一种用于抑制二噁英生成的方法

本发明涉及一种用于抑制二噁英生成的方法，属于化学链燃烧氧载体。

背景技术：

1、二噁英(pcdd/fs)在环境中无处不在，其中燃烧过程是其重要来源，根据联合国环境规划署(unep)2013年发布的二噁英排放清单，发电和供热是二噁英生成源的第三主类别，煤炭等化石燃料电厂又位列第3源类别的五个子类别之首，且主要通过大气途径排放二噁英，排放浓度为0.5～35μg iteq/tj。

2、随着社会的发展，人们物质生活的逐渐丰富，固体垃圾等废物的囤积逐渐成为限制环境保护的主要压力之一。同时塑料的大量使用不仅加重了白色污染的出现，更使得垃圾处理的难度提高：大量含氯垃圾的焚烧处理会导致剧毒化合物—二噁英的生成，这类物质由含cl固体垃圾生成，化学性质稳定，自然界中的微生物分解者难以对其进行有效的降解，因此，其被称为“世纪之毒”，严重污染了环境并危害人们的身体健康。

3、二噁英控制技术在应用过程中均会受到限制，仅依靠吸附等技术对二噁英的控制很难达到所期望的程度。从二噁英生成机理源头上解决问题成为目前的研究热点。其中，化学链燃烧技术通过不同反应器的耦合串联更易于实现二噁英生成的控制，近年来对其的研究受到了较为广泛的关注。同时，对反应器中掺入氧载体实现无自由氧燃烧，以及高硫固废掺烧后s以so2的形式存在，然后进一步转化为so42-离子，同时cl转化为cl-离子，从反应机理上减少二噁英的生成。但是，氧载体在使用过程中针对不同温度、浓度的二噁英及其前驱体未形成成熟的针对性方案，易于出现局部失活烧结等情况，使得某些区域抑制效果大打折扣或造成性能浪费。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术弊端，提供一种用于抑制二噁英生成的方法，对反应器中不同温区内的含氯固体垃圾进行化学链分层燃烧，并对化学链燃烧过程中氧载体进行修饰改性，对氧载体合成进行人工干预，实现了二噁英生成的协同调控目的。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种用于抑制二噁英生成的方法，所述方法为采用化学链燃烧的方法对含氯固体垃圾进行分层燃烧，燃烧过程中对氧载体进行分级催化改性以及对氧载体的合成进行人工干预，定向调控，具体包括如下步骤：

4、步骤a、对含氯固体垃圾燃烧反应室的温度进行初步测试与划分，大于800℃的划分为燃烧区，500℃～800℃的划分为烟气区；

5、步骤b、针对两区域温度不同所导致的二噁英及其前驱体分布的位点差异，对氧载体颗粒物的粒径大小进行分配设计；

6、步骤c、针对两区域温度不同所导致的二噁英及其前驱体分布差异，针对性地对各区域的氧载体进行不同比例的钙分级改性以及不同分布量的氧载体；

7、步骤d、通过量子化学辅助设计以及全概率解析办法针对二噁英转化过程中的具体路径进行研究，再对氧载体的合成进行人工干预。

8、上述用于抑制二噁英生成的方法，所述步骤b中，烟气区内氧载体颗粒物的粒径为0.1mm-0.2mm，燃烧区内氧载体颗粒物的粒径为0.2mm-0.3mm。

9、上述用于抑制二噁英生成的方法，所述步骤c中，燃烧区氧载体的钙改性比例是5％～8％，烟气区氧载体的钙改性比例为1％～2％。

10、上述用于抑制二噁英生成的方法，所述氧载体为fe2o3/al2o3、fe2o3/sio2或者fe2o3/tio2；改性种类为cao或者caso4。

11、上述用于抑制二噁英生成的方法，所述步骤d中，人工干预手段包括负载组分、负载形态、铁基氧载体晶胞设计。

12、本发明的有益效果是：本发明通过分级催化改性氧载体的方法实现抑制二噁英的生成，此方法成本低、针对性强、抑制效果显著，实现了氧载体性质与反应的有效稳定，使得含氯固体废物在反应器的反应过程中实现无气态氧反应的同时，进一步进行了氯吸附和二噁英及其前驱体间转化路径调控，从根源上减少二噁英的生成。

技术特征：

1.一种用于抑制二噁英生成的方法，其特征在于：所述方法为采用化学链燃烧的方法对含氯固体垃圾进行分层燃烧，燃烧过程中对氧载体进行分级催化改性以及对氧载体的合成进行人工干预，定向调控，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于抑制二噁英生成的方法，其特征在于：所述步骤b中，烟气区内氧载体颗粒物的粒径为0.1mm-0.2mm，燃烧区内氧载体颗粒物的粒径为0.2mm-0.3mm。

3.根据权利要求1所述的用于抑制二噁英生成的方法，其特征在于：所述步骤c中，燃烧区氧载体的钙改性比例是5％-8％，烟气区氧载体的钙改性比例为1％-2％。

4.根据权利要求1所述的用于抑制二噁英生成的方法，其特征在于：所述氧载体为fe2o3/al2o3、fe2o3/sio2或者fe2o3/tio2；改性种类为cao或者caso4。

5.根据权利要求1所述的用于抑制二噁英生成的方法，其特征在于：所述步骤d中，人工干预手段包括负载组分、负载形态、铁基氧载体晶胞设计。

技术总结
一种用于抑制二噁英生成的方法，采用化学链燃烧的方法对含氯固体垃圾进行分层燃烧，燃烧过程中对氧载体进行分级催化改性以及对氧载体的合成进行人工干预，定向调控，具体为：对含氯固体垃圾燃烧反应室的温度进行划分，大于800℃的划分为燃烧区，500℃～800℃的划分为烟气区；针对两区域温度不同所导致的二噁英及其前驱体分布的差异，对氧载体颗粒物的粒径大小进行分配，以及不同比例的钙分级改性和不同分布量设计；通过量子化学辅助设计以及全概率解析办法针对二噁英转化过程中的具体路径进行研究，再对氧载体的合成进行人工干预。本发明通过分级催化改性氧载体的方法实现抑制二噁英的生成，从根源上减少二噁英的生成。

技术研发人员：王金星,钱江波,王鑫磊,刘子瑞
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17