固體廢物的填埋_第1頁(yè)
固體廢物的填埋_第2頁(yè)
固體廢物的填埋_第3頁(yè)
固體廢物的填埋_第4頁(yè)
固體廢物的填埋_第5頁(yè)
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固體廢物的填埋第一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日主要內(nèi)容填埋場(chǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)填埋場(chǎng)的防滲滲濾液的收集和處理垃圾填埋氣體的收集和利用第二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日§8-1填埋場(chǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)填埋場(chǎng)概述填埋場(chǎng)選址填埋場(chǎng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)計(jì)劃填埋量和填埋年限場(chǎng)址開(kāi)發(fā)利用計(jì)劃第三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日概述填埋(disposal)填埋場(chǎng)是進(jìn)行固體廢物最終處置的較為理想的方法之一,它是由傳統(tǒng)的廢物堆放和填地技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種處置技術(shù)。主要是利用工程手段,采取有效技術(shù)措施,防止?jié)B濾液及有害氣體對(duì)水體、大氣和土壤環(huán)境的污染,使整個(gè)填埋作業(yè)及廢物穩(wěn)定過(guò)程對(duì)公共衛(wèi)生安全及環(huán)境均無(wú)危害得一種土地處置廢物的方法。第四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日填埋場(chǎng)選址1、應(yīng)服從城市發(fā)展總體規(guī)劃2、地址應(yīng)有足夠的庫(kù)容量3、場(chǎng)址應(yīng)具有良好的自然條件4、場(chǎng)址運(yùn)距應(yīng)盡量縮短5、場(chǎng)址應(yīng)具有較好的外部建設(shè)條件第五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日填埋場(chǎng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)1、評(píng)價(jià)程序2、評(píng)價(jià)的目的和內(nèi)容

目的是要回答如下問(wèn)題:

填埋場(chǎng)選址的合理性

填埋場(chǎng)的設(shè)計(jì)與清潔生產(chǎn)的符合性

擬定的污染控制方案的經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)可行性

填埋場(chǎng)的總量控制指標(biāo)第六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日計(jì)劃填埋量與填埋年限在填埋場(chǎng)服務(wù)年限中擬填埋的廢物總量與使用的覆土量之和即為計(jì)劃填埋量。

第七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日?qǐng)鲋烽_(kāi)發(fā)利用計(jì)劃運(yùn)行結(jié)束后,場(chǎng)址開(kāi)發(fā)計(jì)劃十分必要,規(guī)劃應(yīng)包括最終覆蓋層的設(shè)計(jì)和封場(chǎng)后場(chǎng)址的景觀設(shè)計(jì),地表徑流與侵蝕的控制與管理、填埋氣和滲濾液的收集與處理、填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化評(píng)價(jià)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃,填埋場(chǎng)土地利用規(guī)劃第八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日8-2填埋場(chǎng)的防滲填埋場(chǎng)防滲的主要目的是阻止?jié)B濾液和填埋氣體外泄污染周?chē)耐寥篮偷叵滤瑫r(shí)還要防止外來(lái)水,包括地下水、地表水和降水等大量進(jìn)入填埋場(chǎng),增大滲濾液的產(chǎn)量,主要有以下內(nèi)容:防滲的方式防滲材料防滲結(jié)構(gòu)第九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日防滲方式按時(shí)間不同,防滲方式分為場(chǎng)區(qū)防滲和終場(chǎng)防滲前者是工程的主體之一后者是工程使用完畢后,對(duì)整個(gè)填埋場(chǎng)進(jìn)行的最終覆蓋。按設(shè)置方向不同,可分為水平防滲和垂直防滲

水平防滲向水平方向鋪設(shè),防止?jié)B濾液向周?chē)按怪狈较驖B透而污染土壤和地下水垂直防滲是豎向布置,防止廢物滲濾液橫向滲透遷移而污染土壤和地下水第十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日防滲材料防滲材料標(biāo)準(zhǔn):天然黏土類(lèi)防滲襯里,其場(chǎng)底及四壁襯里厚度要大于2m,滲透系數(shù)小于10-7cm/s;改良土襯里的防滲性能應(yīng)達(dá)到黏土類(lèi)防滲性能。

