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产品详细说明:
1前言 二恶英dioxin，俗称二恶因。属于氯代三环芳烃类化合物，是由200多种异构体、同系物等组成的混合体。其毒性以半致死量(LD50)表示。比要毒约100倍，比砒霜要毒约900倍。为毒性最强，非常稳定又难以分解的一级致癌物质。 二恶英对人体有毒，中毒后先出现非特异症状，如眼睛、鼻子和喉咙等部位有刺激感，头晕，不适感和呕吐。接着在裸露的皮肤上，如脸部，颈部出现红肿，数周后出现“氯座疮”等皮肤受损症状，有1毫米到1厘米的囊肿，中间有深色的粉刺，周边皮肤有色素沉着，有时伴有毛发增生。氯痤疮可持续数月乃至数年。 此外，二恶英急性中毒症状还有肝肿，肝组织受损，肝功能改变，血脂和胆固醇增高，消化不良，腹泻，呕吐等。精神-神经系统症状主要为失眠，头痛，烦躁不安，易激动，视力和听力减退以及四肢无力，感觉丧失，性格变化，意志消沉等。 最令人注目的是二恶英的致癌性和致畸性。动物实验已证实二恶英的致癌性。观察表明，长期接触二恶英的工人和越战老兵（接触了含有二恶英的落叶剂），其癌症发病率明显提高。 国际组织已把二恶英从可疑致癌物重新划分为人类一级致癌物。二恶英的主要来源于废弃物的焚烧包含以下六类：（1）生活垃圾的焚烧，（2）危险废物的焚烧，（3）医疗废物的焚烧，（4）企业内部废物焚烧，（5）污水污泥的焚烧，（6）焚烧废旧导线回收金属。
2二恶英的形成机理废弃物焚烧过程中二恶英生成的机理相当复杂，虽然到目前为止尚未完全了解其形成的详细化学反应，但一般认为，二恶英类是在废弃物焚烧炉低温区域烟气和飞灰中，通过一些多相反应产生的，主要有以下3种形成机理。2.1高温气相合成机理在废弃物燃烧过程中，有机物分子通过重排、自由基缩合、成环化、氯化和其他反应过程会产生少量的PCDD/Fs。2.2从头合成机理二恶英类从头合成过程发生在250～350℃低温区，经过催化，大分子碳（残碳）与氧、氯、氢通过基元反应生成二恶英类。2.3前驱物合成机理二恶英类前驱物可以是氯苯、氯酚等化学结构与二恶英类相似的物质，也可以是分子结构与二恶英类不相似的不含氯有机物，如脂肪族化合物、芳香族化合物、乙炔和丙烯等。上述前驱物在350℃左右下最易合成二恶英类。不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物，如多氯苯酚和二苯醚，再由这些前驱物生成PCDD/Fs。高温燃烧产生含铝硅酸盐的原始飞灰中含有不挥发过渡金属和残碳。飞灰颗粒形成了大的吸附表面。飞灰颗粒在出炉膛冷却的同时，颗粒表面上的不完全燃烧产物之间，不完全燃烧产物与其它前驱物之间发生多种表面反应，另一方面与不挥发金属及其盐发生多种缩合反应，生成表面活性氯化物，再经过多种复杂的有机反应生成吸附在飞灰颗粒表面上的PCDD/Fs。一般认为，根据燃烧条件，二恶英类的3种生成机理的相对重要性可以排列为：前驱物合成>从头合成>高温气相合成。有人认为，焚烧炉的运行状况决定是从头合成更重要，还是前驱物合成更重要，在较高的温度条件下，前驱物合成占主导地位；在较低温度条件下，从头合成占主导地位。具体哪一种过程起主导作用取决于炉型、工作状态和燃烧条件。生成PCDD/Fs的前提可以概括为：存在有机或无机氯，存在氧，存在作为催化剂的过渡金属。3影响二恶英生成的主要因素（1） 碳源不论是在从头合成机理还是前驱物催化反应机理的一系列反应中，都需要一定的碳源。碳源的存在与否以及数量的多少，直接影响二恶英类的生成量。（2） 氯源一般认为无氯条件下不能生成二恶英类。在二恶英类生成过程中Cl2比HCl更重要。