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催化滤袋有望成为二噁英排放“常态达标”新选择 访戈尔公司催化过滤产品专家徐正田博士

北极星大气网  来源:北极星环保网    2019/7/16 10:20:14  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:催化滤袋 二噁英排放 戈尔

北极星大气网讯:受访人简介:徐正田博士,现任职于美国戈尔公司位于马里兰州埃尔克顿的工业干法过滤业务部门,担任能源及废弃物能源回收行业的产品专家一职。徐正田博士拥有中国北京大学催化化学学士学位,中国科学院环境科学硕士学位,美国特拉华大学催化中心多相催化博士学位,是环保催化技术和工业废气污染控制方面的专家。

徐正田博士在戈尔公司工作超过23年,在整个职业发展生涯中,他曾担任过技术开发、新产品开发、应用工程师、销售支持、业务开发和业务管理等不同的职务。他成功地领导了多项工业废气污染物控制产品的开发工作,包括戈尔®滤必达®催化滤袋、戈尔®脱硝催化滤袋和戈尔®汞控制系统并广泛应用到全球工业污染控制系统中。

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徐正田博士

导语:目前,焚烧是垃圾处理的主要方式,而垃圾焚烧行业是中国二噁英减排六大重点控制行业之一。随着这几年中国垃圾焚烧厂大量建设以及公众环保意识、维权意识的不断提高和国家环境管理的日趋严格,如何实现二噁英排放“常态达标”的问题受到全社会的关注。本期专访嘉宾:戈尔®公司催化过滤产品专家徐正田博士,将与大家一起,就垃圾焚烧发电行业如何有效实现二噁英”常态达标“进行深入探讨。

北极星环保网:焚烧发电是当前国际上处理垃圾的主要方式,您如何看待垃圾焚烧行业的发展?

徐正田博士:垃圾焚烧是国际上比较普遍的垃圾处理方式。垃圾焚烧发电技术最早始于欧洲、日本等发达国家。这些国家有一些共同点:经济比较发达,人口密度比较高,国土面积相对较小。通过焚烧,能够最大程度的实现垃圾的减量化,是垃圾减量化的有效途径。其中,欧洲是全球最早开始应用垃圾焚烧发电技术的地区,焚烧炉普及度非常高;日本有将近1000台的垃圾焚烧炉,分布相对集中;台湾地区,韩国和新加坡的垃圾焚烧发展也比较快。整体来看,全球的垃圾焚烧行业正在持续发展中。

垃圾焚烧行业的发展速度和经济密切相关。经济发展速度快,人民的生活水平逐渐提高,垃圾的数量也会相应地增长。目前,亚洲整体经济发展速度较快,尤其是中国和印度。未来,这两个国家的垃圾数量会逐渐增加。在土地有限的情况下,垃圾焚烧是目前垃圾处理的有效方式。

云南快乐十分当前,中国一共有400多家垃圾焚烧发电厂。《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》提出,到2020 年底,全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力占无害化处理总能力的50% 以上,其中东部地区要达到 60% 以上。可以预见,未来中国的垃圾焚烧厂数量还会持续增加。在印度,垃圾焚烧行业刚刚起步,目前在政策上有滞后的现象,但是整体的增长趋势任然是毋庸置疑的。而欧洲、日本等地区,垃圾焚烧炉的数量基本稳定,未来将主要集中在垃圾焚烧技术的提升和垃圾焚烧炉的改造上。

总的来讲,垃圾焚烧行业前景广阔,并且呈现出两个特点:一是市场具有区域性。主要的增量市场在亚洲,其中又以中国和印度的发展速度最快。二是污染治理法规日益严苛。随着人们对空气质量要求的提高,垃圾焚烧相关政策、标准会更严格。不断开发新的焚烧技术和污染治理技术将是未来的发展所需。

北极星环保网:垃圾焚烧产生的二噁英污染问题已成为国际公认的难题,目前二噁英治理在全球范围内的情况和趋势如何?

徐正田博士:二噁英是一类有机化合物的统称,包含200多种物质,其中国际公认有毒的有17种,其生成机理复杂并难以控制。在工业过程中,如果原料里面含有机碳,氯和氧化态的有色金属,那么在高温状态下都可能生成二噁英。其主要的生成途径是有机的前驱物在降温过程中转化成二噁英;还有就是有机物在焚烧过程中分解、重组成二噁英。加上二噁英的毒性大,存在范围广,导致其成为垃圾焚烧行业亟需解决的一个难题。

目前,大部分国家的二噁英排放标准是0.1ngTEQ/m3。其中,欧盟正在修订新的排放标准,预计在0.05ngTEQ/m3左右;日本在很多大城市和郊区的标准远远低于0.1ngTEQ/m3; 新加坡目前执行的是0.1ngTEQ/m3的标准,但未来的目标将远低于0.1ngTEQ/m3;台湾地区目前则以达到0.05ngTEQ/m3为目标;美国的垃圾焚烧炉相对较少,偏重于医废和危废,目前排放标准是0.059ngTEQ/m3。从整体趋势看,二噁英的国际排放标准趋向于0.05ngTEQ/m3及以下。不断提高的排放标准对二噁英的控制提出了更高的要求,对现有技术是一个巨大的挑战。

