4固棄物的熱處理學

1、第四章：固體廢棄物的熱處理 thermal conversion technologies of solid wastes 對于含可燃成分高及有毒有害的固體廢棄物、用填埋、生物處理法難以處理的固體廢棄物，采取熱處理方式處理是一種及好的出路。 熱處理方法主要有：焚燒、熱解。 一、熱處理定義一、熱處理定義 以以高溫分解高溫分解和和深度氧深度氧化為主要手段，通過改化為主要手段，通過改變廢物的變廢物的化學、物理化學、物理或或生物特性和組成生物特性和組成來處理固來處理固體廢物的過程。體廢物的過程。二、熱處理主要技術(shù)二、熱處理主要技術(shù)1 1、焚燒、焚燒利用加熱氧化作用使有機物轉(zhuǎn)換成無機廢物，同時減少廢利用

2、加熱氧化作用使有機物轉(zhuǎn)換成無機廢物，同時減少廢物體積物體積作用作用縮減了廢物體積縮減了廢物體積滅絕了有害細菌和病毒滅絕了有害細菌和病毒破壞了有毒的有機化合物破壞了有毒的有機化合物提供了熱能提供了熱能二、熱處理主要技術(shù)二、熱處理主要技術(shù)2 2、熱解熱解在缺氧氣氛中進行的熱處理過程，經(jīng)過熱解的有機物，發(fā)在缺氧氣氛中進行的熱處理過程，經(jīng)過熱解的有機物，發(fā)生降解，產(chǎn)生多種次級產(chǎn)物形成可燃物，包括可燃氣體、有生降解，產(chǎn)生多種次級產(chǎn)物形成可燃物，包括可燃氣體、有機液體和固體殘渣。是個吸熱過程機液體和固體殘渣。是個吸熱過程操作過程操作過程生活垃圾生活垃圾分解分解在缺氧氣氛在缺氧氣氛中高溫加熱中高溫加熱熱解裝

3、置熱解裝置篩選、破碎篩選、破碎可燃氣體可燃氣體有機液體有機液體固體殘渣固體殘渣二、熱處理主要技術(shù)二、熱處理主要技術(shù)3 3、濕式氧化濕式氧化根據(jù)有機物的氧化速率在高壓下會大大增加的原理，用于根據(jù)有機物的氧化速率在高壓下會大大增加的原理，用于處理高濃度、難降解有機廢液處理高濃度、難降解有機廢液操作過程操作過程有機廢液有機廢液通入氧氣通入氧氣發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應升到一定溫度升到一定溫度加壓加壓有機物遭到破壞有機物遭到破壞4-1 固體廢棄物的焚燒處理 combustion of solid wastes一、概述一、概述1 1、焚燒定義、焚燒定義焚燒法一般是指將垃圾作為固體燃料送入焚燒爐中，在高溫焚

4、燒法一般是指將垃圾作為固體燃料送入焚燒爐中，在高溫條件下（一般為條件下（一般為900900左右，爐心最高溫度可達左右，爐心最高溫度可達11001100），），垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進行劇烈化學反應，放出熱垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進行劇烈化學反應，放出熱量，轉(zhuǎn)化成量，轉(zhuǎn)化成高溫煙氣高溫煙氣和和性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘渣性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘渣。是將可燃性固體廢物與空氣中的氧在高溫下發(fā)生燃燒反應，是將可燃性固體廢物與空氣中的氧在高溫下發(fā)生燃燒反應，使其氧化分解，達到減容、去除毒性并回收能源的目的使其氧化分解，達到減容、去除毒性并回收能源的目的采用焚燒處理城市生活垃圾時，常將垃圾儲坑里的滲濾液采用焚燒處

5、理城市生活垃圾時，常將垃圾儲坑里的滲濾液和臭氣通過水泵或風機引入焚燒爐進行焚燒處理和臭氣通過水泵或風機引入焚燒爐進行焚燒處理2 2、焚燒技術(shù)發(fā)展過程、焚燒技術(shù)發(fā)展過程較高效率的煙氣凈化系統(tǒng)較高效率的煙氣凈化系統(tǒng)19世紀中后期世紀中后期焚燒帶病毒、病菌的垃圾焚燒帶病毒、病菌的垃圾英、美、法等試驗研究，英、美、法等試驗研究，建立焚燒爐建立焚燒爐20世紀初世紀初機械化連續(xù)垃圾焚燒爐機械化連續(xù)垃圾焚燒爐處理能力、焚燒效果、治處理能力、焚燒效果、治污污1960大型機械化爐排大型機械化爐排多樣化、多樣化、t19701990自控、移動式機械爐排焚燒爐自控、移動式機械爐排焚燒爐除塵除塵資源化資源化智能化智能化

6、多功能多功能綜合化綜合化我國始于我國始于19803 3、技術(shù)主要特點、技術(shù)主要特點優(yōu)點優(yōu)點垃圾焚燒后，體積可減少85 95%，質(zhì)量減少2080%。高溫焚燒消除了垃圾中的病原體和有害物質(zhì)無害化。焚燒排出的氣體和殘渣中的一些有害副產(chǎn)物的處理遠比有害廢棄物直接處置容易得多。焚燒法具有處理周期短、占地面積小、選址靈活等特點。熱能可以利用因此，焚燒法能以最快的速度實現(xiàn)垃圾處理的無害化、減量化和資源化。目前，在發(fā)達國家已被廣泛采用。 缺點缺點v焚燒法對垃圾的熱值有一定要求;v建設成本和運行成本相對高;v管理水平和設備維修要求高；v焚燒產(chǎn)生的廢氣若處理不當，很容易對環(huán)境造成二次污染。v不同季節(jié)、年份垃圾熱值

7、的變化不同。二、焚燒原理二、焚燒原理1 1、干燥、干燥利用焚燒系統(tǒng)熱能，使入爐固體廢物中的水分汽化、蒸發(fā)利用焚燒系統(tǒng)熱能，使入爐固體廢物中的水分汽化、蒸發(fā)的過程的過程進入焚燒爐的固體廢物，通過高溫煙氣、火焰、高溫爐料進入焚燒爐的固體廢物，通過高溫煙氣、火焰、高溫爐料的熱輻射和熱傳導，進行加溫蒸發(fā)、干燥脫水，改善固體廢的熱輻射和熱傳導，進行加溫蒸發(fā)、干燥脫水，改善固體廢物的著火條件和燃燒效果，消耗較多熱能物的著火條件和燃燒效果，消耗較多熱能固體廢物含水率高低，決定干燥時間的長短，對于高水分固體廢物含水率高低，決定干燥時間的長短，對于高水分固體廢物，需加輔助燃料來維持正常運行固體廢物，需加輔助燃料

8、來維持正常運行organic matter + excess air n2 + co2 + h2o + so2 +ash + heat2 2、熱分解、熱分解固體廢物中的有機可燃物，在高溫作用下進行化固體廢物中的有機可燃物，在高溫作用下進行化學分解和聚合反應的過程學分解和聚合反應的過程溫度越高，有機可燃物熱分解越徹底，熱分解速溫度越高，有機可燃物熱分解越徹底，熱分解速率越快率越快3 3、燃燒、燃燒是可燃物質(zhì)的是可燃物質(zhì)的快速分解快速分解和和高溫氧化高溫氧化過程過程根據(jù)可燃物種類和性質(zhì)，燃燒機理可劃分為根據(jù)可燃物種類和性質(zhì)，燃燒機理可劃分為蒸發(fā)燃燒、分解蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒燃燒和表面燃燒蒸

