的影响，目前我国对二噁英的研究还处于起步阶段，在二噁英污染物的调查、监测、排放、控制、生成机理和处于起步阶段，在二噁英污染物的调查、监测、排放、控制、生成机理和生态效应等方面的研究远远落后于欧、美、日等发达国家。生态效应等方面的研究远远落后于欧、美、日等发达国家。国内外研究现状国内外研究现状数据来源：ISI Web of Knowledge关于二噁英的研究的地区分布关于二噁英的研究的地区分布0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%USAJAPANGERMANYSOUTH KOREACANADAI
9、TALYSWEDENFINLANDPEOPLES R CHINASPAINTitle=(dioxin)2,858 records 国内外研究现状国内外研究现状3、高温换热区、高温换热区（800500 ）4、灰渣区（残碳含量，、灰渣区（残碳含量，PCDD/FPCDD/F前体物浓度）前体物浓度）1、预热区（、预热区（20500 ）（热值、成分、（热值、成分、PCDD/Fs）2、炉膛反应区、炉膛反应区（800 ）5、低温换热区、低温换热区（500250 ）二噁英燃烧二噁英燃烧分解反应分解反应二噁英高温二噁英高温气相反应气相反应低温表面催化低温表面催化和从头合成和从头合成二噁英重新二噁英重新合成反应合
10、成反应 温度超过温度超过800,停留时间停留时间大于大于2s 的条件下的条件下,PCDD/Fs 的分解率达到的分解率达到99%以上。以上。气相生成与合适的前驱物有气相生成与合适的前驱物有关，关，二噁英是气相中氯苯和氯二噁英是气相中氯苯和氯酚等氯代前驱物在酚等氯代前驱物在500-800条条件下的热解重排结果。件下的热解重排结果。陈彤等在管式炉中研究了陈彤等在管式炉中研究了飞灰飞灰中氯的形态以及物理化学特性中氯的形态以及物理化学特性对从头合成二噁英的影响对从头合成二噁英的影响 CuCl2、FeCl 2、CuO 和和CuSO4 都被证实对酚生成都被证实对酚生成PCDDs有催化作用，有催化作用，400
11、时时Cu2+和和Fe2+的催化活性最的催化活性最大大,CuCl2 催化能力最为显著。催化能力最为显著。区域区域4、5占到了占到了二噁英总生成量二噁英总生成量的的70 以上以上 二噁英生成量上，二噁英生成量上，Abad E通过实验得出，焚烧炉入炉垃圾的二噁英含量一般为通过实验得出，焚烧炉入炉垃圾的二噁英含量一般为557ng TEQ/kg,垃圾制成的衍生燃料中二噁英含量一般为垃圾制成的衍生燃料中二噁英含量一般为3.84.8ng TEQ/kg。垃圾中原有的二噁英会在该垃圾中原有的二噁英会在该区域内释放出来，原有的前驱区域内释放出来，原有的前驱物会通过低温反应生成二噁英，物会通过低温反应生成二噁英，这
12、里释放和生成的二噁英会在这里释放和生成的二噁英会在炉膛高温区内发生分解，对尾炉膛高温区内发生分解，对尾部二噁英排放的影响不大。部二噁英排放的影响不大。对氧浓度的研究很多，如对氧浓度的研究很多，如Hasselriis(1987)发现在发现在垃圾燃烧过程中减小二噁英形成的最优的氧浓度在垃圾燃烧过程中减小二噁英形成的最优的氧浓度在6%和和 9%之间；之间；Lenoir（1991）发现随着氧的浓度的增）发现随着氧的浓度的增加（加（6%13%）导致二噁英大量生产；）导致二噁英大量生产；Ishikawa（1997)证明增加氧的浓度证明增加氧的浓度(1014%)会抑制二噁英的形会抑制二噁英的形成。如此多的矛
