固體廢棄物處理課件

第三章固體廢物焚燒第一節(jié)概述第二節(jié)焚燒過程及技術(shù)原理第三節(jié)焚燒參數(shù)的計(jì)算第四節(jié)焚燒爐構(gòu)造與性能第五節(jié)焚燒爐設(shè)計(jì)原則及要點(diǎn)第六節(jié)城市垃圾焚燒處理第七節(jié)危險(xiǎn)廢物的焚燒處理第八節(jié)焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統(tǒng)第九節(jié)

焚燒尾氣控制技術(shù)第三章固體廢物焚燒第一節(jié)概述1第七節(jié)危險(xiǎn)廢物的焚燒處理7.1危險(xiǎn)廢物焚燒爐第七節(jié)危險(xiǎn)廢物的焚燒處理7.1危險(xiǎn)廢物焚燒爐2旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐可同時(shí)處理固、液、氣態(tài)危險(xiǎn)廢物，除了重金屬、水或無機(jī)化合物含量高的不可燃物外，各種不同物態(tài)(固體、液體、污泥等)及形狀(顆粒、粉狀、塊狀及桶狀)的可燃性固體廢物皆可送入旋轉(zhuǎn)窯中焚燒。許多劇毒物質(zhì)如多氯聯(lián)苯及過期的軍火也可使用旋轉(zhuǎn)窯處理。旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐是區(qū)域性危險(xiǎn)廢物處理廠最常采用的爐型。旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐3適于旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐處理的固體廢物：氯化有機(jī)溶劑(氯仿、過氯乙烯)；氧化溶劑(丙酮、丁醇、乙基醋酸等)碳?xì)浠衔锶軇?苯、己烷、甲苯等)；混合溶劑、廢油油/水分離槽的污泥；殺蟲劑的洗滌廢水廢殺蟲劑及含殺蟲劑的廢料；化學(xué)物貯槽的底部沉積物氣化有機(jī)物蒸餾后的底部沉積物；一般蒸餾殘?jiān)嗦嚷?lián)苯的固體廢物；高分子聚合廢物及高分子聚合反應(yīng)后的殘?jiān)持鴦?、乳膠及油漆；藥廠廢物下水道污泥；生物廢物過期的有機(jī)化合物；一般固液體有機(jī)化合物殺蟲劑、除草劑；含10%以上有機(jī)廢物的廢水含硫污泥；去除潤(rùn)滑劑的溶劑污泥油漆、紙漿及一般污泥；光化合物及照相處理的液固體廢物受危險(xiǎn)物質(zhì)污染的土壤適于旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐處理的固體廢物：47.2危險(xiǎn)廢物的接收廢物接受委托處理前，以廢物的特性、本身處理能力為判斷的依據(jù)，建立一套決策程序，同時(shí)取得廢物產(chǎn)生者的合作。廢物的驗(yàn)收步驟必須確實(shí)，主要影響貯存及焚燒的特性項(xiàng)目必須鑒定。廢物的分類及貯存是以安全性及相容性為準(zhǔn)則。廢物的卸載、傳送及貯存區(qū)必須配置適當(dāng)?shù)臋z測(cè)及安全措施。主要設(shè)備及貯存場(chǎng)所應(yīng)定期檢查。焚燒工廠內(nèi)應(yīng)裝設(shè)空氣檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)水井，以監(jiān)視環(huán)境品質(zhì)。7.2危險(xiǎn)廢物的接收5焚燒爐的操作條件應(yīng)以徹底銷毀廢物所含的有害物質(zhì)為前提而選擇，而且不應(yīng)超出試燒合格的范圍之外。主要設(shè)備的溫度、壓力、廢物輸入量、煙囪排氣的品質(zhì)等必須監(jiān)視，以免操作失常，造成環(huán)境的污染及設(shè)備的損壞。焚燒爐應(yīng)定期安排停機(jī)檢修時(shí)間，以確保設(shè)備的正常。焚燒工廠具備緊急應(yīng)變計(jì)劃，同時(shí)與地方治安機(jī)關(guān)，環(huán)保機(jī)關(guān)保持良好的關(guān)系，同時(shí)密切注意環(huán)保機(jī)構(gòu)未來工作重點(diǎn)及法規(guī)修改的趨勢(shì)，以便研究應(yīng)變及改善措施。焚燒爐的操作條件應(yīng)以徹底銷毀廢物所含的有害物質(zhì)為前提而選擇，6廢物接受程序：a.接收前的審閱及決策工作在接收委托處理之前，應(yīng)先審閱危險(xiǎn)廢物的背景及特性鑒定資料，包括廢物的重量及運(yùn)輸方式，一般物理特性、化學(xué)成分及有害物質(zhì)含量等，判斷是否決定接受委托。由于焚燒處理的價(jià)格與廢物的物態(tài)、氯含量、水分、灰分及熱值有密切的關(guān)系，在接受前須分析與價(jià)格有關(guān)的廢物特性。高熱值（19，000kJ/kg以上）、流動(dòng)性的液體可以作為輔助燃料之用，處理價(jià)格甚低，有時(shí)甚至須付費(fèi)給產(chǎn)生者。廢物接受程序：7處理價(jià)格與水分、灰分及氯的含量成正比，與熱值成反比，具特殊性質(zhì)（爆炸性、劇毒性）的物質(zhì)的價(jià)格更高。審閱者決定后，以書面通知廢物產(chǎn)生者是否決定接受委托處理。如果決定接受處理后，則安排議價(jià)、簽約及安排運(yùn)送時(shí)間。b.驗(yàn)收廢物運(yùn)到焚燒工廠后，由工廠驗(yàn)收人員依據(jù)合約及運(yùn)輸憑單所列的廢物類別及名稱驗(yàn)收。驗(yàn)收的廢物類別及數(shù)量亦須詳細(xì)記錄，并依照法律規(guī)定保存一定期限。處理價(jià)格與水分、灰分及氯的含量成正比，與熱值成反比，具特殊性87.3危險(xiǎn)廢物貯存及處理分類（1）取樣分析及特性鑒定對(duì)焚燒廠日常操作有直接影響的項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試，以便對(duì)廢物分類、貯存及處理。反應(yīng)性：發(fā)現(xiàn)廢物是否具特殊反應(yīng)性（水反應(yīng)性、氧化、還原等），以免貯存或處理時(shí)發(fā)生意外；閃火點(diǎn)；腐蝕性：用試紙測(cè)試，以確定其酸性或堿性；物態(tài)、氣味及顏色：以目視法決定；比重，水分及灰分；總熱值；7.3危險(xiǎn)廢物貯存及處理分類9鹵素（氯、氟、溴等）：廢物所含的有機(jī)物焚燒后會(huì)產(chǎn)生酸性鹵化氫，其含量與酸氣洗滌器或吸收塔所使用的堿性藥品（苛性堿或石灰）量有直接關(guān)系，酸洗滌值：將熱量計(jì)排放的氣體溶于水中，再以氫氧化鈉滴定，以求出廢物中產(chǎn)生酸氣物質(zhì)（氯、硫等）的含量。相容性：通常是將貯槽內(nèi)的樣品與接受的樣品混和，以檢查是否會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，亦可使用溫度計(jì)測(cè)試其溫度的變化。特殊化合物含量：有些焚燒廠所為了避免誤收含多氯聯(lián)苯或某些特定劇毒物質(zhì)的廢物，每天將同類的樣品混合成幾個(gè)樣品，然后以氣相儀測(cè)試。鹵素（氯、氟、溴等）：廢物所含的有機(jī)物焚燒后會(huì)產(chǎn)生酸性鹵化氫107.4危險(xiǎn)廢物焚燒進(jìn)料系統(tǒng)危險(xiǎn)廢物的型態(tài)大致可分為液態(tài)、漿狀態(tài)、污泥狀與固態(tài)四種，為顧及整體輸送與燃燒狀況，此四種型態(tài)的廢物各有不同進(jìn)料設(shè)計(jì)系統(tǒng)。