9、發(fā)燃燒：可燃物質(zhì)受熱融化、形成蒸汽后進行的燃燒反應蒸發(fā)燃燒：可燃物質(zhì)受熱融化、形成蒸汽后進行的燃燒反應分解燃燒：可燃物質(zhì)中的碳氫化合物等，受熱分解、揮發(fā)為分解燃燒：可燃物質(zhì)中的碳氫化合物等，受熱分解、揮發(fā)為較小分子可燃氣體后再進行燃燒較小分子可燃氣體后再進行燃燒表面燃燒：可燃物質(zhì)在未發(fā)生明顯的蒸發(fā)、分解反應時，與表面燃燒：可燃物質(zhì)在未發(fā)生明顯的蒸發(fā)、分解反應時，與空氣接觸直接進行燃燒反應空氣接觸直接進行燃燒反應燃燒段燃燒段原生垃圾焚燒過程原生垃圾焚燒過程原生垃圾原生垃圾干干 燥燥氣化燃燒氣化燃燒火焰燃燒火焰燃燒靜態(tài)燃燒靜態(tài)燃燒爐渣爐渣水蒸氣水蒸氣還原性氣體還原性氣體火焰火焰剩余氧氣剩余氧氣料斗

10、料斗原原生生垃垃圾圾干燥段干燥段h2o燃燒用空氣燃燒用空氣燃燒用空氣燃燒用空氣燃燒用空氣燃燒用空氣15%75%10%灰灰爐渣爐渣燃燼段燃燼段o2、n2燃燒完了點燃燒完了點完完全全燃燃燒燒o2輻輻射射熱熱cmhnco、nh3二次助燃空氣二次助燃空氣輻射熱輻射熱二次助燃空氣二次助燃空氣hclco2noxsoxo2火火 焰焰定量供料器定量供料器三、焚燒特性三、焚燒特性1 1、固體廢物的三組分、固體廢物的三組分水分：物料含水率太高，無法點燃，比如國內(nèi)垃圾廚余含水分：物料含水率太高，無法點燃，比如國內(nèi)垃圾廚余含量高，不宜點燃，歐美國家垃圾含水率低，較容易點燃量高，不宜點燃，歐美國家垃圾含水率低，較容易點

11、燃可燃分：含量越高，越易燃燒可燃分：含量越高，越易燃燒灰分：灰分含量高時，相應的可燃分含量低，不易燃燒灰分：灰分含量高時，相應的可燃分含量低，不易燃燒2 2、熱值、熱值固體廢物低位熱值固體廢物低位熱值3350kj/kg3350kj/kg時，需添加輔助燃料燃燒時，需添加輔助燃料燃燒固體廢物的熱值固體廢物的熱值熱值熱值：單位質(zhì)量的固體廢物：單位質(zhì)量的固體廢物完全完全燃燒燃燒所釋放出來的熱量，所釋放出來的熱量，kj/kgkj/kg 粗熱值(hhv高位熱值)：是指化合物在一定溫度下反應到達最終產(chǎn)物的焓的變化。水為液態(tài) 凈熱值(nhv低位熱值)：水為氣態(tài)。城市垃圾與幾種典型燃料的熱值，城市垃圾與幾種典型

12、燃料的熱值，kj/kgkj/kg廢廢物物煤矸石煤矸石蕪湖垃圾蕪湖垃圾19971997常州垃圾常州垃圾19971997杭州垃圾杭州垃圾19971997廣州垃圾廣州垃圾19961996上海污水廠上海污水廠污泥污泥熱熱值值800800800080002863286330073007445244524412441214600146001.nhv=hhv-2420h2o+9(h-cl/35.5-f/19)nhv：凈熱值，kj/kghhv：粗熱值，kj/kgh2o：焚燒產(chǎn)物中水的重量百分率，%h、cl、f：分別為廢物中氫氯氟含量的重量百分率，%2.nhv=2.321400mc+45000（mh-0.125

13、mo）-760mcl+4500msmc、mh、mo、mcl、ms：分別代表碳、氫、氧、氯和硫的質(zhì)量分數(shù)關(guān)于熱值的計算例1 表72是我國武漢市城市垃圾的組分，假設該組分的熱值與美國城市垃圾的典型組分的熱值相同，可據(jù)此計算出武漢市垃圾的熱值： 解：(1)以100為基準，分別汁算各組分的重量 廚房廢渣及果皮重量100x29.53%=29.53kg 同樣方法計算出木屑、雜草的重量為2kg，紙張重量為1.35kg，塑料皮革等重量1.39kg。 (2)計算各組分產(chǎn)生的能量四、焚燒效果評價四、焚燒效果評價1 1、目測法、目測法肉眼觀測肉眼觀測 觀測焚燒煙氣，判斷焚燒效果，煙氣越黑、氣量越大，焚燒觀測焚燒煙氣

14、，判斷焚燒效果，煙氣越黑、氣量越大，焚燒效果越差效果越差2 2、熱灼減量率法、熱灼減量率法指焚燒殘渣經(jīng)灼燒減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)指焚燒殘渣經(jīng)灼燒減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)可燃物氧化、焚燒越徹底，焚燒灰渣中殘留可燃成分就越少，可燃物氧化、焚燒越徹底，焚燒灰渣中殘留可燃成分就越少，熱灼減量率就越小熱灼減量率就越小100%cmmrm渣灰渣3 3、二氧化碳法、二氧化碳法煙道排放氣中煙道排放氣中co2co2濃度占濃度占co2co2和和coco濃度之和的百分比濃度之和的百分比二氧化碳相對濃度越高，固廢焚燒越完全，二氧化碳相對濃度越高，固廢焚燒越完全，焚燒效率焚燒效率越高越高4 4、有害

15、有機物破壞去除率有害有機物破壞去除率指焚燒過程中有害有機物減少的質(zhì)量占固體廢物所含有害有指焚燒過程中有害有機物減少的質(zhì)量占固體廢物所含有害有機物質(zhì)量的百分數(shù)機物質(zhì)量的百分數(shù)焚燒越徹底，煙氣、灰渣中有害有機物含量越少焚燒越徹底，煙氣、灰渣中有害有機物含量越少22100%cocococecc100%mmdreminoutin五、焚燒技術(shù)五、焚燒技術(shù)1 1、層狀燃燒技術(shù)、層狀燃燒技術(shù)過程穩(wěn)定、技術(shù)成熟、應用廣過程穩(wěn)定、技術(shù)成熟、應用廣固定爐排焚燒爐、水平機械焚燒爐、傾斜機械焚燒爐等固定爐排焚燒爐、水平機械焚燒爐、傾斜機械焚燒爐等輻射、煙氣對流，翻轉(zhuǎn)及攪動輻射、煙氣對流，翻轉(zhuǎn)及攪動爐型設計和配風設計爐

