危廢垃圾焚燒爐重金屬控制技術

危險廢物焚燒爐處理所產生的飛灰由于含有較多的重金屬使其被作為危險廢物。而垃圾中含有重金屬的物質包括防腐劑、殺蟲劑、印刷油墨等的廢容器、溫度計，燈管、顏料、金屬板、電池、工業廢棄物及醫療廢棄物等，垃圾在焚燒過程中，為有效焚燒有機物質，需要相當高的溫度，然而溫度升高的同時，也會使垃圾中的部分重金屬氣以氣附著于飛灰表面隨廢氣排出。一般而言，垃圾焚燒廠排出廢氣中所含重金屬量的多少與廢棄物組成性質、重金屬存在形式、焚燒爐的操作及空氣污染控制方式有密切關系。

一、重金屬物質焚燒后的特性

含重金屬的物質經高溫焚燒后，一部分會因燃燒而揮發，其余部分則殘留于灰渣中，而揮發與殘留的比例則與各種重金屬物質的飽和溫度有關，當飽和溫度越高，則越易凝結，殘留在灰渣中的比例也隨之增高。由于廢棄物經焚燒后形成多種氧化物及氯化物，因揮發、熱解、還原及氧化等作用，而可能進一步發生的化學反應，其產物包括元素態重金屬、重金屬氧化物及重金屬氯化物等。元素態重金屬、重金屬氯化物及重金屬氯化物在廢氣中將以特定的平衡狀態存在，但因其濃度各不相同，各自的飽和溫度也不相同，遂構成了復雜的連鎖關系。

經揮發而存在于廢氣中的重金屬物質（如鉻及汞等），當廢氣通過熱能回收設計及其他冷卻設計后，部分重金屬會因凝結或吸附作用而易附著于細灰塵表面，可被后續的集塵設備去 除，此種情形在當廢氣通過集塵設備時的溫度越低，去除效果越佳。此種去除作用主要依據以下三種反應機理：

①重金屬降溫而達到飽和，經凝結成粒狀物后被集塵設備收集去除。

②飽和溫度較低的重金屬元素無法充分凝結，但會因飛灰表面的催化作用而形成飽和溫度較高且較易凝結的氧化物或氯化物，而易于被集塵設備收集去除。

③仍以氣態存在的重金屬物質，因吸附于飛灰上或噴入的活性炭粉末上而被積塵設備一并收集去除。因部分重金屬的氯化物為水溶性，即使無法通過上述的凝結及吸附作用而去除，卻 可利用其溶于水的特性，經由溫式洗煙塔的洗襟液的廢氣中吸收下來。早期的垃圾焚燒廠采用濕式洗煙塔的主要原因即是為了去除此類重金屬。

二、廢氣中重金屬物質的控制技術

垃圾焚燒廠典型的空氣污染控制設備主要可分為干式、半干式或濕式三類，其中最大的區別在于廢氣是否達到飽和狀態，當將廢氣冷卻至飽和露dian以下時，即可歸類為濕式處理流程。

典型的半干式處理流程由干式洗煙塔或半干式洗煙塔與靜電集塵器或袋式集塵器相互組合而成；而典型的濕式處理流程則包括靜電集塵器與濕式洗煙塔的組合。

垃圾中含有的重金屬物質經高溫焚燒后，部分困揮發作用而以元素態形式及其氧化狀態存在于廢氣中，造成廢氣中重金屬污染物的主要來源；由于每種重金屬及其化合物均有其特定的飽和溫度（與其濃度有關），當廢氣通過余熱回收設備及空氣污染控制設備而被降溫時，大部分成揮發狀態的重金屬，可自行凝結成粒狀或與飛灰表面凝結而被集塵器設備收集去除，但揮發性較高的鉛、鉻及汞等少數重金屬則不易凝結。

依據垃圾焚燒廠的運轉經驗可得：

①單獨使用靜電集塵器時，對于重金屬物質的去除效果較差，因為廢氣進入靜電集成器時的溫度較高，重金屬物質無法充分凝結，且重金屬物質與飛灰間的接觸時間也不足，元法充分 發揮對飛灰的吸附作用。