（1）液體進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)料方式主要以噴霧進(jìn)料方式為主。通過霧化噴嘴將液態(tài)廢棄物化成微細(xì)霧滴，增加與空氣接觸表面積。由爐內(nèi)的熱輻射對(duì)流傳導(dǎo)，蒸餾氣體化后，供給空氣以擴(kuò)散混合，提高燃燒速度，相對(duì)燃燒效率高。常見的霧化裝置與輔助燃燒器類似，可分為加壓噴霧、回轉(zhuǎn)式噴霧、高壓流體噴霧與低壓流體噴霧四種。7.4危險(xiǎn)廢物焚燒進(jìn)料系統(tǒng)11液態(tài)廢棄物進(jìn)料過程牽涉到液態(tài)廢物貯存槽、輸送管路與噴霧裝置。貯存槽應(yīng)選擇與廢液能相容的材質(zhì)，不得發(fā)生反應(yīng)、腐蝕等現(xiàn)象。在輸送管路方面，則必須考慮廢液的粘滯性、流動(dòng)性、固體物含量，避免造成輸送管路浸蝕、腐蝕、阻塞，一般粘滯性在1000cst（或5000SSU）才能夠輸送。若廢液中含固體顆粒時(shí)最好在噴霧噴射前過濾去除，以避免阻塞噴嘴。（2）漿狀物與污泥進(jìn)料系統(tǒng)漿狀物與污泥進(jìn)料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮漿狀物或污泥的熱值與含水率，若含水率高且熱值低，應(yīng)考慮先將其干燥，再進(jìn)爐內(nèi)焚燒，若含水率低且熱值高，則可以直接進(jìn)入爐內(nèi)焚燒。液態(tài)廢棄物進(jìn)料過程牽涉到液態(tài)廢物貯存槽、輸送管路與噴霧裝置。127.5危險(xiǎn)廢物焚燒操作條件的監(jiān)視及維持焚燒系統(tǒng)的操作是否正常是依據(jù)裝置于主要設(shè)備的量測(cè)儀表（例如溫度、壓力、流量、煙氣中氧氣、一氧化碳濃度等指示器或偵測(cè)器）所顯示的數(shù)值而判斷。焚燒爐的燃燒溫度必須超過足以銷毀廢物的最低溫度，以達(dá)到焚燒的目的。爐壁及燃燒氣體的溫度應(yīng)保持穩(wěn)定，以免耐火磚因過熱或熱震而損害，不僅因?yàn)槟突鸫u的維修是焚燒系統(tǒng)操作中最大的開支，而且也是造成焚燒爐停機(jī)的主要原因。即使溫度維持穩(wěn)定，耐火磚也會(huì)因磨擦、粘著劑失效、廢物中堿性金屬鹽酸或氟化物燃燒產(chǎn)生的氟化氫的腐蝕等因素而造成厚度減少或剝落的現(xiàn)象。7.5危險(xiǎn)廢物焚燒操作條件的監(jiān)視及維持13最簡(jiǎn)易的檢查方法是夜間觀察焚燒爐的外設(shè)，如果外設(shè)呈紅熱色，即表示該部分內(nèi)部的耐火磚已剝落或損害情況嚴(yán)重，必須停機(jī)整修。亦可使用紅外線溫度遙測(cè)器，定時(shí)測(cè)試焚燒爐外設(shè)的溫度，甚至使用與電腦連線的紅外線掃描儀長(zhǎng)期檢測(cè)及記錄焚燒爐外設(shè)表面的溫度。廢物的熱值過高，會(huì)造成爐內(nèi)溫度的上升。此時(shí)除了增加空氣輸入量、降低輔助燃料量外，還可以將高水分的廢棄液霧化后，噴入爐內(nèi)以調(diào)節(jié)溫度。噴淋時(shí)避免水霧接觸爐壁，以免爐壁耐火磚驟冷而斷裂。有時(shí)亦可以用冷水澆淋爐的外殼，以保持爐壁的溫度。最簡(jiǎn)易的檢查方法是夜間觀察焚燒爐的外設(shè)，如果外設(shè)呈紅熱色，即14第八節(jié)焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統(tǒng)焚燒尾氣冷卻/廢熱回收系統(tǒng)的功能是：（1）調(diào)節(jié)焚燒尾氣溫度，一般使之冷卻至220～300℃之間，以便進(jìn)入尾氣凈化系統(tǒng)。通常情況下,尾氣凈化處理設(shè)備僅適于在小于300℃的溫度范圍內(nèi)操作，故焚燒爐所排放的高溫氣體尾氣調(diào)節(jié)或操作不當(dāng)，會(huì)降低尾氣處理設(shè)備的效率及壽命，造成焚燒爐處理量的減少，甚至還會(huì)導(dǎo)致焚燒爐被迫停爐。第八節(jié)焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統(tǒng)焚燒尾氣冷卻/廢熱回收15（2）回收廢熱，通過各種方式利用廢熱，降低焚燒處理費(fèi)用。目前所有中大型垃圾焚燒廠幾乎均設(shè)置了汽電共生系統(tǒng)。8.1廢氣冷卻方式尾氣的冷卻可分為直接式及間接式兩種類型。直接式冷卻是利用惰性介質(zhì)直接與尾氣接觸以吸收熱量，達(dá)到冷卻及溫度調(diào)節(jié)的目的。水具有較高的蒸發(fā)熱(約2500kJ/kg)，可以有效降低尾氣溫度，產(chǎn)生的水蒸氣不會(huì)造成污染，因此水是最常使用的介質(zhì)。空氣的冷卻效果很差，必須引入大量空氣，會(huì)造成尾氣處理系統(tǒng)容量增加(二倍至四倍多，視進(jìn)氣溫度而異)，很少單獨(dú)使用。（2）回收廢熱，通過各種方式利用廢熱，降低焚燒處理費(fèi)用。目前16間接冷卻方式是利用傳熱介質(zhì)(空氣、水等)經(jīng)由廢熱鍋爐、換熱器、空氣預(yù)熱器等熱交換設(shè)備，以降低尾氣溫度，同時(shí)回收廢熱，產(chǎn)生水蒸氣或加熱燃燒所需的空氣。直接噴水冷卻與間接冷卻是調(diào)節(jié)及冷卻焚燒尾氣的最常用的兩種方式，其優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件和范圍如下表所示。間接冷卻方式是利用傳熱介質(zhì)(空氣、水等)經(jīng)由廢熱鍋爐、換熱器17一般來說，采用間接冷卻方式可提高熱量回收效率，產(chǎn)生水蒸汽并用于發(fā)電，但投資及維護(hù)費(fèi)用也較高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較低；直接噴水冷可降低初期投資及增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，但不僅造成水量的消耗，而且浪費(fèi)能源。中小型焚燒廠多采用批次方式或準(zhǔn)連續(xù)式的操作方式，產(chǎn)生的熱量較小，熱量回收利用不易或廢熱回收的經(jīng)濟(jì)效益差，大多采用噴水冷卻方式來降低焚燒爐廢氣溫度。如果焚燒爐每爐的垃圾處理量達(dá)150t/d，且垃圾熱值達(dá)7500kJ/kg以上時(shí)，燃燒廢氣的冷卻方式宜采用廢熱鍋爐進(jìn)行冷卻。大型垃圾焚燒廠具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)的效果，宜采用廢熱鍋爐冷卻燃燒廢氣，產(chǎn)生水蒸氣，用于發(fā)電。危險(xiǎn)廢物焚燒廠也多采用間接冷卻方式。一般來說，采用間接冷卻方式可提高熱量回收效率，產(chǎn)生水蒸汽并用188.2廢熱回收利用的方式及途徑熱回收方式的選擇取決于廢熱利用途徑和特點(diǎn)，工藝設(shè)備的需要以及經(jīng)濟(jì)因素。焚燒系統(tǒng)通常連續(xù)運(yùn)行，但熱的需要具有峰值和谷值，在熱能回收利用中需要很好考慮時(shí)間安排問題。（1）城市垃圾焚燒廠垃圾焚燒所產(chǎn)生的廢熱有多種再利用方式包括水冷卻型、半廢熱回收型及全廢熱回收型三大類。8.2廢熱回收利用的方式及途徑19垃圾焚燒產(chǎn)生的低壓蒸汽及高壓蒸汽的利用途徑如下：（a）廠內(nèi)輔助設(shè)備自用：如垃圾含水率較高、熱值較低，可利用蒸汽預(yù)熱助燃空氣，使其自室溫提升至150～200℃，促進(jìn)燃燒效果；或用蒸汽將廢氣溫度于排放前再加熱至約130℃，以避免因設(shè)置濕式洗煙裝置而產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。