天然防滲材料:黏土、亞黏土、膨潤(rùn)土等

改良型襯里:黏土-膨潤(rùn)土改良型、黏土-石灰等人工合成膜防滲第十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日防滲結(jié)構(gòu)水平防滲系統(tǒng)1、結(jié)構(gòu)類(lèi)型1)單層襯里系統(tǒng)2)單復(fù)合襯里系統(tǒng)3)雙層襯里系統(tǒng)4)雙復(fù)合襯里系統(tǒng)水平防滲系統(tǒng)的選擇第十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日終場(chǎng)防滲系統(tǒng)1、系統(tǒng)的功能2、系統(tǒng)的構(gòu)成與設(shè)計(jì)一個(gè)填埋場(chǎng)防滲系統(tǒng)分為兩大部分:一部分是土地恢復(fù)層,即為表土層;一部分是密封層,從上至下由保護(hù)層、排水層、防滲層和調(diào)整層第十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日滲濾液的收集與處理滲濾液的產(chǎn)生及其特征滲濾液產(chǎn)量估算滲濾液的收集系統(tǒng)滲濾液的處理第十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日滲濾液的產(chǎn)生及其特征滲濾液是廢物在填埋或堆放過(guò)程中因有機(jī)物分解產(chǎn)生的水或廢物中的游離水、降水、徑流及地下水入滲而淋濾廢物形成的成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水。其水質(zhì)決定廢物組分、氣候條件、水文地質(zhì)、填埋時(shí)間及填埋方式第十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日滲濾液產(chǎn)量估算第十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日第十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日第十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒技術(shù)的發(fā)展歷史(1)萌芽階段是從19世紀(jì)80年代開(kāi)始到20世紀(jì)初。1896年和1898年,德國(guó)漢堡和法國(guó)巴黎先后建立了世界上最早的生活垃圾焚燒廠,開(kāi)始了生活垃圾焚燒技術(shù)的工程應(yīng)用。由于早期的城市垃圾熱值不高和焚燒爐本身比較簡(jiǎn)陋,操作時(shí)煙氣驚人,對(duì)環(huán)境的二次污染相當(dāng)嚴(yán)重,因此這種方法曾一度為人們所拋棄。第十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒技術(shù)的發(fā)展歷史(2)20世紀(jì)上半個(gè)世紀(jì),是焚燒技術(shù)的發(fā)展階段。一次世界大戰(zhàn)后,發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)得到了較大發(fā)展,城市居民生活水平的提高和生活垃圾成分的變化,給垃圾焚燒創(chuàng)造了條件,因此垃圾焚燒技術(shù)又逐漸發(fā)展起來(lái)。這期間,歐洲、北美及日本都陸續(xù)建起了一些生活垃圾焚燒廠,其工藝與設(shè)施水平也在隨著燃煤技術(shù)的發(fā)展而從固定爐排到機(jī)械爐排,從自然通風(fēng)到機(jī)械供風(fēng)而逐步得到發(fā)展。二次世界大戰(zhàn)以后,發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)得到更大發(fā)展,城市居民的生活水平進(jìn)一步提高,垃圾中的可燃物和易燃物也隨之迅速上升,促進(jìn)了垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用。特別是在20世紀(jì)60年代的電子工業(yè)變革后,各種先進(jìn)技術(shù)在垃圾焚燒爐上得到了應(yīng)用,使垃圾焚燒爐得到了進(jìn)一步完善。但總體來(lái)說(shuō),由于當(dāng)時(shí)城市生活垃圾中的可燃物仍然少于非可燃物,產(chǎn)生量與消納空間的矛盾尚不突出,對(duì)垃圾焚燒伴隨的環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)仍較膚淺等因素。第二十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒技術(shù)的發(fā)展歷史(3)從20世紀(jì)70年代韌到90年代中期的20多年間,是生活垃圾焚燒技術(shù)的快速發(fā)展時(shí)期。綜合分析發(fā)達(dá)國(guó)家生活垃圾焚燒技術(shù)在近二十年間迅速發(fā)展的原因,除了經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、觀念等因素外,還有一些其他方面的影響:隨著城市建設(shè)的發(fā)展和城市規(guī)模的擴(kuò)大,城市人口數(shù)量驟增,生活垃圾產(chǎn)量也快速遞增,使原有的垃圾填埋場(chǎng)日益飽和或已經(jīng)飽和,而新的垃圾填埋場(chǎng)地又難于尋找,采取垃圾焚燒方法,可使生活垃圾減容85%以上,最大限度地延長(zhǎng)現(xiàn)有垃圾填埋場(chǎng)的使用壽命。此外,隨著人們生活水平的提高,生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅度增長(zhǎng),提高了生活垃圾的熱值,為這些國(guó)家應(yīng)用和發(fā)展生活垃圾焚燒技術(shù)提供了先決條件。第二十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日垃圾焚燒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)垃圾經(jīng)焚燒處理后,垃圾中的病原體和惡臭被徹底消滅,無(wú)害化程度高經(jīng)過(guò)焚燒,垃圾中的可燃成分被高溫分解后,一般可減重80%和減容90%以上,減量化效果好垃圾焚燒所產(chǎn)生的熱能被廢熱鍋爐吸收轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?,用?lái)供熱或發(fā)電,充分實(shí)現(xiàn)垃圾處理的資源化垃圾焚燒廠占地面積小,可以靠近市區(qū)建廠,節(jié)省了運(yùn)輸成本焚燒處理可全天候操作,不受天氣影響第二十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日垃圾焚燒技術(shù)的缺點(diǎn)設(shè)備投資大,技術(shù)集成度高,管理保障水平要求也高焚燒對(duì)垃圾的熱值有一定要求,一般不能低于3360kJ/kg,限制了它的應(yīng)用范圍焚燒過(guò)程中也可能產(chǎn)生較為嚴(yán)重的“二噁英”問(wèn)題,必須要對(duì)煙氣投入很大的資金進(jìn)行處理第二十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日世界各地區(qū)垃圾處理方法的統(tǒng)計(jì)第二十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日發(fā)達(dá)國(guó)家焚燒處理狀況發(fā)達(dá)國(guó)家:垃圾含水率低,熱值高,焚燒處理效果好法國(guó)到1996年,共有垃圾焚燒爐約300臺(tái),可處理掉城市垃圾的40%以上。巴黎有4個(gè)垃圾焚燒廠,年處理量170萬(wàn)噸,占全市垃圾總量的90%,回收的能量相當(dāng)于20萬(wàn)噸石油,供蒸汽量占巴黎市供熱公司總量的1/3日本目前為世界上擁有垃圾焚燒廠最多的國(guó)家,全國(guó)到1996年有垃圾焚燒廠近2000座。全國(guó)垃圾焚燒處理總量為每日5.2萬(wàn)噸,占垃圾總量的73%。其城市生活垃圾的低位熱值6270-7160kJ/kg,產(chǎn)能較高,垃圾焚燒供熱或發(fā)電在一定程度上緩解了日本能源緊缺的問(wèn)題美國(guó)國(guó)土遼闊,衛(wèi)生填埋處理垃圾占的比重最大,但也逐步向焚燒過(guò)渡第二十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日我國(guó)的垃圾焚燒國(guó)情在中國(guó)沿海一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū),隨著城市垃圾產(chǎn)生量逐年迅猛增加和土地資源的日益緊張,與傳統(tǒng)的堆填法處理垃圾的矛盾日益尖銳,所以轉(zhuǎn)向焚燒法處理城市垃圾的需求也開(kāi)始變得緊迫起來(lái)。目前國(guó)外運(yùn)用比較成熟、完善的垃圾焚燒處理技術(shù)主要是針對(duì)熱值較高、含水率較低的垃圾而言,焚燒處理效果較好。但我國(guó)垃圾沒(méi)有有經(jīng)過(guò)預(yù)先分撿、成分復(fù)雜、熱值較低、含水率較高且變化范圍較大,垃圾焚燒廠也很難正常運(yùn)行。大規(guī)模照搬引進(jìn)國(guó)外垃圾焚燒設(shè)備不僅在經(jīng)濟(jì)上難以承受,處理效果也不理想。例如,深圳市引進(jìn)一套日處理量600t垃圾的焚燒發(fā)電處理技術(shù)和設(shè)備,初期投資就已達(dá)4.5億元人民幣,且需要添加輔助燃料方能維持運(yùn)行。第二十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日我國(guó)的焚燒技術(shù)發(fā)展前景由此可見(jiàn),鑒于我國(guó)的實(shí)際情況,大規(guī)模引進(jìn)國(guó)外垃圾焚燒處理設(shè)備在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上均存在一定問(wèn)題。因此,推近我國(guó)城市垃圾焚燒技術(shù)的主要途徑應(yīng)該是在學(xué)習(xí)、借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)我國(guó)城市垃圾的特點(diǎn)、現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,開(kāi)發(fā)符合我園國(guó)情的、有中國(guó)特色的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、有效的城市垃圾焚燒處理技術(shù)與裝置。只有這樣,才能適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前城市生活垃圾處理的需要,也才是我國(guó)發(fā)展和應(yīng)用垃圾焚燒技術(shù)的根本。第二十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒處理的評(píng)價(jià)指標(biāo)(1)減量比(評(píng)價(jià)減量化的效果)式中:mb——投入廢物的質(zhì)量

ma

——焚燒殘?jiān)馁|(zhì)量

mc

——?dú)堅(jiān)胁豢扇嘉锏馁|(zhì)量第二十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒處理的評(píng)價(jià)指標(biāo)(2)熱灼損失量(LOI,lostofignition)指焚燒殘?jiān)?600±25)℃經(jīng)3h灼熱后減少的質(zhì)量占原焚燒殘?jiān)|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)式中:ma——焚燒殘?jiān)馁|(zhì)量md

