脫硫脫硝一體化活性炭(基)吸附的有害物質(zhì)如何處理

脫硫脫硝一體化活性炭（基）吸附的有害物質(zhì)如何處理齊學忠關(guān)鍵詞：在河北的鋼鐵重地邯鄲，唐山都在推煙氣吸附技術(shù)的同時，只是想從一個旁觀者的身份來詢問一個很普通的問題。所謂的吸附二噁英，吸附汞，吸附鉛、吸附氟化物等被吸附后最后到底如何處理了呢？正文：現(xiàn)在很多企業(yè)都在推廣活性炭吸附技術(shù)，尤其是針對鋼鐵行業(yè)，該技術(shù)從所有廠家的簡介中都說該技術(shù)可以吸附二噁英，吸附氮氧化物，吸附汞，吸附二噁英，幾乎所有的燒結(jié)煙氣中有害物質(zhì)都可以吸附。該技術(shù)又叫活性炭、活性焦、炭基催化劑等等名字，從中科院1997年開始研究，隨后2004年開始中試，2007年工業(yè)試驗，2012年開始工業(yè)化使用，由于投資大，占地大，運行成本高，所以現(xiàn)在采用該技術(shù)大多數(shù)都是國有鋼鐵企業(yè)。在上?？肆颉⒅幸遍L天，中冶華天，一重，邯鋼都在開始在唐山和邯鄲進行不同方案的設(shè)計制作和投入。這對中國冶金環(huán)保行業(yè)是一個非常好的趨勢。但是在相關(guān)的技術(shù)投入之前，是否成熟，是否真如所說的能消除各項有害物質(zhì)?首先我們對燒結(jié)煙氣成分進行一下了解，隨后對活性炭吸附技術(shù)的再生有害物質(zhì)的處理進行探討。燒結(jié)煙氣的主要成分：我們從一份監(jiān)測報告中可以看出里面的主要成分為：（以上數(shù)據(jù)來自某省環(huán)境監(jiān)測中心的監(jiān)測報告）從上面的監(jiān)測方法和結(jié)果我們可以看到煙氣中的主要成分，同時也對燒結(jié)的有害物質(zhì)可以給出一個大概的評判，那么就是二噁英、汞、鉛、氟化物等都是對人體或大氣的有害物質(zhì)，這么多有害物質(zhì)都被活性炭吸附了，那么去哪里了呢？接下來我們了解下活性炭（基）的再生過程，是一個對吸附滿各種雜物的活性炭進行加熱，隨后收集熱氣進行一系列反應(yīng)最后生成硫酸的過程。在這個過程中，有幾樣東西并不能完全被處理掉，這個也就是接下來我們需要談的過程。解析系統(tǒng)：吸附塔吸收了SO2、NOX、二噁英、重金屬及粉塵等的飽和活性炭經(jīng)過風篩篩分以后，將大顆?；钚蕴客ㄟ^鏈斗機輸送到解析塔頂部的緩沖倉，在經(jīng)過活性炭密封閥及管道輸送至解析塔裝填料段?；钚蕴窟M入解析塔裝料段以后，繼續(xù)往下輸送至加熱段，活性炭首先在加熱段被加熱至390-450℃，并保持3小時以上，去除吸附的污染物及硫化物，促使活性炭再生；同時被活性炭吸附的SO2被釋放出來，與保護氣體N2混合形成富含SO2的氣體（SRG）,SRG在脫氣段送至制酸系統(tǒng)支取濃硫酸，二噁英在高溫環(huán)境下，在活性炭的催化作用下促使其苯環(huán)間的氧基破壞，裂化為無害物質(zhì)。（摘自邯鋼設(shè)計院投標文件）某環(huán)保公司的活性炭工藝流程圖：第一個問題就是二噁英，二噁英通常指具有相似結(jié)構(gòu)和理化特性的一組多氯取代的平面芳烴類化合物，屬氯代含氧三環(huán)芳烴類化合物，包括75種多氯代二苯并一對一二噁英和135種多氯代二苯并呋哺，縮寫為PCDD/Fs。研究最為充分的有毒二噁英為2位、3位、7位、8位被氯原子取代的17種同系物異構(gòu)體單體(congenor)，其中，2，3，7，8-四氯二苯并-對-二噁英(2，3，7，8一TCDD)是目前所有已知化合物中毒性最強的二噁英單體(經(jīng)口LDSO按體重計僅為1pug/kg)，且還有極強的致癌性(致大鼠肝癌劑量按體重計10μg/g)和極低劑量的環(huán)境內(nèi)分泌干擾作用在內(nèi)的多種毒性作用。這類物質(zhì)既非人為生產(chǎn)、又無任何用途，而是燃燒和各種工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物。目前，由于木材防腐和防止血吸蟲使用氯酚類造成的蒸發(fā)、焚燒工業(yè)的排放、落葉劑的使用、殺蟲劑的制備、紙張的漂白和汽車尾氣的排放等是環(huán)境中二噁英的主要來源。