（b）廠內(nèi)發(fā)電：由于發(fā)電后產(chǎn)生電能極易輸入各地的公共電力供應(yīng)系統(tǒng)，垃圾焚燒廠產(chǎn)生的蒸汽，常普遍被用以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電力，構(gòu)成汽電共生系統(tǒng)。所產(chǎn)生的電力，約有10～20％作為廠內(nèi)使用，其余則售予電力公司。垃圾焚燒產(chǎn)生的低壓蒸汽及高壓蒸汽的利用途徑如下：20（c）供應(yīng)附近工廠或醫(yī)院的加熱或消毒用：當(dāng)焚燒廠與用戶的距離不遠(yuǎn)時(shí)，一般用管路將蒸汽送至廠區(qū)附近的工廠或醫(yī)院，供其生產(chǎn)生活、取暖或消毒設(shè)備使用，凝結(jié)水則返送回焚燒廠循環(huán)使用。但雙方必須對(duì)蒸汽條件、供應(yīng)量、供應(yīng)時(shí)段、備用汽源、管線維護(hù)、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及合約期限等有關(guān)事宜達(dá)成協(xié)定，目前以美國(guó)采取此種利用方式居多，其次為歐洲地區(qū)，日本較少。（d）供應(yīng)附近發(fā)電廠當(dāng)作輔助蒸汽：可將所產(chǎn)生的蒸汽送到附近的發(fā)電廠，配合發(fā)電。但焚燒廠產(chǎn)生的蒸汽條件，必須與發(fā)電廠的蒸汽條件相互一致。此種利用方式亦以美國(guó)及歐洲地區(qū)較多。（c）供應(yīng)附近工廠或醫(yī)院的加熱或消毒用：當(dāng)焚燒廠與用戶的距離21（e）供應(yīng)區(qū)域性暖氣系統(tǒng)蒸汽使用：此種利用方式包括兩種情況，其一是將所產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱交換器，產(chǎn)生約80～120℃的熱水，然后進(jìn)入?yún)^(qū)域性的暖氣或熱水管路網(wǎng)中。另一種方式系直接將蒸汽輸送到地區(qū)性熱能供應(yīng)站，經(jīng)該廠的熱交換器，產(chǎn)生不同型式的熱能，以供應(yīng)社區(qū)取暖用。此種利用方式主要用于寒冷地區(qū)（如歐、美地區(qū)），尤其于已設(shè)有供應(yīng)熱水管路系統(tǒng)的地區(qū)，可直接并聯(lián)操作，做為系統(tǒng)中的基本負(fù)載。（f）供應(yīng)休閑福利設(shè)施：以管路供應(yīng)廠區(qū)附近民眾休閑福利設(shè)施中所需的蒸汽或熱水，例如溫水游泳池、公用浴室及溫室花房等。（e）供應(yīng)區(qū)域性暖氣系統(tǒng)蒸汽使用：此種利用方式包括兩種情況，22（2）危險(xiǎn)廢物焚燒廠集中處理危險(xiǎn)廢物的大型焚燒廠，廢熱回收利用的方式和途徑與大型垃圾焚燒廠相同。對(duì)于分散的中小型危險(xiǎn)廢物焚燒裝置，回收的熱量可以用于處理廠的工藝設(shè)備，減少焚燒所需的燃料。應(yīng)減少廢物中的水分以減少焚燒固體和液體廢物時(shí)需要的燃料，。利用回收廢熱對(duì)廢物進(jìn)行干燥或預(yù)濃縮，減少廢物中85％的水分，能量節(jié)省大于70％。廢物預(yù)濃縮的基本系統(tǒng)如下圖所示。濃縮器焚燒爐廢物蒸汽濃縮液低壓蒸汽尾氣燃料空氣貧熱廢物焚燒的能量管理（2）危險(xiǎn)廢物焚燒廠濃縮器焚燒爐廢物蒸汽濃縮液低壓蒸汽尾氣燃238.3廢熱鍋爐廢熱鍋爐(又稱熱回收鍋爐)是利用燃燒或化學(xué)程序尾氣的廢熱為熱源，以產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。利用廢熱鍋爐降低尾氣溫度及回收廢熱的優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)挝幻娣e的傳熱速率高，可耐較高溫度，材料不受限制，體積較氣體/氣體換熱器小，安裝費(fèi)用低；不須準(zhǔn)確地控制氣體及水的流量，在進(jìn)氣溫度變化大時(shí)能承受蒸汽壓力的改變，維持尾氣溫度的穩(wěn)定；產(chǎn)生蒸汽，可供制程使用。焚燒系統(tǒng)中的廢熱鍋爐必須考慮的問題包括：焚燒尾氣中的粉塵特性及含量，磨損及腐蝕的問題，積垢及積垢清除，廢物熱值變化，焚燒的燥作溫度，以及蒸汽利用方式。8.3廢熱鍋爐24中小型控氣式焚燒爐多采用水平煙管式廢熱回收鍋爐，可設(shè)置在二次燃燒室上方或側(cè)面。廢熱鍋爐回收的效率取決于所產(chǎn)生的過飽和蒸汽條件，目前大型垃圾焚燒廠使用的廢熱鍋爐系統(tǒng)多采中溫中壓蒸汽系統(tǒng)，爐水循環(huán)方式多采用自然循環(huán)式，主要由燃燒室水管墻、鍋爐內(nèi)管群、汽水鼓和水鼓、過熱器、節(jié)熱器及空氣預(yù)熱器等組成。（1）MSW焚燒場(chǎng)廢熱鍋爐中小型控氣式焚燒爐多采用水平煙管式廢熱回收鍋爐，可設(shè)置在二次25整體而言，垃圾焚燒廠及廢熱回收的設(shè)計(jì)與燃煤電廠不同之處在于垃圾性質(zhì)多變，熱值不穩(wěn)定，又含有硫、氯等元素，易于對(duì)爐管產(chǎn)生腐蝕。故垃圾焚燒廠的廢熱回收鍋爐設(shè)計(jì)上有兩項(xiàng)變革。第一為燃燒室改為多氣道型，將鍋爐置于下游對(duì)流區(qū)內(nèi)，以避免鍋爐直接吸收輻射區(qū)的高溫廢熱。第二為利用布置于爐床上方的水管墻來降低及調(diào)控廢氣離開輻射區(qū)的溫度，但接近爐床的水管墻必須以耐火材料包覆。（2）處理特殊廢物的廢熱鍋爐碳鋼廢熱鍋爐在特殊廢物處理時(shí)受到限制。它對(duì)廢物中的化學(xué)物質(zhì)非常敏感，腐蝕是其主要問題。整體而言，垃圾焚燒廠及廢熱回收的設(shè)計(jì)與燃煤電廠不同之處在于垃26對(duì)于氯化烴的焚燒，碳鋼管式鍋爐已經(jīng)使用成功。下圖表示的是一個(gè)用于這類焚燒的典型鍋爐。這種廢熱鍋爐通常有一個(gè)附帶的蒸汽包。（3）鍋爐在停爐期間進(jìn)行清掃；（4）焚燒系統(tǒng)要設(shè)計(jì)成使氯氣的形成保持最少。在這樣的條件下，可以選擇碳鋼鍋爐。由于氯化氫存在于焚燒廢氣中，作為焚燒氯代烴的鍋爐，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是維持鍋爐管壁的溫度，以避免氯化氫的高溫侵蝕和低溫冷凝。對(duì)于氯代烴的焚燒，只要（1）鍋爐管壁保持清潔；（2）金屬溫度維持在200～260C的范圍；對(duì)于氯化烴的焚燒，碳鋼管式鍋爐已經(jīng)使用成功。下圖表示的是一個(gè)27如果管表面沒有存積物，那么廢氣中的氯化氫對(duì)鋼管的腐蝕是微不足道的，除非金屬溫度高于315C。如果廢氣中含有塵灰，并且積存在管子表面，那么氯化氫在沉積物的催化作用下，形成游離氯。然后，在中管的金屬溫度下，游離氯就會(huì)與管子起反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕。如果沉積物在鍋爐停爐以前不被去除，那么沉積物的作用如同收集冷凝液的海綿。在低溫下的酸腐蝕就不可避免。此外，在廢氣中高濃度的游離氯對(duì)鍋爐管道也是有害的。如果管表面沒有存積物，那么廢氣中的氯化氫對(duì)鋼管的腐蝕是微不足28處理含有金屬化合物的廢物時(shí)，對(duì)鍋爐的狀況必須做更詳細(xì)的研究。廢氣溫度必須低于金屬化合物的熔點(diǎn)，以防止粘性顆粒沉積在熱傳導(dǎo)表面上。對(duì)于固體顆粒，一般需要采用煙塵吹掃器，對(duì)于易熔顆粒，在廢氣引入鍋爐以前，必須降低廢氣的溫度以固化這些顆粒。為了使所有的顆粒固化，必須保證有足夠的停留時(shí)間。