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第七章 固体废物的热处理技术焚烧

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第七章 固体废弃物处理与资源化利用

第七章 固体废弃物处理与资源化利用

第七章固体废弃物处理与资源化利用第一节固体废弃物概述固体废弃物（简称废弃物）是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质，或者是提取目的成分后弃之不用的剩余物质。

主要包括工业废弃物和生活废弃物。

一、固体废弃物的来源和分类1.固体废物的来源固体废物来自人类生产和生活过程中的很多环节。

2．固体废物的分类和主要理化性质固体废弃物分类方法很多，按组成可分为有机废物和无机废物；按形态可分为固体（块粒、粒状和粉状）和泥状（污泥）等废物；按来源可分为工业废物、矿业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物；按其危害状况可分为有害废物和一般废弃物。

但较多以来源进行分类。

1.产业固体废弃物产业固体废弃物是工农业生产企业在生产过程中未被利用的副产物，分为以下两类：①工业独体废弃物是指工业生产过程和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等②农林固体废弃物农林牧副渔各项活动中丢弃的固体废物，主要成分是秸秆、树枝、树叶等，以及动物尸体和骨髓，工业化畜禽场产生的大量粪便废物。

2.生活消费固体废弃物是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废弃物。

3.有害固体废弃物和放射性固体废弃物有害固体废弃物，国际上称之为危险固体废物。

这类废物具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性，因而可能对人类的生活环境产生危害。

我国目前将固体废弃物分为四大类：城市生活垃圾、一般工业固体废弃物、有害固体废弃物和其他。

其中反射性固体废弃物和有害的固体废物不属于一般的工业固体废物，属于专门管理类型。

二、固体废弃物污染环境的特点1.废弃物的污染途径由于固体废弃物来源途径不同，所含的有害有毒成分以及病原微生物类型以不同，由此其污染途径也是不同的。

一是工矿企业固体废物所含化学成分形成的化学物质性污染；二是人畜粪便和生活垃圾成为各种病原微生物的孽生地和繁殖场，对环境构成病原体型污染。

《固体废物处理与处置》教案

《固体废物处理与处置》教案

《固体废物处理与处置》教案第一章：固体废物的概念与分类1.1 教学目标让学生了解固体废物的定义、来源和特点使学生掌握固体废物的分类方法和分类体系1.2 教学内容固体废物的定义和来源固体废物的特点固体废物的分类方法和分类体系1.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的概念、来源和特点案例分析：分析不同类型的固体废物及其分类方法小组讨论：探讨固体废物分类体系的建立和优化1.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第二章：固体废物的环境影响2.1 教学目标使学生了解固体废物对环境的影响让学生掌握固体废物处理与处置的环境保护原则2.2 教学内容固体废物对环境的影响固体废物处理与处置的环境保护原则2.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物对环境的影响及其原因案例分析：分析固体废物处理与处置的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物处理与处置的环境保护措施2.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第三章：固体废物的回收与利用3.1 教学目标让学生了解固体废物的回收与利用方法使学生掌握固体废物回收与利用的技术和工艺3.2 教学内容固体废物的回收与利用方法固体废物回收与利用的技术和工艺3.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的回收与利用方法及其原理案例分析：分析固体废物回收与利用的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物回收与利用的优化措施3.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第四章：固体废物的减量化处理4.1 教学目标使学生了解固体废物的减量化处理方法让学生掌握固体废物减量化处理的技术和工艺4.2 教学内容固体废物的减量化处理方法固体废物减量化处理的技术和工艺4.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的减量化处理方法及其原理案例分析：分析固体废物减量化处理的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物减量化处理的优化措施4.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第五章：固体废物的无害化处理5.1 教学目标让学生了解固体废物的无害化处理方法使学生掌握固体废物无害化处理的技术和工艺5.2 教学内容固体废物的无害化处理方法固体废物无害化处理的技术和工艺5.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的无害化处理方法及其原理案例分析：分析固体废物无害化处理的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物无害化处理的优化措施5.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第六章：固体废物处理与处置的法律与政策6.1 教学目标使学生了解固体废物处理与处置相关的国家法律法规让学生掌握固体废物处理与处置的政策体系6.2 教学内容固体废物处理与处置的国家法律法规固体废物处理与处置的政策体系6.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物处理与处置相关的国家法律法规及其主要内容案例分析：分析固体废物处理与处置政策实施的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物处理与处置政策的优化措施6.