——焚燒殘?jiān)?jīng)3h灼熱后剩余的質(zhì)量※實(shí)際操作中,取少量焚燒殘?jiān)鳂悠贩治鲚^為簡(jiǎn)便,故常用熱灼損失量來(lái)表征減量化效果。熱灼損失量越大,則焚燒減量化效果越差。第二十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒處理的評(píng)價(jià)指標(biāo)(3)破壞去除率(評(píng)價(jià)無(wú)害化的程度)對(duì)廢物中所含危險(xiǎn)成分,驗(yàn)證焚燒是否可以達(dá)到預(yù)期的處理要求的指標(biāo)還有特殊化學(xué)物質(zhì)[有機(jī)性有害主成分(POHCs),如多氯聯(lián)苯(PCBs)、多環(huán)芳烴(PAHs)]的破壞去除效率(DRE)式中:Win——有機(jī)性有害主成分(POHCs)進(jìn)爐前的質(zhì)量

Wout——焚燒爐體排出該物質(zhì)的質(zhì)量第三十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒處理的評(píng)價(jià)指標(biāo)(4)煙氣排放濃度(評(píng)價(jià)過(guò)程無(wú)害化的程度)廢物在焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列新污染物,有可能造成二次污染。對(duì)焚燒設(shè)施排放的大氣污染物控制項(xiàng)目大致包括四個(gè)方面:a.煙塵,常將顆粒物、黑度、總碳量作為控制指標(biāo);b.有害氣體,包括SO2、HCl、HF、CO和NO;c.重金屬元素單質(zhì)或其化合物.如Hg、Cd、Pb、As等;d.有機(jī)污染物,如二噁英第三十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日多氯聯(lián)苯簡(jiǎn)介

多氯聯(lián)苯(polychlorinatedbiphenyls,PCBs)是一種人工合成的有機(jī)物,最早于1881年由德國(guó)科學(xué)家H.Schmidt和G..Schuts在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成,半個(gè)世紀(jì)后,于1929年美國(guó)首先開(kāi)始商業(yè)生產(chǎn),商品名為Aroclor。PCBs是聯(lián)苯在催化劑的作用下,經(jīng)過(guò)氯代反應(yīng),聯(lián)苯上的氫原子被不同數(shù)目的氯原子所取代而產(chǎn)生的芳香性化合物,由于氯原子在分子中的數(shù)目與位置的不同,多氯聯(lián)苯在理論上可能有209種異構(gòu)體。第三十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒處理的評(píng)價(jià)指標(biāo)(5)燃燒效率(評(píng)價(jià)焚燒設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量)在傳統(tǒng)的燃燒學(xué)中,多以燃燒效率作為評(píng)估是否可以達(dá)到預(yù)期處理要求的指標(biāo):式中:[CO2]——煙道氣中CO2的濃度

[CO]——煙道氣中CO的濃度第三十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日§7-2焚燒原理與過(guò)程熱值生活垃圾的熱值是指單位質(zhì)量的生活垃圾燃燒釋放出來(lái)的熱量,以kJ/kg(或kcal/kg)計(jì)。要使生活垃圾維持燃燒,就要求其燃燒釋放出來(lái)的熱量足以提供加熱垃圾到達(dá)燃燒溫度所需要的熱量和發(fā)生燃燒反應(yīng)所必須的活化能。高位(粗)熱值:化合物在一定溫度下反應(yīng)到達(dá)最終產(chǎn)物并返回起始溫度的焓的變化,此時(shí)水為液態(tài),可用氧彈量熱計(jì)進(jìn)行測(cè)量。低位(凈)熱值:與高位熱值的意義相同,只是水是氣態(tài),為焚燒實(shí)際過(guò)程中利用的熱值。第三十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日熱值的測(cè)量與換算式中:HHV——高位熱值,kJ/kg;

LHV——低位熱值,kJ/kg;

2420——水的氣化潛熱,kJ/kg;

H2O——焚燒廢物的含水率(非反應(yīng)生成水),%H、Cl、F——焚燒廢物(干基)中氫、氯、氟的重量百分率(反應(yīng)生成水),%第三十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日垃圾焚燒組分三元圖垃圾的發(fā)熱量主要受垃圾的三成分:水分(W)、灰分(A)和可燃分(R)的影響,可通過(guò)“三成分”對(duì)垃圾的可燃燒性質(zhì)進(jìn)行定性的判別。可燃區(qū)的值為:Wy≤50%Ay≤60%Ry≤25%可燃區(qū)第三十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日垃圾熱值的估算若廢物的元素組成已知,則可利用Dulong公式近似估算出凈熱值:式中:NHV-凈熱值,kJ/kg;

C、O、H、Cl、S-分別代表碳、氧、氫、氯和硫和質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第三十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日武漢市城市垃圾成分統(tǒng)計(jì)(%)

廚渣紙張塑料橡膠皮革化纖木質(zhì)雜草有機(jī)物煤灰玻璃金屬陶瓷無(wú)機(jī)物熱值(kJ/kg)4650166003256023260174506510

69801407006980

198229.531.351.39

234.2763.08

2.6565.73199439.164.333.910.591.331.4150.7342.032.60.693.9549.27199651.997.129.290.561.431.7172.0919.783.550.983.5927.91第三十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日可利用熱值的計(jì)算例:某固體廢物含可燃物60%、水分20%、惰性物20%。固體廢物的元素組成為碳28%、氫4%、氧23%、氮4%、硫l%、水分20%、灰分20%,假設(shè)(1)固體廢物的高位熱值為11630kJ/kg

(2)爐排殘?jiān)剂繛?%;(3)空氣進(jìn)入爐焰的溫度為65℃,離開(kāi)爐排殘?jiān)臏囟葹?50℃

(4)殘?jiān)谋葻釣?.323kJ/(kg·℃);(5)水的汽化潛熱2420kJ/kg;(6)輻射損失為總爐膛輸入熱量的0.5%;