例如當(dāng)鈉鹽存在于廢氣中時(shí)，顆粒的“粘性”溫度在650～730C之間。因此，為了把溫度降到730C以下，必須進(jìn)行冷卻，并且為了給鈉鹽固化提供時(shí)間，耐火襯里的冷卻室也是必需的（見“圖4-4-72”）。對(duì)于這類廢物，水管鍋爐最合適。還要用吹灰器定期清掃外殼。處理含有金屬化合物的廢物時(shí)，對(duì)鍋爐的狀況必須做更詳細(xì)的研究。29鹽冷卻室是含堿廢物焚燒中熱回收的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。冷卻室能提供一種冷卻介質(zhì)以把焚燒爐廢氣的溫度降低到固化溫度以下。對(duì)于熔化的鹽顆粒，冷卻室還提供足夠的停留時(shí)間，以使顆粒完全固化。如果沒有足夠的時(shí)間，那么鹽顆粒外部將固化，而內(nèi)部仍處于熔融狀態(tài)。當(dāng)鹽顆粒碰撞鍋爐管時(shí)，碰破固態(tài)的外殼，熔化的鹽將粘在鍋爐管上，鹽冷卻室的冷卻方式可以是輻射冷卻，再循環(huán)廢氣冷卻，空氣和火的冷卻。鹽冷卻室是含堿廢物焚燒中熱回收的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。冷卻室能提供一30第九節(jié)焚燒尾氣控制技術(shù)9.1概述（1）焚燒尾氣中的污染物焚燒尾氣中所含的污染物質(zhì)的產(chǎn)生及含量與廢物的成分、燃燒速率、焚燒爐型式、燃燒條件、廢物進(jìn)料方式有密切的關(guān)系，主要的污染物質(zhì)有下列幾種：不完全燃燒物(簡(jiǎn)稱PIC)：是燃燒不良而產(chǎn)生的副產(chǎn)品，包括一氧化碳、碳黑、烴、烯、酮、醇、有機(jī)酸及聚合物等。粉塵：廢物中的惰性金屬鹽類，金屬氧化物或不完全燃燒物質(zhì)等。第九節(jié)焚燒尾氣控制技術(shù)9.1概述31酸性氣體：包括氯化氫，鹵化氫(氯以外的鹵素，氟、溴、碘等)，硫氧化物(二氧化硫SO2)及三氧化硫(SO3)，氮氧化物(NOx)，以及五氧化二磷(P2O5)和磷酸(H3PO4)。重金屬污染物：包括鉛、汞、鉻、鎘、砷等的元素態(tài)，氧化物及氯化物等。二惡英：PCDDs／PCDFs。酸性氣體：包括氯化氫，鹵化氫(氯以外的鹵素，氟、溴、碘等)，329.2焚燒尾氣控制方法下表列出了危險(xiǎn)廢物焚燒尾氣處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)用性。9.2焚燒尾氣控制方法33氮氧化物(NOx)很難以一般方法去除，但是由于含量低(在100mg/l上下)，通常是以控制焚燒溫度以降低其產(chǎn)生量。硫氧化物雖難以去除，但一般危險(xiǎn)廢物和城市垃圾中含硫量很低(0.1%以下)，尾氣中少量硫氧化物可經(jīng)濕式洗滌設(shè)備吸收。溴氣(Br2)、碘(I2)及碘化氫等尚無有效去除方法，由于其含量甚低，一般尾氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不特別考慮去除。如果廢物中含有高成分的溴或碘化合物，焚燒前則以混合或稀釋等方式，降低其含量。鹵素與氫的化合物(氯化氫、溴化氫等)可由洗滌設(shè)備中的堿性溶液中和，氯化氫是尾氣中主要的酸性物質(zhì)，其含量由幾百ppm至幾個(gè)百分比，必須將其含量降至1%以下(99%去除率)才可排放。氮氧化物(NOx)很難以一般方法去除，但是由于含量低(在1034廢氣中揮發(fā)狀態(tài)的重金屬污染物，部分在溫度降低時(shí)可自行凝結(jié)成顆粒、于飛灰表面凝結(jié)或被吸附，從而被除塵設(shè)備收集去除，部分無法凝結(jié)及被吸附的重金屬的氯化物，可利用其溶于水的特性，經(jīng)由濕式洗氣塔的洗滌液自廢氣中吸收下來。焚燒廠典型的空氣污染控制設(shè)備和處理流程可分為干式、半干式或濕式三類：(a)濕法處理流程：典型處理流程包括文式洗氣器或靜電除塵器與濕式洗氣塔的組合，以文式洗氣器或濕式電離洗滌器去除粉塵，填料吸收塔去除酸氣。(b)干法處理流程：典型處理流程由干式洗氣塔與靜電除塵器或布袋除塵器相互組合而成，以干式洗氣塔去除酸氣，布袋除塵器或靜電集塵器去除粉塵。廢氣中揮發(fā)狀態(tài)的重金屬污染物，部分在溫度降低時(shí)可自行凝結(jié)成顆35(c)半干法處理流程：典型處理流程由半干式洗氣塔與靜電除塵器或布袋除塵器相互組合而成，以半干式洗氣塔去除酸氣，布袋除塵器或靜電集塵器去除粉塵。9.2粒狀污染物控制技術(shù)（1）設(shè)備選擇焚燒尾氣中粉塵的主要成分為惰性無機(jī)物質(zhì)，如灰分、無機(jī)鹽類、可凝結(jié)的氣體污染物質(zhì)及有害的重金屬氧化物，其含量在450～22,500mg/m3之間，視運(yùn)轉(zhuǎn)條件、廢物種類及焚燒爐型式而異。一般來說，固體廢物中灰分含量高時(shí)，所產(chǎn)生的粉塵量多，顆粒大小的分布亦廣，液體焚燒爐產(chǎn)生的粉塵較少。(c)半干法處理流程：典型處理流程由半干式洗氣塔與靜電除塵36選擇除塵設(shè)備時(shí)，首先應(yīng)考慮粉塵負(fù)荷、粒徑大小、處理風(fēng)量及容許排放濃度等因素，若有必要，則進(jìn)一步深入了解粉塵的特性(如粒徑尺寸分布、平均與最大濃度、真比重、粘度、濕度、電阻系數(shù)、磨蝕性、磨損性、易碎性、易燃性、毒性、可溶性及爆炸限制等)及廢氣的特性(如壓力損失、溫度、濕度及其他成份等)，以便作出合適的選擇。選擇除塵設(shè)備時(shí)，首先應(yīng)考慮粉塵負(fù)荷、粒徑大小、處理風(fēng)量及容許37重力沉降室、旋風(fēng)除塵器和噴淋塔等無法有效去除5～10μm以下的粉塵，只能視為除塵的前處理設(shè)備。靜電集塵器、文式洗滌器及布袋除塵器等三類為固體廢物焚燒系統(tǒng)中最主要的除塵設(shè)備；液體焚燒爐尾氣中粉塵含量低，設(shè)計(jì)時(shí)不必考慮專門的去除粉塵設(shè)備，急冷用的噴淋塔及去除酸氣的填料吸收塔的組合足以將粉塵含量降至許可范圍之內(nèi)。（2）設(shè)備類型控制粒狀污染物的設(shè)備主要有文氏洗滌器、靜電除塵器和布袋除塵器。文式洗滌器可以有效去除直徑小于2μm的粉塵，其除塵效率和靜電吸塵器及布袋除塵器相當(dāng)。文式洗滌器使用大量的水，可以防止易燃物質(zhì)著火，并且具有吸收腐蝕性酸氣的功能，較靜電集塵器及布袋除塵器更適于有害氣體的處理。重力沉降室、旋風(fēng)除塵器和噴淋塔等無法有效去除5～10μm以下38固體廢棄物處理課件39非濕式文式洗滌器中氣體和液體在進(jìn)入喉部前不互相接觸，適于低溫及濕度高的氣體處理，價(jià)格較低。濕式文式洗滌器中液體從頂部流入，充分澆濕上部錐體內(nèi)壁，因此氣體所夾帶的粉塵不易附著在內(nèi)壁上，適用于高溫或夾帶粘滯性粉塵的廢氣處理，其價(jià)格較非濕式昂貴。非濕式文式洗滌器中氣體和液體在進(jìn)入喉部前不互相接觸，適于低溫40文式洗滌器的除塵效率和壓差有很大的關(guān)系，由于尾氣中粉塵許可含量規(guī)定越來越低，一般傳統(tǒng)文式洗滌器的壓差必須維持在200～250kPa左右，不僅能量使用高，而且由于喉部流速太高，磨損情況嚴(yán)重，近年內(nèi)多種改良型式陸續(xù)發(fā)展出來，其中最普遍為焚燒系統(tǒng)所使用的是水音式洗滌器和撞擊式洗滌器。文式洗滌器的除塵效率和壓差有很大的關(guān)系，由于尾氣中粉塵許可含41（b）靜電除塵器靜電除塵器能有效去除工業(yè)尾氣中所含的粉塵及煙霧，可分為干式、濕式靜電集塵器及濕式電離洗滌器三種。