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第七章：固体废物的资源化与能源化7.1 教学目标让学生了解固体废物的资源化与能源化方法使学生掌握固体废物资源化与能源化的技术和工艺7.2 教学内容固体废物的资源化与能源化方法固体废物资源化与能源化的技术和工艺7.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的资源化与能源化方法及其原理案例分析：分析固体废物资源化与能源化的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物资源化与能源化的优化措施7.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第八章：固体废物的填埋处理8.1 教学目标使学生了解固体废物的填埋处理方法让学生掌握固体废物填埋处理的技术和工艺8.2 教学内容固体废物的填埋处理方法固体废物填埋处理的技术和工艺8.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的填埋处理方法及其原理案例分析：分析固体废物填埋处理的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物填埋处理的优化措施8.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第九章：固体废物的焚烧处理9.1 教学目标让学生了解固体废物的焚烧处理方法使学生掌握固体废物焚烧处理的技术和工艺9.2 教学内容固体废物的焚烧处理方法固体废物焚烧处理的技术和工艺9.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的焚烧处理方法及其原理案例分析：分析固体废物焚烧处理的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物焚烧处理的优化措施9.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第十章：固体废物的堆肥化处理10.1 教学目标使学生了解固体废物的堆肥化处理方法让学生掌握固体废物堆肥化处理的技术和工艺10.2 教学内容固体废物的堆肥化处理方法固体废物堆肥化处理的技术和工艺10.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的堆肥化处理方法及其原理案例分析：分析固体废物堆肥化处理的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物堆肥化处理的优化措施10.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第十一章：固体废物处理与处置的经济效益分析11.1 教学目标使学生了解固体废物处理与处置的经济成本让学生掌握固体废物处理与处置的经济效益分析方法11.2 教学内容固体废物处理与处置的经济成本固体废物处理与处置的经济效益分析方法11.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物处理与处置的经济成本及其影响因素案例分析：分析固体废物处理与处置成功案例的经济效益小组讨论：探讨固体废物处理与处置的经济效益优化措施11.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第十二章：固体废物的风险评估与管理12.1 教学目标让学生了解固体废物风险评估的方法使学生掌握固体废物风险管理的原则与策略12.2 教学内容固体废物的风险评估方法固体废物的风险管理原则与策略12.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物风险评估的方法及其应用案例分析：分析固体废物风险管理成功案例及存在的问题小组讨论：探讨固体废物风险管理的优化措施12.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第十三章：固体废物的可持续处理与处置13.1 教学目标使学生了解固体废物的可持续处理与处置方法让学生掌握固体废物可持续处理与处置的原则13.2 教学内容固体废物的可持续处理与处置方法固体废物可持续处理与处置的原则13.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物的可持续处理与处置方法及其原理案例分析：分析固体废物可持续处理与处置的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物可持续处理与处置的优化措施13.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第十四章：固体废物处理与处置的未来发展趋势14.1 教学目标让学生了解固体废物处理与处置的现状使学生掌握固体废物处理与处置的未来发展趋势14.2 教学内容固体废物处理与处置的现状固体废物处理与处置的未来发展趋势14.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物处理与处置的现状及其挑战案例分析：分析固体废物处理与处置未来发展的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物处理与处置的未来发展趋势14.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现第十五章：固体废物处理与处置的实践项目15.1 教学目标使学生了解固体废物处理与处置的实践项目让学生掌握固体废物处理与处置项目实施与管理的方法15.2 教学内容固体废物处理与处置的实践项目介绍固体废物处理与处置项目实施与管理的方法15.3 教学过程课堂讲解：介绍固体废物处理与处置实践项目的实施与管理案例分析：分析固体废物处理与处置实践项目的成功案例和存在的问题小组讨论：探讨固体废物处理与处置实践项目的优化措施15.4 作业与评估课堂表现：评估学生在小组讨论中的参与度和表现重点和难点解析本文主要介绍了固体废物处理与处置的十五个章节，涵盖了固体废物的概念、分类、环境影响、回收与利用、减量化处理、无害化处理、法律法规、资源化与能源化、填埋处理、焚烧处理、堆肥化处理、经济效益分析、风险评估与管理、可持续处理与处置、未来发展趋势以及实践项目等内容。

