二惡英的生成特性

1、 前言前言 二噁英二噁英及多氯聯(lián)苯乃是聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署及多氯聯(lián)苯乃是聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)列管亟須加強(qiáng)列管亟須加強(qiáng) 管制管制的的持久性有機(jī)污染物持久性有機(jī)污染物(persistent organic pollutants, POPs)。 一般所稱一般所稱二噁英二噁英類化合物類化合物(Dioxin-like congener)泛指泛指17種含種含 2,3,7,8氯鍵結(jié)氯鍵結(jié)的二噁英的二噁英，呋喃，呋喃 (PCDD/Fs)及及12種平面型多氯聯(lián)苯種平面型多氯聯(lián)苯 (PCBs) 。 Structures of PCDDs , PCDFs and PCBs (Nagano et al., 200

2、0) (A) (B) (C) 二噁英的特性二噁英的特性 由于二噁英各物種其毒性皆不由于二噁英各物種其毒性皆不 相同，一般毒性當(dāng)量之計(jì)算系相同，一般毒性當(dāng)量之計(jì)算系 以以2,3,7,8-TCDD的的TEF值為基值為基 準(zhǔn)準(zhǔn)(系數(shù)為系數(shù)為1.0) 。 O O Clx 1 2 3 46 7 8 9 Cly O Clx 1 2 3 46 7 8 9 (A) PCDD(B) PCDF Cly O O Clx 1 2 3 46 7 8 9 Cly O Clx 1 2 3 46 7 8 9 (A) PCDD(B) PCDF Cly PCDD/Fs I-TEF (International) TEF (WHO

3、) Co-PCBs TEF (WHO) 2,3,7,8-TeCDD 1 1 PCB-81 0.0001 1,2,3,7,8-PeCDD 0.5 1 PCB-77 0.0001 1,2,3,4,7,8-HxCDD 0.1 0.1 PCB-123 0.0001 1,2,3,6,7,8-HxCDD 0.1 0.1 PCB-118 0.0001 1,2,3,7,8,9-HxCDD 0.1 0.1 PCB-114 0.0005 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 0.01 0.01 PCB-105 0.0001 OCDD 0.001 0.0001 PCB-126 0.1 2,3,7,8-TeCDF

4、0.1 0.1 PCB-167 0.00001 1,2,3,7,8-PeCDF 0.05 0.05 PCB-156 0.0005 2,3,4,7,8- PeCDF 0.5 0.5 PCB-157 0.0005 1,2,3,4,7,8-HxCDF 0.1 0.1 PCB-169 0.01 1,2,3,6,7,8-HxCDF 0.1 0.1 PCB-189 0.0001 2,3,4,6,7,8-HxCDF 0.1 0.1 1,2,3,7,8,9- HxCDF 0.1 0.1 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 0.01 0.01 1,2,3,4,7,8,9- HpCDF 0.01 0.01 O

5、CDF 0.001 0.0001 毒性當(dāng)量系數(shù)毒性當(dāng)量系數(shù) (TEFs) for PCDD/F and PCB congeners C Cl l C Cl l C Cl l C Cl l C Cl l 2 3 4 5 6 32 4 65 PCB- 126 2,3,7,8 TeCDD PCB-126 二噁英的特性（續(xù)） l二噁英二噁英物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性高，不易被光或微生物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性高，不易被光或微生 物分解，化學(xué)分解亦只限于去氯作用，而其雙物分解，化學(xué)分解亦只限于去氯作用，而其雙 苯環(huán)結(jié)構(gòu)在苯環(huán)結(jié)構(gòu)在750750的高溫環(huán)境下方可被摧毀。的高溫環(huán)境下方可被摧毀。 l 氯化程度較低的氯化程度較低的