13、盾的实验现象，主要是因为实验条件成。如此多的矛盾的实验现象，主要是因为实验条件的不同，导致结果的不同。的不同，导致结果的不同。国内外研究现状国内外研究现状当前，硫元素能抑制二噁英形成的机理如下：当前，硫元素能抑制二噁英形成的机理如下：1）硫会降低）硫会降低前驱物的前驱物的氯化反应能力并减小其产生二氯化反应能力并减小其产生二噁英噁英（Raghunathan and Gullett,1996;Bruce et al.,1991），2）硫会降低）硫会降低Deacon 反应反应（2HCl+1/2O2=H2O+Cl2）的的催化物催化物（CuO+SO2+1/2O2=CuSO4）的反应活性的反应活性(Gul
14、lett et al.,1992)，3）硫可能使形成二噁英的前驱物磺化）硫可能使形成二噁英的前驱物磺化(Tuppurainen et al.,1998)。国内外研究现状国内外研究现状氧化钙抑制二噁英形成的机理如下：氧化钙抑制二噁英形成的机理如下：1）CaO能与生成二噁英的前驱物能与生成二噁英的前驱物(CPs，CBs，HCP)等等发生脱氯反应，同时能和酸性物质发生脱氯反应，同时能和酸性物质(SO2，Cl2，HCl)等反等反应，有效减小二噁英及其前驱物形成所必需得氯基，应，有效减小二噁英及其前驱物形成所必需得氯基，从而减小二噁英的生成从而减小二噁英的生成（Wenbin Liu et al.,200
15、5;M.Y.Wey et al.,2008）,2）CaO能促进二噁英的脱氯、分解能促进二噁英的脱氯、分解(Yugo Nomura et al.,2005;J.H.Yan et al.,2007)。国内外研究现状国内外研究现状本实验的主要内容是：本实验的主要内容是：设计生活垃圾焚烧系统以及二噁英收集装置，通过设计生活垃圾焚烧系统以及二噁英收集装置，通过改变实验条件，探究氧气浓度以及不同添加物对二噁改变实验条件，探究氧气浓度以及不同添加物对二噁英合成的影响，并为减小垃圾焚烧过程中二噁英的形英合成的影响，并为减小垃圾焚烧过程中二噁英的形成提供必要的依据。成提供必要的依据。研究内容研究内容目录目录实验
16、装置及方法实验装置及方法结论与建议结论与建议国内外研究现状国内外研究现状课题背景课题背景二噁英检测及分析二噁英检测及分析生活垃圾焚烧装置由供气部分和管式炉部分组成。供气部分按照生活垃圾焚烧装置由供气部分和管式炉部分组成。供气部分按照不同的燃烧实验工况，供给氮气、氧气以及不同比例的混合气体；不同的燃烧实验工况，供给氮气、氧气以及不同比例的混合气体；管式加热炉部分为实验提供燃烧场所，生活垃圾焚烧实验在可放置管式加热炉部分为实验提供燃烧场所，生活垃圾焚烧实验在可放置小型石英方舟的管式反应炉内进行，反应物料恒温区域的温度采用小型石英方舟的管式反应炉内进行，反应物料恒温区域的温度采用PID温度控制仪来较
17、为精确的控制。温度控制仪来较为精确的控制。实验装置及方法实验装置及方法烟气出口坩埚加热炉加热炉PID 温 度 控制仪流量计N2O2实验装置图实验装置图图图3-2 二噁英采集系统装置图二噁英采集系统装置图实验装置及方法实验装置及方法 该二噁英采集装置是在美国环保部发布的采样方法（该二噁英采集装置是在美国环保部发布的采样方法（Method 0023A）和）和危险废物（含医疗废物）焚烧处置设施二噁英排放检测危险废物（含医疗废物）焚烧处置设施二噁英排放检测技术规范技术规范（HJ/T 365-2007）规定的基础上进行改装设计完成的。）规定的基础上进行改装设计完成的。二噁英采集系统装置图二噁英采集系统装