濕式為干式的改良型式，使用率次之；濕式電離洗滌器發(fā)展雖然較晚，但是它除了不受電阻系數(shù)變化影響外，還具有酸氣吸收及洗滌功能，是美國(guó)危險(xiǎn)廢物焚燒系統(tǒng)中使用最多的粉塵收集設(shè)備之一。（b）靜電除塵器42干式靜電集塵器由排列整齊的集塵板及懸掛在板與板之間的電極所組成，利用高壓電極所產(chǎn)生的靜電電場(chǎng)去除氣體所夾帶的粉塵。干式靜電集塵器由排列整齊的集塵板及懸掛在板與板之間的電極所組43濕式靜電集塵器是干式設(shè)備的改良型式，它較干式設(shè)備增加了一個(gè)進(jìn)氣噴淋系統(tǒng)及濕式集塵板面，因此不僅可以降低進(jìn)氣溫度，吸收部分酸氣，還可防止集塵板面塵垢的堆積。略含堿性(pH=8～9)的水溶液為主要噴淋液體。濕式靜電集塵器是干式設(shè)備的改良型式，它較干式設(shè)備增加了一個(gè)進(jìn)44濕式電離洗滌器是將靜電集塵及濕式洗滌技術(shù)結(jié)合而發(fā)展出來的設(shè)備，基本構(gòu)造如圖右所示，是由高壓電離器及交流式填料洗滌器所組成。當(dāng)氣體通過電離器時(shí)，粉塵會(huì)被充電而帶負(fù)電，帶負(fù)電的粒子通過洗滌器時(shí)，由于影像引力的作用，易與填料或洗滌水滴接觸而附著，因此可以由氣流中分離出來，附著于填料表面的粉塵粒子隨著洗滌水的流動(dòng)排出。濕式電離洗滌器是將靜電集塵及濕式洗滌技術(shù)結(jié)合而發(fā)展出來的設(shè)備45布袋除塵器由排列整齊的過濾布袋所組成，布袋的數(shù)目由幾十個(gè)至數(shù)百個(gè)不等。廢氣通過濾袋時(shí)粒狀污染物附在濾層上，再定時(shí)以振動(dòng)、氣流逆洗或脈動(dòng)沖洗等方式清除。其除塵效果與廢氣流量、溫度、含塵量、及濾袋材料有關(guān)。布袋除塵器由排列整齊的過濾布袋所組成，布袋的數(shù)目由幾十個(gè)至數(shù)46一般而言，其去除粒子大小在0.05～20m范圍，壓力降在1～2kPa左右，除塵效率可達(dá)99%以上。（a）濾袋及纖維材料焚燒廠排放的廢氣為高溫且?guī)в兴旨八嵝缘臍怏w，以往較少采用袋濾除塵器來去除粒狀污染物，但近年來濾布材質(zhì)有所改進(jìn)，對(duì)于溫度、酸堿、及磨損的抵抗力均大為增強(qiáng),例如玻璃纖維耐熱可達(dá)300℃；四氯化乙烯(鐵弗龍)耐熱性可達(dá)280℃，且耐酸堿性良好，故使用頻率愈來愈高。一般而言，其去除粒子大小在0.05～20m范圍，壓力降在147（b）濾袋室構(gòu)造及清潔方式布袋除塵器依據(jù)所清除附著在濾袋上粉塵的方式，有振動(dòng)式清除法，逆洗式清除法和脈沖式清除法等三種。（b）濾袋室構(gòu)造及清潔方式489.3酸性氣體控制技術(shù)用于控制焚燒廠尾氣中酸性氣體的技術(shù)有濕式、半干式及干式洗氣等三種方法。（1）濕式洗氣法：對(duì)流操作的填料吸收塔經(jīng)靜電除塵器或布袋除塵器去除顆粒物的尾氣由填料塔下部進(jìn)入，首先噴入足量的液體使尾氣降到飽和溫度，再與向下流動(dòng)的堿液不斷地在填料空隙及表面接觸及反應(yīng)，使尾氣中的污染氣體有效地被吸收。9.3酸性氣體控制技術(shù)經(jīng)靜電除塵器或布袋除塵器去除顆粒物的49填料對(duì)吸收效率影響很大，要盡量選用耐久性與防腐性好,、比表面積大、對(duì)空氣流動(dòng)阻力小、以及單位體積重量輕和價(jià)格便宜的填料。近年來最常使用的填料是由高密度聚乙烯、聚丙烯或其他熱塑膠材料制成的不同形狀的特殊填料，如拉西環(huán)、貝爾鞍及螺旋環(huán)等。常用的堿性藥劑有NaOH溶液(15～20wt%)或Ca(OH)2溶液(10～30wt%)。石灰液價(jià)格較低，但是石灰在水中的溶解度不高，含有許多懸浮氧化鈣粒子，容易導(dǎo)致液體分配器、填料及管線的堵塞及結(jié)垢。雖然苛性鈉較石灰為貴，但苛性堿和酸氣反應(yīng)速率較石灰快速，吸收效率高，其去除效果較好且用量較少，不會(huì)因pH值調(diào)節(jié)不當(dāng)而產(chǎn)生管線結(jié)垢等問題，故一般均采用NaOH溶液為堿性中和劑。填料對(duì)吸收效率影響很大，要盡量選用耐久性與防腐性好,、比表面50洗氣塔的堿性洗滌溶液采用循環(huán)使用方式，當(dāng)循環(huán)溶液的pH值或鹽度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，排泄部分并補(bǔ)充新鮮的NaOH溶液，以維持一定的酸性氣體去除效率。排泄液中通常含有很多溶解性重金屬鹽類(如HgC12、PbC12等)，氯鹽濃度亦高達(dá)3%，必須予以適當(dāng)處理。石灰溶液洗氣時(shí)，其化學(xué)方程式為：2S+2CaCO3+4H2O+3O2→2CaSO4·2H2O+2CO2其中CaSO4·2H2O可以回收再利用。洗氣塔的堿性洗滌溶液采用循環(huán)使用方式，當(dāng)循環(huán)溶液的pH值或鹽51（2）干式洗氣法用壓縮空氣將堿性固體粉未(消石灰或碳酸氫鈉)直接噴入煙管或煙管上某段反應(yīng)器內(nèi)，使堿性消石灰粉與酸性廢氣充分接觸和反應(yīng)，從而達(dá)到中和廢氣中的酸性氣體并加以去除的目的。2xHCl+ySO2+(x+y)CaO→xCaC12+yCaSO3+xH2OyCaSO3+y/2O2→yCaSO4或xHCl+ySO2+(x+2y)NaHCO3→xNaCl+yNa2SO3+(x+2y)CO2+(x+y)H2Ox及y分別為氯化氫(HCl)及二氧化硫(SO2)的摩爾數(shù)。為了加強(qiáng)反應(yīng)速率，實(shí)際堿性固體的用量約為反應(yīng)需求量的3～4倍，固體停留時(shí)間至少需1s以上。（2）干式洗氣法52干式洗氣塔中發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)如下：石灰粉與SO2及HCl進(jìn)行中和反應(yīng)CaO＋SO2→CaSO3CaO＋2HCl→CaCl2＋H2OSO2可以減少HgC12轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的HgSO2＋2HgC12+H2O→SO3＋Hg2C12＋2HClHg2C12→HgC12+Hg↑活性炭吸附將形成硫酸，而硫酸與氣態(tài)汞可反應(yīng)：SO2,gas→SO2,adsSO2,ads＋l/2O2,ads→SO3,adsSO3,ads十H2O→H2SO4,ads干式洗氣塔中發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)如下：532Hg＋2H2SO4,ads→Hg2SO4,ads＋2H2O＋SO2或Hg2SO4,ads＋2H2SO4,ads→2HgSO4,ads＋2H2O＋SO2因此當(dāng)石灰粉末去除SO2時(shí)，會(huì)影響Hg的吸附，故須加入一些含硫的物質(zhì)(如Na2S)。干式洗氣塔與布袋除塵器組合工藝是焚燒廠中尾氣污染控制的常用方法：2Hg＋2H2SO4,ads→Hg2SO4,ads＋54（3）半干式洗氣法半干式洗氣塔實(shí)際上是一個(gè)噴霧干燥系統(tǒng)，利用高效霧化器將消石灰泥漿從塔底向上或從塔頂向下噴入干燥吸收塔中。尾氣與噴入的泥漿可成同向流或逆向流的方式充分接觸并產(chǎn)生中和作用。（3）半干式洗氣法55由于霧化效果佳(液滴的直徑可低至30μm左右)，氣、液接觸面大，不僅可以有效降低氣體的溫度，中和氣體中的酸氣，并且噴入的消石灰泥漿中水分可在噴霧干燥塔內(nèi)完全蒸發(fā)，不產(chǎn)生廢水。