6、二噁英二噁英具有較長(zhǎng)的具有較長(zhǎng)的C-HC-H鍵，因鍵，因 此較易受到光、生物或化學(xué)的分解及轉(zhuǎn)化作用，此較易受到光、生物或化學(xué)的分解及轉(zhuǎn)化作用， 所以含氯數(shù)較低的所以含氯數(shù)較低的二噁英二噁英較不穩(wěn)定。較不穩(wěn)定。 二噁英的來(lái)源二噁英的來(lái)源 l環(huán)境中二噁英的來(lái)源，除廢棄物焚化過程外，環(huán)境中二噁英的來(lái)源，除廢棄物焚化過程外， 抽煙、燃材壁爐、車輛排氣、火災(zāi)，工業(yè)制抽煙、燃材壁爐、車輛排氣、火災(zāi)，工業(yè)制 程如化學(xué)工業(yè)、金屬冶煉、紙漿加氯漂白等程如化學(xué)工業(yè)、金屬冶煉、紙漿加氯漂白等 都可能產(chǎn)生二噁英，火山爆發(fā)及森林火災(zāi)則都可能產(chǎn)生二噁英，火山爆發(fā)及森林火災(zāi)則 是自然排放的主要來(lái)源。是自然排放的主要來(lái)源。

7、l在燃燒行為中以露天燃燒、家庭木材燃燒及在燃燒行為中以露天燃燒、家庭木材燃燒及 各種廢棄物焚化爐為二噁英排放的主要來(lái)源。各種廢棄物焚化爐為二噁英排放的主要來(lái)源。 各國(guó)大氣中二噁英的主要來(lái)源各國(guó)大氣中二噁英的主要來(lái)源 電弧爐集塵灰處理廠二噁英年排放量推估為電弧爐集塵灰處理廠二噁英年排放量推估為67.3 g-I-TEQ，占臺(tái)灣，占臺(tái)灣 各類污染源首位，電弧爐煉鋼廠及燒結(jié)爐煉鋼則分居第二、三位各類污染源首位，電弧爐煉鋼廠及燒結(jié)爐煉鋼則分居第二、三位 資料來(lái)源：中興工程顧問公司資料來(lái)源：中興工程顧問公司, 2006 二噁英對(duì)人體的危害：二噁英對(duì)人體的危害： 以烏克蘭總統(tǒng)以烏克蘭總統(tǒng) Victor Yu

8、shchenko 為例為例 blood and tissue r e g i s t e r e d concentrations of dioxin 1,000 times above normal levels Before (Feb, 2004)Present (2005) 2,3,7,8-TCDD causes effects on the skin (chloracne) and may cause cancer in people. Dr. Michael Zimpfer, the head doctor of the Rudolfinerhaus clinic, reveals

9、Yushchenkos blood test results to the international media. “We had not seen anything like that for the past 100 years, I believe it would be appropriate to compare this to the fall of the Soviet Union or the fall of the Berlin wall.” 臺(tái)灣二噁英排放管制標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)灣二噁英排放管制標(biāo)準(zhǔn) Emission sources Condition Standard (ng-TEQ

10、/Nm3) Oxygen condition (%) Effective date existing 2001/8/8 over 10 ton waste /h or 300 ton/day 0.1 new facility 1997/8/8 existing 2003/1/1 over 4 ton waste/h 0.1 11 new facility 2001/1/1 existing 2004/1/1 Municipal/Industrail Waste Incinerator (MWI/IWI) below 4 ton waste/h 0.5 new facility 2001/1/1

11、 5.0 2004/1/1 existing 0.5 2007/1/1 Electric Arc Furnace (EAF) new facility 0.5 - 2002/1/1 2.0 2006/1/1 existing 1.0 15 2008/1/1 Sinter plant new facility 0.5 2004/6/16 9.0 2005/10/12 existing 1.0 - 2006/9/1 Waelz plant new facility 0.4 2005/10/12 2.0 2007/1/1 existing 1.0 2008/1/1 Other facilities

12、new facility 0.5 - 2006/1/2 臺(tái)灣地區(qū)一般廢棄物處理趨勢(shì)臺(tái)灣地區(qū)一般廢棄物處理趨勢(shì) 1.25 1.94 5.75 7.46 11.6 14.26 22.59 27.23 60.17 60.93 60.2 66.87 64.98 70.51 65.12 70.87 82.86 87.71 90.71 93.35 96.22 98.18 98.93 99.48 99.77 1.37 0.5 1.551.36 1.14 0.4 3.193.03 4.86 14.94 15.62 19.05 19.61 23.59 41.01 51.51 64.19 69.69 73.84