固体废物焚烧处理技术

固体废物焚烧处理技术

问题提出
1、垃圾焚烧厂进居住区引争议 • 2009-11-09 09:45:35 来源: 北京晨报(北京) 跟贴 0 条 手机看 2009-11来源: 北京晨报(北京) 据中央人民广播电台报道近日，经过多年调研， 新闻 据中央人民广播电台报道近日，经过多年调研，广州番禺区生 活垃圾焚烧厂的选址地点定在番禺区大石街会江村附近， 活垃圾焚烧厂的选址地点定在番禺区大石街会江村附近，这是一个人 口非常稠密的居住区，如此选址结果引起强烈争议。 口非常稠密的居住区，如此选址结果引起强烈争议。 • 从2003年起，番禺区开始着手垃圾焚烧厂的选址工作。2006年，有关 2003年 番禺区开始着手垃圾焚烧厂的选址工作。2006年 部门历经3年多调研和选址论证 初步确定大石街会江村现大石简易 调研和选址论证， 部门历经3年多调研和选址论证，初步确定大石街会江村现大石简易 垃圾处理厂作为新建生活垃圾焚烧发电厂的选址， 垃圾处理厂作为新建生活垃圾焚烧发电厂的选址，并取得规划部门的 项目选址意见书。番禺区是从2001年兴起的，之前那里只是农田， 2001年兴起的 项目选址意见书。番禺区是从2001年兴起的，之前那里只是农田，如 今一个接一个高档小区在华南板块相继开发而成， 今一个接一个高档小区在华南板块相继开发而成，已经成为了全中国 最具知名度和最炙手可热的房地产开发区域。 最具知名度和最炙手可热的房地产开发区域。
• （3）没有技术在线监测二恶英 • 交谈中，业主再次提出，二恶英能否在线监测？对此，海 交谈中，业主再次提出，二恶英能否在线监测？对此， 景承认目前技术无法做到， 景承认目前技术无法做到，“寻找二恶英相当于在一个堆 满了白米的游泳池里找出一颗黑米一样困难。 在该所， 满了白米的游泳池里找出一颗黑米一样困难。”在该所， 从采样回来到最后找出共需22天 从采样回来到最后找出共需22天，而这已经是最快的纪录 22 了。 • 海景称，目前他们主要通过在线监测与二恶英有关联度的 海景称， 其他气体，从而发出污染预警，但这个监测不保证准确。 其他气体，从而发出污染预警，但这个监测不保证准确。 她表示， 她表示，已经投入使用的李坑垃圾焚烧发电厂一期二恶英 及系列的废气检测均是通过的， 及系列的废气检测均是通过的，而由他们负责环评的二期 工程也已经开工建设。 工程也已经开工建设。

固体废物焚烧技术

固体废物焚烧技术
热值（或发热值）表示废物燃烧时所放出的热 量，是化学能含量的一种量度，系指单位质量 的物质在燃烧过程中所能释放的热量，单位 kJ/kg。 固体废物的热值分为：
当固体废物热值高于4000kJ/kg时理论上可自持 燃烧，适合焚烧处理。
环境学院：固体废物处理与处置
高位热值：是垃圾单位干重的发热量； 低位热值：是单位新鲜垃圾燃烧时的发热量，又称有 效发热量、净发热值。 两者的区别在于生成水的状态不同，前者生成水是液 态，而后者生成水以蒸气形态存在。 低位热值 = 高位热值 – 水分凝结热
环境学院：固体废物处理与处置
焚烧技术缺点：
建设费用昂贵、系统操作复杂、严格； 要求工作人员技术水平高； 易产生二次污染物如SO2、NOx、HCl、二噁英、粉尘 等污染质。
环境学院：固体废物处理与处置
武汉首座垃圾焚烧发电厂5月点火
文章来源： 长江日报 更新时间：2010-3-27 江城即将迈入垃圾焚烧处置时代。3月26日从市人大三 号议案办理工作会获悉，5月份，长山口垃圾焚烧发电厂 将点火试运行，这是我市第一座垃圾焚烧处置厂。 垃圾焚烧发电是发达城市流行的垃圾处置方式，可节 省大量土地，避免环境污染。目前，我市日产垃圾8300 多吨，全部采取填埋方式处置。针对全市垃圾仍不断增 长的趋势，政府制定垃圾处理“5焚烧、2填埋、1综合” 战略。 5座垃圾焚烧发电厂同时开建。据最新消息，长山口垃 圾焚烧发电厂已完成设备安装，将于5月份点火投入试运 行，这是我市第一座垃圾焚烧发电厂。汉口北垃圾焚烧 发电厂已完成主体结构，将于年内运行。锅顶山、新沟 垃圾焚烧发电厂将于年内完成主体结构和设备安装。群 环境学院：固体废物处理与处置 力村垃圾焚烧发电厂年内动工。
环境学院：固体废物处理与处置

