Bevindingen van verschillende experimenten
Basisreacties
De alternatieven
Conclusie
Physician Consensus Statement, Physicians For Social Responsibility and Health Care Without Harm, March 1998.
De "Physicians For Social Responsibility" zitten compleet verkeerd met hun conclusie. Natuurlijk heb je chloor nodig om dioxines te maken, en ook koolstof en zuurstof. Maar al de drie elementen zijn talrijk aanwezig in verbrandingsovens in vergelijking met het totaal aan werkelijk gevormde dioxines.
De volgende informatie is een samenvatting van een artikel van H. Huang en A. Buekens, Departement van Chemische Engineering en Industriėle Chemie, Vrije Universiteit van Brussel, Belgiė [33]. Dit artikel beschrijft de meest waarschijnlijke routes van dioxinevorming in verbrandingsovens. De meeste dioxines worden gevormd in het koolstof vliegas tijdens koeling van de uitlaatgassen.
Afhankelijkheid van koolstofmorfologie:
Sommige koolstofsoorten genereren PCDD/F's
(dioxins): suikers, steenkool, roet, actieve kool,...
Andere genereren een kleine hoeveelheid PCDD/F onder dezelfde
condities: grafiet end niet-actieve amorfe koolstof.
Katalysator afhankelijkheid:
Cu2+ ionen hebben een sterk katalytisch effect op de vorming van
PCDD/F , Fe3+, Pb2+ en Zn2+ hebben een kleiner effect, en vele
anderen hebben geen zichtbaar effect.
Zuurstof afhankelijkheid:
Moleculair O2 moet aanwezig zijn in de luchtstroom om PCDD/F's te
vormen. De snelheid van vorming stijgt met O2 concentratie met een
orde van reactie van 0,5.
Temperatuursafhankelijkheid:
Maximale vorming van PCDD/F vindt plaats bij 300-325 °C, een klein
beetje kan gedetecteerd worden onder 250 of boven 450 °C.
Andere afvalgas componenten:
HCl, Cl2, SO2, CO2, CO en H2 aanwezig in concentraties welke
normaal gevonden worden in gassen van huishoudelijke afval
verbrandingsovens hebben geen significante invloed op de vorming
van PCDD/F. Het effect van H2O is minder zeker.
Cogeneratie van andere (gechloreerde) componenten:
Verschillende andere (gechloreerde) componenten zoals
(polygechloreerde) benzenen, fenolen, naftalenen and bifenyl
worden samen met PCDD/F's gegenereerd.
Relatie met koolstofvergassing:
PCDD/F vorming is sterk gerelateerd aan lage-temperatuur
koolstofvergassing. Dit is ook zuurstofafhankelijk en stijgt met
een reactie-orde van 0,5 met de O2 concentratie.
De belangrijkste koolstofbron voor de vorming van PCDD/F blijkt vervormde of gedegenereerde grafiet structuren. Noch volledig geordende grafiet noch amorfe koolstof genereert veel PCDD/F. Voor gewone grafiet is de hoeveelheid gevormde PCDD/F vier grootte-ordes lager dan voor vervormde grafiet.
De basis reactie is de oxidatie van microkristallijn koolstof. Bij lage temperaturen (onder 700 °C) vindt dit vooral plaats bij de niet-perfecte randen van de laag, welke actieve plaatsen vormt. Zonder katalysator is dit een traag proces. Verschillende metaaloxides katalyseren de oxidatie, waaronder koper en ijzer. Dit vormt een soort (geoxideerde) rindstructuur, waaronder benween, fenol, bifenyl, dibenzodioxines en -furanen. De laatste drie kunnen gevormd worden door koppeling van de elementaire ringstructuren, de Ullman koppelingsreactie. Alternatief kunnen de DD/DF structuren direct gebouwd worden door oxidatie van de koolstoflaag en vervolgens oxidatieve degradatie van de extra koolstofringen.