13、77.83 82.74 89.09 91.21 88.98 88.04 93.01 90.44 91.76 89.87 79.24 79.15 75.06 75.3 72.66 75.38 47.28 34.81 29.36 21.44 18.43 7.37 5.96 3.96 2.27 76.97 16.91 87.05 25.99 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 757677787980818283848586878889909192939495 (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 7 5 7 6 7 7 7 8 7

14、9 8 0 8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 8 7 8 8 8 9 9 0 9 1 9 2 9 3 9 4 9 5 掩埋率掩埋率 垃圾妥善處理率垃圾妥善處理率 焚化率焚化率 資源回收率資源回收率 廚餘回收率廚餘回收率 (年) (中興工程顧問公司，2007) 臺(tái)灣一般廢棄物清理近年重要回顧臺(tái)灣一般廢棄物清理近年重要回顧 垃圾處理：垃圾妥善處理率由垃圾處理：垃圾妥善處理率由1995年年65.12，提升，提升 至至2006年年99.77，垃圾處理已由掩埋方式逐漸為以，垃圾處理已由掩埋方式逐漸為以 焚化為主，采焚化處理者占垃圾清運(yùn)量的比率為焚化為主，采焚化處理者占垃圾清運(yùn)量的比率為83

15、 ，衛(wèi)生掩埋處理者占，衛(wèi)生掩埋處理者占17。 資源回收：總資源回收量由民國(guó)資源回收：總資源回收量由民國(guó)88年年21.5萬(wàn)噸逐年增萬(wàn)噸逐年增 加至加至2006年年210萬(wàn)噸，回收率由萬(wàn)噸，回收率由1.9增為增為27.2。 臺(tái)灣垃圾焚化廠歷年發(fā)電量臺(tái)灣垃圾焚化廠歷年發(fā)電量 年年 2000 2001 2002 2003 2004 2005 億度億度 11.17 16.6 25.03 26.16 27.70 28.52 售電率售電率 74% 74% 77% 77% 78% 78% 發(fā)電種類 裝置容量(千瓩) 比率 (%) 火力發(fā)電 19,231 44 核能發(fā)電 5,144 12 水力發(fā)電 4,501

16、10 風(fēng)力發(fā)電 80 0.18 生質(zhì)能源發(fā)電 4 0.01 垃圾焚化發(fā)電 504 1.15 民營(yíng)電廠 7,231 17 汽電共生 7,015 16 Total 43,710 100 廢棄物焚化廠操作狀況廢棄物焚化廠操作狀況 國(guó)內(nèi)約有國(guó)內(nèi)約有100座事業(yè)座事業(yè) 廢棄物以及小型廢廢棄物以及小型廢 棄物焚化廠仍在操棄物焚化廠仍在操 作中作中 ( 1,120,000 ton- wastes/year)，大部，大部 分并非分并非24小時(shí)連續(xù)小時(shí)連續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)。 廢棄物焚化過程中廢棄物焚化過程中 經(jīng)常性之起、停爐經(jīng)常性之起、停爐 易使廢棄物燃燒不易使廢棄物燃燒不 完全，造成完全，造成CO、粒、粒 狀物及

17、戴奧辛大量狀物及戴奧辛大量 生成。生成。 Wang et al., 2004 (ITRI) 廢棄物焚化過程的二噁英控制廢棄物焚化過程的二噁英控制 l 減少焚化系統(tǒng)的二噁英排放，可朝三個(gè)方向努力：減少焚化系統(tǒng)的二噁英排放，可朝三個(gè)方向努力： 1.減少爐內(nèi)形成減少爐內(nèi)形成 2.避免爐外低溫再合成避免爐外低溫再合成 3.去除已生成的二噁英去除已生成的二噁英 1.1.減少爐內(nèi)形成減少爐內(nèi)形成 (1)減少進(jìn)料中含氯成分：減少進(jìn)料中含氯成分： (2)燃燒完全燃燒完全 ： 爐體必須符合混合均勻、停留時(shí)間在爐體必須符合混合均勻、停留時(shí)間在1.5秒以秒以 上的條件。且燃燒區(qū)的最低溫度必須在上的條件。且燃燒區(qū)的最

