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焚烧垃圾与二氧化碳的排放

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-11-01 09:00:00【

  随着城市人口越来越多,城市垃圾的处理也成为了新的难题。直接焚烧生活垃圾会造成很严重的后果,全球逾4成垃圾遭焚烧处理,产生的污染与有毒物质远高于官方统计。 焚烧垃圾除了会释放有毒有害物质以外,也会释放出大量的CO2气体,根据有关数据显示焚烧一吨垃圾大概能产生125吨二氧化碳!看来垃圾也不能随便焚烧。合理控制垃圾焚烧的方式,回收垃圾焚烧时带来的C02气体也就至关重要!国立台湾大学的学者廖国荏先生就研究过台湾地区焚化炉废气中二氧化碳控制技术与二氧化碳的排放。

 

焚烧垃圾与二氧化碳的排放

 


  廖国荏先生指出:台湾地区预计兴建二十一座公营焚化炉,其中十八座已完工运转,另外台湾政府也核定了以BOO、BOT方式兴建十五座焚化炉,待其全数完工后,都市废弃物焚化炉所产生之二氧化碳排放量,将佔台湾地区排放量的4.4%。本研究模拟国内某焚化厂之操作特性及探讨利用气体吸收塔去除焚化产生之酸性气体时,使用氢氧化钠、乙醇胺(MEA)及氨水等三种吸收剂,于填充塔中(氨水实验加上喷雾塔)改变吸收过程的操作参数,研究对于二氧化碳的减量效益。实验参数为液气比2.65 L/Nm3及4.5 L/Nm3,二氧化碳进流浓度10.0%及15.0% (v/v),二氧化碳进流温度30 ℃、40 ℃及50 ℃,而吸收液的浓度分别为氢氧化钠溶液浓度1.0 N、2.0 N及3.0 N,MEA及氨水溶液浓度为10.0%、20.0%及30.0% (w/w)。由实验结果得知,随著液气比从2.65 L/Nm3增加到4.5 L/Nm3,二氧化碳去除效率也随之提高,氢氧化钠实验的去除效率最多增加27.0% (浓度2.0 N);MEA实验的去除效率最高增加21.0%(浓度30.0%);氨水实验的去除效率最高增加16.0%(浓度20.0%, 填充塔)以及19.0%(浓度30.0%, 喷雾塔)。而吸收液浓度增加,二氧化碳去除效率也会提高,液气比2.65 L/Nm3及4.5 L/Nm3时,氢氧化钠浓度从1.0 N提高到3.0 N,去除效率分别增加28.0%及27.0%;MEA浓度从10.0%提高到30.0%,去除效率分别增加34.0%及39.0%;氨水浓度10.0%提高到30.0%,去除效率分别增加为22.0%及11.0%(填充塔)和21.0%及25.0%(喷雾塔)。二氧化碳进流浓度由10.0%增加到15.0%会使二氧化碳去除效率降低,氢氧化钠的去除效率最多降低16.0%(浓度2.0 N);MEA的去除效率最多降低17.0%(浓度10.0%);氨水于填充塔中的去除效率最多降低21.0%(浓度10.0%)。在气体进流温度30 ℃到50 ℃的范围内二氧化碳去除效率不会有显著的改变,最多仅相差3.0%。于本研究的实验条件下,填充塔的二氧化碳去除效率介于67.0%~94.0%,而喷雾塔的去除效率介于22.0~62.0%,因此对于氨水吸收剂而言,填充塔的二氧化碳去除效率会明显优于喷雾塔。在实验条件的范围内,氢氧化钠的二氧化碳吸收容量介于0.23~ 0.45 kg-CO2/kg-NaOH,若考虑循环吸收的条件下,氢氧化钠去除二氧化碳的成本介于2.777~3.571 千元/ton-CO2;MEA的二氧化碳吸收容量介于0.12~0.28 kg-CO2/kg-MEA,若考虑循环及再生的条件下,MEA去除二氧化碳的成本介于0.060~0.153千元/ton-CO2;氨水于填充塔中的二氧化碳吸收容量介于0.13~ 0.44 kg-CO2/kg-NH3,若考虑循环吸收的条件下,氨水去除二氧化碳的成本介于1.89~1.98 千元/ton-CO2;而氨水于喷雾塔中的二氧化碳吸收容量介于0.09~ 0.14 kg-CO2/kg-NH3,若考虑循环吸收的条件下,氨水去除二氧化碳的成本介于1.85~1.98 千元/ton-CO2。


  除了廖国荏先生提出的方法以外,日本之前也提出过计划从2015年度开始开发一种从家庭垃圾焚烧过程中回收二氧化碳的技术。日本目前焚烧处理的可燃垃圾中一半左右是家庭产生的生鲜垃圾。环境省希望能从焚烧垃圾的废气中分离出高纯二氧化碳气体,并将二氧化碳用于植物栽培或是存储到地下,以减少大气中的二氧化碳含量。


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