(7)碳的熱值為32564kJ/kg。試計(jì)算這種廢物燃燒后可利用的熱值。第三十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日解:以固體廢物lkg為計(jì)算基準(zhǔn)1.殘?jiān)形慈紵嫉臒釗p失(1)未燃燒碳的量惰性物的重量為lkgx20%=0.2kg總殘?jiān)繛?.2kg/(1-5%)=0.2105kg未燃燒碳的量=0.2105kg-0.2kg=0.0105kg(2)未燃燒碳的熱損失32564kJ/kg×0.0105kg=340kJ2.輻射熱損失輻射熱損失=11630kJ×0.5%=58kJ第四十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日3.水的汽化潛熱損失固體廢物原含水量:1kgx20%=0.2kg組成中氫與氧生成水的量:1kgx4%x9=0.36kg總水量:(0.2+0.36)kg=0.56kg水的汽化潛熱損失:2420kJ/kgx0.56kg=1360kJ4.殘?jiān)鼛С龅臒釗p失0.2105kgx0.323kJ/(kg·℃)x(650-65)℃=39.8kJ5.可利用熱值11630kJ-(340+58+1360+39.8)kJ=9882.2kJ第四十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒熱平衡從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來(lái)看,焚燒是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。它將垃圾燃料的化學(xué)能,通過(guò)燃燒過(guò)程轉(zhuǎn)化成煙氣的熱能,煙氣再通過(guò)輻射、對(duì)流、導(dǎo)熱等基本傳熱方式將熱能分配交換給基質(zhì)或排放到大氣環(huán)境。第四十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日某垃圾發(fā)電廠的實(shí)際熱平衡分析右圖為日本某垃圾發(fā)電廠的熱平衡分析圖,由于各種熱損失和能量轉(zhuǎn)化的影響,與汽輪機(jī)發(fā)電量相當(dāng)?shù)臒崃績(jī)H為垃圾產(chǎn)生熱量的4%。第四十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒產(chǎn)物在廢物焚燒時(shí)既發(fā)生了物料分子轉(zhuǎn)化的化學(xué)過(guò)程,也發(fā)生了以各種傳遞為主的物理過(guò)程。大部分廢物及輔助燃料的成分非常復(fù)雜,分析所有的化合物成分不僅困難而且沒(méi)有必要,一般僅要求提供主要元素分析的結(jié)果,也就是碳、氫、氧、氮、硫、氯等元素和水分及灰分的含量。它們的化學(xué)方程式雖然復(fù)雜,但是從燃燒的觀點(diǎn)而論,它們可用CxHyOzNuSvClw表示,一個(gè)完全燃燒的氧化反應(yīng)可表示為:第四十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日事實(shí)上,所謂完全燃燒反應(yīng)只是一種理論上的假說(shuō)。在實(shí)際燃燒過(guò)程中,要考慮廢物與氧氣混合的傳質(zhì)問(wèn)題、燃燒溫度與熱傳導(dǎo)問(wèn)題等,包括流場(chǎng)及擴(kuò)散現(xiàn)象。通過(guò)加入足夠的氧氣、保持適當(dāng)溫度和反應(yīng)停留時(shí)間,控制燃燒反應(yīng)使之接近理論燃燒,不致產(chǎn)生有毒氣體。若燃燒控制不良可能產(chǎn)生有毒氣體,包括二噁英、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和醛類(lèi)等。另外,根據(jù)焚燒元素的種類(lèi)和焚燒溫度,金屬在焚燒以后可生成鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽和氧化物。第四十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒過(guò)程為了更好地認(rèn)識(shí)焚燒過(guò)程,在這里將其依次分為干燥、熱分解和燃燒三個(gè)過(guò)程。在實(shí)際焚燒過(guò)程中,這三個(gè)階段沒(méi)有明顯的界限,只不過(guò)在總體上有時(shí)間上的先后差別。(1)干燥:利用熱能使水分汽化,并排出生成的水蒸氣的過(guò)程。生活垃圾的含水率愈大,干燥階段也就愈長(zhǎng),從而使?fàn)t內(nèi)溫度降低,影響焚燒階段。(2)熱分解:是指有機(jī)可燃物在高溫下分解或聚合的過(guò)程。使熱分解能在較短的時(shí)間內(nèi)徹底完成,這是保證生活垃圾燃燒完全的基礎(chǔ)。(3)燃燒:是在氧氣存在條件下劇烈氧化的過(guò)程。廢物經(jīng)過(guò)熱分解后產(chǎn)生許多不同種類(lèi)的氣、固態(tài)可燃物,因此,生活垃圾的焚燒是氣相燃燒和非均相燃燒的混合過(guò)程。第四十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒運(yùn)行方式(1)

——?dú)怏w流動(dòng)方向逆向流焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動(dòng)力向相反,適合難燃性、閃火點(diǎn)高的廢物燃燒。同向流焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動(dòng)方向相同,適用于易燃性、閃火點(diǎn)低的廢物燃燒。旋渦流燃燒氣體由爐周?chē)较蚯芯€加入,造成爐內(nèi)燃燒氣流的旋渦性,可使?fàn)t內(nèi)氣流擾動(dòng)性增大,廢氣流經(jīng)路徑和停留時(shí)間長(zhǎng),而且氣流中間溫度非常高,周?chē)鷾囟炔⒉桓?,燃燒較為完全。第四十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒運(yùn)行方式(2)