18、低溫度必須在 600650C以上，高于此溫度則二噁英破壞以上，高于此溫度則二噁英破壞 的趨勢(shì)大于生成；當(dāng)溫度達(dá)到的趨勢(shì)大于生成；當(dāng)溫度達(dá)到900以上則以上則 二噁英將被完全摧毀。二噁英將被完全摧毀。 對(duì)于可能生成二噁英的前驅(qū)物質(zhì)，如氯苯、對(duì)于可能生成二噁英的前驅(qū)物質(zhì)，如氯苯、 氯酚及其它氯化物，必須完全破壞。氯酚及其它氯化物，必須完全破壞。 l煙道氣中氯酚（煙道氣中氯酚（CIP）與二）與二 噁英的相關(guān)性噁英的相關(guān)性 Gass et al., 2004 煙道氣中煙道氣中CO濃度濃度 (ppm) l煙道氣中煙道氣中CO濃度與二噁英的濃度與二噁英的 相關(guān)性相關(guān)性 1.1.減少爐內(nèi)形成減少爐內(nèi)形成(

19、(續(xù)續(xù)) ) Takeda, 1997 (ng/m3) ng/m3 (ng/m3) PCDD/F concentration (ng-TEQ/Nm3) 2.避免爐外低溫再合成 l 注入抑制劑：毒化促使二噁英生成的催化物質(zhì)，注入抑制劑：毒化促使二噁英生成的催化物質(zhì)， 亦可與亦可與HCl反應(yīng)而降低生成二噁英所需的氯源。反應(yīng)而降低生成二噁英所需的氯源。 在煙道氣添加胺類、石灰類及含硫物質(zhì)等抑制劑。在煙道氣添加胺類、石灰類及含硫物質(zhì)等抑制劑。 藉由此類物質(zhì)與生成二噁英所需的氯源、前驅(qū)物、藉由此類物質(zhì)與生成二噁英所需的氯源、前驅(qū)物、 催化金屬等化合物進(jìn)行一連串的化學(xué)反應(yīng)。催化金屬等化合物進(jìn)行一連串的化學(xué)

20、反應(yīng)。 如使如使Cl2 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镠Cl，降低生成二噁英所需的氯源，降低生成二噁英所需的氯源 或毒化促使二噁英生成的催化物質(zhì)，以達(dá)到中斷二或毒化促使二噁英生成的催化物質(zhì)，以達(dá)到中斷二 噁英生成的途徑或減緩二噁英生成的速率。噁英生成的途徑或減緩二噁英生成的速率。 抑制劑與生成二噁英所需的氯源、前驅(qū)物質(zhì)與催化 金屬等化合物進(jìn)行反應(yīng)，以中斷戴奧辛生成途徑或 減緩戴奧辛的生成速率 抑制二噁英的生成理論 HCl 氯化反應(yīng)氯化反應(yīng) 觸媒活觸媒活 性位置性位置 迪亞康反應(yīng)迪亞康反應(yīng) 氯化芳香族氯化芳香族 前驅(qū)物前驅(qū)物 Cl2 PCDD/Fs 縮合反應(yīng)縮合反應(yīng) De Novo 反應(yīng)反應(yīng) 虛線為添加抑制劑虛線

21、為添加抑制劑 的反應(yīng)途徑的反應(yīng)途徑 item OO2 2 (%)(%) Particle Particle Conc.Conc. (mg/Nm(mg/Nm3 3) ) DioxinDioxin Conc.Conc. ( (ng/Nmng/Nm3 3 ) ) TEQTEQ (ng-TEQ/Nm(ng-TEQ/Nm3 3) ) inhibitioninhibition Conc.Conc. (%)(%) TEQTEQ (%)(%) No inhibitor 10.512.419.200.685 - 0.4 (S/Cl)10.414.68.77 0.3620.36254.3 47.2 Emissio