16、型設計和配風設計2 2、流化燃燒技術(shù)、流化燃燒技術(shù)較成熟，可處理低熱值、高水分廢物，但對入料要求均勻化、較成熟，可處理低熱值、高水分廢物，但對入料要求均勻化、細小化細小化流化床焚燒爐流化床焚燒爐空氣流和煙氣流快速移動，物料流態(tài)化狀態(tài)空氣流和煙氣流快速移動，物料流態(tài)化狀態(tài)3 3、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)較成熟，效率高較成熟，效率高回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐滾筒、抄板滾筒、抄板六、焚燒的主要影響因素六、焚燒的主要影響因素1 1、固體廢物性質(zhì)、固體廢物性質(zhì)可燃分和有毒有害物質(zhì)的種類及含量、水分含量等可燃分和有毒有害物質(zhì)的種類及含量、水分含量等熱值：熱值：低位熱值低位熱值3350kj/kg3350kj

17、/kg時，需添加輔助燃料時，需添加輔助燃料固體廢物尺寸：固體廢物尺寸：尺尺寸越小，所需加熱和燃燒時間越短，固體寸越小，所需加熱和燃燒時間越短，固體物質(zhì)燃燒時間與物料粒度物質(zhì)燃燒時間與物料粒度1212次方次方成正比。此外，尺寸越小，成正比。此外，尺寸越小，比表面積越大，與空氣接觸越充分，利于提高焚燒效率比表面積越大，與空氣接觸越充分，利于提高焚燒效率2 2、焚燒溫度、焚燒溫度(temperature)(temperature)焚燒溫度越高，所需停留時間越短，焚燒速率越快，焚焚燒溫度越高，所需停留時間越短，焚燒速率越快，焚燒效率越高燒效率越高溫度過高（高于溫度過高（高于13001300），），會影

18、響內(nèi)襯耐火材料、會發(fā)會影響內(nèi)襯耐火材料、會發(fā)生爐排結(jié)焦生爐排結(jié)焦溫度太低（低于溫度太低（低于700700），），會發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生有毒會發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物副產(chǎn)物最低溫度要高于最低溫度要高于物料燃點溫度物料燃點溫度3 3、停留時間、停留時間(time)(time)固體廢物在焚燒爐內(nèi)停留時間和煙氣在焚燒爐內(nèi)停留時間固體廢物在焚燒爐內(nèi)停留時間和煙氣在焚燒爐內(nèi)停留時間停留時間越長，焚燒越徹底，焚燒效果越好停留時間越長，焚燒越徹底，焚燒效果越好停留時間過長，停留時間過長，會使焚燒爐處理量減少，經(jīng)濟上不合理會使焚燒爐處理量減少，經(jīng)濟上不合理停留時間過短，停留時間過短，會造成不完全燃燒會造成

19、不完全燃燒要求垃圾停留時間達到要求垃圾停留時間達到1.52h1.52h以上，煙氣停留時間達到以上，煙氣停留時間達到2s2s4 4、攪動、攪動(turbulence)(turbulence)促進空氣與廢物充分混合，以達到完全燃燒促進空氣與廢物充分混合，以達到完全燃燒有機械攪拌（爐床攪拌）、氣流動力攪動（流化床）有機械攪拌（爐床攪拌）、氣流動力攪動（流化床）5 5、過?？諝?、過剩空氣(excess air)(excess air)焚燒所需氧氣由空氣提供，通過提供足夠空氣保證完全反應焚燒所需氧氣由空氣提供，通過提供足夠空氣保證完全反應供給過多過?？諝鈺е路贌郎囟冉档?、煙氣量增大供給過多過剩空氣會導

20、致焚燒溫度降低、煙氣量增大過剩空氣是理論空氣量的過?？諝馐抢碚摽諝饬康?.72.51.72.5倍倍七、固體廢物焚燒的產(chǎn)物七、固體廢物焚燒的產(chǎn)物 可燃的固體廢物基本是有機物，由大量的碳、氫、氧及少量氮、硫、磷和鹵素等元素，焚燒過程中與空氣中氧反應，生成各種氧化物或部分元素的氫化物。主要有： 有機碳有機碳co2 h hh2o，有f或cl存在時可能有hf、hcl 有機硫和有機磷有機硫和有機磷so2、so3、p2o5 有機氮有機氮n2為主，少量氮氧化物 有機氟化物有機氟化物hf，氫不足會出現(xiàn)cf4、cof2（需添加助燃料） 有機氯有機氯氯化氫（氫氣不足有游離氯氣產(chǎn)生） 有機溴化物、碘化物有機溴化物、碘

21、化物hbr、br2、i2 金屬金屬鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物和氧化物 有害有機廢物焚燒后要求達到的三個標準有害有機廢物焚燒后要求達到的三個標準 a) 主要有害有機組成（pohc）的破壞去除率（dre）要達到99.99%以上。b) hcl的排放量應符合從焚燒爐煙囪排出的hcl量在進入洗滌設備之前小于1.8kg/h，若達不到該要求，則經(jīng)過洗滌設備除去hcl的最小洗滌率應為99.0%。c) 煙囪的排放顆粒物應控制在183mg/m3，空氣過量率為50%。如果空氣過量率大于或小于50%，應折算成50%的排放量。八、焚燒工藝八、焚燒工藝由前處理系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、空氣由前處理系統(tǒng)、進

22、料系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)組成自動化控制系統(tǒng)組成地中衡地中衡吊機吊機焚焚燒燒爐爐脫除脫除hcl裝置裝置除塵器除塵器引風機引風機煙囪煙囪灰渣吊機灰渣吊機灰渣池灰渣池吸鐵器吸鐵器出渣機出渣機空氣預熱器空氣預熱器蒸汽空氣加熱器蒸汽空氣加熱器二次風二次風一一次次風風二次風二次風鼓風機鼓風機垃圾貯槽垃圾貯槽圖4-41 1、前處理系統(tǒng)、前處理系統(tǒng)主要操作：固體廢物的接收、貯存、分選或破碎主要操作：固體廢物的接收、貯存、分選或破碎具體包括固體廢物運輸、計量、登記、進場、卸料、混料、破具體包括固體廢物運輸、計量、登記、

23、進場、卸料、混料、破碎、手選、磁選、篩分等碎、手選、磁選、篩分等主要設施：車輛、地衡、控制間、垃圾池、吊車、抓斗、破主要設施：車輛、地衡、控制間、垃圾池、吊車、抓斗、破碎和篩分設備、磁選機，臭氣和滲濾液收集、處理設施等碎和篩分設備、磁選機，臭氣和滲濾液收集、處理設施等2 2、進料系統(tǒng)、進料系統(tǒng)主要作用：向焚燒爐定量給料主要作用：向焚燒爐定量給料主要進料方法：爐排進料、螺旋給料、推料器給料主要進料方法：爐排進料、螺旋給料、推料器給料3 3、焚燒爐系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)主要作用：完成固體廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解和燃燒主要作用：完成固體廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解和燃燒焚燒爐類型：固定爐排焚燒爐、焚燒爐類型：固定