固体废物的热解

固体废物的热解

污染
研究报道表明，热解烟气量是焚烧的1/2，NO是焚烧 的1/2，HCl是焚烧的1/25，灰尘是焚烧的1/2。
（二）热解的过程及产物
固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包括大 分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应，最后生成各 种较小的分子。
有机固体废物
+ 可燃性气体（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有机液体（有机酸、芳烃、焦油）
于后续资源化利用的处理过程
处理
2
热解
热解:是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成 为气态、液态或固态可燃 物质的化学分解过 程。 3
一、起源及定义
热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的 干馏，所得到的焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。在工业 上称之为干馏。
热解(pyrolysis) ：是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使 之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。
➢ 热解产物主要是燃料油或化工原料等。 ➢ 使用的催化剂种类主要有硅铝类化合物和H-Y、ZSM-5、
REY、Ni/REY等各种沸石催化剂。
塑料种类不同时，其热解温度也不相同
热解工艺：
热解的基本工艺有两种：一种是将废塑料加热熔融，通过 热解生成简单 的碳氢化合物，然后在催化剂的作用下生成可 燃油品。另一种将热解和催化热解分为两段。
按热解温度
中温热解： T=600～700℃，主要用在比较 单一的废物的热解，如废轮胎、废塑料热 解油化
低温热解： T< 600℃。农业、林业和农业产 品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭，生 产出的炭视其原料和加工的深度不同，可作 不同等级的活性炭和水煤气原料。
四、 典型固体废物的热解
一个完整的热解工艺包括：进料系统、反应器、回收净化 系统、控制系统几个部分。 热解反应器包括：固定床、流化床、旋转炉、分段炉等

固体废物处理与处置热处理

固体废物处理与处置热处理
焚烧废液、废气时，m=1.2~1.3；焚烧固体废物时，m=1.5~ 1.9， 有时在2以上，才能较完全燃烧。
烟气停留时间、温度、湍流度和空气过剩系 数，统称为“3T+1E”。 它既是影响固体废物焚烧效果的主要因素， 也是反映焚烧炉工况的重要技术指标。
五、焚烧工艺
现代化焚烧工艺主要由前处理系统、进料系统、焚烧炉 系统、空气系统、烟气系统、灰渣系统、余热利用系统 及自动化控制系统组成。
呋喃类物质（PCDFs）。
二噁英的来源可能三种，第一种是生活垃圾中可能含有微量二 噁英类物质或其前驱体物质；第二种是在垃圾焚烧过程中，一些 二噁英类物质的前驱体物质等可能会反应生成二噁英类物质，在 焚烧不完全时进入烟气；第三种可能的途径是炉外生成二噁英类
物质；
通过控制二噁英类物质可采用以下三个措施：一是严格控制焚 烧炉燃烧室温度和固体温度、烟气的停留时间，确保固体废物及 烟气中的有机气体，包括二噁英类物质的前驱体的有效焚毁率； 二是减少烟气在200~500℃温度段的停留时间；三是对烟气进行
生活垃圾和危险废物的燃烧，称为焚烧。 根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程有蒸
发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。
蒸发燃烧
蒸发燃烧是指垃圾受热熔化成液体，近而 转化成蒸气，与空气扩散混合而燃烧。
如蜡的燃烧。
表面燃烧
表面燃烧指固体废物不含挥发组分，燃烧只 在固体表面进行，而且在燃烧过程中不发生 融化、蒸发和分解等过程。
2、焚烧温度
一般要求生活垃圾焚烧温度在850~950℃，医疗垃圾、危险固体 废物的焚烧温度要达到1150 ℃。
3、பைடு நூலகம்留时间
进行生活垃圾焚烧处理时，通常要求垃圾停留时间能达到1.5~ 2h 以上，烟气停留时间能达到2s以上。