22、n standard：0.5 ng-TEQ/Nm3 Chang et al., 2006 硫?qū)Χf英生成的抑制機(jī)制硫?qū)Χf英生成的抑制機(jī)制 l 添加硫后可減緩De Novo 合成反應(yīng)進(jìn)而抑制二噁英的 生成，其抑制機(jī)制有二種： 硫?qū)⒅饕穆然瘎┝驅(qū)⒅饕穆然瘎?Cl2)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成HCl，抑制芳香族取代反，抑制芳香族取代反 應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而降低二噁英前驅(qū)物的生成。應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而降低二噁英前驅(qū)物的生成。 硫份硫份(CS2或或SO2)與迪亞康反應(yīng)中主要的催化劑與迪亞康反應(yīng)中主要的催化劑CuO反反 應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為CuSO4，降低催化活性。，降低催化活性。 Cl2SO2H2O 2HClSO3

23、 CuOSO21/2O2 CuSO4 2.2.避免爐外低溫再合成避免爐外低溫再合成 （續(xù)）（續(xù)） l 淬冷設(shè)計(jì)：淬冷設(shè)計(jì)： 由于廢熱回收鍋爐之設(shè)置，在此單元廢氣溫度緩由于廢熱回收鍋爐之設(shè)置，在此單元廢氣溫度緩 慢降至慢降至450250后排出，此溫度范圍正是二噁英后排出，此溫度范圍正是二噁英 生成的高峰區(qū)。生成的高峰區(qū)。 利用絕熱淬冷室在少于一秒的時(shí)間將排氣由利用絕熱淬冷室在少于一秒的時(shí)間將排氣由450 驟冷至驟冷至150以下，可有效降低二噁英的生成。以下，可有效降低二噁英的生成。 l APCD之操作溫度：之操作溫度： 集塵設(shè)備（如靜電集塵器）收集的大量飛灰，提集塵設(shè)備（如靜電集塵器）收集的大量

24、飛灰，提 供二噁英再合成反應(yīng)供二噁英再合成反應(yīng)(De Novo)所需所需的的碳源、金屬碳源、金屬 催化劑及活化位置。若溫度控制不當(dāng)催化劑及活化位置。若溫度控制不當(dāng)(大于大于200以以 上上)，則二噁英會(huì)大量生成。，則二噁英會(huì)大量生成。 靜電集塵器操作溫度對(duì)戴奧辛靜電集塵器操作溫度對(duì)戴奧辛 生成濃度生成濃度的的影響影響 (Everaert and Baeyens, 2002) 由于由于EP的操作的操作 溫 度 多 半 在溫 度 多 半 在 220C以上，接以上，接 近近de novo 合成合成 反應(yīng)之溫度窗，反應(yīng)之溫度窗， 導(dǎo)致氣相二噁英導(dǎo)致氣相二噁英 濃度明顯增加。濃度明顯增加。 國(guó)內(nèi)某國(guó)內(nèi)某

25、MWI煙道氣中二噁英濃度變化特性煙道氣中二噁英濃度變化特性 (靜電集塵器靜電集塵器) 集塵器操作溫度：集塵器操作溫度：220235 C 粒狀物濃度：粒狀物濃度：1,400 8.52 mg/Nm3 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 EP inletEP outlet Solid phase Vapor phase 氣相二噁英大量生成氣相二噁英大量生成 (6倍）倍） PCDD/F concentration (ng-TEQ/Nm3) Chang et al., 2004 3.3.去除已生成的二噁英去除已生成的二噁英 (1) 活性碳注入法活性碳注入法 臺(tái)灣臺(tái)灣19座大城市垃圾焚化廠使