其化學(xué)方程式為：CaO＋H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2＋SO2→CaSO3+H2OCa(OH)2＋2HCl→CaC12＋2H2O或SO2＋CaO＋l/2H2O→CaSO3·l/2H2O由于霧化效果佳(液滴的直徑可低至30μm左右)，氣、液接觸面56這種系統(tǒng)的最主要的設(shè)備為霧化器，目前使用的霧化器為旋轉(zhuǎn)霧化器及雙流體噴嘴。旋轉(zhuǎn)霧化器為一個(gè)由高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的霧化器，轉(zhuǎn)速可達(dá)10000～20000r/min，液體由轉(zhuǎn)輪中間進(jìn)入，然后擴(kuò)散至轉(zhuǎn)輪表面，形成一層薄膜。由于高速離心作用，液膜逐漸向轉(zhuǎn)輪外緣移動(dòng)，經(jīng)剪力作用將薄膜分裂成30～100μm大小的液滴。半干式洗氣法(SDA)的典型流程包含一個(gè)冷卻氣體及中和酸氣的噴淋干燥室及除塵用的布袋除塵器室。系統(tǒng)的中心為一個(gè)設(shè)置在氣體散布系統(tǒng)頂端的轉(zhuǎn)輪霧化器。高溫氣體由噴淋塔頂端成螺旋或旋渦狀進(jìn)入。這種系統(tǒng)的最主要的設(shè)備為霧化器，目前使用的霧化器為旋轉(zhuǎn)霧化器57半干式洗氣法(SDA)：半干式洗氣法(SDA)：58本法最大的特性是結(jié)合了干式法與濕式法的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、投資低、壓差小、能源消耗少、液體使用量遠(yuǎn)較濕式系統(tǒng)低；較干式法的去除效率高，也免除了濕式法產(chǎn)生過多廢水的問題；操作溫度高于氣體飽和溫度，尾氣不產(chǎn)生白霧狀水蒸汽團(tuán)。但是噴嘴易堵塞，塔內(nèi)壁容易為固體化學(xué)物質(zhì)附著及堆積，設(shè)計(jì)和操作中要很好控制加水量。酸性氣體控制技術(shù)比較1.去除效率以HCl去除率為基準(zhǔn)。2.藥劑種類：干式為Ca(OH)2粉(95%純度)，半干式為Ca(OH)2乳液(15%)，濕式為NaOH溶液(45%)。本法最大的特性是結(jié)合了干式法與濕式法的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、投資低59重金屬控制技術(shù)：去除尾氣中重金屬污染物質(zhì)的機(jī)理有四個(gè)：（1）重金屬降溫達(dá)到飽和，凝結(jié)成粒狀物后被除塵設(shè)備收集去除。（2）飽和溫度較低的重金屬元素?zé)o法充分凝結(jié)，但飛灰表面的催化作用會(huì)形成飽和溫度較高且較易凝結(jié)的氧化物或氯化物，而易被除塵設(shè)備收集去除。（3）仍以氣態(tài)存在的重金屬物質(zhì)，因吸附于飛灰上或噴入的活性炭粉末上而被除塵設(shè)備一并收集去除。（4）部分重金屬的氯化物為水溶性，即使無法在上述的凝結(jié)及吸附作用中去除，也可利用其溶于水的特性，經(jīng)由濕式洗氣塔的洗滌液自尾氣中吸收下來。重金屬控制技術(shù)：60當(dāng)尾氣通過熱能回收設(shè)備及其他冷卻設(shè)備后，部分重金屬會(huì)因凝結(jié)或吸附作用而易附著在細(xì)塵表面，可被除塵設(shè)備去除，溫度愈低，去除效果愈佳。但揮發(fā)性較高的鉛、鎘和汞等少數(shù)重金屬則不易被凝結(jié)去除。焚燒廠運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)表明：（1）單獨(dú)使用靜電除塵器對(duì)重金屬物質(zhì)去除效果較差，因?yàn)槲矚膺M(jìn)入靜電除塵器時(shí)的溫度較高，重金屬物質(zhì)無法充分凝結(jié)，且重金屬物質(zhì)與飛灰間的接觸時(shí)間亦不足，無法充分發(fā)揮飛灰的吸附作用。當(dāng)尾氣通過熱能回收設(shè)備及其他冷卻設(shè)備后，部分重金屬會(huì)因凝結(jié)或61（2）濕式處理流程中所采用的濕式洗氣塔，雖可降低尾氣溫度至廢氣的飽合露點(diǎn)以下，但去除重金屬物質(zhì)的主要機(jī)理仍為吸附作用。且因?qū)α钗镔|(zhì)的去除效果甚低，即使廢氣的溫度可使重金屬凝結(jié)(汞仍除外)，除非裝設(shè)除塵效率高的文式洗滌器或靜電除塵器，凝結(jié)成顆粒狀物的重金屬仍無法被濕式洗氣塔去除。以汞為例，廢氣中的汞金屬大部分為汞的氯化物(如HgC12)，具水溶性，由于其飽合蒸氣壓高，通過除塵設(shè)備后在洗氣塔內(nèi)仍為氣態(tài)，與洗滌液接觸時(shí)可因吸收作用而部分被洗滌下來，但會(huì)再揮發(fā)隨廢氣釋出。（2）濕式處理流程中所采用的濕式洗氣塔，雖可降低尾氣溫度至廢62袋除塵器與干式洗氣塔或半干式洗氣塔并用時(shí)，除了汞之外，對(duì)重金屬的去除效果均十分優(yōu)良，且進(jìn)入除塵器的尾氣溫度愈低，去除效果愈好。但為維持布袋除塵器的正常操作，廢氣溫度不得降至露點(diǎn)以下，以免引起酸霧凝結(jié)，造成濾袋腐蝕，或因水汽凝結(jié)而使整個(gè)濾袋阻塞。為降低重金屬汞的排放濃度，在干法處理流程中，可在布袋除塵器前噴入活性炭或于尾氣處理流程尾端使用活性炭濾床加強(qiáng)對(duì)汞金屬的吸附作用，或在布袋除塵器前噴入能與汞金屬反應(yīng)生成不溶物的化學(xué)藥劑，如噴入Na2S藥劑，使其與汞作用生成HgS顆粒而被除塵系統(tǒng)去除，噴入抗高溫液體螯合劑可達(dá)到50%～70%的去除效果。袋除塵器與干式洗氣塔或半干式洗氣塔并用時(shí)，除了汞之外，對(duì)重金63THEEND

SEEYOUNEXTTIMETHEEND

SEEYOUNEXTTIME64第三章固體廢物焚燒第一節(jié)概述第二節(jié)焚燒過程及技術(shù)原理第三節(jié)焚燒參數(shù)的計(jì)算第四節(jié)焚燒爐構(gòu)造與性能第五節(jié)焚燒爐設(shè)計(jì)原則及要點(diǎn)第六節(jié)城市垃圾焚燒處理第七節(jié)危險(xiǎn)廢物的焚燒處理第八節(jié)焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統(tǒng)第九節(jié)

焚燒尾氣控制技術(shù)第三章固體廢物焚燒第一節(jié)概述65第七節(jié)危險(xiǎn)廢物的焚燒處理7.1危險(xiǎn)廢物焚燒爐第七節(jié)危險(xiǎn)廢物的焚燒處理7.1危險(xiǎn)廢物焚燒爐66旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐可同時(shí)處理固、液、氣態(tài)危險(xiǎn)廢物，除了重金屬、水或無機(jī)化合物含量高的不可燃物外，各種不同物態(tài)(固體、液體、污泥等)及形狀(顆粒、粉狀、塊狀及桶狀)的可燃性固體廢物皆可送入旋轉(zhuǎn)窯中焚燒。許多劇毒物質(zhì)如多氯聯(lián)苯及過期的軍火也可使用旋轉(zhuǎn)窯處理。旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐是區(qū)域性危險(xiǎn)廢物處理廠最常采用的爐型。旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐67適于旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐處理的固體廢物：氯化有機(jī)溶劑(氯仿、過氯乙烯)；氧化溶劑(丙酮、丁醇、乙基醋酸等)碳?xì)浠衔锶軇?