1、从连云港废油漆不明去向所看到的科学燃烧技术的 失缺后果及技术突破后相关政策的调整问题我国港口城市有机废物污染,近年来媒体多有披露。一是多发性、严重性、甚至是灭害性的;二是深层次问题多,历史欠账多,忧其积重难返。此类问题长久得不到扼制,与相关科学技术的缺失直接关联。“集装箱厂废油漆” 固然未送“大浦区( 日本铃木组)废弃物处理公司 的一大一小两个高炉”去处理。试想,即就是送到这个“离开数百米就闻到塑料烧焦后产生的刺激性臭味” 和“ 一支高耸的烟囱正往外喷着黑色的浓烟”的处理公司去“集中处理” ,又能是什么结果呢?岂不是等于把这“废油漆”污染由甲地转移到乙地而已。或者可说成是:把固体“废油漆”往那
2、“一大一小高炉”里一送,任其转化为“刺激性臭味 ”的黑色浓烟,就算“环保” 了,可以完事走人?据笔者了解:类似连云港废油漆的有机污染,在汽车、船舶、机械制造;乃至家具、装修等行业均有发生。连云港日本铃木组废弃物处理有限公司是一家日本经济背景专业公司,但上述“一大一小两个高炉”是来自江苏宜兴一家台资焚烧炉厂的产品;实际上仍然代表着当今包括日本在内的东北亚焚烧炉水平。遗憾的是:其所采用的高分子(有机)废物焚烧方法,未能走出所谓“二次燃烧”、“负压燃烧”这个不科学的怪圈的捆扰,也就难怪会产生上述“黑色浓烟和刺激性臭味”而遭到周边居民的抗议和新闻媒体的严重关注了。正由于上述原因,连云港集装箱厂“废油漆
3、”,事实上在走的第二条路是:隐藏在一个小山坳里的“废弃砖瓦厂”,“集装箱厂每天往这儿拉三四趟,据介绍一个月至少有 200 吨废油漆”。而这个“小山坳里的废油漆”的下一步去向,就有些扑索迷离了。 往最好处猜想:含锌量 60%以上的锌粉底漆,被“上海那边预定”了。 “另外的漆渣去了山东、兴化地区”,“兴化的许多窑厂、锅炉厂当燃料” 。固然 垃圾能转化为热能大方向是对的,但是:1. 高挥发性的塑料、橡胶、油漆、沥青等高分子(有机)废物,在工业燃煤设备中,不可能将其有机质组份完全燃烬,黑烟中残余的有机污染分子还会重新聚合生成二恶英类物质(即持久性有机污染物 POPs 中毒性最强的一种), 严重危害人类
4、生存环境。2.“废油漆 ”中还含有一定比例的铁、锌、铅金属,是重要的工业资源。其分离、提取、回收过程,首先要过“去除有机污染”这一关。粗放的、手工操作的分离、回收金属粉,是很难达到环保要求的,甚至造成低熔点金属有机化的剧毒危害。 至于“跟连云港环保局签定了正式协议的日本铃木组废弃物处理公司”,眼看着一年 2400 吨废弃物资源流失,(等于集装箱厂污染处理费用流失),怎能不置一词。而集装箱厂选择走“小山坳里废弃砖瓦厂”这条路, 并能让“2 吨的转运单,实际可以运出去 10 吨”,这笔账,“集装箱厂”和“人在上海每年能赚上百万”的那位老板是怎样达成和谐的,外人是无法了解其内幕的。但是,垃圾热能资源
5、转移道路上的有机污染通过黑市扩散,却令世人忧心忡忡。“连云港集装箱厂废油漆污染追踪报导”的社会效应,不仅仅是对于相关当事人的问责。更应当引起“高分子(有机)废物燃烧相关科学技术专业人士的高度关切,为事主和社会大众从日益严重的有机污染困境中,最终找到更科学环保之解决方案。资源回收、再生利用产业的拆解、重熔、再加工利用、及其终端高分子(有机)废物的灭害、减量各个环节上的有机污染,是一篇技术性和政策性都很强的“大文章”,我们希望资源再生杂志继续给予密切的关注,取得更大的社会效果。(一)高分子的工业废物,如橡胶、塑料、油漆、油墨、沥青、渣油等等;有机类废弃物:如动物肢体、蛋白、脂肪、植物树脂、油、蛋白
6、等等,均可以在较低温度区间被热分解,并立即气化成为浓黑的、甚至粘稠状的“原生态可燃气体”,(英语称 Raw gas)。固(液)态高分子废物受热后,某些化学链开始断裂,就在此临界上,固(液)相的有机化合物立即气相转化。这就是固(液)态高分子(有机)废物在低温区分解气化的简单机理。高分子(有机)废物的这种热解、气化过程,理论上是可以进行得很彻底的,也很容易进行工程控制。正是这个可以无师自通的气化机理,造就了我国沿海地区一大批靠野蛮焚烧高分子废物发财致富的中国特色个体经营户。在村边、地头、池塘、山背后,常有人任意堆垒数量可观的塑料、橡胶、油墨、油漆、废渣油等等,趁黑夜甚至大白天,用一根火柴的热量引燃