26、用活性碳注入作座大城市垃圾焚化廠使用活性碳注入作 為控制二噁英排放的手段，每月活性碳的使用為控制二噁英排放的手段，每月活性碳的使用 量達(dá)量達(dá)200噸。噸。 目前各廠的活性碳注入量約為目前各廠的活性碳注入量約為50100 mg/Nm3， 過多的活性碳注入反而提供更多的接觸面積及過多的活性碳注入反而提供更多的接觸面積及 碳源，增加二噁英生成量。碳源，增加二噁英生成量。 由于被活性碳所吸附的二噁英在高溫時(shí)會(huì)脫附由于被活性碳所吸附的二噁英在高溫時(shí)會(huì)脫附 逸出，因此活性碳注入系統(tǒng)后端的袋濾式集塵逸出，因此活性碳注入系統(tǒng)后端的袋濾式集塵 器最好操作在器最好操作在160以下。以下。 0.0 2.0 4.0

27、6.0 8.0 DSI+ACI+BF inletStack Solid phase Vapor phase 0.00 0.02 0.04 0.06 臺(tái)灣某臺(tái)灣某MWI二噁英排放特性二噁英排放特性(活性碳注入活性碳注入) 活性碳注入量：活性碳注入量：100 mg/Nm3 袋濾式集塵器操作溫度：袋濾式集塵器操作溫度：160C Percentage of PCDD/Fs (%) 活性碳控制技術(shù)無(wú)活性碳控制技術(shù)無(wú) 法將氣固相二噁英法將氣固相二噁英 予以破壞，僅能將予以破壞，僅能將 其轉(zhuǎn)移至固相。其轉(zhuǎn)移至固相。 未被有效捕集的粒未被有效捕集的粒 狀物粒徑多分布于狀物粒徑多分布于 10 m以下，因其以下，

28、因其 表面積較大，因此表面積較大，因此 其所吸附的固相二其所吸附的固相二 噁英亦相對(duì)較高噁英亦相對(duì)較高 。 0.031 ng- TEQ/Nm3 PCDD/F concentration (ng-TEQ/Nm3) Chang et al., 2005 以排放標(biāo)準(zhǔn)以排放標(biāo)準(zhǔn)0.1 ng-I- TEQ/Nm3而言，只要而言，只要 煙囪粒狀物排放濃度煙囪粒狀物排放濃度 超過超過10 mg/Nm3，固相，固相 二噁英就超過現(xiàn)行的二噁英就超過現(xiàn)行的 法規(guī)規(guī)范了！法規(guī)規(guī)范了！ 二噁英于煙道氣中二噁英于煙道氣中 粒狀物的濃縮現(xiàn)象粒狀物的濃縮現(xiàn)象 1 10 100 1,000 活性碳注入前活性碳注入前活性碳注入

29、後活性碳注入後 粒狀物濃度粒狀物濃度 0.0 0.1 1.0 固相戴奧辛濃度固相戴奧辛濃度 粒狀物粒狀物固相戴奧辛固相戴奧辛 mg/Nm3 10 ng-I-TEQ/g ng-TEQ/Nm3 各焚化廠之粒狀物采樣數(shù)據(jù)各焚化廠之粒狀物采樣數(shù)據(jù)(2006/3至至2007/1)顯示部分焚化廠，顯示部分焚化廠， 粒狀物排放值偏高，不利于二噁英的排放控制，值得重視。粒狀物排放值偏高，不利于二噁英的排放控制，值得重視。 不同種類的活性碳對(duì)二噁英吸附量的影響不同種類的活性碳對(duì)二噁英吸附量的影響 活性碳對(duì)二噁英吸附活性碳對(duì)二噁英吸附 量與其量與其 中中/大孔大孔 表面表面 積變化關(guān)連性極佳，積變化關(guān)連性極佳，

30、但與其微孔表面積的但與其微孔表面積的 相關(guān)性卻不大。推測(cè)相關(guān)性卻不大。推測(cè) 其原因應(yīng)與二噁英物其原因應(yīng)與二噁英物 種本身的分子尺寸有種本身的分子尺寸有 關(guān)，關(guān)， 二噁英的最長(zhǎng)直徑約二噁英的最長(zhǎng)直徑約 1.4 nm，因此氣流中，因此氣流中 的二噁英物種無(wú)法順的二噁英物種無(wú)法順 利進(jìn)入位于活性碳表利進(jìn)入位于活性碳表 面的微孔吸附位置。面的微孔吸附位置。 微孔表面積微孔表面積 (m2/g) 中中/巨孔表面積巨孔表面積 (m2/g) Chi et al., 2006 選擇性觸媒還原法選擇性觸媒還原法 l SCR系統(tǒng)系統(tǒng)(以以V2O5-WO3觸媒觸媒) 溫度條件：溫度條件： 150以下，二噁英吸以下，二

