固体废物热处理

六、焚烧的主要影响因素
1、固体废物性质 可燃分和有毒有害物质的种类及含量、 可燃分和有毒有害物质的种类及含量、水分含量等 热值：低位热值 热值：低位热值≤3350kJ/kg时，需添加辅助燃料 时 固体废物尺寸： 寸越小，所需加热和燃烧时间越短， 固体废物尺寸：尺寸越小，所需加热和燃烧时间越短，固体 物质燃烧时间与物料粒度1 2次方成正比 此外，尺寸越小， 成正比。 物质燃烧时间与物料粒度1~2次方成正比。此外，尺寸越小， 比表面积越大，与空气接触越充分， 比表面积越大，与空气接触越充分，利于提高焚烧效率
一、概述
2、焚烧技术发展过程
19世纪中后期 世纪中后期 20世纪初 世纪初 1960 1970~1990 焚烧带病毒、 焚烧带病毒、病菌的垃圾 机械化连续垃圾焚烧炉 大型机械化炉排 自控、 自控、移动式机械炉排焚烧炉 除尘 资源化 智能化 多功能 综合化 英、美、法等试验研究， 法等试验研究， 建立焚烧炉 处理能力、焚烧效果、 处理能力、焚烧效果、治 污 较高效率的烟气净化系统 多样化、 多样化、T
空气氧含量以体积计21% 空气氧含量以体积计 2、理论需空气量 、 空气氧含量以质量计23% 空气氧含量以质量计
V理空=22.4*（C/12+ H/4+ S/32-O/32）/0.21 =106.7*（C/12+ H/4+ S/32-O/32）（以体积表示） V理空=32*（C/12+ H/4+ S/32-O/32）/0.23 =139.1*（C/12+ H/4+ S/32-O/32）（以质量表示） 3、实际空气量 实际需空气量通常是理论需空气量的λ倍， λ称为过剩空气系数 实际需空气量通常是理论需空气量的 倍 称为过剩空气系数 V空 = λ V理空 （ λ = 1.7~2.5）
4、烟气量 ——根据前述反应公式计算 根据前述反应公式计算 VCO2=22.4*( C/12) VH2O=22.4*( H/2+W/18) VSO2=22.4*( S/32) VO2=(λ -1)* V理空 *0.21 VN2= λ V理空 *0.79+22.4*(N/28) 放) 所以，总烟气量是： V= VCO2+ VH2O + VSO2+ VO2+ VN2 =(λ -0.21)* V理空+22.4*( C/12+ H/2+ W/18+ S/32+ N/28) (假设废物中的N以N2形式排
六、焚烧的主要影响因素
2、焚烧温度(temperature) 焚烧温度(temperature) 焚烧温度越高，所需停留时间越短，焚烧速率越快，焚 焚烧温度越高，所需停留时间越短，焚烧速率越快， 烧效率越高 温度过高（高于1300℃），会影响内衬耐火材料、 温度过高（高于1300℃），会影响内衬耐火材料、会发 1300℃），会影响内衬耐火材料 生炉排结焦 温度太低（低于700℃），会发生不完全燃烧， 温度太低（低于700℃），会发生不完全燃烧，产生有毒 700℃），会发生不完全燃烧 副产物 最低温度要高于物料燃点温度 最低温度要高于物料燃点温度
m渣 − m灰 Rc = ×100% m渣
四、焚烧效果评价
3、二氧化碳法 烟道排放气中CO2浓度占CO2和CO浓度之和的百分比 烟道排放气中CO2浓度占CO2和CO浓度之和的百分比 CO2浓度占CO2 二氧化碳相对浓度越高，固废焚烧越完全，焚烧效率越高 二氧化碳相对浓度越高，固废焚烧越完全，焚烧效率越高 cCO2 E= ×100% cCO2 + cCO 4、有害有机物破坏去除率 指焚烧过程中有害有机物减少的质量占固体废物所含有害有 指焚烧过程中有害有机物减少的质量占固体废物所含有害有 机物质量的百分数 机物质量的百分数 焚烧越彻底，烟气、 焚烧越彻底，烟气、灰渣中有害有机物含量越少 min − mout DRE = ×1用加热氧化作用使有机物转换成无机废物，同时减少废 物体积 作用 ——缩减了废物体积 缩减了废物体积 ——灭绝了有害细菌和病毒 灭绝了有害细菌和病毒 ——破坏了有毒的有机化合物 破坏了有毒的有机化合物 ——提供了热能 提供了热能
二、热处理主要技术
2、热解
在缺氧气氛中进行的热处理过程，经过热解的有机物， 在缺氧气氛中进行的热处理过程，经过热解的有机物，发 生降解，产生多种次级产物形成可燃物，包括可燃气体、 生降解，产生多种次级产物形成可燃物，包括可燃气体、有 机液体和固体残渣。 机液体和固体残渣。是个吸热过程 操作过程
六、焚烧的主要影响因素
4、搅动(turbulence) 搅动(turbulence) 促进空气与废物充分混合，以达到完全燃烧 促进空气与废物充分混合， 有机械搅拌（炉床搅拌）、气流动力搅动（流化床） 有机械搅拌（炉床搅拌）、气流动力搅动（流化床） ）、气流动力搅动 5、过剩空气(excess air) 过剩空气(excess 焚烧所需氧气由空气提供， 焚烧所需氧气由空气提供，通过提供足够空气保证完全反应 供给过多过剩空气会导致焚烧温度降低、 供给过多过剩空气会导致焚烧温度降低、烟气量增大 过剩空气是理论空气量的1.7 2.5 过剩空气是理论空气量的1.7~2.5倍 1.7 2.5倍
第七章 固体废物热处理
第一节 热处理技术分类
一、热处理定义
以高温分解和深度氧化为主要手段，通过改变废物的 高温分解和深度氧化为主要手段， 为主要手段 化学、物理或生物特性和组成来处理固体废物的过程。 化学、物理或生物特性和组成来处理固体废物的过程。 来处理固体废物的过程