——助燃空氣加入段數(shù)單段燃燒一般必須送入大量的空氣,飛灰量大,且需較長(zhǎng)停留時(shí)間才能將未燃燒的碳顆粒完全燃燒,燃燒效率偏低。多段燃燒首先在一次燃燒過(guò)程中提供未充足的空氣量,使廢物進(jìn)行蒸發(fā)和熱解燃燒,產(chǎn)牛大量的CO、碳?xì)浠衔餁怏w和微細(xì)的碳顆粒;然后在第二次、第三次燃燒過(guò)程中,再供給充足空氣使其逐次氧化成穩(wěn)定的氣體;多段燃燒的優(yōu)點(diǎn)是燃燒所必須提供的氣體量不需要太大。因此在一次燃燒室內(nèi)送風(fēng)量小,不易將底灰?guī)С?,產(chǎn)生顆粒物的可能性較少。目前最常用的是兩段燃燒。第四十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒的影響因素焚燒溫度(Temperature)、攪拌混合程度(Turbulence)、停留時(shí)間(Time)(前三者稱(chēng)為3T)及過(guò)??諝饴屎戏Q(chēng)為焚燒四大影響因素,也是焚燒爐控制的主要參數(shù)。第四十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒的影響因素(1)—溫度廢物的焚燒溫度是指廢物中有害組分在高溫下氧化,分解直至被破壞所需達(dá)到的溫度。它一般比廢物的著火溫度高得多。一般提高焚燒溫度有利于廢物中的有機(jī)毒物的分解和破壞,并可抑制黑煙的產(chǎn)生。但過(guò)高的溫度不僅增加了燃料的消耗量,而且會(huì)增加廢物中金屬的揮發(fā)量及氧化氮的數(shù)量,引起二次污染。因此不宜隨意確定較高的焚燒溫度。第五十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒溫度的一般性經(jīng)驗(yàn)高溫焚燒是防治有毒有機(jī)化合物的最好方法,大多數(shù)有機(jī)物在800-1100被燃燒,如PCDD/PCDF(二噁英)約在925℃以上開(kāi)始被破壞。廢物粒子在0.01~0.51微米之間,溫度在900~1000℃以上可避免產(chǎn)生黑煙。含氯化合物的焚燒,溫度在800~850℃以上時(shí),氯氣可以轉(zhuǎn)化為氯化氫,以水洗滌法回收利用;低于800℃會(huì)生成氯氣,難以去除。含有堿土金屬的廢物焚燒時(shí),一般控制在750~800℃以下。否則易形成其低熔點(diǎn)鹽化合物與爐膛和傳動(dòng)部件發(fā)生燒結(jié)而損壞設(shè)備。為防止NOx的高溫生成,溫度控制在1500℃以下。第五十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒的影響因素(2)—停留時(shí)間廢物中有害組分在焚燒爐內(nèi)處于焚燒條件下,該組分發(fā)生氧化、燃燒,使有害物質(zhì)變成無(wú)害物質(zhì)所需的時(shí)間稱(chēng)之為停留時(shí)間。停留時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響焚燒的完善程度,也是決定爐體容積尺寸的重要依據(jù)。同時(shí),停留時(shí)間與溫度間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系:同樣的廢物,焚燒溫度越高,則所需的停留時(shí)間越短。設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用提高焚燒溫度的辦法來(lái)縮短停留時(shí)間以達(dá)到減小爐體容積尺寸的目的,而因從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度線確定焚燒溫度,再通過(guò)試驗(yàn)確定所需的停留時(shí)間。第五十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒的影響因素(3)—混合強(qiáng)度混合強(qiáng)度是指固體與助燃?xì)饨佑|和混合的程度,主要取決于氣流擾動(dòng)方式及其產(chǎn)生的湍流程度。氣流擾動(dòng)方式:因焚燒爐類(lèi)型而有所區(qū)別爐排型:機(jī)械爐排擾動(dòng)爐床型:送風(fēng)氣流擾動(dòng)流化床型:流態(tài)化擾動(dòng)其中,流態(tài)化擾動(dòng)的效果最好。湍流程度:由氣流速度和燃燒室形狀決定氣流速度越大,雷諾數(shù)越高,湍流程度越高;但過(guò)大的氣流速度會(huì)降低在二次燃燒室的停留時(shí)間。第五十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒的影響因素(4)—過(guò)??諝庠趯?shí)際的燃燒系統(tǒng)中,氧氣與可燃物質(zhì)無(wú)法完全達(dá)到理想程度的混合及反應(yīng),僅供給理想空氣量很難使其完全燃燒。但過(guò)??諝庀禂?shù)太高會(huì)使燃燒溫度降低,并造成排氣量和熱損失增加,燃燒效率反而降低。工業(yè)鍋爐m:焚燒爐m:第五十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日參數(shù)變化攪拌混合程度氣體停留時(shí)間燃燒溫度燃燒室負(fù)荷燃燒溫度上升可減少可減少會(huì)增加過(guò)剩空氣率增加會(huì)增加會(huì)減少會(huì)降低會(huì)增加氣體停留時(shí)間增加可減少會(huì)降低會(huì)降低第五十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日§7-3焚燒設(shè)備一個(gè)固體廢物焚燒廠包括諸多系統(tǒng)(設(shè)備),主要有廢物貯存及進(jìn)料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、廢熱回收系統(tǒng)、灰渣收集與處理系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)各自獨(dú)立,又相互關(guān)聯(lián)成為統(tǒng)一主體。第五十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日第五十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒系統(tǒng)(1)一座大型垃圾焚燒廠通常包括下述八個(gè)系統(tǒng):(1)貯存及進(jìn)料系統(tǒng)本系統(tǒng)由垃圾貯坑、抓斗、破碎機(jī)(有時(shí)可無(wú))、進(jìn)料斗及故障排除監(jiān)視設(shè)備組成。(2)焚燒爐即焚燒爐本體內(nèi)的設(shè)備。主要包括爐床及燃燒室:爐床讓垃圾在爐床上翻轉(zhuǎn)和燃燒。燃燒室一般在爐床正上方,可提供燃燒廢氣數(shù)秒鐘的停留時(shí)間,由爐床下方往上噴入的一次空氣,由爐床下方噴入的二次空氣。第五十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日(3)廢熱回收系統(tǒng)包括布置在燃燒室四周的鋁爐路管(即蒸發(fā)器)、過(guò)熱器、節(jié)熱器、蒸汽汗管、安全閥等裝置。(4)發(fā)電系統(tǒng)由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽被導(dǎo)人發(fā)電機(jī)后,在急速冷凝的中推動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪片,產(chǎn)生電力。(5)飼水處理系統(tǒng)主要將給水處理到純水品質(zhì),再送人鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)。處理方法為高級(jí)用水處理程序,一般包括活性炭吸附、離子交換及逆滲透等單元。焚燒系統(tǒng)(2)第五十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日(6)廢氣處理系統(tǒng)處理從爐體產(chǎn)生的廢氣以達(dá)到到排放標(biāo)準(zhǔn)。(7)廢水處理系統(tǒng)包括鍋爐泄放的廢水、洗車(chē)廢水、灰渣冷卻水。(8)灰渣收集及處理系統(tǒng)由焚燒爐體產(chǎn)生的底灰及廢氣處理單元所產(chǎn)生的飛灰。經(jīng)冷卻收集后合并或分開(kāi)處理。焚燒系統(tǒng)(3)第六十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日第六十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒爐焚燒爐是整個(gè)焚燒過(guò)程的核心,焚燒爐類(lèi)型不同,往往整個(gè)焚燒反應(yīng)的焚燒效果不同。焚燒爐的構(gòu)造大致可分成承載爐床和爐床上空的燃燒室兩部分。具體的結(jié)構(gòu)形式與廢物的種類(lèi)、性質(zhì)和燃燒形式等因素有關(guān),不同的焚燒方式有相應(yīng)的焚燒爐與之相配合。目前世界上固體廢物焚燒爐的型號(hào)已有200多種,其中較廣泛應(yīng)用的爐型按照燃燒方式主要可分成機(jī)械爐排焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和沸騰流化床焚燒爐等。第六十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日機(jī)械爐排焚燒爐機(jī)械爐排焚燒爐的發(fā)展歷史最長(zhǎng),技術(shù)也最成熟。