催化濾袋有望成為二噁英排放“常態達標”新選擇 訪戈爾公司催化過濾產品專家徐正田博士
作者： 日期： 2019/7/23 17:07:21 來源：徐正田博士在戈爾公司工作超過23年，在整個職業發展生涯中，他曾擔任過技術開發、新產品開發、應用工程師、銷售支持、業務開發和業務管理等不同的職務。他成功地領導了多項工業廢氣污染物控制產品的開發工作，包括戈爾?濾必達?催化濾袋、戈爾?脫硝催化濾袋和戈爾?汞控制系統并廣泛應用到全球工業污染控制系統中。
徐正田博士
導語：目前，焚燒是垃圾處理的主要方式，而垃圾焚燒行業是中國二噁英減排六大重點控制行業之一。隨著這幾年中國垃圾焚燒廠大量建設以及公眾環保意識、維權意識的不斷提高和國家環境管理的日趨嚴格，如何實現二噁英排放“常態達標”的問題受到全社會的關注。本期專訪嘉賓：戈爾?公司催化過濾產品專家徐正田博士，將與大家一起，就垃圾焚燒發電行業如何有效實現二噁英”常態達標“進行深入探討。
北極星環保網：焚燒發電是當前國際上處理垃圾的主要方式，您如何看待垃圾焚燒行業的發展？
徐正田博士：垃圾焚燒是國際上比較普遍的垃圾處理方式。垃圾焚燒發電技術最早始于歐洲、日本等發達國家。這些國家有一些共同點：經濟比較發達，人口密度比較高，國土面積相對較小。通過焚燒，能夠最大程度的實現垃圾的減量化，是垃圾減量化的有效途徑。其中，歐洲是全球最早開始應用垃圾焚燒發電技術的地區，焚燒爐普及度非常高；日本有將近1000臺的垃圾焚燒爐，分布相對集中；臺灣地區，韓國和新加坡的垃圾焚燒發展也比較快。整體來看，全球的垃圾焚燒行業正在持續發展中。
垃圾焚燒行業的發展速度和經濟密切相關。經濟發展速度快，人民的生活水平逐漸提高，垃圾的數量也會相應地增長。目前，亞洲整體經濟發展速度較快，尤其是中國和印度。未來，這兩個國家的垃圾數量會逐漸增加。在土地有限的情況下，垃圾焚燒是目前垃圾處理的有效方式。
當前，中國一共有400多家垃圾焚燒發電廠。《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》提出，到2020 年底，全國城鎮生活垃圾焚燒處理設施能力占無害化處理總能力的50% 以上，其中東部地區要達到 60% 以上。可以預見，未來中國的垃圾焚燒廠數量還會持續增加。在印度，垃圾焚燒行業剛剛起步，目前在政策上有滯后的現象，但是整體的增長趨勢任然是毋庸置疑的。而歐洲、日本等地區，垃圾焚燒爐的數量基本穩定，未來將主要集中在垃圾焚燒技術的提升和垃圾焚燒爐的改造上。
總的來講，垃圾焚燒行業前景廣闊，并且呈現出兩個特點：一是市場具有區域性。主要的增量市場在亞洲，其中又以中國和印度的發展速度最快。二是污染治理法規日益嚴苛。隨著人們對空氣質量要求的提高，垃圾焚燒相關政策、標準會更嚴格。不斷開發新的焚燒技術和污染治理技術將是未來的發展所需。
北極星環保網：垃圾焚燒產生的二噁英污染問題已成為國際公認的難題，目前二噁英治理在全球范圍內的情況和趨勢如何？
徐正田博士：二噁英是一類有機化合物的統稱，包含200多種物質，其中國際公認有毒的有17種，其生成機理復雜并難以控制。在工業過程中，如果原料里面含有機碳，氯和氧化態的有色金屬，那么在高溫狀態下都可能生成二噁英。其主要的生成途徑是有機的前驅物在降溫過程中轉化成二噁英；還有就是有機物在焚燒過程中分解、重組成二噁英。加上二噁英的毒性大，存在范圍廣，導致其成為垃圾焚燒行業亟需解決的一個難題。
目前，大部分國家的二噁英排放標準是0.1ngTEQ/m3。其中，歐盟正在修訂新的排放標準，預計在0.05ngTEQ/m3左右；日本在很多大城市和郊區的標準遠遠低于0.1ngTEQ/m3； 新加坡目前執行的是0.1ngTEQ/m3的標準，但未來的目標將遠低于0.1ngTEQ/m3；臺灣地區目前則以達到0.05ngTEQ/m3為目標；美國的垃圾焚燒爐相對較少，偏重于醫廢和危廢，目前排放標準是0.059ngTEQ/m3。從整體趨勢看，二噁英的國際排放標準趨向于0.05ngTEQ/m3及以下。不斷提高的排放標準對二噁英的控制提出了更高的要求，對現有技術是一個巨大的挑戰。