31、噁英吸 附在觸媒表面上附在觸媒表面上(中毒中毒)。 需要把煙道氣加熱至需要把煙道氣加熱至 200300才有利于觸才有利于觸 媒進(jìn)行對(duì)二噁英的裂解媒進(jìn)行對(duì)二噁英的裂解 作用。作用。 l() (dibenzodioxin, 2,7-D2CDD, 1,3,6,8-T4CDD, 1,2,4,6,7,9-H6CDD, 1,2,3,4,6,7,9-H7CDD, O8CDD) and PCDF (?) (dibenzofuran, 2,8-D2CDF, 2,4,8-T3CDF, 1,2,4,6,8,9-H6CDF, 1,2,3,4,6,7,9-H7CDD, O8CDF) by V2O5/WO3/TiO2 c

32、atalyst Weber et al., 1999 3.3.去除已生成的二噁英（續(xù)）去除已生成的二噁英（續(xù)） 一般同時(shí)去除氮氧化物與一般同時(shí)去除氮氧化物與PCDD/F之之SCR觸媒以蜂巢狀或板狀觸媒以蜂巢狀或板狀 為主。新研發(fā)的觸媒濾布，兼具除塵及為主。新研發(fā)的觸媒濾布，兼具除塵及De-Dioxin之功能。之功能。 觸媒濾袋操作溫度控制在觸媒濾袋操作溫度控制在200C以上，過濾速度約以上，過濾速度約1 m/min。粒。粒 狀物的去除效率為狀物的去除效率為99.95%，De-Dioxin效率為效率為98.4，在排放，在排放 口所測(cè)得二噁英濃度低于口所測(cè)得二噁英濃度低于0.1ng-TEQ/Nm3

33、（11%O2校正）。校正）。 測(cè)試參數(shù)測(cè)試參數(shù) 濾布材質(zhì)：濾布材質(zhì)：PTFE(polytetrafluorethylene) ，微粒去除效率達(dá)，微粒去除效率達(dá)99.95% 觸媒：觸媒：V2O5/WO3-TiO2，比表面積，比表面積70 100 m2/g 實(shí)驗(yàn)室模場(chǎng)操作參數(shù)：溫度為實(shí)驗(yàn)室模場(chǎng)操作參數(shù)：溫度為200C；過濾速度為；過濾速度為1 m/min，換算空間，換算空間 流速為流速為25000 hr-1 觸媒觸媒 濾布纖維濾布纖維 經(jīng)經(jīng)42個(gè)月的使用，采樣結(jié)果顯示觸媒濾袋可有效去除氣流中個(gè)月的使用，采樣結(jié)果顯示觸媒濾袋可有效去除氣流中 之之PCDD/Fs，且經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)操作，尾氣，且經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間

34、的連續(xù)操作，尾氣PCDD/Fs均能符均能符 合合0.1 ng-TEQ/Nm3之排放標(biāo)準(zhǔn)。之排放標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果顯示該濾布對(duì)顆粒的去除效率達(dá)實(shí)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果顯示該濾布對(duì)顆粒的去除效率達(dá)99.95%，對(duì)，對(duì) PCDD/Fs的毒性去除效率為的毒性去除效率為99%。 臺(tái)灣臺(tái)灣某某MWI二噁英二噁英排放特性（使用排放特性（使用SCR） EI-G= gas phase at EP inlet EI-P= particulate phase at EP inlet EI-T= gas phase + particulate phase at EP inlet EO-G= gas phase at EP ou