第七章可燃固体废物的焚烧


式中： WH O—焚烧产物中水的质量分数，%；
2
WCl WF NHV HHV 2420[WH2O 9(WH )] 35.5 19
WH、WCl、WF—废物中氢、氯、氟含量的质量分数，%。
若废物的元素组成已知，可利用Dulong 方程式近似计
算出低位热值：
1 NHV 2.32[14000MC 45000(MH MO) 760MCl 4500MS] 8 若混合废物中各组成物热值已知，则可按下式计算出总 热值：
理论空气量:根据废物组分的氧化反应方程式计算求得的空气量。
3 、 焚烧烟气
主要的污染物质： （1）不完全燃烧产物(PIC)，碳氢化合物燃烧不良产生的副产品，包括CO、炭黑、 烃、有机酸及聚合物等； （2）粉尘，废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不完全燃烧物质等； （3）酸性气体，包括氯化氢及其他卤化氢、SOx、NOx、H3PO4等； （4）重金属污染物，包括铅、汞、铬等的元素态、氧化态和氯化物等； （5）有机污染物，主要为二恶英（PCDDs和PCDFs等）
2废物热值利用方式
主要设备：锅炉 蒸汽透平机（气体透平机） 发电机
第二节 固体物质的燃烧



（一）固体废物焚烧的产物 1、有机碳的焚烧产物是二氧化碳气体。 2、有机物中的氢的焚烧产物是水。若有氟或氯存在，也可能有它们的 氢化物生成。 3、固体废物中的有机硫和有机磷，在焚烧过程中生成二氧化硫或三氧 化硫以及五氧化二磷。 4、有机氮化物的焚烧产物主要是气态的氮，也有少量的氮氧化物生成。 由于高温时空气中氧和氮也可结合生成一氧化氮，相对于空气中氮来说， 固体废物中的氮元素含量很小，一般可以忽略不计。 5、有机氟化物的焚烧产物是氟化氢。 6、有机氯化物的焚烧产物是氯化氢。 7、有机溴化物和碘化物焚烧后生成溴化氢及少量溴气以及元素碘。 8、根据焚烧元素的种类和焚烧温度，金属在焚烧以后可生成卤化物、 硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物等。

固体废物的焚烧处理技术课件 (一)

固体废物的焚烧处理技术课件 (一)
随着城市化进程的不断加快，固体废物也在日益增加。

而这些固体废物对环境造成了极其严重的威胁，如何处理这些固体废物成为大家需要思考的问题。

近年来，固体废物焚烧处理技术被广泛应用。

本文将从几个方面，探讨固体废物焚烧处理技术。

一、技术概述
固体废物焚烧处理技术是指把固体废物投入到焚烧炉中，通过燃烧，把固体废物转变成可利用的灰渣和烟气的过程。

二、技术原理
固体废物焚烧处理技术主要依靠高温燃烧过程，将废弃物转变为灰渣和烟气两种物质。

三、技术优点
1.焚烧处理后，废物的体积减少了几十倍以上，处理量大；
2.灰渣可以用于混凝土或路基等工程建设；
3.烟气经过处理后可以达到排放标准。

四、技术缺点
1.反应需要高温，能量损失大；
2.焚烧的过程会产生大量烟气，对环境造成二次污染；
3.燃烧的废物易产生有害气体，如二噁英。

五、技术特点
1.焚烧处理技术逐步向高温技术方向发展；
2.焚烧前需要对废弃物进行分类，以保证废物能够顺利进入焚烧炉内；
3.为了降低排放烟气的危害，焚烧后烟气需要进行适当的处理。

总之，固体废物焚烧处理技术能够有效处理固体废物，将其转变为可
利用资源。

但同时也需要关注其环保问题，避免产生二次污染。

因此，在采用固体废物焚烧处理技术时，必须严格按照环保标准进行操作，
以确保不对环境造成污染。

固体废物的热处理


1、二噁英的产生与防治
多氯取代
1 9 1 8 7 4 9
O
2 3
O
2 3 4 6
8 7
O
6
PCDDs (75种)

PCDFs (135种)
二噁英(Dioxins)是目前发现的无意识合成的毒性最强的化 合物。人们通常所说的二噁英指的是多氯二苯并二噁英 (PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)的统称，共有210种同 族体。其中2，3，7，8-四氯二苯并二噁英(TCDD)毒性最 强， LD50（半致死剂量）是