②布袋集塵器無論與干式洗煙塔或半干式洗煙塔并用時，除了汞外，對重金屬的去除效果均十分優良旦進大集塵器的廢氣溫度越低，去除效果越佳；但為維持濾袋集塵器的正常操作， 廢氣溫度不得降至露點以下，以免引起酸霧凝結，造成濾袋腐蝕，或因水汽凝結而使整個濾袋阻塞（blinding），而汞金屬由于其飽和蒸汽壓較高，不易凝結，其去除機構主要依賴濾袋上的飛灰層對仍處于氣狀的隸金屬進行吸附作用（adsorption），且此種吸附效果與廢氣中飛灰層的多寡有直接聯系。

③濕式處理流程中所采用的濕式洗煙塔，雖可降低廢氣溫度至廢氣飽和露點以下，去除重金屬物質的主要機構仍為吸附作用（absorption），且因其設計成吸收塔，對粒狀物質的去除效果甚低，即使廢氣的溫度可促使重金屬凝結（汞仍除外），除非裝設以去除粒狀物為目的的高效率文式洗煙塔去除。以汞為例，當通過集塵器設備后，廢氣中的汞金屬大部分為柔的氯化物，由于其飽和蒸汽壓高，干式洗煙塔內仍為氣態，但當與洗滌液接觸時，因其為水溶性，可因吸收作用而被洗滌下來，唯因其飽和蒸汽壓高，應避免其再揮發隨廢氣（HgCl₂ ） 釋出。

為達到今后日趨嚴格的重金屬排放標準，傳統的空氣控制設備恐怕無法符合需要，鑒于重

金屬物質屬非可破壞性，燃燒作用不過只改變其相態（phase）或形成其他化合物，故欲降低重金屬的排放濃度，仍需從改善空氣控制設備出發。

目前已成熟的改善方式，是以增進干式處理流程的“吸附作用”或濕式處理流程的“吸收作用”為出發點。在干式處理流程中，在濾袋集塵器前噴人活性炭或于廢氣處理流程尾端使用活性炭濾床，除了加強對柔金屬的吸附作用外對廢氣中的微量有機化合物（如 PCDDs/PCDFs），也具一并吸附去除的效果在干式處理流程中也可噴人化學藥劑與乘金屬反應，如噴人霧化的抗高溫液體整合劑可達到50% -70%的去除效果；或在濾袋集塵器前噴人 NaiS 藥劑，使其與隸生成HgS顆粒而被集塵器除去。在濕式處理流程中，在洗煙塔的洗滌液內添加催化劑（如CuCI₂），促使更多水榕性HgCl₂生成，再以整合劑（chelating reagent） 固定已吸收錄的循環液，確保吸收效果。

三、危廢焚燒的飛灰重金屬處理。

危險廢物焚燒飛灰為高浸出毒性危險廢物。原灰中Cr、Pb的浸出濃度均超過危險廢物允許進入填埋區的控制限值，必須對焚燒飛灰進行穩定化、無害化處理；不同類型藥劑Na₂S、FeSO₄、Na₃PO₄、和Na₃C₃N₃S₃對危險廢物焚燒飛灰穩定處理時，對不同的重金屬具有選擇性。投加Na₃C₃N₃S₃使得Cr的浸出濃度隨著藥劑投加量的增加而呈現明顯的減小趨勢，而Na₃PO₄對Cr的穩定效果最不明顯。

在危險廢物焚燒產生的焚燒飛灰中，重金屬是對環境傷害比較大的一種物質，在實驗：重金屬含量及浸出特性的研究中，共測定出鋅、銅、砷、鉛、鎘、鉻、鎳和汞等八種重金屬，在Hz、TZ、NB、WZ、HUZ以及LS等六種不同類型的焚燒飛灰中，重金屬的含量均比較高，其中鋅是所有重金屬中含量最高的一種，六種飛灰中含量的平均值達到9458.5mg/kg。在處理和利用危險廢物焚燒飛灰過程中，其會造成周邊土壤中重金屬汞含量的增加，導致土壤污染問題。因此，該類飛灰必須經穩定化處理后方可進入安全填埋場。更多危廢垃圾焚燒爐更多信息，可致電約翰節能獲得免費技術支持。

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