Chlorering van deze elementaire en gecondenseerde structuren of direct op de koolstoflaag gebeurt in concurrentie met elkaar en wordt sterk gekatalyseerd door sommige metaalzouten, vooral koper (in alle vormen). Ook de Ullman reactie van gechloreerde elementaire ringen wordt sterk gekatalyseerd door koper. Op hetzelfde moment vinden dechlorering en decompositie reacties plaats die ook gekataliseerd worden door koper. Welke reacties de voorkeur krijgen hangt voornamelijk af van de temperatuur. Hoge temperaturen zorgen voor decompositie.
De netto opbrengst van al deze reacties is:
Voor elke 30-ring (100 koolstof) grafiet laag van 5 of 10 lagen
microkrisalliet, wordt er blijkbaar een poly gechloreerde
aromatische structuur gevormd [persoonlijke nota: de rest wordt
getransformeerd in CO, CO2 en niet-gechloreerde aromaten]. Voor
elke 200 lagen, wordt er een PCCD/F gevormd. Er moet rekening
gehouden worden dat de oxidatie laag-na-laag gebeurd. Dit
resulteert in het feit dat gewone grafiet, welke 5x10^4
koolstofringen heeft per laag, enkel een kleine hoeveelheid
aromaten produceert en ook een zeer kleine hoeveelheid PCDD/F.
Metalen zoals koper, welke al de drie reacties katalyseert die leiden tot de vorming van PCDD/F's zullen er veel vormen. Ijzer heeft en sterk katalytisch effect voor oxidatiereacties, maar een zwakker effect op chlorinatie en Ullmann-type reacties. Vele andere metalen hebben een sterk effect voor de ene reactie maar geen of een veel zwakker effect voor de andere reacties. Geen enkele van hen produceert zoveel dioxines zoals koper en ijzer.
Er bestaan verschillende alternatieven voor verbranding, die
allen hun voor- en nadelen hebben. Een van de alternatieven voor
directe verbranding is thermolyse, welke geen lucht gebruikt in de
eerste stap. Het afval, welke wordt gemengd met kalk om de zure
gassen op te vangen, wordt verwarmd tot ongeveer 500 °C zonder
verbranding. Al het organisch materiaal wordt verkoold. Omdat er
geen zuurstof aanwezig is in de atmosfeer, worden er geen dioxines
gevormd. De gassen worden verbrand om het afval te verkolen. Er
worden geen dioxines of andere rommel gedetecteerd boven de
detectielimieten (volgens de makers!), omdat de belangrijkste
bron, koolstof kristalieten niet in het gas aanwezig zijn.
De overgbleven vaste koolstof wordt gescheiden van de niet
brandbare fractie, gewassen om de zouten te verwijderen en
gebruikt als cokes-vervanger in hoge temperatuursprocessen zoals
cementbereiding. Een alternatief is (Siemens, Duitsland) on-site
verbranding (bij 1,300 °C) voor boilerverwarming.
Mijn landgenoot, Emmanuel De Broux, is een supporter van dit proces als alternatieve vorm van verbranding. Zie hiervoor zijn website thermolyse vs. incineratie.
PCDD/F productie is voornamelijk een katalytische reactie van koolstof met zuurstof en chloor in vliegas, sterk afhankelijk van het soort katalysator, temperatuur, type en hoeveelheid koolstof, minder afhankelijk van de zuurstofconcentratie in de gasfase en de hoeveelheid chloor in het as en onafhankelijk van de chloor/HCl en andere gassen (behalve water) in de gasfase.
Dit verklaart waarom mede verbranding van PVC niet extra bijdraagt tot de vorming/uitstoot van PCDD/F in vergelijking met andere materialen in een verbrandingsoven (of brand), omdat de meeste chloor van PVC afgesplitst wordt als HCl, welke geen meetbaar effect heeft op de vorming van PCDD/F in huishoudelijke verbrandingsovens.
U bevindt zich op niveau 3 van de chlorofielen pagina's
Gemaakt: 30 March 1998.
Laatste aanpassing: 1 maart 2002.
Finale aanpassing: 31 maart 2019.
Chloor toevoer en dioxine emissies
Het ASME Onderzoeksrapport:
samenvatting
Een (Italiaans) voorbeeld van
een moderne huishoudelijk en hospitaal
afvalverbrandingsinstallatie
Welcome pagina
Home
Page van de Chlorofielen