24、爐排焚燒爐、水平鏈條爐排焚燒爐、傾斜水平鏈條爐排焚燒爐、傾斜機械爐排焚燒爐機械爐排焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、流化床焚燒爐、立式焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、流化床焚燒爐、立式焚燒爐、氣化熱解爐、氣化熔融爐、電子束焚燒爐、離子焚燒爐、催化氣化熱解爐、氣化熔融爐、電子束焚燒爐、離子焚燒爐、催化焚燒爐等焚燒爐等4 4、空氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)作用：作用：為固體廢物正常焚燒提供必需的為固體廢物正常焚燒提供必需的助燃氧氣助燃氧氣；冷卻爐；冷卻爐排、混合爐料、排、混合爐料、控制煙氣氣流控制煙氣氣流一次助燃空氣：一次助燃空氣：指由爐排下送入焚燒爐的助燃空氣。指由爐排下送入焚燒爐的助燃空氣。6080%6080%，干燥段，干燥段

25、15%15%，燃燒段，燃燒段75%75%，燃燼段，燃燼段10%10%二次助燃空氣：二次助燃空氣：指火焰上空氣和二次燃燒室的空氣。指火焰上空氣和二次燃燒室的空氣。2040%2040%換熱器預熱助燃空氣：換熱器預熱助燃空氣：能改善焚燒效果，提高焚燒系統(tǒng)的能改善焚燒效果，提高焚燒系統(tǒng)的有用熱，有利于余熱回收。設在余熱鍋爐后，有用熱，有利于余熱回收。設在余熱鍋爐后，200280200280主要設施：主要設施：通風管道、進氣系統(tǒng)、風機和空氣預熱器通風管道、進氣系統(tǒng)、風機和空氣預熱器5 5、煙氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)作用：作用：去除煙氣中的顆粒狀污染物和氣態(tài)污染物，實現(xiàn)達去除煙氣中的顆粒狀污染物和氣態(tài)污染物，實現(xiàn)

26、達標排放標排放顆粒狀污染物：顆粒狀污染物：通過重力沉降、離心分離、靜電除塵、袋通過重力沉降、離心分離、靜電除塵、袋式過濾等手段去除式過濾等手段去除氣態(tài)污染物：氣態(tài)污染物：sosox x、nonox x、hclhcl及有機氣體，利用吸收、吸附、及有機氣體，利用吸收、吸附、氧化還原等技術(shù)凈化，有干法、半干法、濕法工藝氧化還原等技術(shù)凈化，有干法、半干法、濕法工藝（1 1）、煙氣組成）、煙氣組成v煙氣中的主要成分：co2、h2o、o2、n2，占煙氣容積的99%，屬無害成分。v煙氣中的有害成分主要是：co、nox、h2s、hcl以及一些具有特殊氣味的有機有害氣體，如飽和烴和不飽和烴、烴類氧化物、鹵代烴類

27、、芳香族類物質(zhì)等，包括多氯二苯二惡英.v固體顆粒物：主要是碳黑、一些金屬和鹽類經(jīng)蒸發(fā)凝聚而成的粉塵。（2 2）、煙氣中污染物來源、產(chǎn)生及存在原因）、煙氣中污染物來源、產(chǎn)生及存在原因（3）.垃圾焚燒煙氣的特性 垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣與其他燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣在組成上相差較大，同其他煙氣相比，垃圾焚燒煙氣的特點是hcl和o2濃度特別高，粉塵中的鹽分（氯化物和硫酸鹽）特別高。惡英(dioxins,簡稱dxn)是指一類具有某種類似的化學結(jié)構(gòu)且生物作用方式基本相同的化合物。 是一類多氯代三環(huán)芳烴類化合物的統(tǒng)稱。v氯代二苯并二惡英(cdds),有75種同類物;v氯代二苯并呋喃(cdfs),有135種同類物;v

28、多氯聯(lián)苯(pcbs),有209種同類物。 在這419種化合物中研究最多、毒性最強的化合物是2,3,7,8-tcdd。 二惡英的化學特性v二惡英在常溫下呈固態(tài),熔點為303305。v容易生成的溫度是180400v一般在705以下非常穩(wěn)定，705以上開始分解，不易燃燒；v酸堿環(huán)境中穩(wěn)定;v難溶于水,常溫下水中溶解度僅為7.210-6/;v易溶于二氯苯，常溫下在二氯苯中溶解度高達1400/,故二惡英易溶于脂肪，會在身體內(nèi)積累，并難以排除。v附著于土壤的能力非常強，不易滲出，污染地下水的可能性很??；在土壤中的半衰期至少在1年以上。意大利的塞維招（seveso）二惡英污染事件發(fā)生10年后，在被污染過的土

29、壤中仍然殘存有二惡英；v 在人體中的半衰期至少為7年，人體吸收的二惡英很難排除體外v二惡英的毒性二惡英的毒性 在8個取代位置上，毒性最大的是2、3、7、8四氯二苯二惡英（teracholoro-dibenzo-dioxins，簡寫為：tcdd），其毒性是： 氰化鉀的氰化鉀的10001000倍倍 馬錢子堿的馬錢子堿的500500倍倍 一盎司（一盎司（28.3528.35克）可以殺死克）可以殺死100100萬人。萬人。 tcdd在700以下，相對穩(wěn)定, 高溫時開始分解（所以對爐子的要求很高)。 一般來說，垃圾焚燒中二惡英的形成有下列途徑： (1)垃圾中自身含有的二惡英類物質(zhì)，大部分在高溫燃燒時得以

30、分解，但由于二惡英具有熱穩(wěn)定性，仍會有一部分在燃燒以后排放出來；(2)垃圾在燃燒過程中形成的含氯前驅(qū)體，如氯苯、氯酚、聚氯酚類物質(zhì)（pcbs）通過重排、脫氯或其它分子反應等過程會生成二惡英,這部分二惡英在高溫燃燒條件下大部分也會被分解。(3)小分子碳氫化合物通過聚合和環(huán)化形成多環(huán)烴化合物（pah），這些化合物和氯反應形成二惡英；(4)在較低溫度下（），二惡英前驅(qū)體在飛灰催化作用遇適量的觸媒物質(zhì)（主要為重金屬,特別是銅等）,則在高溫燃燒中已經(jīng)分解的二惡英將會重新生成。(5)焚燒爐尾部凈化溫度在200300 下，hcl和單質(zhì)氯在飛灰催化作用下與碳氫化合物反應生成二惡英。 二惡英的生成機理（1） 目

31、前被學術(shù)界基本接受的幾種二惡英生成機理如下:v直接釋放機理直接釋放機理：燃燒含有微量二惡英的固體廢物,在未充分完全燃燒的條件下,其排出的煙氣中必然含有殘留的二惡英。v重新合成重新合成：反應載體為大分子的碳結(jié)構(gòu),包括:活性炭、碳、煤灰、焦炭、殘留碳、飛灰等,這些反應載體在催化劑(主要是銅族化合物)作用下反應,生成二惡英。(1)大分子的碳結(jié)構(gòu)的邊緣,以并列方式進行氯化反應,產(chǎn)生鄰位氯代基的碳結(jié)構(gòu);(2)氧化破壞碳結(jié)構(gòu),進行重組生成二惡英;(3)在活性碳表面進行氧化降解(氧化銅為主要催化劑),產(chǎn)生芳香族氯化物(二惡英的中間產(chǎn)物);二惡英的生成機理（2）v前驅(qū)物的異相催化反應機理前驅(qū)物的異相催化反應機