機(jī)械爐排焚燒爐的心臟是機(jī)械爐排及燃燒室。爐排的構(gòu)造及性能和燃燒室?guī)缀涡螤?,決定了焚燒爐的性能及固體廢物焚燒處理的效果。爐排的主要作用是運(yùn)送固體廢物和爐渣通過(guò)爐體,還可以不斷地?cái)噭?dòng)固體廢物,并在攪動(dòng)的同時(shí)使從爐排下方吹入的空氣穿過(guò)固體燃燒層,使燃燒反應(yīng)進(jìn)行得更加充分。第六十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日爐排的種類(lèi)與構(gòu)造(1)往復(fù)式爐排分固定和活動(dòng)兩部分。固定和活動(dòng)爐排交替放置?;顒?dòng)爐排的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使固體廢物沿爐排表面移動(dòng),并將料層翻動(dòng)扒松。這種爐排對(duì)固體廢物適應(yīng)較強(qiáng)。扇形式爐排由一系列扇形爐排有規(guī)律地橫排在爐體中(和物料運(yùn)動(dòng)方向呈垂直排列)。操作時(shí),爐排有次序地上下?lián)u動(dòng),使物料運(yùn)動(dòng)。這種爐排擾動(dòng)較弱,易出現(xiàn)燃燒不充分的現(xiàn)象。第六十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日爐排的種類(lèi)與構(gòu)造(2)逆動(dòng)式爐排長(zhǎng)度固定,寬度可依爐床所需面積調(diào)整。固定爐條和可動(dòng)爐條采用橫向交錯(cuò)配置??蓜?dòng)爐條逆向移動(dòng),使得廢物因重力而滑落,使廢物層達(dá)到良好的攪拌。目前,多數(shù)大型垃圾焚燒廠采用這種形式爐排。滾筒式爐排構(gòu)造為5-7個(gè)圓桶形滾輪,呈傾斜式排列,各有獨(dú)立的一次空氣導(dǎo)管,由圓桶底部經(jīng)滾筒表面的送氣孔達(dá)到垃圾層。垃圾因圓桶的滾動(dòng)而往下移動(dòng),并可充分?jǐn)嚢杌旌?。此形式爐排冷卻效果良好,但滾桶的空氣送氣口易阻塞而造成氣鎖。第六十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日爐排焚燒爐的燃燒概念圖第六十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日燃燒室的形狀燃燒室?guī)缀涡螤钆c焚燒后廢氣被導(dǎo)引的流態(tài)有密切關(guān)系,影響焚燒效率。燃燒室中的氣流模式,依由爐排下方導(dǎo)入的助燃空氣與垃圾在爐排上運(yùn)動(dòng)的方向分成逆流式、順流式、復(fù)流式及交流式四種。第六十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日氣流模式逆流式可以使垃圾受到充分的干燥,因此對(duì)于焚燒低熱值及高含水量的垃圾較適用,即低位熱值在2000-4000kJ/kg的垃圾。順流式因一次風(fēng)與爐排上垃圾物流的接觸效率低,故常用于焚燒高熱值及低含水量的垃圾,即低位熱值在5000kJ/kg以上的垃圾。交流式介于兩者之間。復(fù)流式中間由天井隔開(kāi)、使燃燒室成為兩個(gè)煙道,燃燒氣體與末燃?xì)怏w在氣體混合室內(nèi)可再燃燒,使燃燒作用更趨于完全。若垃圾熱值隨四季坐化較大,則可以采用復(fù)流式的搭配形態(tài)。第六十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日燃燒室的構(gòu)造燃燒室的爐體兩側(cè)為鋼構(gòu)支柱,側(cè)面設(shè)置橫梁,以支持爐排及爐壁。燃燒室爐壁依吸熱方式的不向,可分為耐火材料型爐壁與水冷式爐壁兩種。耐火材料型爐壁僅靠耐火材料隔熱,所有熱量均由設(shè)于對(duì)流區(qū)的鍋爐傳熱面吸收,熱傳遞效率較低。水冷式爐壁是在燃燒室頂部和側(cè)壁位置配置水管,以吸收爐內(nèi)輻射及增加鍋爐傳熱面積,為現(xiàn)代大型垃圾焚燒爐采用。第六十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日機(jī)械爐排焚燒爐的特點(diǎn)機(jī)械爐排焚燒爐因其特殊的傳動(dòng)部件構(gòu)造而具有以下特點(diǎn):焚燒操作連續(xù)化、自動(dòng)化,處理量大垃圾燃盡率高,熱值利用較徹底對(duì)進(jìn)料無(wú)形態(tài)上的要求,無(wú)需破碎設(shè)備復(fù)雜,傳動(dòng)部件多,維修費(fèi)用亦高塑料及其它低熔點(diǎn)化合物會(huì)因熔融燒結(jié)而損壞設(shè)備第七十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐旋轉(zhuǎn)窯是一個(gè)略為傾斜而內(nèi)襯耐火磚的鋼制空心圓筒,窯體通常很長(zhǎng)。大多數(shù)廢物物料是由燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氣體以及窯壁傳輸?shù)臒崃考訜岬摹9腆w廢物可從前端送人窯中進(jìn)行焚燒,以定速旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到攪拌廢物的目的。旋轉(zhuǎn)時(shí)須保持適當(dāng)傾斜度,以利于固體廢物下滑。此外,廢液及廢氣可以從前段、中段、后段同時(shí)配合助燃空氣送入,甚至桶裝的廢物(如污泥)也可送入窯中燃燒。第七十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日第七十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日逆流式回轉(zhuǎn)窯的工藝流程第七十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐的特點(diǎn)回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐因其獨(dú)特的爐身構(gòu)造而具有以下特點(diǎn):進(jìn)料適應(yīng)性廣,能焚燒不同物態(tài)(固體、液體、污泥)及形狀(粉末、顆粒、塊狀)的廢物,可在熔融態(tài)下工作工作連續(xù),且可通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來(lái)控制停留時(shí)間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,故障少,維修費(fèi)用低過(guò)剩空氣系數(shù)大,故熱效率偏低(35%-40%)球形廢物已滾出回轉(zhuǎn)窯,不易完全燃燒第七十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日流化床焚燒爐流化床焚燒爐是一垂直的襯耐火材料的鋼制容器,在焚燒爐的下部安裝有氣流分布板,板上裝有載熱的惰性顆粒(如石英砂)??諝鈴姆贌隣t的下部進(jìn)入,經(jīng)過(guò)氣流分布板使床層產(chǎn)生流態(tài)化。固體廢物多由爐側(cè)進(jìn)入爐內(nèi),與高溫載熱體及氣流交換熱量而被干燥、破碎并燃燒、產(chǎn)生的熱量貯存于載熱體中,并將氣流的溫度提高。第七十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日流化床焚燒爐的結(jié)構(gòu)第七十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日流化床焚燒爐的原理流化床焚燒爐的燃燒原理是借助高壓氣流流態(tài)化和砂介質(zhì)的均勻傳熱與蓄熱效果以達(dá)到完全燃燒的目的。由于介質(zhì)之間所能提供的孔道狹小,無(wú)法接納較大的顆粒,因此若是處理團(tuán)體廢棄物,必須先破碎成小顆粒,以利反應(yīng)的進(jìn)行。向上的飛流流速控制著顆粒流體化的程度,氣流流速過(guò)大時(shí)會(huì)造成介質(zhì)被上升氣流帶入空氣污染抑制系統(tǒng),可外裝一旋風(fēng)除塵器將大顆粒的介質(zhì)捕集再返送回爐膛內(nèi)。第七十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日流化床焚燒系統(tǒng)第七十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日流化床焚燒爐的特點(diǎn)流化床焚燒爐因其特殊的工作原理而具有以下特點(diǎn):氣固混合強(qiáng)烈,過(guò)??諝庀禂?shù)較小,燃燒效率高傳熱均勻,床溫易于控制構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)低,故障率亦低大塊物料需預(yù)破碎,廢氣中粉塵含量高動(dòng)力消耗很大第七十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日特殊焚燒爐(1)——多段爐爐體是一個(gè)垂直的內(nèi)襯耐火材料的鋼制圓筒,內(nèi)部分為許多層,每層是一個(gè)爐膛,爐體中央裝有帶攪功臂的中空中心軸,攪動(dòng)臂上裝有多個(gè)方向與每層落料口的位置相配合的攪拌齒。廢物經(jīng)由爐頂送人,依次向下移動(dòng),呈螺旋形運(yùn)動(dòng),助燃空氣由中心軸的內(nèi)筒下部進(jìn)入;然后進(jìn)入攪動(dòng)臂的內(nèi)筒流至臂端。多層爐的特點(diǎn)是廢物在爐內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng),能揮發(fā)較多水分,特別適合處理含水平高、熱值低的污泥,目前世界70%的污泥焚燒都使用多段爐。