在我們查詢相關(guān)的資料時發(fā)現(xiàn)，大氣環(huán)境中的二噁英來源復雜，鋼鐵冶煉，有色金屬冶煉，汽車尾氣，焚燒生產(chǎn)（包括醫(yī)藥廢水焚燒，化工廠的廢物焚燒，生活垃圾焚燒，燃煤電廠等）。含鉛汽油、煤、防腐處理過的木材以及石油產(chǎn)品、各種廢棄物特別是醫(yī)療廢棄物在燃燒溫度低于300-400℃時容易產(chǎn)生二噁英。二噁英幾乎是無處不在，根據(jù)歐盟二噁英清單，鐵礦石燒結(jié)是僅次于城市垃圾焚燒的第二大污染物排放源。燒結(jié)和有色金屬工業(yè)對二噁英的貢獻在英國和西班牙尤其大。目前公認的二噁英的形成機制主要有三種：一是材料中本身含有二噁英類污染物，并且在燃燒過程中沒有被破壞，又排放到環(huán)境中；二是在200℃-450℃的環(huán)境中，吸附在飛灰粒子表面和二噁英有相似結(jié)構(gòu)的前驅(qū)物（氯代芳烴等）在催用下（氯化銅為主要催化劑）被熱解、分子重組最終形成二噁英；三是從頭合成機理(denovo)，包括大分子的碳、氧、氫、氯、過渡金屬催化劑在飛灰上發(fā)生非均相反應(yīng),反應(yīng)發(fā)生中形成了中間體芳香環(huán)狀化合物,作為前驅(qū)物它們進行轉(zhuǎn)換

。從二噁英的形成機理來看，控制二噁英的控制排放主要分三個階段,一是對于物料的控制；二是燃燒過程的；三是對產(chǎn)生的煙氣和殘余物的控制。燃燒過程的控制(1)完全燃燒可有效破壞二噁英的形成，這需要從燃燒溫度、停留時間、紊流度和氧氣量方面進行控制。一般認為溫度達到850℃以上,燃燒區(qū)氣體的停留時間達到2s,物料中存在的所有二噁英類物質(zhì)均能破壞。(2)加入惰性物質(zhì)，抑制二噁英的形成（3）催化分解。一些催化劑，如V、Ti和W的氧化物在300～400℃可以選擇性催化還原（SCR）二惡英。根據(jù)二噁英類的性質(zhì)和其在燒結(jié)過程中的生成機理，其控制技術(shù)應(yīng)該從三方面考慮：1)燒結(jié)原料組分控制，減少氯源及重金屬催化劑的量，從而減少二惡英的生成量；2)燒結(jié)工藝控制，通過調(diào)整工藝操作參數(shù)、煙氣循環(huán)技術(shù)等控制二噁英的生成量；3)燒結(jié)煙氣中已生成二惡英的控制，通過物理吸附、催化降解等措施來削減二噁英的排放量。在燒結(jié)煙氣治理中活性炭吸附技術(shù)中，邯鋼設(shè)計院在二噁英的脫除給了如下的工藝解釋：煙氣中塵態(tài)二噁英在吸附塔內(nèi)被活性肽移動層的過濾集塵功能補集，氣態(tài)的二噁英被活性炭吸附。吸附了二噁英的活性炭在解析塔內(nèi)加熱到400℃以上，并停留三小時以上，在催化劑的作用下將苯環(huán)間的氧基破壞，使二噁英發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變裂解為為無害物質(zhì)。（摘自邯鋼活性炭脫硫脫硝投標文件）。在轉(zhuǎn)化工序中明確說明：出二吸塔的制酸尾氣返回CSCR系統(tǒng)進一步做脫硫處理，無制酸尾氣向大氣中直排。而400℃的溫度，并不是去除二噁英的溫度，所以這個解決辦法基本等于無效。第二汞：是化學元素，元素周期表第80位。俗稱水銀。還有“白澒、姹女、澒、神膠、元水、鉛精、流珠、元珠、赤汞、砂汞、靈液、活寶、子明”等別稱。元素符號Hg，在化學元素周期表中位于第6周期、第IIB族，是常溫常壓下唯一以\t"/item/%E6%B1%9E/_blank"液態(tài)存在的金屬（從嚴格的意義上說，鎵（符號Ga,31號元素）和銫（符號Cs，55號元素）在室溫下（29.76℃和28.44℃）也呈液態(tài)）。汞是銀白色閃亮的重質(zhì)液體，化學性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸也不溶于堿。汞常溫下即可蒸發(fā)，汞蒸氣和汞的化合物多有劇毒（慢性）。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，汞和無機汞化合物在3類致癌物清單中。而從再生的過程中我們可以看出在再生氣體中，大部分收集的是富SO2氣體，無法對汞、鉛、氟化物、二噁英進行有效的處理。所以最終的結(jié)果就是汞、鉛、氟化物、二噁英英再次被排入大氣，不同的是這時的排出并沒有在檢測口，所以汞和二噁英并沒有被有效的去除，反而被再次排入大氣。我們查詢了國內(nèi)所有的資料和國外相關(guān)的資料，對相關(guān)的成分進行了對比，發(fā)現(xiàn)二噁英、汞這兩種劇毒物質(zhì)目前是無解的。由于這兩種成分相對穩(wěn)定。所以在相關(guān)的加熱升溫收集富SO2的同時，這兩種物質(zhì)不能進行相溶于最后生成的硫酸中，所以還是被直排入大氣，只是出口上的數(shù)據(jù)減少而已，而真正的物質(zhì)最后還是被排放到了大氣。在我們進行推廣活性炭、活性焦技術(shù)