32、理：發(fā)生在飛灰表面的異相催化反應,反應物質(zhì)為有機小分子,其中包括:脂肪族(如丙烯)、單環(huán)無官能團芳香族(如苯)、單環(huán)官能團芳香族(如苯甲酸、甲苯、苯酚等)、氯芳香族(如氯酚、氯苯等)。1)主要碳結(jié)構(gòu)的降解作用,形成小分子物質(zhì),然后反應產(chǎn)生二惡英;2)凝結(jié)兩個前驅(qū)物,形成中間產(chǎn)物,再進行分子間的環(huán)化作用,形成二惡英。影響二惡英生成的因素v碳源碳源v氯源氯源v溫度溫度v催化劑催化劑v氧氧v水水v反應時間反應時間焚燒廠二惡英防治措施(1)l）控制燃燒溫度控制燃燒溫度：二惡英的最佳生成溫度為300，但是在400以上時，仍然有二惡英生成的可能。當溫度達到9001000時，二惡英將無法生成。因此，維持燃燒

33、溫度高于 1000 是防止二惡英生成的首要條件； 2 2）提高燃燒效率：）提高燃燒效率：因為二惡英的生成與燃燒效率有直接的關(guān)系，co中的碳可能參與二惡英的生成反應。因此，供氧充足，減少co的生成，可以間接地減少二惡英的生成；煙氣中比較理想的co濃度指標是低于60mg/m3, o2濃度不少于6%,在爐膛及二次燃燒室內(nèi)的停留時間不小于2s;3 3）加強煙道氣溫度控制：）加強煙道氣溫度控制：一般新建的大型垃圾焚燒廠都有廢熱回收系統(tǒng)，煙道氣自燃燒室進入該系統(tǒng)后，溫度將逐漸降低至250350左右，而此溫度范圍又恰巧是：二惡英生成反應（denovo合成反應）的最佳區(qū)域，因此，必須將焚燒爐出來的煙氣在短時間

34、內(nèi)驟降至150以下，以確保有效遏止二惡英的再生成；4)4)化學加藥：化學加藥：向煙道中噴入nh3或噴入cao等吸收hci，以抑制前驅(qū)物質(zhì)的生成。5) 選用新型袋式除塵器,控制除塵器入口處的煙氣溫度低于200,并在進入袋式除塵器的煙道上設置活性碳等反應劑的噴射裝置,進一步吸附二惡英;6)在生活垃圾焚燒廠中設置先進、完善和可靠的全套自動控制系統(tǒng),使焚燒和凈化工藝得以良好執(zhí)行;7)通過分類收集或預分揀控制生活垃圾中氯和重金屬含量高的物質(zhì)進入垃圾焚燒廠;8)由于二惡英可以在飛灰上被吸附或生成,所以對飛灰應用專門容器收集后作為有毒有害物質(zhì)送安全填埋場進行無害化處理,有條件時可以對飛灰進行低溫（30040

35、0）加熱脫氯處理,或熔融固化處理后再送安全填埋場處置,以有效地減少飛灰中二惡英的排放。、惡臭惡臭（惡臭（stenchstench）的定義）的定義 垃圾厭氧發(fā)酵和有機物不完全燃燒產(chǎn)生的。多為有機硫化物或氮化物。惡臭污染物是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損害生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。從廣義上說,我們把散發(fā)在大氣中的一切有味物質(zhì)統(tǒng)稱為惡臭氣體。惡臭的危害惡臭的危害 惡臭屬于感覺公害,直接作用于嗅覺,給人們造成危害。輕者給人以不愉快的感覺;重者使人呼吸困難,惡心嘔吐,流淚,甚至會引起中毒。其中有些是三致物質(zhì)，有些會影響神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)，有些則會引起機體的變態(tài)反應。 產(chǎn)生產(chǎn)生：未完全燃燒 一是含硫化合物

36、,如硫化氫、硫醇類、硫醚類等; 二是含氮的化合物,如氨、胺類、酰胺、吲哚類等; 三是鹵素及其衍生物,如氯氣、鹵代烴等; 四是烴類,如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等; 五是含氧的有機物,如酚、醇、醛、酮、有機酸等。惡臭的防治惡臭的防治脫臭方法原理適用惡臭物質(zhì)水洗法將惡臭氣體溶于水中易溶于水的臭氣,如脂肪酸、胺類冷卻法將含有水蒸汽的惡臭氣體冷卻溶解于凝結(jié)水中含有大量水蒸氣的高溫排氣,如易溶于水的脂肪酸等吸附法惡臭氣體用活性炭、硅膠、白土等吸附脂肪酸、胺類及其他易溶于水的臭氣空氣稀釋法惡臭氣體用大量的空氣稀釋,降低臭氣強度適用于所有的臭氣酸堿吸收法酸性氣體用naoh或ca(oh)2水溶液吸收;堿性氣體用

37、稀硫酸吸收脂肪酸、胺類及其他易溶于水的臭氣臭氧氧化法利用臭氧的強氧化作用氧化分解 不飽和有機化合物,硫化氫、硫醇類、醛類等燃燒法將可燃性惡臭氣體燃燒分解適用于所有惡臭氣體生物膜法惡臭氣體通過濾層由細菌分解大部分惡臭氣體常見的脫臭方法概況 .粉塵粉塵焚燒煙氣中的粉塵（顆粒物）是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的微小無機顆粒物質(zhì)。v物理原因產(chǎn)生的粉塵燃燒空氣卷起的微小不燃物，可燃物的灰分等。發(fā)生不完全燃燒時，未燃碳分、紙灰等也會成為粉塵的一部分。v熱化學反應產(chǎn)生的粉塵高溫燃燒室內(nèi)氮化的鹽類，在煙氣冷卻后凝結(jié)成鹽顆粒。6 6、其它工藝系統(tǒng)、其它工藝系統(tǒng)灰渣系統(tǒng)：灰渣系統(tǒng)：焚燒灰渣由底灰及飛灰共同組成，多采用分開焚

38、燒灰渣由底灰及飛灰共同組成，多采用分開收集方式。國外一些焚燒廠將飛灰固化或熔融后，再合并收集方式。國外一些焚燒廠將飛灰固化或熔融后，再合并底灰送到灰渣填埋場處置，以防止飛灰中的重金屬或有機底灰送到灰渣填埋場處置，以防止飛灰中的重金屬或有機性毒物產(chǎn)生二次污染性毒物產(chǎn)生二次污染廢水處理系統(tǒng)：廢水處理系統(tǒng)：將鍋爐排放廢水、生活污水、實驗室廢水將鍋爐排放廢水、生活污水、實驗室廢水等合并在一起處理，達標后排放或回收再利用等合并在一起處理，達標后排放或回收再利用余熱系統(tǒng)：余熱系統(tǒng)：主要通過燃燒室四周的鍋爐爐管主要通過燃燒室四周的鍋爐爐管( (即蒸發(fā)器即蒸發(fā)器) )、過熱器、節(jié)熱器、爐管吹灰設備、蒸汽導管、