35、tlet EO-P= particulate phase at EP outlet EO-T= gas phase + particulate phase at EP outlet SK-G= gas phase at stack SK-P= particulate phase at stack SK-T= gas phase + particulate phase at stack). 煙囪排放濃度煙囪排放濃度 0.043 ng-I-TEQ/Nm3 Chang et al., 2004 臺(tái)灣焚化廠對(duì)于臺(tái)灣焚化廠對(duì)于PCDD/Fs的去除多倚賴活性碳注入配合袋濾的去除多倚賴活性碳注入配合袋濾 式

36、集塵器。但此系統(tǒng)的缺點(diǎn)包括：式集塵器。但此系統(tǒng)的缺點(diǎn)包括： 與活性碳吸附相比較，利用與活性碳吸附相比較，利用SCR觸媒催化之優(yōu)點(diǎn)包括：觸媒催化之優(yōu)點(diǎn)包括： 控制過程只是將污染物由氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)換為固體廢棄物進(jìn)入控制過程只是將污染物由氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)換為固體廢棄物進(jìn)入 掩埋場(chǎng)。掩埋場(chǎng)。 對(duì)于焚化廠而言，活性碳的消耗量相當(dāng)可觀。對(duì)于焚化廠而言，活性碳的消耗量相當(dāng)可觀。 焚化過程氣流變異性大，使得最佳活性碳噴入量不易掌握。焚化過程氣流變異性大，使得最佳活性碳噴入量不易掌握。 SCR觸媒催化二噁英轉(zhuǎn)化為非毒性物質(zhì)，可實(shí)際去除二噁觸媒催化二噁英轉(zhuǎn)化為非毒性物質(zhì)，可實(shí)際去除二噁 英毒性。英毒性。 原本利用高溫破

37、壞二噁英需要供給原本利用高溫破壞二噁英需要供給800以上之高溫，而以上之高溫，而 利用利用SCR觸媒可降低二噁英物種氧化所需活化能，使反應(yīng)觸媒可降低二噁英物種氧化所需活化能，使反應(yīng) 可在可在200300發(fā)生。發(fā)生。 就降低毒性風(fēng)險(xiǎn)而言，為更具積極意義的作法。就降低毒性風(fēng)險(xiǎn)而言，為更具積極意義的作法。 Wastes incinerated (ton/year) Fly ash (ton/year) Fly ash PCDD/F concentration (ng-TEQ/g) PCDD/F emission (g-TEQ/year) 5,610,000 336,000 2.9410.7 9803

38、,590 焚化廠焚化廠 二噁英二噁英 排放比排放比 率率 (活性碳注入活性碳注入) BF IDF Stack Cyclone Flue gas Ash DSI+ACI Stack gas emission 0.9 g-TEQ/ton waste (0.7%) Reacted ash discharge 111.8 g-TEQ/ton waste (78.5%) Cyclone ash discharge 29.6g-TEQ/ton waste (20.8%) Total PCDD/F discharge 142.3 g-TEQ/ton waste (100%) 固化處理？固化處理？ 電漿熔融？

39、電漿熔融？ 臺(tái)灣大氣中二噁英臺(tái)灣大氣中二噁英 濃度變化及濃度變化及 物種分布特性物種分布特性 Percentage of PCDD/F concentration Lee et al., 2004 (NIEA) 結(jié)論結(jié)論 (1) 煙道氣流中二噁英雖可運(yùn)用活性碳加以吸附，但是，以活性碳吸附方式降煙道氣流中二噁英雖可運(yùn)用活性碳加以吸附，但是，以活性碳吸附方式降 低二噁英的排放僅是低二噁英的排放僅是相的轉(zhuǎn)移相的轉(zhuǎn)移，僅能治標(biāo)，僅能治標(biāo);治本之道應(yīng)于焚化系統(tǒng)中有治本之道應(yīng)于焚化系統(tǒng)中有 效抑制二噁英的生成并實(shí)行有效的破壞分解技術(shù)，如：觸媒轉(zhuǎn)化技術(shù)。效抑制二噁英的生成并實(shí)行有效的破壞分解技術(shù)，如：觸媒轉(zhuǎn)化技術(shù)。 煙道氣中之粒狀物粒徑多煙道氣中之粒狀物粒徑多10 m，而，而75以上的固相