18、置图实验装置及方法实验装置及方法 本采集系统由于在滤筒后部添加了高效冷却装置以及在树脂吸附本采集系统由于在滤筒后部添加了高效冷却装置以及在树脂吸附处理的后部添加了甲苯溶液洗气装置，加上玻璃纤维滤筒对粒径大于处理的后部添加了甲苯溶液洗气装置，加上玻璃纤维滤筒对粒径大于0.3um的飞灰烟尘的高效阻留，特别是高效阻留了粒径小于的飞灰烟尘的高效阻留，特别是高效阻留了粒径小于1.35um的的富含二噁英的烟尘颗粒，使得二噁英的富集效率明显提高，使生活垃富含二噁英的烟尘颗粒，使得二噁英的富集效率明显提高，使生活垃圾焚烧尾气中二噁英监测更为精确。圾焚烧尾气中二噁英监测更为精确。实验装置及方法实验装置及方法烟气
19、被套管式换热器冷却，然后依次通过系统中的盛有各种溶剂的瓶子，烟气被套管式换热器冷却，然后依次通过系统中的盛有各种溶剂的瓶子，烟气中的二噁英被烟气中的二噁英被XAD-2树脂高效吸附，最后烟气通过真空泵排出系统；未树脂高效吸附，最后烟气通过真空泵排出系统；未能完全吸附的二噁英被装有甲苯的洗气瓶洗至甲苯溶液中；考虑到冷却套管能完全吸附的二噁英被装有甲苯的洗气瓶洗至甲苯溶液中；考虑到冷却套管中可能吸附有二噁英，因此在尾气过滤结束后，用洗气瓶中的甲苯溶液，清中可能吸附有二噁英，因此在尾气过滤结束后，用洗气瓶中的甲苯溶液，清洗冷却套管。洗冷却套管。最终的采样样本由含烟尘的玻璃纤维滤筒、正己烷溶液、最终的采
20、样样本由含烟尘的玻璃纤维滤筒、正己烷溶液、XAD-2树脂以及甲苯溶液四部分组成。树脂以及甲苯溶液四部分组成。实验材料实验材料 本试验物料取自天津市最大的垃圾填埋场（双口镇垃本试验物料取自天津市最大的垃圾填埋场（双口镇垃圾填埋场）填埋圾填埋场）填埋1年以上的垃圾，在焚烧前对其进行经过年以上的垃圾，在焚烧前对其进行经过必要的预处理必要的预处理(水分蒸发，均匀混合水分蒸发，均匀混合)，并按照中等收入国，并按照中等收入国家和地区的典型值进行配比，即厨余类占家和地区的典型值进行配比，即厨余类占56%，玻璃类，玻璃类占占2%，金属类占，金属类占1%，灰石类占，灰石类占3%，纸类占，纸类占16%，塑料，塑料
21、类占类占17%，纤维类，纤维类3.5%以及竹木类以及竹木类1.5%。实验过程实验过程氧含量实验：氧含量实验：实验开始前先向炉内通入氮气，将实验开始前先向炉内通入氮气，将系统中系统中的空气排净的空气排净，然后通然后通入恒定的氧气入恒定的氧气20L/h，并改变氮气的通气量，并改变氮气的通气量，使燃烧的气氛中氧使燃烧的气氛中氧气的体积比分别维持在气的体积比分别维持在5%，10%，20%，33%，50%，100%的状的状态下。达到态下。达到设定设定的的燃烧温度燃烧温度800时，时，快速的将盛有覆盖石英砂快速的将盛有覆盖石英砂（防止爆燃）的（防止爆燃）的10g生活垃圾生活垃圾的石英方舟推入到反应炉的恒温
22、区。的石英方舟推入到反应炉的恒温区。为保证试验物料的完全燃烧，通过计算确定燃烧时间为为保证试验物料的完全燃烧，通过计算确定燃烧时间为25min。为高效富集烟尘中的二噁英，将玻璃纤维滤筒处的烟气温度控为高效富集烟尘中的二噁英，将玻璃纤维滤筒处的烟气温度控制在制在110左右。用套管式换热器和水槽中的冰水混合物将通过左右。用套管式换热器和水槽中的冰水混合物将通过滤筒的烟气降至滤筒的烟气降至0附近，使烟气中的二噁英被附近，使烟气中的二噁英被XAD-2树脂高效树脂高效吸附。吸附。实验过程实验过程添加物实验：添加物实验：实验开始前先向炉内通入氮气，将实验开始前先向炉内通入氮气，将系统中系统中的空气排净的空