苯、己烷、甲苯等)；混合溶劑、廢油油/水分離槽的污泥；殺蟲劑的洗滌廢水廢殺蟲劑及含殺蟲劑的廢料；化學(xué)物貯槽的底部沉積物氣化有機(jī)物蒸餾后的底部沉積物；一般蒸餾殘?jiān)嗦嚷?lián)苯的固體廢物；高分子聚合廢物及高分子聚合反應(yīng)后的殘?jiān)持鴦?、乳膠及油漆；藥廠廢物下水道污泥；生物廢物過期的有機(jī)化合物；一般固液體有機(jī)化合物殺蟲劑、除草劑；含10%以上有機(jī)廢物的廢水含硫污泥；去除潤(rùn)滑劑的溶劑污泥油漆、紙漿及一般污泥；光化合物及照相處理的液固體廢物受危險(xiǎn)物質(zhì)污染的土壤適于旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐處理的固體廢物：687.2危險(xiǎn)廢物的接收廢物接受委托處理前，以廢物的特性、本身處理能力為判斷的依據(jù)，建立一套決策程序，同時(shí)取得廢物產(chǎn)生者的合作。廢物的驗(yàn)收步驟必須確實(shí)，主要影響貯存及焚燒的特性項(xiàng)目必須鑒定。廢物的分類及貯存是以安全性及相容性為準(zhǔn)則。廢物的卸載、傳送及貯存區(qū)必須配置適當(dāng)?shù)臋z測(cè)及安全措施。主要設(shè)備及貯存場(chǎng)所應(yīng)定期檢查。焚燒工廠內(nèi)應(yīng)裝設(shè)空氣檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)水井，以監(jiān)視環(huán)境品質(zhì)。7.2危險(xiǎn)廢物的接收69焚燒爐的操作條件應(yīng)以徹底銷毀廢物所含的有害物質(zhì)為前提而選擇，而且不應(yīng)超出試燒合格的范圍之外。主要設(shè)備的溫度、壓力、廢物輸入量、煙囪排氣的品質(zhì)等必須監(jiān)視，以免操作失常，造成環(huán)境的污染及設(shè)備的損壞。焚燒爐應(yīng)定期安排停機(jī)檢修時(shí)間，以確保設(shè)備的正常。焚燒工廠具備緊急應(yīng)變計(jì)劃，同時(shí)與地方治安機(jī)關(guān)，環(huán)保機(jī)關(guān)保持良好的關(guān)系，同時(shí)密切注意環(huán)保機(jī)構(gòu)未來工作重點(diǎn)及法規(guī)修改的趨勢(shì)，以便研究應(yīng)變及改善措施。焚燒爐的操作條件應(yīng)以徹底銷毀廢物所含的有害物質(zhì)為前提而選擇，70廢物接受程序：a.接收前的審閱及決策工作在接收委托處理之前，應(yīng)先審閱危險(xiǎn)廢物的背景及特性鑒定資料，包括廢物的重量及運(yùn)輸方式，一般物理特性、化學(xué)成分及有害物質(zhì)含量等，判斷是否決定接受委托。由于焚燒處理的價(jià)格與廢物的物態(tài)、氯含量、水分、灰分及熱值有密切的關(guān)系，在接受前須分析與價(jià)格有關(guān)的廢物特性。高熱值（19，000kJ/kg以上）、流動(dòng)性的液體可以作為輔助燃料之用，處理價(jià)格甚低，有時(shí)甚至須付費(fèi)給產(chǎn)生者。廢物接受程序：71處理價(jià)格與水分、灰分及氯的含量成正比，與熱值成反比，具特殊性質(zhì)（爆炸性、劇毒性）的物質(zhì)的價(jià)格更高。審閱者決定后，以書面通知廢物產(chǎn)生者是否決定接受委托處理。如果決定接受處理后，則安排議價(jià)、簽約及安排運(yùn)送時(shí)間。b.驗(yàn)收廢物運(yùn)到焚燒工廠后，由工廠驗(yàn)收人員依據(jù)合約及運(yùn)輸憑單所列的廢物類別及名稱驗(yàn)收。驗(yàn)收的廢物類別及數(shù)量亦須詳細(xì)記錄，并依照法律規(guī)定保存一定期限。處理價(jià)格與水分、灰分及氯的含量成正比，與熱值成反比，具特殊性727.3危險(xiǎn)廢物貯存及處理分類（1）取樣分析及特性鑒定對(duì)焚燒廠日常操作有直接影響的項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試，以便對(duì)廢物分類、貯存及處理。反應(yīng)性：發(fā)現(xiàn)廢物是否具特殊反應(yīng)性（水反應(yīng)性、氧化、還原等），以免貯存或處理時(shí)發(fā)生意外；閃火點(diǎn)；腐蝕性：用試紙測(cè)試，以確定其酸性或堿性；物態(tài)、氣味及顏色：以目視法決定；比重，水分及灰分；總熱值；7.3危險(xiǎn)廢物貯存及處理分類73鹵素（氯、氟、溴等）：廢物所含的有機(jī)物焚燒后會(huì)產(chǎn)生酸性鹵化氫，其含量與酸氣洗滌器或吸收塔所使用的堿性藥品（苛性堿或石灰）量有直接關(guān)系，酸洗滌值：將熱量計(jì)排放的氣體溶于水中，再以氫氧化鈉滴定，以求出廢物中產(chǎn)生酸氣物質(zhì)（氯、硫等）的含量。相容性：通常是將貯槽內(nèi)的樣品與接受的樣品混和，以檢查是否會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，亦可使用溫度計(jì)測(cè)試其溫度的變化。特殊化合物含量：有些焚燒廠所為了避免誤收含多氯聯(lián)苯或某些特定劇毒物質(zhì)的廢物，每天將同類的樣品混合成幾個(gè)樣品，然后以氣相儀測(cè)試。鹵素（氯、氟、溴等）：廢物所含的有機(jī)物焚燒后會(huì)產(chǎn)生酸性鹵化氫747.4危險(xiǎn)廢物焚燒進(jìn)料系統(tǒng)危險(xiǎn)廢物的型態(tài)大致可分為液態(tài)、漿狀態(tài)、污泥狀與固態(tài)四種，為顧及整體輸送與燃燒狀況，此四種型態(tài)的廢物各有不同進(jìn)料設(shè)計(jì)系統(tǒng)。（1）液體進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)料方式主要以噴霧進(jìn)料方式為主。通過霧化噴嘴將液態(tài)廢棄物化成微細(xì)霧滴，增加與空氣接觸表面積。由爐內(nèi)的熱輻射對(duì)流傳導(dǎo)，蒸餾氣體化后，供給空氣以擴(kuò)散混合，提高燃燒速度，相對(duì)燃燒效率高。常見的霧化裝置與輔助燃燒器類似，可分為加壓噴霧、回轉(zhuǎn)式噴霧、高壓流體噴霧與低壓流體噴霧四種。7.4危險(xiǎn)廢物焚燒進(jìn)料系統(tǒng)75液態(tài)廢棄物進(jìn)料過程牽涉到液態(tài)廢物貯存槽、輸送管路與噴霧裝置。貯存槽應(yīng)選擇與廢液能相容的材質(zhì)，不得發(fā)生反應(yīng)、腐蝕等現(xiàn)象。在輸送管路方面，則必須考慮廢液的粘滯性、流動(dòng)性、固體物含量，避免造成輸送管路浸蝕、腐蝕、阻塞，一般粘滯性在1000cst（或5000SSU）才能夠輸送。若廢液中含固體顆粒時(shí)最好在噴霧噴射前過濾去除，以避免阻塞噴嘴。（2）漿狀物與污泥進(jìn)料系統(tǒng)漿狀物與污泥進(jìn)料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮漿狀物或污泥的熱值與含水率，若含水率高且熱值低，應(yīng)考慮先將其干燥，再進(jìn)爐內(nèi)焚燒，若含水率低且熱值高，則可以直接進(jìn)入爐內(nèi)焚燒。液態(tài)廢棄物進(jìn)料過程牽涉到液態(tài)廢物貯存槽、輸送管路與噴霧裝置。767.5危險(xiǎn)廢物焚燒操作條件的監(jiān)視及維持焚燒系統(tǒng)的操作是否正常是依據(jù)裝置于主要設(shè)備的量測(cè)儀表（例如溫度、壓力、流量、煙氣中氧氣、一氧化碳濃度等指示器或偵測(cè)器）所顯示的數(shù)值而判斷。焚燒爐的燃燒溫度必須超過足以銷毀廢物的最低溫度，以達(dá)到焚燒的目的。