39、安全閥等裝過熱器、節(jié)熱器、爐管吹灰設備、蒸汽導管、安全閥等裝置回收余熱。置回收余熱。發(fā)電系統(tǒng)：發(fā)電系統(tǒng)：由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽被導入發(fā)電機，在由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽被導入發(fā)電機，在急速冷凝過程中推動發(fā)電機的渦輪葉片，產(chǎn)生電力急速冷凝過程中推動發(fā)電機的渦輪葉片，產(chǎn)生電力燃燒控制系統(tǒng)：燃燒控制系統(tǒng)：根據(jù)垃圾熱值以及進料量，決定垃圾在爐根據(jù)垃圾熱值以及進料量，決定垃圾在爐床上的停留時間，使其燃燒溫度維持在高溫狀態(tài)。一般以床上的停留時間，使其燃燒溫度維持在高溫狀態(tài)。一般以調(diào)整爐床速度及控制助燃空氣量，必要時加入輔助燃油，調(diào)整爐床速度及控制助燃空氣量，必要時加入輔助燃油，維持穩(wěn)定的爐溫維持穩(wěn)定的爐溫

40、爐渣和飛灰爐渣和飛灰 焚燒過程產(chǎn)生的灰渣（爐渣和飛灰）一般為無機物質(zhì)，他們主要是金屬的氧化物、氫氧化物和碳酸鹽、硫酸鹽以及硅酸鹽。v焚燒灰渣是判定焚燒爐運行正常與否的最有力的數(shù)據(jù)，通過測定焚燒灰渣熱灼減量，可以推算焚燒的完成狀況。v爐渣分類按焚燒溫度1)焚燒殘渣：1000以下焚燒爐、熱分解爐產(chǎn)生的殘渣。2)燒結(jié)殘渣：1500高溫焚燒爐排出的熔融狀態(tài)的殘渣。v爐渣的利用1）焚燒殘渣回收金屬、玻璃等（美國、蘇聯(lián)）2）燒結(jié)殘渣作為混凝土骨料 或與粘土結(jié)合制紅磚（日）九、焚燒設備九、焚燒設備機械爐排焚燒爐機械爐排焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐流化床焚燒爐流化床焚燒爐1 1、機械爐排焚燒爐、機械爐排焚燒

41、爐分為干燥段、主燃段、后燃段三段分為干燥段、主燃段、后燃段三段廢物從進料端向出料端移動過程中，主要在爐排廢物從進料端向出料端移動過程中，主要在爐排上完成廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解及燃燒反應上完成廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解及燃燒反應爐排可移動，起到輸送廢物和灰渣、混合物料、爐排可移動，起到輸送廢物和灰渣、混合物料、傳送空氣的作用傳送空氣的作用造價昂貴，一次性投資大，不適合不發(fā)達地區(qū)造價昂貴，一次性投資大，不適合不發(fā)達地區(qū)吊車吊車機械爐排機械爐排抓斗抓斗爐體爐體裝料裝料通道通道廢熱鍋爐廢熱鍋爐出灰機出灰機并列搖動式并列搖動式臺階往復式臺階往復式逆動式逆動式臺階式臺階式履帶式履帶式滾筒式滾筒式2 2、流化床

42、焚燒爐、流化床焚燒爐流化床焚燒爐是一垂直的鋼制容器，在焚燒爐的下部流化床焚燒爐是一垂直的鋼制容器，在焚燒爐的下部安有布風板，板上裝有載熱體，多用砂子。安有布風板，板上裝有載熱體，多用砂子。空氣從焚燒爐下部進入，經(jīng)過布風板使床層流態(tài)化空氣從焚燒爐下部進入，經(jīng)過布風板使床層流態(tài)化固體廢物由爐頂或爐側(cè)進入爐內(nèi)，與高溫載熱體及氣固體廢物由爐頂或爐側(cè)進入爐內(nèi)，與高溫載熱體及氣流交換熱量而被干燥、熱分解并燃燒，產(chǎn)生的熱量貯流交換熱量而被干燥、熱分解并燃燒，產(chǎn)生的熱量貯存于載熱體中，并將氣流的溫度提高存于載熱體中，并將氣流的溫度提高焚燒溫度不可太高，否則載熱體會出現(xiàn)粘結(jié)焚燒溫度不可太高，否則載熱體會出現(xiàn)粘結(jié)

43、需要破碎預處理，需分離回收石英砂，不斷補充石英需要破碎預處理，需分離回收石英砂，不斷補充石英砂砂適合焚燒低熱值垃圾，適合在中小城鎮(zhèn)采用適合焚燒低熱值垃圾，適合在中小城鎮(zhèn)采用燃燒氣體（煙氣）燃燒氣體（煙氣）助燃器助燃器流動媒體流動媒體散氣板散氣板二燃室二燃室供料器供料器二次助燃空氣噴射口二次助燃空氣噴射口流動媒體流動媒體( (砂砂) )循環(huán)裝置循環(huán)裝置不燃物排出裝置不燃物排出裝置振動分選振動分選不燃物排出管不燃物排出管流動空氣流動空氣廢物廢物3 3、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是一可旋轉(zhuǎn)的傾斜鋼制圓筒，爐體向下回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是一可旋轉(zhuǎn)的傾斜鋼制圓筒，爐體向下傾斜，分成干燥、燃燒、燃燼三段

44、，固體廢物旋轉(zhuǎn)移動傾斜，分成干燥、燃燒、燃燼三段，固體廢物旋轉(zhuǎn)移動過程中，完成干燥、燃燒、燃燼過程。過程中，完成干燥、燃燒、燃燼過程。通過爐體緩慢轉(zhuǎn)動，達到攪拌和輸送廢物的目的通過爐體緩慢轉(zhuǎn)動，達到攪拌和輸送廢物的目的用于處理生活垃圾時，由于動耗較大，會增加處理成用于處理生活垃圾時，由于動耗較大，會增加處理成本本旋轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速及長徑比控制垃圾停留時間，長徑比高，旋轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速及長徑比控制垃圾停留時間，長徑比高，停留時間長，成本高；長徑比低，垃圾不能達到完全停留時間長，成本高；長徑比低，垃圾不能達到完全燃燒；轉(zhuǎn)速大，垃圾易下滑，停留時間短燃燒；轉(zhuǎn)速大，垃圾易下滑，停留時間短冷卻用空氣冷卻用空氣焚燒焚燒干

45、燥干燥廢物廢物傳送帶傳送帶去集塵器去集塵器抽風機抽風機冷卻空氣冷卻空氣尾氣再燃燒尾氣再燃燒噴嘴噴嘴殘渣殘渣再利用再利用燃燒用空氣燃燒用空氣噴嘴噴嘴逆流式旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐逆流式旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐 4 4、各種特殊焚燒爐、各種特殊焚燒爐v催化焚燒爐320540，鉑催化，處理有害氣體及氣化的液處理有害氣體及氣化的液體。體。v純氧焚燒爐2700 ，爐體小，處理有害廢物，爐體材料選處理有害廢物，爐體材料選擇難。擇難。v濕式氧化設備污染物全留在水相，空氣污染小，適用于污泥適用于污泥的焚燒，可以不用脫水直接焚燒。的焚燒，可以不用脫水直接焚燒。v熔鹽焚燒爐800980，熔鹽多為na2so4，na2co3。產(chǎn)物留在產(chǎn)物留