7、,过后再来从残留焦油的灰渣中捡拾铜、铝、铁,回收卖钱。相当长一段时期以来,这种野蛮焚烧,成了沿海一些地方,某些村镇连片的快速致富之路。欧美曾流传一个通俗的比喻:一个家庭主妇在自家后院,随意焚烧自家四口的生活垃圾,所造成的有机污染,相当于一座装备精良的垃圾焚烧厂 POPs的排放量。如果拿某些人野蛮焚烧高分子废物的恶行与之相比较,岂不是在放毒杀人。然而某些地方至今空气中,弥漫着“刺激性臭味”;四下里时不时向空中“喷着黑色浓烟” ;河水发黑,连洗衣服都不敢用;癌症增加,还有年轻人发病、婴儿畸形。当前金属再生产业园有机污染后果,可以从德国之声电台(详见参考消息 2007.10.24.第 15 版)所报
8、道的香港浸会大学学者对于当地妇女婴儿哺乳期二恶英中毒程度的报道中,便能推断出这里有机污染已经到了何其严重的程度了(二)高分子(有机)废物气化生成的浓浓黑烟,是大分子的烯、烃、烷、氨等多基的气体,组份和结构相当复杂,甚至仍有某种重聚合趋向的中间体、前体物等等。它们还需要在气相的条件下,再连续不断地进行多级的热分解反应。完全热解透了,才能最终转化为燃烧反应,并释放出燃烧热量。原生态浓黑的可燃气体的完全分解,是比较长的流体过程。其流体学特征是高挥发性,热扩散性。因此,其完全分解过程,很难进行工程控制。这就是在常温、常压的空气中焚烧塑料、橡胶、油漆、沥青时,滚滚浓烟可以扩散到 3040 米以上高空的道
9、理。 人类焚烧城市生活垃圾的历史已近 140 年。但是迄今为止,仍在沿用工业燃煤的原理、装备焚烧有机垃圾。工业燃煤设备的基本原理是针对固体煤颗粒的表面燃烧。它连煤中所含沥青都无法控制,特别是刚填入烟煤、褐煤(Bituminent, 就是含沥青的煤)时,即使烟气系统有水喷淋洗碳黑装置;有布袋、电除尘装置,烟囱口仍会有不达标的黑烟。当今我国焚烧炉市场是被“二次燃烧”产品把持着,甚至打出“三次、四次”燃烧口号,可见不能完全燃烧的焚烧炉已经走到了尽头。高分子(有机)废物的完全燃烧,应当牢牢抓住问题的几个要害:1.完全气化完全热解。固(液)态高分子废物可以很彻底地被气化,但是完全气化 有机污染的毒性可被
10、彻底灭害化。2.热分解和燃烧,从热化工和热物理的概念上,是两个完全不同的反应,热分解是吸热反应,燃烧是放热反应。而从工程控制角度来分析,只有比较完全的分解,才能做到比较完全的燃烧。由于浓黑的原生态可燃气体呈高挥发扩散的流体特征,其完全分解很难进行工程控制,所以传统的针对固体煤颗粒燃煤装备,很难实现高分子废物的完全燃烬。3.原生态浓黑可燃气体完全分解后,才能进行放热的完全燃烧反应,和比较彻底地对有机污染毒性进行灭害化。不完全燃烧的焚烧炉“烟囱喷出的黑色浓烟”,就是未完全燃烬的大分子可燃气,就是残留在烟气中的有机污染物。4.所谓“ 刺激性臭味”,其实是几种不同的污染物。硫、氮氧化物是刺激鼻粘膜的强
11、腐蚀性酸味;卤元素与氢的生成物是呈浓烈的、怪异的、致人眩晕、窒息的毒气;而动物尸体、脂肪、蛋白不完全燃烧的有机残留污染物,才是令人恶心的尸臭味。然而,有幸的是烟气中硫、氮氧化物(酸性)和卤元素盐类物95%以上可溶于水,而且我国此类烟气治理技术已相当成熟。但是含氮的氨、脂类和尸体未完全燃烬的恶臭,是不能用水来吸收、冲淡的。只能依靠组织动物尸体的完全燃烧,来解决烟气中尸体恶臭的特殊问题。(三)用什么办法来判断高分子(有机)废物的完全燃烧:1GB184842001 国家对于: “危险废物燃烧污染控制标准 ”中,序号1.“林格曼黑度等级”(请注意:我们讨论完全燃烧用“林格曼黑度等级”来判断很相宜,而“