常见的氯源可为有机氯、聚氯乙烯(PVC)、氯苯、氯酚等，也可为无机氯，如HCl、Cl2、KCl、NaCl、MgCl2、CuCl2、FeCl3等。（3） 温度温度对二恶英类的生成有重要影响，二恶英类容易在300～500℃生成。（4） 氧浓度实验表明，在缺氧条件下，二恶英类浓度降低，在过氧环境中二恶英类浓度大大增加。在废弃物焚烧过程中，烟气含氧量一般控制在6%-8%为宜。（5） 催化剂一般认为，在从头合成反应和前驱物异相催化反应中，即使有足够的碳源和氯源，且有适宜的反应温度，如果没有催化剂的存在，也不会有太多二恶英类的生成。不同催化剂的催化活性不同，因而对二恶英类生成的影响也不同。常见的催化剂主要有CuCl2、CuCl、CuO、CuSO4、FeCl3等。废弃物焚烧飞灰中含有的各种各样催化剂，加快和增加了焚烧过程中二恶英类的产生。（6） 水分水分对二恶英类的生成也有一定影响：作为附加氧源，氢原子的存在降低了二恶英类的氯化程度；提供氢氧自由基，氢氧自由基在二恶英类形成过程中起着重要作用；在飞灰表面与前驱物进行吸附竞争。
4布朗气对二恶英的抑制机制4.1布朗气概述布朗气由澳大利亚科学家Yull Brown于1978年开发并定义为“一种利用特定方式水电解产生的氢氧混合气体”。它与普通的氢氧混合气具有本质区别，首先布朗气通过电解水获得，即产即用，混合气体具有较高的能级和活性（时效性）；另一方面布朗气体本身含有一定数量的水和离子态氢氧。布朗气技术原替代乙炔，用于金属的焊（熔焊）割（熔割）、首饰加工、亚克力加工等，具有清洁无污染，火焰集中工效高的特点。随着国际能源关系的紧张，韩国的KIM SANG NAM、E&E等先后开展布朗气的催化燃烧研究，取得了一定的效果。中国兵器科学研究所深入分析了布朗气的催化燃烧作用，结合布朗气燃烧、布朗气复合燃料燃烧、布朗气固体废物催化燃烧三种技术，在工业焚烧炉应用上取得了一定的研究成果。4.2布朗气催化燃烧机理氢气燃烧属于典型的链锁反应过程，当形成一个分子的水时，就得到两个新的中间活性物H、OH。见方程(1)同样一氧化碳的氧化反应（燃烧）是“复杂链锁反应”(见方程3)：O2+2H2->H2O+H+OH(1)H+O2->O+OH (2)O+CO->CO2(3)OH+CO->CO2+H(4)
一氧化碳与空气混合物的燃烧速度很小，在有含氢物质存在时，燃烧速度就会显著提高。当把除掉水分和氢的“干燥”一氧化碳和氧接触，则在700℃以下是不会起反应的。一氧化碳的氧化链锁反应成立的条件是必须有H·和OH·等原子（团）组成的活化中心参与反应，由于方程4反应不断产生新的H，一旦反应启动，就会循环下去，即使停止送入布朗气，反应还会维持，氢“参加了反应但最终回到原态”。H2及其燃烧产物H2O对爆燃和火焰的辐射也有很强烈的影响。由于氢对燃烧中间产物氧化反应的链锁推进，提高了CO、烃类等的氧化反应速度，可以在保持燃烧性能的前提下，大幅度降低空气过量系数，从而减少排烟热损失，提高燃烧系统的热效率。4.3布朗气对二恶英的抑制机理布朗气催化燃烧具有二恶英抑制作用（a）常规含碳燃料不完全燃烧可能产生五氯酚，在炉膛尾部形成二恶英，引入布朗气使碳黑和烟气排放同步降低，减少了五氯酚生成带来的二恶英排放和碳黑颗粒吸附的二恶英。（b）由电解水产生的布朗气带有一定的碱性水溶液，碱的氧化性气氛已有前人验证对二恶英有抑制作用。（c）二恶英的加氢热解效果优于化学热解，在350℃加热1小时有99％的脱氯效果。固相二恶英的浓度是生成反应、解析反应和分解反应共同作用的结果，而加氢环境使得垃圾焚烧过程中二恶英的解析反应和分解反应占主导，具抑制二恶英生成效果。二恶英的光解实验也得出同样的结论，即溶剂越容易提供氢，二恶英在其中的光解速度越快。