23、气排净，然后通然后通入恒定的氧气量入恒定的氧气量40L/h，使燃烧的气氛中氧气的体积比分别维持使燃烧的气氛中氧气的体积比分别维持在在21%的状态下。达到的状态下。达到设定设定的的燃烧温度燃烧温度800时，时，快速的将盛有快速的将盛有覆盖石英砂（防止爆燃）的覆盖石英砂（防止爆燃）的20g生活垃圾生活垃圾的石英方舟推入到反应的石英方舟推入到反应炉的恒温区炉的恒温区进行燃烧，进行燃烧，燃烧时间为燃烧时间为25min,玻璃纤维滤筒处的烟玻璃纤维滤筒处的烟气温度控制在气温度控制在110左右左右，并将收集的样本标记为，并将收集的样本标记为YB-C；然后；然后进行进行20g生活垃圾和生活垃圾和0.1g单质硫
24、单质硫进行混烧，收集的样本标记为进行混烧，收集的样本标记为YB-A；最后进行；最后进行20g生活垃圾和生活垃圾和1g氧化钙氧化钙进行混烧，收集的样进行混烧，收集的样本标记为本标记为YB-B。实验装置及方法实验装置及方法结论与建议结论与建议国内外研究现状国内外研究现状课题背景课题背景二噁英检测及分析二噁英检测及分析二噁英检测及分析二噁英检测及分析代表方法代表方法优点优点缺点缺点色谱法色谱法高分辨色谱与质谱高分辨色谱与质谱联机方法联机方法(HRGC/HRMS)可以分离可以分离PCDD/F的每种成分，并进的每种成分，并进行准确的定量行准确的定量测试周期较长（测试周期较长（14天），天），且要求有精密
25、的仪器、良且要求有精密的仪器、良好的实验环境、经过专业好的实验环境、经过专业训练的操作人员及定量用训练的操作人员及定量用的同位素标准样品等，检的同位素标准样品等，检测费用测费用8001800美元美元/样。样。免疫法免疫法酶竞争性免疫分析酶竞争性免疫分析(EIA)和酶联免疫和酶联免疫吸附分析吸附分析(ELISA)检测周期短（数小检测周期短（数小时时3天）；操作较天）；操作较简单，检测费用较简单，检测费用较低。低。EIA法每个样法每个样品的测试费用为品的测试费用为6080美元。美元。不能检测所有的同系物，不能检测所有的同系物，制备的抗体一般是针对毒制备的抗体一般是针对毒性较大的几种。性较大的几种。
26、生物法生物法表面胞质团共振检表面胞质团共振检测测(SPR)和活力诱和活力诱导导(EROD)法法操作简便、快速操作简便、快速(13天天)、费用较低。、费用较低。生物法能更准确地生物法能更准确地反映反映PCDD/F对机对机体的影响。体的影响。测量精度较差，测量精度较差，生物检测生物检测法仅适合于大量样本的法仅适合于大量样本的快速筛选、半定量测定和快速筛选、半定量测定和常规的环境检测常规的环境检测二噁英检测及分析二噁英检测及分析色谱法、免疫法和生物法是相互补充的。免疫法和生物法色谱法、免疫法和生物法是相互补充的。免疫法和生物法适合于大量样本的筛选和快速半定量检测，而色谱法适用于需适合于大量样本的筛选