國際上普遍采用活性炭技術治理二噁英。其治污原理是在氣體里面噴注活性炭，通過活性炭去吸附廢氣中的二噁英。活性炭技術整體難度較低，普及度高，但其也具有一定的局限性：一是二噁英的排放不穩定，其濃度很難被有效預測，在噴注時無法準確預估活性炭的使用量。實操中多采用固定的量進行噴注，萬一裝置不當導致噴注量降低或者中止時，二噁英就會超標，排放控制不夠嚴格。二是活性炭技術的本質，是把二噁英從廢氣中吸附到固體上，實現了污染物的轉移，但并沒有從根本上消除二噁英，容易造成二次污染。三是活性炭的噴注過程，對設備整體的可靠性和人員的操作水平都有較高要求，實操效果容易受影響，缺乏穩定性。目前，國內外的二噁英在線監測設備技術還不夠成熟，無法有效實時在線檢測二噁英，導致無法常態控制排放。結合未來的減排趨勢來看，活性炭吸附技術在實踐應用中即將面臨諸多挑戰。
北極星環保網：二噁英治理有哪些主要的技術，其各自的特點又如何呢？
徐正田博士：從控制過程上，可分為前處理，過程控制和后處理三個階段：
首先是源頭削減，也就是在垃圾入爐焚燒前控制二噁英產生的來源，盡可能地回收利用含氯的塑料垃圾。通過有效的垃圾分類和收集，使它們不再入爐焚燒。理論上講，源頭削減是最佳治本方法，但這很大程度上還依賴于群眾的環保意識的提高以及國家對垃圾分類的切實管控，短期內要實現較為困難。尤其是對已投運的垃圾焚燒廠來說，源頭削減仍然具有明顯的局限性。
其次是過程控制。垃圾在焚燒過程中，爐排和爐膛的設計應嚴格確保燃燒時煙氣在850℃-1100 ℃溫度之間停留2秒以上。而在煙氣冷卻過程中，則要在適當的位置布置急冷受熱面，讓煙氣以最快地速度通過500℃-300 ℃這個降溫區，以減少二噁英再合成的可能性。
最后是后處理技術，主要以活性炭吸附技術和催化氧化技術為主，其中催化氧化技術包括：SCR技術和催化濾袋技術。相較活性炭技術來說，催化技術的優勢主要有：一、可以徹底消除污染氣體，有效減少二次污染；二、效果穩定且不容易受人為因素影響。催化劑在和氣體接觸過程中就自動地把二噁英轉化為二氧化碳、水等無毒無害的物質，而且對于濃度的依賴性比較低。目前，SCR技術因其效果還不明顯，沒有在國際上得到廣泛的應用；而催化濾袋技術相對高效，且應用簡便，已成功在國際上累計了大量的應用案例，因此更具優勢。
北極星環保網：可以簡單介紹一下戈爾?的催化過濾技術嗎？
徐正田博士：戈爾?濾必達?催化濾袋是戈爾自創的一種獨特的二噁英控制工藝， 它在系統上集成了兩種技術：“催化過濾”技術與“表面過濾”技術。整個過濾系統由膨體聚四氟乙烯(ePTFE)薄膜與催化底布組成。底布是一種針刺結構，纖維是由膨體聚四氟乙烯(ePTFE)復合催化劑組成。這種復合的催化氈材料能夠把二噁英在低溫狀態（180℃-260℃）徹底摧毀。在催化劑作用下，二噁英即刻發生氧化分解反應，被分解為極微量的二氧化碳，水和氯化氫，確保過濾后的氣體無毒無害，自始至終達到環保標準。
北極星環保網：除了二噁英治理以外，戈爾?在工業廢氣污染治理上的優勢是什么？有過什么成功案例？
徐正田博士：戈爾在工業過濾技術的研發和應用方面有四十多年的歷史，是全球薄膜濾袋過濾技術的先驅者。針對全球垃圾焚燒煙氣中氮氧化物的排放標準逐漸提高的趨勢，我們開發了專門針對氮氧化物過濾的戈爾?脫硝催化濾袋，該產品于2016年在歐洲開始推廣，現已成功應用在多個垃圾焚燒廠。同時，我們還開發了針對超低排放標準的戈爾?低阻濾袋，目前在水泥、鋼鐵、化工等行業累積了很多成功案例，計劃在垃圾焚燒行業也開始推廣應用。作為一家全球領先的材料科技公司，戈爾一直在持續改善我們的核心薄膜技術。我們希望通過不斷地技術創新，去推動全球工業過濾行業的發展，持續改善人類的居住環境和生活。
北極星環保網：戈爾在美國、德國、英國、日本和中國都分別設有生產基地，公司在中國的布局和戰略發展方向如何？
徐正田博士：作為一家全球性企業，戈爾一直視中國為其重要的戰略發展基地。隨著中國環保意識的不斷增強，政府對節能減排的大力推動，環保市場正顯現出巨大的發展潛力。未來，戈爾也將繼續保持對中國市場的高度關注，不斷創新，為中國的工業污染治理提供切實有效的過濾解決方案。
結語： 隨著工業的發展和人類對自然環境的破壞，大氣污染治理已刻不容緩，而控制企業二噁英的排放，使“常態達標“能在生產中落實，更是重中之重。戈爾憑借自身的獨特技術優勢，或將成為企業實現二噁英排放”常態達標“的新選擇。
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