国际上普遍采用活性炭技术治理二噁英。其治污原理是在气体里面喷注活性炭,通过活性炭去吸附废气中的二噁英。活性炭技术整体难度较低,普及度高,但其也具有一定的局限性:一是二噁英的排放不稳定,其浓度很难被有效预测,在喷注时无法准确预估活性炭的使用量。实操中多采用固定的量进行喷注,万一装置不当导致喷注量降低或者中止时,二噁英就会超标,排放控制不够严格。二是活性炭技术的本质,是把二噁英从废气中吸附到固体上,实现了污染物的转移,但并没有从根本上消除二噁英,容易造成二次污染。三是活性炭的喷注过程,对设备整体的可靠性和人员的操作水平都有较高要求,实操效果容易受影响,缺乏稳定性。目前,国内外的二噁英在线监测设备技术还不够成熟,无法有效实时在线检测二噁英,导致无法常态控制排放。结合未来的减排趋势来看,活性炭吸附技术在实践应用中即将面临诸多挑战。

北极星环保网:二噁英治理有哪些主要的技术,其各自的特点又如何呢?

徐正田博士:从控制过程上,可分为前处理,过程控制和后处理三个阶段:

首先是源头削减,也就是在垃圾入炉焚烧前控制二噁英产生的来源,尽可能地回收利用含氯的塑料垃圾。通过有效的垃圾分类和收集,使它们不再入炉焚烧。理论上讲,源头削减是最佳治本方法,但这很大程度上还依赖于群众的环保意识的提高以及国家对垃圾分类的切实管控,短期内要实现较为困难。尤其是对已投运的垃圾焚烧厂来说,源头削减仍然具有明显的局限性。

其次是过程控制。垃圾在焚烧过程中,炉排和炉膛的设计应严格确保燃烧时烟气在850℃-1100 ℃温度之间停留2秒以上。而在烟气冷却过程中,则要在适当的位置布置急冷受热面,让烟气以最快地速度通过500℃-300 ℃这个降温区,以减少二噁英再合成的可能性。

最后是后处理技术,主要以活性炭吸附技术和催化氧化技术为主,其中催化氧化技术包括:SCR技术和催化滤袋技术。相较活性炭技术来说,催化技术的优势主要有:一、可以彻底消除污染气体,有效减少二次污染;二、效果稳定且不容易受人为因素影响。催化剂在和气体接触过程中就自动地把二噁英转化为二氧化碳、水等无毒无害的物质,而且对于浓度的依赖性比较低。目前,SCR技术因其效果还不明显,没有在国际上得到广泛的应用;而催化滤袋技术相对高效,且应用简便,已成功在国际上累计了大量的应用案例,因此更具优势。

北极星环保网:可以简单介绍一下戈尔®的催化过滤技术吗?

徐正田博士:戈尔®滤必达®催化滤袋是戈尔自创的一种独特的二噁英控制工艺, 它在系统上集成了两种技术:“催化过滤”技术与“表面过滤”技术。整个过滤系统由膨体聚四氟乙烯(ePTFE)薄膜与催化底布组成。底布是一种针刺结构,纤维是由膨体聚四氟乙烯(ePTFE)复合催化剂组成。这种复合的催化毡材料能够把二噁英在低温状态(180℃-260℃)彻底摧毁。在催化剂作用下,二噁英即刻发生氧化分解反应,被分解为极微量的二氧化碳,水和氯化氢,确保过滤后的气体无毒无害,自始至终达到环保标准。

北极星环保网:除了二噁英治理以外,戈尔®在工业废气污染治理上的优势是什么?有过什么成功案例?

徐正田博士:戈尔在工业过滤技术的研发和应用方面有四十多年的历史,是全球薄膜滤袋过滤技术的先驱者。针对全球垃圾焚烧烟气中氮氧化物的排放标准逐渐提高的趋势,我们开发了专门针对氮氧化物过滤的戈尔®脱硝催化滤袋,该产品于2016年在欧洲开始推广,现已成功应用在多个垃圾焚烧厂。同时,我们还开发了针对超低排放标准的戈尔®低阻滤袋,目前在水泥、钢铁、化工等行业累积了很多成功案例,计划在垃圾焚烧行业也开始推广应用。作为一家全球领先的材料科技公司,戈尔一直在持续改善我们的核心薄膜技术。我们希望通过不断地技术创新,去推动全球工业过滤行业的发展,持续改善人类的居住环境和生活。

北极星环保网:戈尔在美国、德国、英国、日本和中国都分别设有生产基地,公司在中国的布局和战略发展方向如何?

徐正田博士:作为一家全球性企业,戈尔一直视中国为其重要的战略发展基地。随着中国环保意识的不断增强,政府对节能减排的大力推动,环保市场正显现出巨大的发展潜力。未来,戈尔也将继续保持对中国市场的高度关注,不断创新,为中国的工业污染治理提供切实有效的过滤解决方案。

结语: 随着工业的发展和人类对自然环境的破坏,大气污染治理已刻不容缓,而控制企业二噁英的排放,使“常态达标“能在生产中落实,更是重中之重。戈尔凭借自身的独特技术优势,或将成为企业实现二噁英排放”常态达标“的新选择。

欲了解更多戈尔公司信息,请点击戈尔公司专题戈尔·滤必达·催化滤袋:“催”毁二噁英 达标常态化

延伸阅读:

戈尔滤必达催化滤袋:“催”毁二噁英 达标常态化

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