27、和快速半定量检测，而色谱法适用于需准确定量及检测各个二噁英类同系物的场合。这三种方法的灵准确定量及检测各个二噁英类同系物的场合。这三种方法的灵活运用，可节约大量人力、物力，从而提高工作效率。活运用，可节约大量人力、物力，从而提高工作效率。本实验需要定性了解氧气浓度对二噁英生成总量的影响，本实验需要定性了解氧气浓度对二噁英生成总量的影响，综合考虑，选择酶免疫分析法测量不同氧气浓度对生活垃圾焚综合考虑，选择酶免疫分析法测量不同氧气浓度对生活垃圾焚烧过程中二噁英生成量的影响。而氧化钙及硫元素对二噁英合烧过程中二噁英生成量的影响。而氧化钙及硫元素对二噁英合成影响则需要了解不同二噁英类化合物的具体含量，
28、以探究其成影响则需要了解不同二噁英类化合物的具体含量，以探究其影响规律，故选取高分辨色谱与质谱联机方法影响规律，故选取高分辨色谱与质谱联机方法(HRGC/HRMS)检测垃圾焚烧烟尘烟气中的二噁英含量。检测垃圾焚烧烟尘烟气中的二噁英含量。二噁英检测及分析二噁英检测及分析索式抽提索式抽提旋转蒸发旋转蒸发层析分离层析分离为了将样品中的待测元素及其化合物转化为能够被检为了将样品中的待测元素及其化合物转化为能够被检测的离子态形式，需要进行包括测的离子态形式，需要进行包括索式抽提索式抽提、旋转蒸发旋转蒸发以以及及层析分离层析分离三个主要步骤的预处理过程。三个主要步骤的预处理过程。完成预处理之后，用酶免疫分
29、析法对氧样本完成预处理之后，用酶免疫分析法对氧样本16进行进行检测；检测；YB-A,YB-B,YB-C三个样本则用高分辨气相色谱三个样本则用高分辨气相色谱质谱仪进行检测。质谱仪进行检测。品名品名毒性当量（毒性当量（ng）氧气氧气5%氧气氧气10%氧气氧气20%氧气氧气33%氧气氧气50%氧气氧气100%PCDDs&PCDFs1.468.3511.4812.727.220.74表表1 氧样本毒性当量表氧样本毒性当量表随着气氛中氧浓度的增加，二随着气氛中氧浓度的增加，二噁英的毒性当量出现了比较复杂的噁英的毒性当量出现了比较复杂的变化，在氧气浓度达到变化，在氧气浓度达到33%时，二时，二噁英的毒性当
30、量最大，而在相对极噁英的毒性当量最大，而在相对极端的氧气浓度条件下，二噁英的毒端的氧气浓度条件下，二噁英的毒性当量相对较低。性当量相对较低。二噁英检测及分析二噁英检测及分析不同氧气浓度下二噁不同氧气浓度下二噁英毒性当量的对比情况英毒性当量的对比情况这说明这说明O2是垃圾焚烧过程中二噁是垃圾焚烧过程中二噁英合成的主要氧源，在缺氧的条件下，英合成的主要氧源，在缺氧的条件下，PCDD/Fs生成浓度很低；但氧气浓度生成浓度很低；但氧气浓度超过超过33%后，氧对二噁英的合成反应后，氧对二噁英的合成反应便不再起促进作用，此时氧气分子的便不再起促进作用，此时氧气分子的作用就主要体现在氧化生成的二噁英作用就主
31、要体现在氧化生成的二噁英以及提高生活垃圾的燃烧效率，从而以及提高生活垃圾的燃烧效率，从而使燃烧反应进行的更为完全。使燃烧反应进行的更为完全。二噁英检测及分析二噁英检测及分析不同样本中不同样本中二噁英二噁英的含量的含量样本a/ng.g-1I-TEQ/ng.g-1YB-A1.27090.2250YB-B1.35690.1775YB-C7.02791.1300a:PCDD/Fs的总量；I-TEQ:国际毒性当量。从表中可以看出，硫与生活垃圾混烧产生的PCDD/Fs的总量由7.0279ng/g降到1.2709ng/g减小了81.92%;毒性当量由1.13ng/g减小到0.2250ng/g,下降了80.0