二、热处理主要技术
1、焚烧
六、焚烧的主要影响因素
3、停留时间(temperature) 停留时间(temperature) 固体废物在焚烧炉内停留时间和烟气在焚烧炉内停留时间 固体废物在焚烧炉内停留时间和烟气在焚烧炉内停留时间 停留时间越长，焚烧越彻底， 停留时间越长，焚烧越彻底，焚烧效果越好 停留时间过长，会使焚烧炉处理量减少， 停留时间过长，会使焚烧炉处理量减少，经济上不合理 停留时间过短， 停留时间过短，会造成不完全燃烧 要求垃圾停留时间达到1.5 2h以上，烟气停留时间达到2s 要求垃圾停留时间达到1.5~2h以上，烟气停留时间达到2s 1.5 2h以上
三、焚烧特性
1、固体废物的三组分 水分：物料含水率太高，无法点燃， 水分：物料含水率太高，无法点燃，比如国内垃圾厨余含量 不宜点燃，欧美国家垃圾含水率低， 高，不宜点燃，欧美国家垃圾含水率低，较容易点燃 可燃分：含量越高，越易燃烧 可燃分：含量越高， 灰分：灰分含量高时，相应的可燃分含量低， 灰分：灰分含量高时，相应的可燃分含量低，不易燃烧 2、热值 固体废物低位热值≤3350kJ/kg时 固体废物低位热值 3350kJ/kg时，需添加辅助燃料燃烧 3350kJ/kg
二、焚烧原理
2、热分解 固体废物中的有机可燃物，在高温作用下进行化学分解和 固体废物中的有机可燃物， 聚合反应的过程 温度越高，有机可燃物热分解越彻底， 温度越高，有机可燃物热分解越彻底，热分解速率越快
二、焚烧原理
3、燃烧 是可燃物质的快速分解和高温氧化过程 是可燃物质的快速分解和高温氧化过程 快速分解 根据可燃物种类和性质，燃烧机理可划分为蒸发燃烧、 根据可燃物种类和性质，燃烧机理可划分为蒸发燃烧、分解 蒸发燃烧 燃烧和表面燃烧 蒸发燃烧：可燃物质受热融化、 蒸发燃烧：可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行的燃烧反应 分解燃烧：可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、 分解燃烧：可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、挥发为 较小分子可燃气体后再进行燃烧 表面燃烧：可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时， 表面燃烧：可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时，与 空气接触直接进行燃烧反应
……
我国始于1980 我国始于
二、焚烧原理
1、干燥 利用焚烧系统热能，使入炉固体废物中的水分汽化、蒸发 利用焚烧系统热能，使入炉固体废物中的水分汽化、 的过程 进入焚烧炉的固体废物，通过高温烟气、火焰、 进入焚烧炉的固体废物，通过高温烟气、火焰、高温炉料 的热辐射和热传导，进行加温蒸发、干燥脱水， 的热辐射和热传导，进行加温蒸发、干燥脱水，改善固体废 物的着火条件和燃烧效果， 物的着火条件和燃烧效果，消耗较多热能 固体废物含水率高低，决定干燥时间的长短， 固体废物含水率高低，决定干燥时间的长短，对于高水分 固体废物， 固体废物，需加辅助燃料来维持正常运行
可燃气体 生活垃圾 筛选、 筛选、破碎 热解装置 在缺氧气氛 中高温加热 分解 有机液体 固体残渣
二、热处理主要技术
3、湿式氧化
根据有机物的氧化速率在高压下会大大增加的原理， 根据有机物的氧化速率在高压下会大大增加的原理，用于 处理高浓度、 处理高浓度、难降解有机废液 操作过程
通入氧气
有机废液
加压
四、焚烧效果评价
1、目测法 肉眼观测 观测焚烧烟气，判断焚烧效果，烟气越黑、气量越大， 观测焚烧烟气，判断焚烧效果，烟气越黑、气量越大，焚烧 效果越差 2、热灼减量率法 指焚烧残渣经灼烧减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数 可燃物氧化、焚烧越彻底，焚烧灰渣中残留可燃成分就越少， 可燃物氧化、焚烧越彻底，焚烧灰渣中残留可燃成分就越少， 热灼减量率就越小
一、概述
1、焚烧定义 是将可燃性固体废物与空气中的氧在高温下发生燃烧反应， 是将可燃性固体废物与空气中的氧在高温下发生燃烧反应， 使其氧化分解，达到减容、 使其氧化分解，达到减容、去除毒性并回收能源的目的 采用焚烧处理城市生活垃圾时， 采用焚烧处理城市生活垃圾时，常将垃圾储坑里的渗滤液 和臭气通过水泵或风机引入焚烧炉进行焚烧处理
七、焚烧主要参数及热平衡计算
（一）焚烧烟气量计算
燃料中含碳、 水分分别为C、 设1kg燃料中含碳、氢、氧、硫、氮、水分分别为 、 燃料中含碳 H、O、S、N、W kg，列出燃烧反应式： 、 、 、 、 ，列出燃烧反应式： 需氧量(kmol) 碳燃烧：C+O2——CO2 氢燃烧：H2+1/2O2——H2O 硫燃烧：S+O2——SO2 燃料中的氧：O——1/2O2 1、理论需氧量 、 V理氧=22.4*（C/12+ H/4+ S/32-O/32）（m3/kg）（以体积表示） V理氧=32*（C/12+ H/4+ S/32-O/32）（kg/kg）（以质量表示） C/12 H/4 S/32 -O/32