Monitoring and Control of Toxic Organic Pollutant Emissions from Municipal Solid Waste Incinerators and Heavy-Duty Diesel Engines

論文翻譯標題: 都市焚化爐及柴油引擎排放持久性有機污染物之偵測與控制
  • 左 為鐸

學生論文: Doctoral Thesis

摘要

我們研究了城市廢棄物焚化爐(MSWI)和重型柴油機(HDDE)對持久性有機污染物的排放監測和控制,包括持久性有機污染物(POP)和多環芳烴(PAH)。為解決各文獻中沒有研究到的部分。具體而言,這包括控制MSWI冷啟爐期間的POPs大量排放。此外,在HDDE方面,實驗由低至高的石油柴油-生物柴油混合物比率對PAHs和POPs排放的影響,以及POP排放對空氣污染防制設備用於處理傳統污染物的影響進行了全面研究。如本研究中所述,普通的MSWI啟動過程會產生極高濃度的氯化和溴化持久性有機污染物;例如:多氯聯苯對二噁英/二苯並?喃(PCDD / Fs)為130 ng WHO-TEQ Nm-3,多氯聯苯(PCBs)為42 6 ng WHO-TEQ Nm-3,多溴聯苯為60 4 ng Nm-3 (PBBs)。因此,為期兩天的啟動過程會產生PCDD / Fs和PCBs排放量,大約是全年正常運行量的20倍。作為回應,這項研究提出了一些控制策略,包括完善的清理積聚在燃燒室爐床下方並沉積在過熱器和節能器壁上的爐灰,並縮短煙道氣在POPs形成窗口處的停留時間(250 – 450℃)在燃燒室中。同樣,在啟動過程中,延長活性炭和石灰的注入時間以減少POPs排放。研究結果顯示,該控制策略非常有效,所有其他POP排放量均減少了> 96%,PBDEs減少了61%。迄今為止,僅使用有限的燃料混合比研究了生物柴油對多溴聯苯醚多環芳烴和多氯二苯並對二噁英排放的影響。為了闡明使用更高比例的生物柴油對柴油發動機有毒有機污染物排放的影響,在這項研究中,以低至高廢食用油為燃料的EURO IV和EURO III HDDE的PM,PAHs和POPs排放(研究了基於WCO)的生物柴油-柴油混合物,包括D100(0%生物柴油),B20(20%),B40(40%),B60(60%),B80(80%)和B100(100%)。在EURO IV柴油機的結果顯示,與D100方案相比,直到B60方案,PM和持久性有機污染物的排放隨著混合比的增加而降低。這是因為生物柴油具有比石油柴油更高的氧含量和沒有或更低的芳香族含量。然而,在B80和B100情景中,由於生物柴油的高粘度特性,粒狀污染物和持久性有機污染物的排放增加,這對燃燒過程產生負面影響。由於其較低的燃燒效率,生物柴油對EURO III發動機排放的影響更為明顯,因此使用生物柴油改善燃燒可顯著降低PCDD/ Fs。由於其熱穩定性和較低的氧化SO2電位,HDDE中已採用銅沸石選擇性催化還原(CuZ-SCR)來還原NOx。然而,由於銅的存在以及工作溫度與形成POP的最佳溫度範圍相吻合,因此存在從HDDE中增加POP排放量的潛在風險。因此,本研究調查了在50%和75%的發動機負荷下,來自EURO I HDDE的CuZ SCR對PCDD / F、PCB、PBDD/F和PBB排放的影響。值得注意的是,PCDD / F和PCB的毒性排放分別增加了78 4%和201%。 PCDD / F的主要同源物是OCDD,OCDF,1 2 3 4 6 7 8-HpCDD和1 2 3 4 6 7 8-HpCDF和PCB-105,PCB- 118和PCB-77(用於PCB)。與PCDDs相比,形成了更多的PCDF,而較低的氯化同類物的增加量大於較高的氯化同類物。CuZ-SCR後,PBDD / F濃度也從不可檢測的水平(ND)增加到0 247 pg TEQ Nm-3(4 00 pg TEQ/L)。但是,只有1 2 3 4 6 7 8-HpBDF和OBDF有助於濃度。在SCR之後,PBBs是唯一減少的化合物。通過SCR之前和之後檢測到的唯一同系物是PBB15。該研究首次表明,在不對現有APCD進行任何修改的情況下,可以有效並可行性的減少與MSWI冷啟動的大量排放,且對現有APCD的運營成本影響不大。此外,該研究對石油柴油/生物柴油比率對高密度HDDEs排放的影響提出完整的了解。最後,我們表明在HDDE的中高發動機負荷下,CuZ SCR可能是POP的來源。為了進一步研究CuZ SCR中的POP形成現象,還需要進行進一步的詳細研究。
獎項日期2019
原文English
監督員Wen-Che Hou (Supervisor)

引用此

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