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,移動(dòng)零件多,易出故障,維修費(fèi)用高。第八十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日第八十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日特殊焚燒爐(2)——多室爐在一般焚燒爐(如爐排),多段燃燒并沒(méi)有嚴(yán)格的空間分割。多室焚燒爐是有多個(gè)燃燒室的焚燒爐,使各段燃燒在相應(yīng)獨(dú)立的室體中完成。通常為二室爐,一燃室是固體廢物燃燒室,二燃室為氣相燃燒室。第八十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日多室爐的運(yùn)行特點(diǎn)廢物進(jìn)入一燃室,投在固定爐排上,經(jīng)干燥、著火而燃燒。在燃燒時(shí),揮發(fā)分及水分揮發(fā),其余部分部分氧化后隨氣流通過(guò)火焰口向下流經(jīng)混合室與二次進(jìn)氣混合,因?yàn)榛旌鲜沂箽饬髁鲃?dòng)區(qū)域受到限制產(chǎn)生湍流,促使混合均勻并產(chǎn)生氣相反應(yīng)。多室爐燃燒充分,排出煙氣中的顆粒物濃度相對(duì)較低。在許多情況下,即使沒(méi)有其他空氣污染控制設(shè)備,也能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。但需要多次小批量間歇式投加,最適合醫(yī)療垃圾的焚燒處理。第八十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日§7-4焚燒過(guò)程污染物的控制焚燒處理雖是一種無(wú)害化、資源化程度較高的技術(shù),但在處理過(guò)程卻產(chǎn)生了許多污染物質(zhì),包括焚燒煙氣、灰渣、洗滌廢水等。這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境都有不同程度的危害,必須加以適當(dāng)?shù)奶幚恚瑢⑽廴疚锏暮拷抵涟踩珮?biāo)準(zhǔn)以下,始可排故,以免造成二次污染。20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家越來(lái)越重視焚燒過(guò)程污染物的控制,排放標(biāo)堆也越來(lái)越嚴(yán)格,用于凈化處理的一次性工程投資和運(yùn)行費(fèi)用也越來(lái)越高。第八十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒尾氣中污染物的組成不完全燃燒產(chǎn)物CO、炭黑、烴、烯、醛、酮、醇、有機(jī)酸和聚合物粉塵惰性金屬鹽類(lèi)、金屬氧化物或不完全燃燒物質(zhì)酸性氣體HCl、鹵化氫、SO2、SO3、NOx、P2O5和磷酸重金屬污染物Pb、Hg、Cd、Cr、As等元素態(tài)、氧化物和氯化物等二噁英PCDDs/PCDFs重點(diǎn)控制對(duì)象第八十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日垃圾焚燒尾氣污染物的特點(diǎn)垃圾焚燒產(chǎn)生的尾氣中,各污染物含量的典型值為:粉塵:2000~5000mg/m3;HCl:200-800mg/m3;NOx:90~160mg/m3;SOx:20~80mg/m3;尾氣溫度:150~300℃;含水率15%~30%。特點(diǎn)是:粉塵濃度較高,酸性氣體中HCl濃度很高。第八十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日我國(guó)現(xiàn)有焚燒技術(shù)排放標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)目前僅有兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)適用于焚燒量在20kg/h以上、500kg/h以下的《小型焚燒爐》(HJ/T-18-1996)適用于醫(yī)療垃圾焚燒的《醫(yī)療垃圾焚燒環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3036-1995)標(biāo)準(zhǔn)SO2NOxCOHCl煙塵①mg/m33005001000500②kg/h11.06.0120.00.4200第八十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日二噁英的產(chǎn)生與防治二噁英(Dioxins)是目前發(fā)現(xiàn)的無(wú)意識(shí)合成的毒性最強(qiáng)的化合物。人們通常所說(shuō)的二噁英指的是多氯二苯并二噁英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDDs)的統(tǒng)稱(chēng),共有210種同族體。其中2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(TCDD)毒性最強(qiáng),LD50(半致死劑量)是氰化鉀毒性的1000倍以上。第八十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日二噁英的影響案例20世紀(jì)70年代后期,荷蘭科學(xué)家對(duì)本國(guó)城市垃圾焚燒廠的二噁英排放物進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)大量的二噁英普遍地存在于焚燒廠的煙氣飛灰內(nèi),其劇毒性、生物累積性和因具有高熔沸點(diǎn)、高熱穩(wěn)定性導(dǎo)致不易被分解等特征,引起世界環(huán)保界的震驚。燃燒家庭混合垃圾特別是燃燒聚氯乙烯塑料時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的二噁英。據(jù)日本的一項(xiàng)調(diào)查表明,環(huán)境中的二噁英80%-90%來(lái)自垃圾焚燒。二噁英會(huì)在空中漂浮被人體吸入,或通過(guò)降雨使水域、土壤受到污染,還可在該環(huán)境中生活的動(dòng)植物體內(nèi)富積。法國(guó)北部原有三個(gè)焚燒爐,它燃燒的廢氣曾使附近奶牛場(chǎng)產(chǎn)的牛奶含高濃度的二噁英而被迫關(guān)閉。第八十九頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日第九十頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日二噁英的生成機(jī)理表觀生成機(jī)理:原生垃圾帶有:垃圾本身若含微量二噁英,燃燒溫度不高會(huì)導(dǎo)致其未遭破壞而排出焚燒爐內(nèi)生成:焚燒過(guò)程中因溫度較低或停留時(shí)間太短,含氯有機(jī)前體物(如聚氯乙烯、氯酚等)部分氧化產(chǎn)生生成焚燒爐外再合成:煙氣中未燃盡的有機(jī)物在飛灰中的重金屬(特別是CuCl2)催化和300-500℃下重新生成注:影響二噁英生成的因素很復(fù)雜,對(duì)反應(yīng)表面、催化劑、反應(yīng)物、水分、氯源、燃燒條件以及反應(yīng)機(jī)理的研究都有待進(jìn)一步深化第九十一頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日垃圾焚燒產(chǎn)生二噁英的示意圖第九十二頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日二噁英的控制辦法控制焚燒廠產(chǎn)生的二噁英,應(yīng)從控制來(lái)源、減少爐內(nèi)形成、避免爐外低溫區(qū)再合成及去除四方面來(lái)著手:通過(guò)廢物分類(lèi)收集或預(yù)分揀分離,避免含氯成分高的物質(zhì)(如PVC塑料等)和重金屬進(jìn)入垃圾中。焚燒爐燃燒室應(yīng)保持足夠的燃燒溫度(不低于850℃)及氣體停留時(shí)間(不少于2s),確保廢氣中具有適當(dāng)?shù)难鹾?最好在6%~12%之間)→3T法應(yīng)縮短煙氣在處理和排放過(guò)程中處于300~500℃溫度域的時(shí)間→避免爐外低溫再合成煙氣末端凈化采用活性碳噴射吸附法去除第九十三頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日灰渣的處理與利用焚燒灰渣是城市垃圾焚燒過(guò)程中一種必然的副產(chǎn)物,根據(jù)垃圾組成及焚燒工藝的不同,灰渣的產(chǎn)生量一般為垃圾焚燒前總重量的5%~30%。焚燒灰渣根據(jù)收集位置的不同,可分為底灰和飛灰:底灰渣(slag)是焚燒歷由爐床尾端排比的殘余物,主要含有焚燒后的灰分和未完全燃燒的殘?jiān)?。飛灰(flyash)是指由空氣污染控制設(shè)備所收集的細(xì)微顆粒,占灰渣總量的20%,其重金屬含量(Hg、Cd、Pb、Cr等)較高,此外還可能含有二噁英、多氯聯(lián)苯等微量有機(jī)污染物,屬危險(xiǎn)廢物。焚燒灰渣中重金屬含量較高,不能在產(chǎn)生地長(zhǎng)期貯存,須進(jìn)行必要的穩(wěn)定化處理后運(yùn)至安全填埋場(chǎng)進(jìn)行最終處置。第九十四頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日我國(guó)焚燒灰渣中