12、 烟色浓度” 则会涉及到与完全燃烧没有直接关系的,硫、氮、氯、氟、溴等带来的烟色问题)。大家知道燃烧后的烟气,通常要在水喷淋室洗涤去很大部分炭黑,才能使烟囱排出口的林格曼黑度达到国家控制标准。(其采样分析方法见 GB/T546891)。我们认为林格曼黑度的采样点,如果改在燃烧着的火焰末端作为原始排放口,则现行危险废物焚烧污染的林格曼黑度控制指标,就可以直接衡量你的焚烧炉是否能够组织高分子废物的“完全燃烧反应“了。其理由也很简单;你如果连高挥发性 CnHm 可燃气体在热分解过程中,已经析出的炭黑都不能完全燃尽,还有什么“完全燃烧”可言呢?2.大家知道烟气中,如有动物尸体恶臭,表明焚烧炉未能将此类
13、有机物完全燃尽。在 184842001 标准之前国家曾在焚烧炉相关产品中,推行过烟气中恶臭残留控制指标。烟气中残留有恶臭,就是动物脂肪、蛋白有机物因未完全燃烧烬而残留在烟气中的有机污染分子。恶臭越浓,未完全燃烧残留的有机污染量越大。恶臭是一个典型的衡量有机物完全燃烧的指示物。而且化学上对恶臭的检测,也有成功的“ 臭袋式比较(无量纲)方法。(见 GB/T1467593)。动物尸体焚烧炉的完全燃烧,与高分子工业废物的完全燃烧机理一回事。因此,危险废弃物焚烧控制指标中,如果能列入“恶臭”一项,则假冒“可以组织完全燃烧反应”的焚烧炉,就会原形毕露。未来实施过程中唯一的麻烦,恐怕是动物尸体恶臭与卤元素生
14、成物的怪异味道;硫、氮氧化物酸味怎样区分的问题。好在卤生成物和硫、氮氧化物,95%以上可 以用水来吸收。尽管不同人群对于恶臭的敏感度有差异。但是动物尸体焚烧炉,医用焚烧炉如不能完全燃烧,周边的常住居民不可能没有抗议,更别说这种恶臭必然与黑色浓烟是相伴出现的,很容易判断。(四)当高分子(有机)废物的完全燃烧的科学技术失缺时,相关的行政执法必然显得软弱无力。所以,笔者反而十分同情和理解连云港废油漆事件相关的行政管理部门和污染事件责任人,在面对新闻记者追索采访时的尴尬和窘迫。据笔者所知:高热焓的高分子(有机)废弃物完全燃烧原理制造的高分子(有机)废物做直接能源的燃烧器,已经在我国南方某再生金属产业园
15、铝合金重熔炼炉试运项目,正在运作中;按照上述完全燃烧原理和需要跨越 PAHs(即多环芳烃)生成的条件,研制一种低温热解的热清洗机(针对低熔点金属表面附着有机污染物炉),不久也将在该产业园应用于如从铝塑复合薄膜中回收分毫米铝箔,和废油漆完全燃烧的灰烬中回收锌微粒。 回收的铝箔按常理推断,高分子(有机)废物的完全燃烧技术、装备取得创新突破后,相信连云港集装箱厂的决策人不会再去走“小山坳背后砖瓦厂”那条路了。但是一项自主创新技术的产业化,还必须在正确的产业政策支持下才能顺利实现。然而,当前一些经济发达地区却在生搬硬套城市生活垃圾、医疗垃圾管理方式,要把工业废弃物按 1200 元/吨收取治理费用来集中
16、处理。结果导致工厂高分子垃圾不明去向,热能资源流失;而此类领得特种经营许可的焚烧场,勉强低效益经营,落后的焚烧装备(没有一个不冒黑烟)无法更新换代,谈不上什么环保效果。 回收的分毫米铜电子线再生金属产业园所产生的废塑料、废橡胶等高分子(有机)废物的热焓如下表:废物名称 低位发热值Kcal/kg折算成煤5000 Kcal/kg折算成重油94079806Kcal/kg橡胶 5557 1.1塑料 74647781 1.51.6泡沫塑料 956910388 1.92.1 1.021.06沥青 70059008 1.41.8 0.7450.919抹煞高分子(有机)废物热能资源的经济价值,直接造成热能资源拥有者与集中焚烧场或者热能利用受益者之间的利益矛盾,这不符合社会主义市场经济规律。在当今能源紧缺、油价持续高涨的形势下,发生诸如连云港废油漆转移到苏北等后发展地区去做工业锅炉燃料;某些沿海发达地区甚至到内地买来废电解电极、废底糊来做工业燃料;现在某些园区周边的出租屋内,甚至出现用废塑料、橡胶烧开水卖或开设浴室的经营户。这种循环经济黑市所造成的畸形污染事例,是对我们的能源、环保产业政策一个莫大的讽刺。我们强烈呼吁:循环经济、能源和环保产业的发展,需要我们遵照十七大倡导的科学发展观,及时的调整我们的产业政策作者:山水秀