（d）国外Vogg等、Ross等实验表明，氧浓度小于2％时二恶英生成很少。布朗气催化燃烧技术的α取到极小值1.01，烟气中氧含量0.2～0.3％。4.4布朗气复合燃料燃烧器燃烧器系统分为电源系统、检测控制系统及人机界面、传感检测系统、电解系统、催化及燃烧系统五部分。在上海工业锅炉研究所（机械工业锅炉及环保产品质量监督检测中心，下称检测中心）的性能测试，采用Olympia LT-61W燃烧器作比对，用于分析比较MT-60H布朗燃烧器的性能指标。实验平台采用检测中心的1.56MW实验台。(测试用仪器见表一，测试数据见表2)
除由温度的升高，温度型NOx排放有所上升外，其余各项指标都有不同程度的改善，其中空气过量系数的改善效果显著。
4.4.1空气过量系数为保证燃烧充分，必须具有足够的空气量，即大的空气过量系数。但增大空气过量系数，也相应增加空气中不参与燃烧的氮气量，使燃烧后烟气量显著增加，带来两方面不利影响：（1）烟气量增多，烟气处理成本及难度增强。（2）排烟热损失增大，燃烧温度下降，影响燃烧效率。因此控制燃烧空气量，即控制空气过量系数是节约工业炉能源的又一措施。在保证燃料完全燃烧的前提下，这是提高热效率最经济简便的方法。在排烟温度为300℃时，空气过量系数α＝1.01和1.25相比较，热效率从84.5%降至82%，随着排烟温度的升高，这部分变化更明显。
在实际工程应用中，在保证燃烧稳定充分、排放合格的条件下，尽可能采用较低的空气过量系数。通常，炉子和液体燃料燃烧器的空气过量系数α控制在1.15～1.25之间。通过以外混方式加入定量配比的布朗气，利用布朗气成份中氢氧的链锁反应，燃油反应催化加速，在检测中心的测试结果表面：空气过量系数突破了传统燃烧器的平均水平，取得极低值：α＝1.01。4.4.2烟气CO含量燃料燃烧完全与否通过烟气中CO浓度间接反映。由于一氧化碳的氧化反应属于“链锁反应”，在布朗气的富氢环境下，提高了CO的氧化率，从而降低了CO排放。MT-60H布朗燃烧器的CO排放平均较Olympia LT-61W降低18.0％。4.4.3火焰温度燃烧过程中NOx排放反映火焰温度高低。布朗燃烧器相比Olympia燃油燃烧器，炉膛温度平均提高18.4℃，同时带来的不利影响是NOx排放增加了17.2％。说明火焰温度提高、高温区面积增大，该排放变化属于温度型NOx增加，可通过控制炉子的温度实现NOx排放控制。
5医疗废弃物焚烧应用案例将布朗气催化燃烧技术应用于处理能力为2800t/y的两台QNK-15控气式热裂解焚烧炉，通过对该控气炉的布朗气催化工艺改造，进行焚烧医疗废弃物的生产性试验。经过6个月的使用，取得了良好的效果。（1）布朗气使控气式焚烧炉中CO的氧化反应速度明显加快，CO转化为CO2的反应活化温度降低了150℃左右，焚烧炉的燃烧效率显著提高。（2）布朗气的加入总量与焚烧炉的烟气量之比即使小于万分之一，亦可明显改变焚烧炉的燃烧状态和降低烟气排放水平；同时布朗气对炉壁有吸附作用，其滞后效果明显。（3）在实际医疗垃圾焚烧生产过程中，采用布朗催化燃烧技术可使烟气排放总量减少约三分之一。
6结论布朗气催化燃烧技术具有如下特点：（1）气体催化剂，效果好；（2）清洁高效、不产生二次污染；（3）抑制二恶英生成；（4）空气加入方式，设备改造简单，安全、低成本、广泛适用性。该技术改变了传统的燃烧方式，使燃料消耗大幅度降低，完全符合循环经济的理念，其减量化、再使用、资源化的特征和效果十分显著，是一项创新的能源技术，可广泛应用于危险废物焚烧、城市垃圾焚烧、热电生产和工业加热炉等领域，具有较好的经济效益和社会效益。
间断式通入布朗气后，炉膛火焰明亮，黑烟消失，污染物（废气）排放降低到国III标准。
