[发明专利]一种低碳处理固体垃圾并抑制二噁英生成的方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物无害化和资源化利用的技术领域，具体涉及一种低碳利用固体垃圾同时抑制二噁英生成的方法。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，固体垃圾的产量日益增加。大量的固体垃圾对人类生活环境造成了巨大的压力和危害，如何实现固体垃圾无害化、减量化和资源化的“三化”处理已成为研究的焦点。

固体垃圾主要包括城市生活垃圾、污泥、医疗垃圾、塑料、工业可燃垃圾和废弃生物质等。目前处理固体垃圾的方法主要包括卫生填埋、堆肥化和焚烧等。实践证明，卫生填埋和堆肥化两种方法不仅需要占用大量的土地、耗用时间长，而且垃圾的渗透液会对附近的生态环境造成严重的破坏。焚烧处理固体垃圾成为了国内外普遍采用的方法，它不仅实现了“三化”，也可将其产生的能量用于发电。

然而，垃圾在焚烧过程中不可避免地会产生一些二次污染物。其中，焚烧过程中产生的二噁英被认为是最具毒性和致癌的一类化合物。这类物质非常稳定，不溶于水，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物质内积累，自然界的微生物和水解作用对二噁英的分子结构影响较小，因此，环境中的二噁英很难自然降解消除，有“世纪之毒”之称。

垃圾焚烧过程中产生二噁英的形成机理主要有两个途径：①从头合成，在低温(250～500℃)条件下大分子碳、氢、氧分子与飞灰基质中的有机氯生成二噁英。②前躯体转化，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躯体，譬如苯酚和二苯醚，再由这些前躯体生成二噁英。总而言之，焚烧炉内存在着有机氯或无机氯、存在氧、存在过渡金属阳离子作为催化剂均是生成二噁英的重要条件。

在垃圾焚烧过程中，如何抑制二噁英的生成是目前垃圾处理研究的热点。目前，世界各国用于控制二噁英生成的方法主要包括：1)喷射活性炭粉末吸附二噁英；2)向烟气中喷射抑制剂，抑制二噁英的生成；3)二噁英的催化降解。总体来说，现存的几种控制二噁英排放的方法均存在不同程度的缺陷，而且处理成本较高，甚至还需要进行二次处理。对于固体垃圾产量的持续增加，存在开发有效的控制二噁英排放的技术需求，尤其是在全球变暖的背景下，实现固体垃圾低碳利用的同时能够抑制二噁英的产生问题，更是亟待解决。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种低碳处理固体垃圾并抑制二噁英生成的方法，其目的在于，采用吸附剂修饰的氧载体为固体垃圾燃烧提供晶格氧，并将燃烧产生的二氧化碳进行冷凝和捕获，全程避免了气态氧与固体垃圾的接触并利用吸附剂固定氯，相应地遏制了二噁英生成，由此解决现有固体垃圾焚烧过程中碳排放量高，同时易产生二噁英的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种低碳处理固体垃圾并抑制二噁英生成的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：粉碎固体垃圾；

S2：对所述经粉碎的固体垃圾执行化学链燃烧处理，所述化学链燃烧温度范围为800℃～1000℃，该化学链燃烧采用经过吸附剂修饰的氧载体，该经过吸附剂修饰的氧载体粒径为0.1mm～0.3mm，所述吸附剂能吸附并固定气态氯元素，冷凝并捕获化学链燃烧获得的二氧化碳。

通过以上发明构思，(1)采用化学链燃烧方式，燃料反应器出口主要为二氧化碳和水蒸气，冷凝之后可捕获高纯度的二氧化碳，可实现CO₂减排；(2)化学链燃烧方式中，通过氧载体提供晶格氧进行固体垃圾燃烧，无自由氧的燃烧方式从根本上切断了从头合成二噁英的途径；(3)采用吸附剂修饰氧载体，吸附剂具有吸收氯的功能，实现了在固体垃圾焚烧过程中脱氯，很大程度地抑制了譬如苯酚和二苯醚等前躯体转化生成二噁英的途径。

进一步的，所述经过吸附剂修饰的氧载体包括天然载体，该天然载体包括铁矿石。

进一步的，所述经过吸附剂修饰的氧载体包括合成载体，所述合成载体包括Fe基氧载体。

进一步的，所述经过吸附剂修饰的氧载体包括工业废料，所述工业废料包括炼钢厂产生的含铁渣料、氧化铁皮等，该渣料经过高温处理后转变为含有Fe₂O₃的氧载体。

以上天然载体、合成载体以及工业废料在进行化学链燃烧时，能转化成包含有活性Fe₂O₃，活性Fe₂O₃具备提供晶格氧的能力。。