控制焚烧厂产生的二噁英，应从控制来源、减少 炉内形成、避免炉外低温区再合成及去除四方面 来着手： 通过废物分类收集或预分拣分离，避免含氯成分 高的物质(如PVC塑料等)和重金属进入垃圾中。 焚烧炉燃烧室应保持足够的燃烧温度(不低于 850℃)及气体停留时间(不少于2s)，确保废气中 具有适当的氧含量(最好在6％～12 ％之间) 应缩短烟气在处理和排放过程中处于300 ～ 500 ℃温度域的时间 烟气末端净化采用活性碳喷射吸附法去除
第七章
固体废物的热处理
Thermal Treatment of Solid Waste
第一节
焚烧技术
焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过 剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧 反应，废物中的有害有毒物质在800-1200℃的高 温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无 害化、减量化、资源化的处理技术。 焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体 废物和气体废物，而且可以处理城市垃圾和一般工业 废物，而且可以用于处理危险废物。
1）重金属飞灰的稳定化处理

为防止重金属再溶出，重金属飞灰须经过稳定化处理， 降低其浸出毒性，方能最终处置。一般采用固化或化学 稳定化处理： 水泥固化：一般采用波特兰（普通硅酸盐）水泥，但 对于重金属含量特别高的飞灰，应使用超快硬水泥等 特殊的水泥。 药剂稳定化：加入含氮和含硫的有机螯合剂与重金属 反应生成不溶性重金属化合物，使其沉积下来，多与 水泥固化混合使用。 熔融固化（玻璃化）：高温熔融反应，使重金属固结 在生成的玻璃体中。

固体废物的热处理

第七章 固体废物的热处理第一节概述焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。

焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。

对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质，以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。

焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体废物和气体废物；不但可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。

危险废物中的有机固态、液态和气态废物，常常采用焚烧来处理。

在焚烧处理城市生活垃圾时，也常常将垃圾焚烧处理前暂时贮存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。

焚烧适宜处理有机成分多、热值高的废物。

当处理可燃有机物组分含量很少的废物时，需补加大量的燃料，这会使运行费用增高。

但如果有条件辅以适当的废热回收装置，则可弥补上述缺点，降低废物焚烧成本，从而使焚烧法获得较好的经济效益。

1.1 废物焚烧处理方式处理废物的焚烧场可分为城市垃圾焚烧场、一般工业废物焚烧场和危险废物焚烧场。

数量最多的焚烧场是城市生活垃圾焚烧场。

焚烧场按处理规模和服务范围来看，又有区域集中处理场和就地分散处理场之分。

集中处理场规模大、设备先进、能保证达到无害化处理要求，同时也有利于能源的回收和利用。

1、焚烧处理方式：废物焚烧处理的工艺流程及其焚烧炉的结构，主要由废物种类、形态、燃烧特性和补充燃料的种类来决定，同时还与系统的后处理以及是否设置废热回收设备等因素有关。

一般说来，对于易处理、数量少、种类单一及间歇操作的废物处理，工艺系统及焚烧炉本体尽量设计得比较简单，不必设置废热回收设施。

对于数量大的废物，并需连续进行焚烧处理时，焚烧炉设计要保证高温，除将废物焚毁外，应尽可能地考虑废热回收措施，以充分利用高温烟气的热能。

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采用焚烧方法处理含有一定水分的固体废物时， 一般都要经过干燥、热分解和燃烧三个阶段， 最终生成气相产物和惰性固体残渣。
设计焚烧炉时，废物在炉膛里的停留时间与以 上几个阶段相关。

4.焚烧的四大控制参数


焚烧温度（Temperature） 搅拌混合程度（Turbulence ） 气体停留时间（Time）（一般称为3T） 过剩空气率（excess air）

干基发热量、高位发热量与低位发热量的关系， 三者关系式如下：

式中，W为废物水分含量；H为废物湿基元素组分 氢的含量；Hd为干基发热量，kJ/kg；Hh为高位 发热量．kJ/kg；Ht为低位发热量，kJ/kg。
(1) Dulong 公式 H h (kj / kg ) 34000 C 143000 (H (2) Scheurer , Kestner公式 3 3 H h (kj / kg ) 34000 (C O) 143000H 9400S 23800 O 4 4 (3)Steuer 公式 3 3 1 H h (kj / kg ) 34000 (C O) 23800 O 144200 ( H O) 10500 S 8 8 16 (4)化学工学便览公式 O H h (kj / kg ) 34000C 143000 (H - ) 9300S 2 O ) 10500 S 8
2.焚烧定义

焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过 剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行 氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在高温 下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废 物无害化、减量化、资源化的处理技术。
焚烧的目的
主要目的是：

