固体废物的焚烧和热解-资料
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比较热解和焚烧的工艺特点
热解和焚烧是两种常见的固体废物处理工艺,它们具有以下不同的特点:
1. 热解:热解是一种通过高温和无氧环境下将固体废物转化为可燃气体和固体残渣的过程。
其特点包括:
- 高温无氧:热解过程在高温下进行,通常在600-1000之间,同时排除氧气以避免燃烧反应。
- 产物利用:热解的产物主要包括可燃气体(如合成气、甲烷)和固体残渣。
这些产物可以进一步被利用,例如用作能源或化学原料。
- 热效率高:热解过程能够高效利用能量,因为产生的燃烧气体可以用来产生热能。
2. 焚烧:焚烧是一种通过高温和氧气完全氧化固体废物,将其转化为灰渣、烟气和热能的过程。
其特点包括:
- 完全氧化:焚烧过程需要充足的氧气供给,以确保固体废物完全燃烧。
因此,焚烧是在高温和氧气环境下进行的。
- 热能回收:通过焚烧可以产生高温烟气,可以用于产生蒸汽或直接转化为电能,从而回收能量。
- 烟气处理:焚烧产生的烟气中会含有一些有害气体和颗粒物,需要进行处理和净化,以满足排放标准。
综上所述,热解和焚烧的主要差别在于热解是在无氧环境下进行,产物主要是可
燃气体和固体残渣,而焚烧是在氧气环境下进行,产物包括灰渣、烟气和热能。
两种工艺都具有能源回收的特点,但是焚烧需要更多的氧气供给,并且需要进行烟气处理。
选取哪种工艺主要取决于废物的性质和处理要求。
固体废物的热解技术固体废物中有机物可分为天然的和人工合成的两类。
天然的有橡胶、木材、纸张、蛋白质、淀粉、纤维素、麦杆、废油脂和污泥等。
人工合成的有塑料、合成橡胶、合成纤维等。
随着现代工业发展和人民生活水平的提高,人们的衣、食、住、行中应用到有机高分子材料的机会增多,因此,在固体废物中有机物质的组分不断增加。
这些废物都具有可燃性,能通过焚烧回收能量。
本章主要介绍从有机物的热解中回收燃料气和油品。
第一节概述一、热解概念固体废物热解是利用有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。
热解法与焚烧法相比是完全不同的二个过程,焚烧是放热的,热解是吸热的;焚烧的产物主要是二氧化碳和水,而热解的产物主要是可燃的低分子化合物:气态的有氢、甲烷、一氧化碳,液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等,固态的主要是焦炭或碳黑。
焚烧产生的热能量大的可用于发电,量小的只可供加热水或产生蒸汽,就近利用。
而热解产物是燃料油及燃料气,便于贮藏及远距离输送。
热解原理应用于工业生产已有很长的历史,木材和煤的干馏、重油裂解生产各种燃料油等早已为人们所知。
但将热解原理应用到固体废物制造燃料,还是近几十年的事。
国外利用热解法处理固体废物已达到工业规模,虽然还存在一些问题,但实践表明这是一种有前途的固体废物处理方法。
1927年美国矿业局进行过一些固体废物的热解研究。
60年代,人们开始以城市垃圾为原料的资源化研究,证明热解过程产生的各种气体可作为锅炉燃料。
1970年Sanner等进行实验证明,城市垃圾热解不需要加辅助燃料,能够满足热解过程中所需热量的要求。
1973年Battle研究使用垃圾热解过程所产生的能量超过固体废物含能量的80%获得成功。
原联邦德国于1983年在巴伐利亚的Ebenhausen建设了第一座废轮胎、废塑料、废电缆的热解厂,年处理能力为600-800吨废物。
而后,又在巴伐利亚州的昆斯堡建立了处理城市垃圾的热解工厂,年处理能力为35000吨废物,成为原联邦德国热解新工艺的实验工厂。
固体废物的固化处理利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内,使之呈现化学稳定性或密封性。
固化所用的惰性材料称为固化剂。
有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。
固化方法:水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化对固化处理的基本要求(1)有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等,最好能作为资源加以利用。
(2)固化过程中材料和能量消耗要低,增容比要低。
(3)固化工艺过程简单,便于操作。
水泥固化技术(Cement solidification)水泥固化:是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法,从而达到减小表面积、降低渗透性,使之能在较为安全的条件下运输与处置的目的。
水泥固化原理:水泥是一种无机胶结剂,经水化反应后可形成坚硬的水泥块,能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。
水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。
常用作固化剂的水泥:硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。
石灰固化处理( Lime solidification)以石灰和具有火山灰活性的物质(如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等)为固化基材,活性硅酸盐类为添加剂对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。
适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物,并已用于烟道气脱硫的废物的固化。
该法简单,物料来源方便,操作不需特殊设备及技术,比水泥固化法便宜,但石灰固化处理得到固化体的强度较低,所需养护时间较长,并且体积膨胀较大,增加清运和处置的困难,因而较少单独使用。
热塑性材料固化处理热塑性材料固化(沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等):是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合,以达到对废物稳定化的目的的过程。
以沥青类材料作为固化剂,与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应,使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。