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  • RTO之冰岛冰川崩塌聚焦大气,水泥窑处置固废时VOCs排放浅谈

    发布时间:2019-04-03 21:21:00 点击:

    RTO焚烧炉RTO专业生产厂家无锡泽川环境2019年4月3日讯 全球变暖、冰川融化再一次将大气治理推至风口浪尖。而大气治理两个热点污染PM2.5与臭氧都与VOCs有着密切联系,可见VOCs治理尤为关键。


    资料卡片

    有研究者通过实验发现,空气中的这些颗粒物就像小海绵一样,能吸附化学自由基,以阻止臭氧的产生。当PM2.5浓度降低,细微颗粒减少时,对反应物的吸附量也会减少,最终导致大气氧化性增加,促使VOCs和NOx转化成了臭氧。此外,如果PM2.5浓度过高,光照和辐射就会减弱,达不到臭氧生成的条件,反过来,PM2.5等细微颗粒降低,光照增强可能会促发臭氧的浓度增加。而目前最好的方法还是控制VOCs的排放:“因为VOCs既可能转化成PM2.5及PM10,又是形成臭氧的前体物,控制它可以起到一箭双雕的效果。


    get了VOCs的重要,接下来我们将重点放在今天的水泥窑协同处置固体废气物时VOCs排放的浅析内容上来。


    重点摘要:

    水泥窑协同处置固体废物有利于节能和废物回收利用,然而苯、甲苯、乙苯和二甲苯的排放量与非协同处置窑相比有增加的趋势。本文通过在4600t/d生产线协同处置替代原燃料(AFR,比如城市生活垃圾)和7800t/d生产线协同处置生物质燃料时对烟气挥发性有机物(VOCs)的排放进行了研究。结果表明:生料磨开机比停机时VOCs排放浓度要高,但VOCs中各组分的占比与生料磨开机与否关系不大,挥发性有机物的比例主要取决于固体废物的种类;当协同处置生物质燃料时,二甲苯的比例有增加的趋势;VOCs排放与热量替代率、分解炉温度、窑速和物料停留时间等有一定的关系,其中苯与其他VOCs表现出不同的变化趋势,这是因为苯与其他化合物相比氧化能要求较高。



    文章引言

    水泥工业是一个能源密集型产业,其能源成本约占35%。水泥窑协同处置固体废物,使用替代燃料作为二次燃料,以降低化石燃料消耗的成本。在水泥厂,每吨煤可被1.6t稻壳替代为AFR(替代原燃料)。除节约资源和节约能源外,水泥窑通过协同处置产生的二氧化碳排放量可在40%的热量替代率(TSR)下减少0.118t/t熟料。但与非协同处置窑相比,协同处置窑的BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯4 种有机化合物的总称)排放量可能更高。BTEX被认为是导致区域能见度、气候变化和潜在健康危害的主要来源


    非协同处置窑的BTEX排放量在2.346~3.458 mg/Nm3 之间,协同处置窑处置不同废物时的排放量在1。859~46。804 mg/Nm3 之间。根据Fatimah的研究结果,水泥窑协同处置固体废物时BTEX的平均排放比仅使用煤的窑高出0。5~20 倍。


    水泥工业的BTEX排放是由预热器中有机组分分解而形成的。对于采用电除尘的水泥窑系统烟气排放控制,苯0.0016kg/t熟料、甲苯0.00010kg/t熟料、乙苯9.5×10-6 kg/t熟料和二甲苯6.5×10-5 kg/t熟料。就总VOCs而言,欧洲国家的VOCs排放系数为52.4 g/t熟料(烟气量2 300 Nm3/t熟料)。


    根据欧盟2000/76/EC指令,焚烧或协同处置过程中BTEX和其他挥发性有机化合物(VOCs)的日平均排放限值为10mg/Nm3。在高温(1200~2 000 ℃)下,停留时间超过2s,可使窑内二次燃料中的有毒化合物完全分解,达到99.99%。尽管如此,水泥窑烟气的VOCs排放浓度仍超过阈值。水泥窑协同处置固体废物产生VOCs的机理尚不清楚,因此,有必要对水泥窑协同处置固体废物的种类及工况与VOCs排放浓度的关系进行研究,作为进一步应用于可持续发展的初步研究。


    材料和方法


    首先在预热器/分解炉系统前以1L/min的流量,使用DESAGA型气体采样器采样30min采集烟气样品,再从筒仓采集AFR样品,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对样品进行分析,测定各组分气态有机化合物的质量浓度。利用活性炭和溶剂解吸法,找出VOCs排放浓度与AFR替代率之间的关系,并按式(1)计算热量替代率TSR:RTO,RTO焚烧炉,蓄热式焚烧炉

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