近日，中國科學院大連化學物理研究所儀器分析化學研究室生態環境評價與分析研究組(103組)張海軍研究員和陳吉平研究員團隊開發的“焚燒煙氣源頭端多污染物協同減排技術”，成功應用在貴州清風環保科技(集團)有限責任公司建設運營的云南省保山市昌寧縣120t/d生活垃圾焚燒設施上，實現了焚燒煙氣二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和二噁英等污染物的同時超低排放。
截至目前，該生活垃圾焚燒設施已穩定運行5個月，煙氣污染物排放在線監測數據實時上傳至云南省重點污染源自動監控中心，通過了云南省生態環境廳的環保驗收。結果顯示，該設施的SO2排放濃度小于10 mg/Nm3(小時均值)，良好狀態小于5mg/Nm3；NOx排放濃度小于60mg/Nm3(小時均值)，良好狀態小于35mg/Nm3；氯化氫(HCl)排放濃度小于40mg/Nm3(小時均值)，良好狀態小于20mg/Nm3；一氧化碳(CO)小于20mg/Nm3(小時均值)，良好狀態小于5mg/Nm3，此外，煙氣二噁英排放濃度在無活性炭吸附情況下接近0.05ng TEQ/Nm3。
就近焚燒處理是我國縣級地區生活垃圾無害化處置的最佳方式，然而，一直以來小型生活垃圾焚燒設施存在運行不穩定和排放難達標等技術難題，嚴重制約著縣域地區生活垃圾的焚燒處置。至今，絕大部分已建小型垃圾焚燒設施處于廢棄或亟需技改狀態。為進一步規范小型垃圾焚燒設施運行，國家發展改革委等部門印發《環境基礎設施建設水平提升行動(2023-2025年)》，文件要求“探索建設一批工藝成熟、運行穩定、排放達標的小型生活垃圾焚燒處理設施”。
張海軍和陳吉平研究團隊長期從事固廢焚燒煙氣的二噁英監測和減排技術研究。團隊發現，對生活垃圾焚燒煙氣的源頭端進行多污染物協同減排，相比傳統的末端綜合治理效率更高。本工作中，團隊在深入研究焚燒源二噁英生成機制和減排技術原理基礎之上，開發了“焚燒煙氣源頭端多污染物協同減排技術”，即在高溫煙氣中，順序脫除SO2和HCl，并協同阻滯二噁英生成技術。團隊將該技術應用于云南昌寧縣小型爐排爐生活垃圾焚燒設施，通過優化爐膛結構和焚燒工藝、建設高溫反應塔和噴射高溫煙氣凈化劑，實現了焚燒煙氣中小分子氣態污染物(SO2、NOx、HCl和CO)在500至1000℃降溫階段的高效脫除，同時阻滯了二噁英類污染物的氣相均相生成和催化生成。該設施的主要大氣污染物排放濃度均大幅低于現行國家標準《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)規定的限值要求。其中，SO2排放濃度、良好狀態下NOx排放濃度達到了燃煤發電行業規定的超低排放標準限值要求。
“焚燒煙氣源頭端多污染物協同減排技術”不僅可縮減焚燒煙氣凈化處理的工藝流程，節省煙氣凈化設備建設費用，使系統運行更穩定，而且可節省環保耗材消耗約50%，并使飛灰的產率下降20%以上，降低了飛灰無害化處理費用。該技術的實施同時解決了小型生活垃圾焚燒設施運行不穩定和排放難達標兩大技術難題，為縣級地區小型垃圾焚燒設施的快速大規模推廣奠定了技術基礎。
該工作得到國家自然科學基金、遼寧省自然科學基金、我所創新基金等項目，以及企業合作項目的資助