46、在熔鹽中，鹽可再生，有害廢物的熔鹽中，鹽可再生，有害廢物的dredre達達99.99%99.99%以上。以上。v熔融玻璃反應器熔融玻璃池，溫度在1260，不可燃物及灰不可燃物及灰渣進入熔融玻璃池，渣進入熔融玻璃池，不會造成二次污染。 v等離子溫度焚燒爐高溫焚燒，達2760可維持1s。反應速度反應速度非?？?，分子高度離解，存在自由電子，增加反應活性。主要處。非?？欤肿痈叨入x解，存在自由電子，增加反應活性。主要處。理二惡英理二惡英v電子反應器特制管芯，輻射防護屏和其間電極組成，50005000。 vshirco紅外技術(shù)紅外燃燒器。十、垃圾焚燒處理工程應用十、垃圾焚燒處理工程應用深圳垃圾焚燒廠主要

47、工藝流程深圳垃圾焚燒廠主要工藝流程 規(guī)模規(guī)模300t/d300t/d。該廠于。該廠于19851985年年1111月破土動工，月破土動工，19881988年年6 6月試車月試車成功，同年成功，同年1111月正式投產(chǎn)，總投資月正式投產(chǎn)，總投資47294729萬元。萬元。 漢城木洞焚燒廠始建于漢城木洞焚燒廠始建于1992年年11月，月，1996年年2月正式投入使用。該月正式投入使用。該廠設計容量為廠設計容量為400t/d，總投資折合人民幣，總投資折合人民幣3.2億元。億元。背壓式蒸汽發(fā)電機背壓式蒸汽發(fā)電機供熱供熱貯坑貯坑焚燒爐焚燒爐鍋爐鍋爐磁選機磁選機半干法半干法洗滌塔洗滌塔布布 袋袋除塵器除塵器s

48、cr反應塔反應塔煙煙囪囪垃圾垃圾爐渣爐渣煙氣煙氣外排外排漢城木洞焚燒廠主要工藝流程漢城木洞焚燒廠主要工藝流程nox: selective catalytic reduction (scr)座落在新加坡西海岸線工業(yè)區(qū)內(nèi)的座落在新加坡西海岸線工業(yè)區(qū)內(nèi)的tuas，是新加坡第二座大型垃，是新加坡第二座大型垃圾焚燒廠。它由日本三菱重工承包建設，德國人設計。焚燒廠從圾焚燒廠。它由日本三菱重工承包建設，德國人設計。焚燒廠從1986年年10月正式投入運行，設計能力為月正式投入運行，設計能力為2000t/d（400t/d5臺），耗資折臺），耗資折合人民幣將近合人民幣將近12億。億。煙煙氣氣爐渣爐渣貯坑貯坑焚燒爐

49、焚燒爐鍋爐鍋爐磁選機磁選機靜靜 電電除塵器除塵器干干 式式洗滌塔洗滌塔煙煙囪囪垃圾垃圾外排外排蒸汽蒸汽發(fā)電機發(fā)電機自用自用25%外售外售75%外運外運磁性產(chǎn)物磁性產(chǎn)物新加坡新加坡tuas垃圾焚燒廠主要工藝流程垃圾焚燒廠主要工藝流程煙囪排放煙囪排放輕質(zhì)物輕質(zhì)物輕質(zhì)物輕質(zhì)物小粒徑小粒徑生活垃圾生活垃圾破碎破碎磁選磁選鐵系金屬回收鐵系金屬回收篩選篩選二次破碎二次破碎風選風選氣流密度分選氣流密度分選人工分選人工分選分級精篩選分級精篩選燃料貯槽燃料貯槽大物件大物件重質(zhì)殘留物重質(zhì)殘留物焚燒爐焚燒爐干式洗煙塔干式洗煙塔靜電除塵器靜電除塵器底灰底灰底灰底灰填埋填埋廢熱鍋爐廢熱鍋爐汽渦輪發(fā)電汽渦輪發(fā)電冷卻塔冷卻

50、塔鍋爐水處理鍋爐水處理美國佛羅里達州棕櫚灘的焚燒廠工藝流程美國佛羅里達州棕櫚灘的焚燒廠工藝流程十一、廢物熱值利用方式 固體廢物焚燒熱的利用包括供熱和發(fā)電，在用于發(fā)電時，一般在下列設備中進行：產(chǎn)生蒸汽的鍋爐、蒸汽透平機或氣體透平機以及發(fā)電機。這三種設備大致有三種不同的組合方式，見下圖的示意圖。存在的問題：能效損失很大，熱效率不高國外利用垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的應用始于20世紀50年代，最先應用的國家是聯(lián)邦德國和法國，其后美國、日本、韓國等均建有相當數(shù)量的垃圾焚燒電站。我國于1988年開始首次引進垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)。 垃圾焚燒發(fā)電存在的問題垃圾焚燒發(fā)電存在的問題 垃圾焚燒發(fā)電在我國還處于初級階段，還有許多

51、方面需改進和提高。 垃圾發(fā)電當前遇到的關(guān)鍵問題是電站的發(fā)電量波動性大，穩(wěn)定性小。其原因是垃圾中可燃廢棄物的質(zhì)量和數(shù)量隨季節(jié)和地區(qū)的不同而發(fā)生明顯變化。因此，垃圾焚燒電站的多余電力向電力公司出售時，價格不高，主要靠國家政策扶持。 另外，垃圾焚燒發(fā)電本身屬于環(huán)保項目，如果處理的不好可能造成二次污染。4-2 固體廢棄物的熱解 pyrolysis of solid wastes天然天然：橡膠、木材，紙張，蛋白質(zhì)，橡膠、木材，紙張，蛋白質(zhì)，淀粉、纖維素、麥桿，廢油脂和污泥淀粉、纖維素、麥桿，廢油脂和污泥固廢中有機物固廢中有機物人工合成人工合成：塑料，合成橡膠、合成：塑料，合成橡膠、合成纖維纖維可作為熱解

52、對可作為熱解對象象一、概述一、概述一、概述一、概述定義定義: : 固體廢物熱解是利用有機物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺固體廢物熱解是利用有機物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧條件下受熱分解的過程。氧條件下受熱分解的過程。熱解法與焚燒比較熱解法與焚燒比較焚燒是放熱的，熱解是吸熱的焚燒是放熱的，熱解是吸熱的; ;焚燒的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，而熱解的產(chǎn)物主要是可焚燒的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，而熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物：氣態(tài)的有氫、甲烷、一氧化碳，液態(tài)燃的低分子化合物：氣態(tài)的有氫、甲烷、一氧化碳，液態(tài)的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等

53、; ; 固態(tài)的主要是焦炭或碳黑。固態(tài)的主要是焦炭或碳黑。焚燒產(chǎn)生的熱能量大的可用于發(fā)電，量小的只可供加熱水焚燒產(chǎn)生的熱能量大的可用于發(fā)電，量小的只可供加熱水或產(chǎn)生蒸汽，就近利用。而熱解產(chǎn)物是燃料油及燃料氣，或產(chǎn)生蒸汽，就近利用。而熱解產(chǎn)物是燃料油及燃料氣，便于貯藏及遠距離輸送。便于貯藏及遠距離輸送。生物質(zhì)、塑料類、橡膠類等生物質(zhì)、塑料類、橡膠類等熱解的特點熱解的特點1 1、有機物轉(zhuǎn)化為可儲存性能源、有機物轉(zhuǎn)化為可儲存性能源2 2、排氣量少、排氣量少3 3、硫、重金屬等大部分被固定在炭黑中、硫、重金屬等大部分被固定在炭黑中4 4、cr3+cr3+不會轉(zhuǎn)化為不會轉(zhuǎn)化為cr6+cr6+5 5、nox