尽可能焚毁废物 使被焚烧的物质变为无害和最大限度地 减容 并尽量减少新的污染物质产生，避免造 成二次污染。


固体废物的热值
热值是设计固体废物燃烧处理设备最主要的指标之一。
固体废物热值有高位热值（HH,kcal/kg）和低位热值 （HL,kcal/kg）之分。
高位发热值可以通过标准实验测定：一定量燃烧样品在热弹中与氧完 全燃烧，然后精确地测量所释放出的热量。
低位发热值为燃料的较实际的测试热值，因为它考虑了由于烟气中水 蒸气的凝结而带走的一部分显热的热损失。
6.主要焚烧参数计算
燃烧需要空气量 1.理论燃烧空气量 理论燃烧空气量之废物完全燃烧时，所需要的最低空 气量，一般以A0表示。
体积基准 A0 (m3 / kg ) 质量基准 A0 (kg / kg ) 1 (2.67C 8H O S ) 0.231 1 O 1 . 867 C 5 . 6 ( H ) 0 . 7 S 0.21 8


工业锅炉和窑炉与焚烧炉所要求的过剩 空气系数有较大不同。

前者首要考虑燃料使用效率，过剩空气 系数尽量维持在1.5以下； 焚烧的首要目的则是完全摧毁废物中的 可燃物质，过剩空气系数一般大于1.5。



焚烧废液、废气时，过剩空气量一般取 20%~30%的理论空气量； 焚烧固体废物时，需要较高的数值，通常为理 论需氧量的50%~90%，过剩空气系数1.5~1.9， 有时甚至在2以上。
四大控制参数的相互关系




过剩空气率由进料速率即助燃空气供应速率即 可决定； 气体停留时间由燃烧室几何形状、供应助燃空 气速率和废气生产率决定； 助燃空气供应量直接影响到燃烧室中的温度和 流场混合程度，燃烧温度影响垃圾焚化的效率。 焚烧温度和停留时间有密切关系。
5.焚烧处理效果的评价指标


④
⑤ ⑥
含有碱土金属的废物焚烧时，一般控制在 750~800℃以下。因为碱土金属及其盐类一 般为低熔点化合物，容易腐蚀设备。 焚烧氰化物，850~900 ℃ 高温焚烧是防治PCDD与CCDF的最好方法， 估计在925 ℃以上。
停留时间



废物中有害组分在焚烧炉内处于焚烧条件下， 该组分发生氧化、燃烧，使有害物质变成无害 物质所需的时间称之为停留时间。 停留时间的长短直接影响焚烧的完善程度，也 是决定炉体容积尺寸的重要依据。 停留时由许多因素决定，如废物的形态对停留 时间的影响很大
一般，当固体废物热值高于950kcal/kg（）时，可以不加辅助 燃料直质的燃烧有以下几种形式： 蒸发燃烧 固体物质受热先融化为液体，进 一步受热产生燃料蒸汽，再与空气混合燃烧 分解燃烧 受热后分解为挥发性组分和固定 碳，挥发性组分中可燃气体进行扩散燃烧，而 碳进行表面燃烧 表面燃烧 受热不经过融化、蒸发、分解等 过程，而直接燃烧。
（3）.发热量计算



干基发热量 不包括含水分部分的实际发热量， 称干基发热量(Hd)。 高位发热量 总发热量，是燃料在定压状态下 完全燃烧，其中的水分燃烧生成的水凝缩成液 体状态。热量计测得值即为高位发热量(Hh)。 低位发热量 实际燃烧时，燃烧气体中的水分 为蒸气状态，蒸气具有的凝缩潜热及凝缩水的 显热之和2500kJ/kg无法利用，将之减去后即 为低位发热量或净发热量，也称真发热量(Ht)。
式中，[CO]和[CO2]分别为烟道气中该种气体的浓度 值。

对危险废物，验证焚烧是否可以达到预期的处理 要求的指标还有特殊化学物质[有机性有害主成分 (POHCS)]的破坏去除效率(DRE)，定义为

式中，Win为进入焚烧炉的POHCS的质量流率； Wout为从焚煤炉流出的该种物质的质量流率。
4．烟气排放浓度限制指标
2. 热灼减量 指焚烧残渣在(800±25)℃经3h灼热后减少的质量占 原焚烧残渣质量的百分数，其计算方法如下：
式中，QR为热灼减量，％； ma为焚烧残渣在室温时的质量，kg； md为焚烧残渣在(800±25)℃经3h灼热后冷却至室温的 质量．kg
3．燃烧效率及破坏去除效率 在焚烧处理城市垃圾及一般工业废物时，多以燃烧 效率(CE)作为评估是否可以达到预期处理要求的指 标：
过剩空气系数(m)用于表示实际空气与理论空气的比值， A0为理论空气量；A为实际供应空气量 过剩空气率 工程上可以根据过剩氧气量估计燃烧系统中的过剩空气 系数。废气中含氧量通常以氧气在干燥排气中的体积百 分比表示，假设空气中氧含量为21％．则过剩空气比可 粗略表示为：