32、9%。二噁英检测及分析二噁英检测及分析不同样本中不同样本中二噁英二噁英的含量的含量样本a/ng.g-1I-TEQ/ng.g-1YB-A1.27090.2250YB-B1.35690.1775YB-C7.02791.1300a:PCDD/Fs的总量；I-TEQ:国际毒性当量。CaO与生活垃圾混烧产生的PCDD/Fs的总量7.0279ng/g降到1.3569ng/g，减小了80.69%。PCDD/Fs的毒性当量由1.13ng/g减小0.1775ng/g，下降了84.29%。由此可以得出在城市生活垃圾与单质硫或氧化钙混烧均能有效减小二噁英的生成和毒性当量，且抑制率都超过80%。二噁英检测及分析二噁英
33、检测及分析不同样本中不同样本中PCDDs和和PCDFs的总量和毒性当量的总量和毒性当量生活垃圾焚烧过程中生成的二噁英主要是PCDFs。这可能是厨余和塑料垃圾的比重较高，他们在高温下分解出一些能生成PCDF的前驱物，并通过高温生成PCDF。样本PCDDs/ng.g-1I-TEQ/ng.g-1PCDFs/ng.g-1I-TEQ/ng.g-1YB-A0.13020.035351.14070.1895YB-B0.11930.04081.23760.1347YB-C0.46590.11116.56211.019二噁英检测及分析二噁英检测及分析不同样本中不同样本中PCDDs和和PCDFs的总量和毒性当量的
34、总量和毒性当量加硫或加CaO后PCDD含量分别减小了72.05%和74.39%，而PCDF含量减小了82.62%和81.14%；表明硫对PCDF的抑制更强烈。加硫或加CaO后PCDD毒性当量分别减小了68.17%和63.26%，而PCDF毒性当量减小了81.41%和86.78%；表明氧化钙更能较小PCDF的毒性。样本PCDDs/ng.g-1I-TEQ/ng.g-1PCDFs/ng.g-1I-TEQ/ng.g-1YB-A0.13020.035351.14070.1895YB-B0.11930.04081.23760.1347YB-C0.46590.11116.56211.019二噁英检测及分析二
35、噁英检测及分析00.20.40.60.811.21.41.6含量含量/ng.g-1YB-AYB-BYB-C00.10.20.30.40.50.60.70.82,3,7,8-TCDD1,2,3,7,8-PeCDD1,2,3,4,7,8-HxCDD1,2,3,6,7,8-HxCDD1,2,3,7,8,9-HxCDD1,2,3,4,6,7,8-HpCDDOCDD2,3,7,8-TCDF1,2,3,7,8-PeCDF2,3,4,7,8-PeCDF1,2,3,4,7,8-HxCDF1,2,3,6,7,8-HxCDF1,2,3,7,8,9-HxCDF2,3,4,6,7,8-HxCDF1,2,3,4,6,7
36、,8-HpCDF1,2,3,4,7,8,9-HpCDFOCDFI-TEQ/ng.g-1三种样本中二噁英含量的分布三种样本中二噁英含量的分布三种样本中二噁英毒性当量的分布三种样本中二噁英毒性当量的分布二噁英的17种同系物的分布如左图所示：从图上可以看出添加物对每一种同系物均有抑制作用，且改变了同系物的分布和指纹特征，表明硫和氧化钙对二噁硫和氧化钙对二噁英的抑制途径不同，也英的抑制途径不同，也影响了二噁英的氯化程影响了二噁英的氯化程度。度。二噁英检测及分析二噁英检测及分析00.20.40.60.811.21.41.6含量含量/ng.g-1YB-AYB-BYB-C00.10.20.30.40.50.