54、nox產(chǎn)生量少產(chǎn)生量少優(yōu)點優(yōu)點 a. 分解快、轉(zhuǎn)化率大，析出產(chǎn)品的碳氫值高。 b. 焦油質(zhì)量好，組分（稀烴、粗苯、酚）集中。 c. 氣體產(chǎn)率高。 d. 物料適應面廣。 e. 殘渣揮發(fā)份低，反應活性高。缺點缺點 高技術(shù)，設備費用高。 二、熱解原理二、熱解原理 固體廢物熱解過程是一個復雜的化學反應過程。固體廢物熱解過程是一個復雜的化學反應過程。包含大分子的鍵斷裂，異構(gòu)化和小分子的聚合等包含大分子的鍵斷裂，異構(gòu)化和小分子的聚合等反應，最后生成各種較小的分子。熱解過程可以反應，最后生成各種較小的分子。熱解過程可以用通式表示如下；用通式表示如下；有機固體廢物熱量有機固體廢物熱量氣體氣體(h2(h2、ch

55、4ch4、coco、co2) co2) 有機液有機液體體( (有機酸、芳烴、焦油有機酸、芳烴、焦油) ) 固體固體( (炭黑、灰渣炭黑、灰渣) )如纖維素熱解：如纖維素熱解：3(c6h10o5) 8h2o3(c6h10o5) 8h2oc6h8oc6h8o2co+2co22co+2co2ch4ch4h2h27c7c 其中：其中：c6h8oc6h8o代表液態(tài)的油品代表液態(tài)的油品可燃氣：主要包括可燃氣：主要包括c c1 15 5的烴類、氫和的烴類、氫和coco氣體。氣體。液態(tài)油：主要包括液態(tài)油：主要包括c c2525的烴類、乙酸、丙的烴類、乙酸、丙酮、酮、 甲醇等液態(tài)燃料。甲醇等液態(tài)燃料。固體燃料：

56、主要包括含純碳和聚合高分固體燃料：主要包括含純碳和聚合高分子的含碳物。子的含碳物。三、熱解方式三、熱解方式熱分解過程由于供熱方式、產(chǎn)品狀態(tài)、熱解爐結(jié)構(gòu)等熱分解過程由于供熱方式、產(chǎn)品狀態(tài)、熱解爐結(jié)構(gòu)等方面的不同，熱解方式各異。方面的不同，熱解方式各異。按供熱方式可分成內(nèi)部加熱和外部加熱。按供熱方式可分成內(nèi)部加熱和外部加熱。按熱分解與燃燒反應是否在同一設備中進行，熱分按熱分解與燃燒反應是否在同一設備中進行，熱分解過程可分成單塔式和雙塔式。解過程可分成單塔式和雙塔式。按熱解過程是否生成爐渣可分成造渣型和非造渣型。按熱解過程是否生成爐渣可分成造渣型和非造渣型。按熱解產(chǎn)物的狀態(tài)可分成氣化方式、液化方式和

57、碳按熱解產(chǎn)物的狀態(tài)可分成氣化方式、液化方式和碳化方式?；绞?。按熱解爐的結(jié)構(gòu)分成固定層式、移動層式或回轉(zhuǎn)式。按熱解爐的結(jié)構(gòu)分成固定層式、移動層式或回轉(zhuǎn)式。四、熱解工藝：四、熱解工藝：按兩種方法分按兩種方法分按供熱方式按供熱方式直接（內(nèi)部）供熱：供給適量空氣使直接（內(nèi)部）供熱：供給適量空氣使有機物部分燃燒，提供熱解所需熱量有機物部分燃燒，提供熱解所需熱量間接（外部）供熱：從外界供給熱間接（外部）供熱：從外界供給熱解所需熱量解所需熱量 不同的廢物類型，不同的熱解反應條件，熱解產(chǎn)物都有差異。 中溫熱解：中溫熱解： t=600t=600700700，主要，主要用在比較單一的廢物的熱解，如廢輪用在比較單

58、一的廢物的熱解，如廢輪胎、廢塑料熱解油化胎、廢塑料熱解油化按熱解溫度按熱解溫度 高溫熱解：高溫熱解：t1000t1000，供熱方式，供熱方式幾乎都是直接加熱幾乎都是直接加熱 低溫熱解：低溫熱解： t 600t 600。農(nóng)業(yè)、林。農(nóng)業(yè)、林業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工后的廢物用來生產(chǎn)低業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工后的廢物用來生產(chǎn)低硫低灰的炭，生產(chǎn)出的炭視其原料和加硫低灰的炭，生產(chǎn)出的炭視其原料和加工的深度不同，可作不同等級的活性炭工的深度不同，可作不同等級的活性炭和水煤氣原料。和水煤氣原料。 四、典型固體廢物的熱解四、典型固體廢物的熱解1、廢塑料的熱解產(chǎn)物及工藝流程、廢塑料的熱解產(chǎn)物及工藝流程（1）塑料的分類：）塑料的分

59、類： 受熱分解后的產(chǎn)物受熱分解后的產(chǎn)物解聚反應型塑料解聚反應型塑料隨機分解型塑料隨機分解型塑料中間分解型塑料中間分解型塑料 解聚反應型塑料受熱分解時聚合物解離、分解成單體，解聚反應型塑料受熱分解時聚合物解離、分解成單體，主要是切斷了單體分子之間的結(jié)合鍵。主要是切斷了單體分子之間的結(jié)合鍵。 聚氧化甲烯、聚聚氧化甲烯、聚- -甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、四氟乙烯塑料等。四氟乙烯塑料等。 隨機分解型塑料受熱分解時鏈的斷裂是隨機的，因此產(chǎn)隨機分解型塑料受熱分解時鏈的斷裂是隨機的，因此產(chǎn)生無一定數(shù)目的碳原子和氫原子結(jié)合的低分子化合物。生無一定數(shù)目的碳原子和氫原子結(jié)合的低分

60、子化合物。塑料有：聚乙烯、聚氯乙烯等塑料有：聚乙烯、聚氯乙烯等 大多數(shù)塑料的受熱分解，二者兼而有之。各種分解產(chǎn)物大多數(shù)塑料的受熱分解，二者兼而有之。各種分解產(chǎn)物的比例，隨塑料的種類、分解的溫度而不同一般溫度的比例，隨塑料的種類、分解的溫度而不同一般溫度越高，氣態(tài)的越高，氣態(tài)的( (低級的低級的) )碳氫化合物的比例越高。碳氫化合物的比例越高。 （2 2）、熱解流程、熱解流程特點：特點： 導熱系數(shù)較低導熱系數(shù)較低0.07-0.3kcal/(m.h.) (0.07-0.3kcal/(m.h.) (相當于干木相當于干木材材) )，當加熱到熔點溫度，當加熱到熔點溫度(100-250)(100-250)