为了保证氧化反应进行得很完全，从化学反应 的角度应该提供足够的空气。 过剩空气的供给会导致燃烧温度的降低。

空气扰动 机械炉排扰动 流态化扰动 旋转扰动等。
中小型焚烧炉多数属固定炉床式，扰动多由空 气流动产生．包括： (1)炉床下送风 助燃空气自炉床下送风，由废物 层孔隙中窜出，这种扰动方式易将不可燃的底 灰或未燃碳颗粒随气流带出，形成颗粒物污染， 废物与空气接触机会大，废物燃烧较完全，焚 烧残渣热灼减量较小； (2)炉床上送风 助燃空气由炉床上方送风，废物 进入炉内时从表面开始燃烧，优点是形成的粒 状物较少，缺点是焚烧残渣热灼减量较高。
主要知识点



热处理技术定义、分类及特点 焚烧定义及目的 焚烧基本原理 焚烧控制四大参数 焚烧技术指标 焚烧参数计算 焚烧系统组成 焚烧产生的大气污染物及其控制 热解定义
1.固体废物热处理技术

定义 种类 技术特点
热处理定义

在设备中以高温分解和深度氧化为主要手段， 通过改变废物的化学、物理或生物特性和组成 来处理固体废物的过程。


减量比 热灼减量 燃烧效率及破坏去除效率 烟气排放浓度限制指标

1．减量比 用于衡量焚烧处理废物减量化效果的指标是减量比， 定义为可燃废物经焚烧处理后减少的质量占所投加废 物总质量的百分比，即
式中，MRC为减量比，％； ma为焚烧残渣的质量，kg； mb为投加的废物质量，kg； mc为残渣中不可燃物质量，kg。
焚烧温度



焚烧温度取决于废物的燃烧特性（如热值、燃 点、含水率）以及焚烧炉结构、空气量等。 焚烧温度高低决定废物燃烧是否完全。 可借助调整焚烧的废物进料量和空气量来加以 控制。 一般而言，焚烧温度越高，废物燃烧所需的停 留时间就越短，焚烧效率也越高。


温度太高不仅增加了燃料的消耗量，而且会增 加废物中金属的挥发量及氧化氮的数量，引起 二次污染。并且会对炉体产生影响（炉体内衬 耐火材料、炉排结焦）。因此不宜随意确定较 高的焚烧温度。 温度太低，则易导致不完全燃烧，产生有毒副 产物。
例：某固体废物含可燃物70%、水分20%、惰性物
（即灰分）10%，固体废物的可燃物元素组成为 碳28%、氢4%、氧23%、氮4%、硫1%。假设： 固体废物的热值为11630kJ/kg;炉栅残渣含碳量 5%；空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅残渣 的温度为650℃；残渣的比热为0.323kJ/(kg.℃)； 水的汽化潜热2420kJ/kg;辐射损失为总炉膛输入 热量的0.5%；碳的热值为32564kJ/kg。试计算这 种废物燃烧后可利用的热值。
热处理分类



焚烧 热解 熔融 干化（主要用于污泥处理） 湿式氧化 烧结 其他方法
热处理技术特点
优点： 1. 减容效果好 2. 消毒彻底 3. 减轻或消除后续处置过程对环境的影响 4. 回收资源与能量
缺点： 1. 投资和运行费用高 2. 操作运行复杂 3. 二次污染与公众反应


3.焚烧基本原理

焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液 体废物和气体废物；不但可以处理城市垃圾和 一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。 危险废物中的有机固态、液态和气态废物，常 用焚烧来处理。在焚烧处理城市生活垃圾是， 也常常将垃圾焚烧处理前的暂时贮存过程中产 生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。

过剩空气
废物焚烧所需空气量，是由废物燃烧所需的理论 空气量和为了供氧充分而加入的过剩空气量两 部分所组成的。 燃烧或焚烧排气的污染物排放标准是以50％过 剩空气为基准，由于过剩空气无法直接测量， 因此以7％过剩氧气为基准，再根据实际过剩 氧气量加以调整。 过剩空气系数 过剩空气率