37、60.70.82,3,7,8-TCDD1,2,3,7,8-PeCDD1,2,3,4,7,8-HxCDD1,2,3,6,7,8-HxCDD1,2,3,7,8,9-HxCDD1,2,3,4,6,7,8-HpCDDOCDD2,3,7,8-TCDF1,2,3,7,8-PeCDF2,3,4,7,8-PeCDF1,2,3,4,7,8-HxCDF1,2,3,6,7,8-HxCDF1,2,3,7,8,9-HxCDF2,3,4,6,7,8-HxCDF1,2,3,4,6,7,8-HpCDF1,2,3,4,7,8,9-HpCDFOCDFI-TEQ/ng.g-1三种样本中二噁英含量的分布三种样本中二噁英含量的分布三种
38、样本中二噁英毒性当量的分布三种样本中二噁英毒性当量的分布塑料类垃圾像PVC燃烧生成Cl2和HCl。硫的抑制作用可能主要是因为硫氧化生成SO2，并与Cl2反应生成HCl,减弱了氯基与有机烃类结合生成前驱物或是二噁英的潜能。氧化钙吸收了氯基，减小了前驱物的生成，也可能是氧化钙吸收和破坏了前驱物或是二噁英的结构。二噁英检测及分析二噁英检测及分析00.20.40.60.811.21.41.6含量含量/ng.g-1YB-AYB-BYB-C00.10.20.30.40.50.60.70.82,3,7,8-TCDD1,2,3,7,8-PeCDD1,2,3,4,7,8-HxCDD1,2,3,6,7,8-HxC
39、DD1,2,3,7,8,9-HxCDD1,2,3,4,6,7,8-HpCDDOCDD2,3,7,8-TCDF1,2,3,7,8-PeCDF2,3,4,7,8-PeCDF1,2,3,4,7,8-HxCDF1,2,3,6,7,8-HxCDF1,2,3,7,8,9-HxCDF2,3,4,6,7,8-HxCDF1,2,3,4,6,7,8-HpCDF1,2,3,4,7,8,9-HpCDFOCDFI-TEQ/ng.g-1三种样本中二噁英含量的分布三种样本中二噁英含量的分布三种样本中二噁英毒性当量的分布三种样本中二噁英毒性当量的分布特别是含量和毒性较强的是2,3,4,7,8-PeCDF，CaO对其的形成和毒
40、性的抑制要明显强于硫。综合考虑二噁英的产量和毒性当量，CaO在城市生活垃圾焚烧的过程减小二噁英的形成和排放的工程应用中，有更大的应用前景。实验装置及方法实验装置及方法结论与建议结论与建议国内外研究现状国内外研究现状课题背景课题背景二噁英检测及分析二噁英检测及分析结论结论1、在城市生活垃圾焚烧过程中，保证完全燃烧的情、在城市生活垃圾焚烧过程中，保证完全燃烧的情况下，维持相对较低的氧气浓度。况下，维持相对较低的氧气浓度。2、城市生活垃圾焚烧过程中产生的主要是、城市生活垃圾焚烧过程中产生的主要是PCDF。硫。硫和氧化钙均能有效抑制二噁英的形成，而且氧化钙对和氧化钙均能有效抑制二噁英的形成，而且氧化钙对PCDF的毒性的抑制强于硫，尤其是的毒性的抑制强于硫，尤其是2,3,4,7,8-PeCDF，氧化钙是廉价且高效的抑制物，有更好的应用前景。氧化钙是廉价且高效的抑制物，有更好的应用前景。