重金屬含量的典型值第九十五頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒灰渣中重金屬控制思路(1)普及環(huán)境教育,推進(jìn)垃圾分類(lèi),將重金屬含量高的廢棄物(廢燈管、廢電池、電子廢棄物等)分出垃圾。(2)垃圾進(jìn)入焚燒爐前進(jìn)行預(yù)處理。飛灰浸出毒性實(shí)驗(yàn)表明,金屬氯化物最易浸出。通過(guò)控制入爐垃圾中的金屬氯化物含量,那么就有可能大大減少飛灰中可溶性的金屬物質(zhì)含量,降低飛灰的浸出毒性,從而降低飛灰的處理成本。(3)改進(jìn)焚燒工藝(如高溫焚燒)重新分配重金屬在底灰和飛灰中的比例,提高重金屬在飛灰中的含量,降低底灰中的重金屬含量,使底灰實(shí)現(xiàn)無(wú)害化,只需對(duì)飛灰進(jìn)行集中處理,這也是生態(tài)型焚燒技術(shù)的指導(dǎo)思想。第九十六頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日重金屬飛灰的穩(wěn)定化處理為防止重金屬再溶出,重金屬飛灰須經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理,降低其浸出毒性,方能最終處置。一般采用固化或化學(xué)穩(wěn)定化處理:水泥固化:一般采用波特蘭(普通硅酸鹽)水泥,但對(duì)于重金屬含量特別高的飛灰,應(yīng)使用超快硬水泥等特殊的水泥。藥劑穩(wěn)定化:加入含氮和含硫的有機(jī)螯合劑與重金屬反應(yīng)生成不溶性重金屬化合物,使其沉積下來(lái),多與水泥固化混合使用。熔融固化(玻璃化):高溫熔融反應(yīng),使重金屬固結(jié)在生成的玻璃體中。第九十七頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日焚燒底渣的綜合利用根據(jù)焚燒的溫度不同,又可將焚燒爐排出的底灰分為兩種:一種是1000℃以下焚燒爐排出的普通的焚燒殘?jiān)?,另一種是1500℃高溫焚燒爐排出的熔融狀態(tài)的殘?jiān)袩Y(jié)殘?jiān)F胀ǖ姆贌龤堅(jiān)捎脻L筒篩篩分后,小物料進(jìn)行磁選和浮選,分別回收鐵和玻璃砂粒,剩余物作建筑材料。燒結(jié)殘?jiān)敲芏群芨叩膲K粒狀物質(zhì),由于玻璃化作用,使其具有強(qiáng)度高、重金屬浸出量少等特點(diǎn),是優(yōu)質(zhì)的建筑材料。美國(guó)礦山局在馬里蘭州建立了中試回收廠,以每小時(shí)處理殘?jiān)?7.2t規(guī)模計(jì)算,基建投資為475萬(wàn)美元,開(kāi)工試運(yùn)行費(fèi)58.1萬(wàn)美元,年度運(yùn)行費(fèi)62萬(wàn)美元。年運(yùn)行260日,每日16小時(shí),每噸殘?jiān)厥崭鞣N物質(zhì)的收入為17.23美元,純利潤(rùn)為4.93美元,按6%折舊,經(jīng)20年收回投資。第九十八頁(yè),共一百一十頁(yè),2022年,8月28日§7-5垃圾焚燒的工程應(yīng)用

和發(fā)展展望西歐建有2千多座垃圾焚燒廠,法國(guó)現(xiàn)有垃圾焚燒爐約300臺(tái),可以處理40%的垃圾。日本的垃圾焚燒技術(shù)已普及到中小城市,采用焚燒處理的垃圾達(dá)到75%,瑞士的垃圾焚燒率為70%,新加坡在1986年建立了一座處理能力2760t/d的垃圾發(fā)電站后,實(shí)現(xiàn)了新加坡垃圾的全部焚燒化。目前,國(guó)內(nèi)在深圳、浙江等地都建有垃圾焚燒廠。深圳市垃圾焚燒廠隸屬該市環(huán)衛(wèi)系統(tǒng),為我國(guó)首座現(xiàn)代化的垃圾處理廠。在其首期工程中裝有馬丁型焚燒爐兩臺(tái),各臺(tái)設(shè)計(jì)處理

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