爐壁及燃燒氣體的溫度應(yīng)保持穩(wěn)定，以免耐火磚因過熱或熱震而損害，不僅因?yàn)槟突鸫u的維修是焚燒系統(tǒng)操作中最大的開支，而且也是造成焚燒爐停機(jī)的主要原因。即使溫度維持穩(wěn)定，耐火磚也會(huì)因磨擦、粘著劑失效、廢物中堿性金屬鹽酸或氟化物燃燒產(chǎn)生的氟化氫的腐蝕等因素而造成厚度減少或剝落的現(xiàn)象。7.5危險(xiǎn)廢物焚燒操作條件的監(jiān)視及維持77最簡(jiǎn)易的檢查方法是夜間觀察焚燒爐的外設(shè)，如果外設(shè)呈紅熱色，即表示該部分內(nèi)部的耐火磚已剝落或損害情況嚴(yán)重，必須停機(jī)整修。亦可使用紅外線溫度遙測(cè)器，定時(shí)測(cè)試焚燒爐外設(shè)的溫度，甚至使用與電腦連線的紅外線掃描儀長(zhǎng)期檢測(cè)及記錄焚燒爐外設(shè)表面的溫度。廢物的熱值過高，會(huì)造成爐內(nèi)溫度的上升。此時(shí)除了增加空氣輸入量、降低輔助燃料量外，還可以將高水分的廢棄液霧化后，噴入爐內(nèi)以調(diào)節(jié)溫度。噴淋時(shí)避免水霧接觸爐壁，以免爐壁耐火磚驟冷而斷裂。有時(shí)亦可以用冷水澆淋爐的外殼，以保持爐壁的溫度。最簡(jiǎn)易的檢查方法是夜間觀察焚燒爐的外設(shè)，如果外設(shè)呈紅熱色，即78第八節(jié)焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統(tǒng)焚燒尾氣冷卻/廢熱回收系統(tǒng)的功能是：（1）調(diào)節(jié)焚燒尾氣溫度，一般使之冷卻至220～300℃之間，以便進(jìn)入尾氣凈化系統(tǒng)。通常情況下,尾氣凈化處理設(shè)備僅適于在小于300℃的溫度范圍內(nèi)操作，故焚燒爐所排放的高溫氣體尾氣調(diào)節(jié)或操作不當(dāng)，會(huì)降低尾氣處理設(shè)備的效率及壽命，造成焚燒爐處理量的減少，甚至還會(huì)導(dǎo)致焚燒爐被迫停爐。第八節(jié)焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統(tǒng)焚燒尾氣冷卻/廢熱回收79（2）回收廢熱，通過各種方式利用廢熱，降低焚燒處理費(fèi)用。目前所有中大型垃圾焚燒廠幾乎均設(shè)置了汽電共生系統(tǒng)。8.1廢氣冷卻方式尾氣的冷卻可分為直接式及間接式兩種類型。直接式冷卻是利用惰性介質(zhì)直接與尾氣接觸以吸收熱量，達(dá)到冷卻及溫度調(diào)節(jié)的目的。水具有較高的蒸發(fā)熱(約2500kJ/kg)，可以有效降低尾氣溫度，產(chǎn)生的水蒸氣不會(huì)造成污染，因此水是最常使用的介質(zhì)。空氣的冷卻效果很差，必須引入大量空氣，會(huì)造成尾氣處理系統(tǒng)容量增加(二倍至四倍多，視進(jìn)氣溫度而異)，很少單獨(dú)使用。（2）回收廢熱，通過各種方式利用廢熱，降低焚燒處理費(fèi)用。目前80間接冷卻方式是利用傳熱介質(zhì)(空氣、水等)經(jīng)由廢熱鍋爐、換熱器、空氣預(yù)熱器等熱交換設(shè)備，以降低尾氣溫度，同時(shí)回收廢熱，產(chǎn)生水蒸氣或加熱燃燒所需的空氣。直接噴水冷卻與間接冷卻是調(diào)節(jié)及冷卻焚燒尾氣的最常用的兩種方式，其優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件和范圍如下表所示。間接冷卻方式是利用傳熱介質(zhì)(空氣、水等)經(jīng)由廢熱鍋爐、換熱器81一般來說，采用間接冷卻方式可提高熱量回收效率，產(chǎn)生水蒸汽并用于發(fā)電，但投資及維護(hù)費(fèi)用也較高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較低；直接噴水冷可降低初期投資及增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，但不僅造成水量的消耗，而且浪費(fèi)能源。中小型焚燒廠多采用批次方式或準(zhǔn)連續(xù)式的操作方式，產(chǎn)生的熱量較小，熱量回收利用不易或廢熱回收的經(jīng)濟(jì)效益差，大多采用噴水冷卻方式來降低焚燒爐廢氣溫度。如果焚燒爐每爐的垃圾處理量達(dá)150t/d，且垃圾熱值達(dá)7500kJ/kg以上時(shí)，燃燒廢氣的冷卻方式宜采用廢熱鍋爐進(jìn)行冷卻。大型垃圾焚燒廠具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)的效果，宜采用廢熱鍋爐冷卻燃燒廢氣，產(chǎn)生水蒸氣，用于發(fā)電。危險(xiǎn)廢物焚燒廠也多采用間接冷卻方式。一般來說，采用間接冷卻方式可提高熱量回收效率，產(chǎn)生水蒸汽并用828.2廢熱回收利用的方式及途徑熱回收方式的選擇取決于廢熱利用途徑和特點(diǎn)，工藝設(shè)備的需要以及經(jīng)濟(jì)因素。焚燒系統(tǒng)通常連續(xù)運(yùn)行，但熱的需要具有峰值和谷值，在熱能回收利用中需要很好考慮時(shí)間安排問題。（1）城市垃圾焚燒廠垃圾焚燒所產(chǎn)生的廢熱有多種再利用方式包括水冷卻型、半廢熱回收型及全廢熱回收型三大類。8.2廢熱回收利用的方式及途徑83垃圾焚燒產(chǎn)生的低壓蒸汽及高壓蒸汽的利用途徑如下：（a）廠內(nèi)輔助設(shè)備自用：如垃圾含水率較高、熱值較低，可利用蒸汽預(yù)熱助燃空氣，使其自室溫提升至150～200℃，促進(jìn)燃燒效果；或用蒸汽將廢氣溫度于排放前再加熱至約130℃，以避免因設(shè)置濕式洗煙裝置而產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。（b）廠內(nèi)發(fā)電：由于發(fā)電后產(chǎn)生電能極易輸入各地的公共電力供應(yīng)系統(tǒng)，垃圾焚燒廠產(chǎn)生的蒸汽，常普遍被用以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電力，構(gòu)成汽電共生系統(tǒng)。所產(chǎn)生的電力，約有10～20％作為廠內(nèi)使用，其余則售予電力公司。垃圾焚燒產(chǎn)生的低壓蒸汽及高壓蒸汽的利用途徑如下：84（c）供應(yīng)附近工廠或醫(yī)院的加熱或消毒用：當(dāng)焚燒廠與用戶的距離不遠(yuǎn)時(shí)，一般用管路將蒸汽送至廠區(qū)附近的工廠或醫(yī)院，供其生產(chǎn)生活、取暖或消毒設(shè)備使用，凝結(jié)水則返送回焚燒廠循環(huán)使用。但雙方必須對(duì)蒸汽條件、供應(yīng)量、供應(yīng)時(shí)段、備用汽源、管線維護(hù)、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及合約期限等有關(guān)事宜達(dá)成協(xié)定，目前以美國(guó)采取此種利用方式居多，其次為歐洲地區(qū)，日本較少。（d）供應(yīng)附近發(fā)電廠當(dāng)作輔助蒸汽：可將所產(chǎn)生的蒸汽送到附近的發(fā)電廠，配合發(fā)電。但焚燒廠產(chǎn)生的蒸汽條件，必須與發(fā)電廠的蒸汽條件相互一致。此種利用方式亦以美國(guó)及歐洲地區(qū)較多。（c）供應(yīng)附近工廠或醫(yī)院的加熱或消毒用：當(dāng)焚燒廠與用戶的距離85（e）供應(yīng)區(qū)域性暖氣系統(tǒng)蒸汽使用：此種利用方式包括兩種情況，其一是將所產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱交換器，產(chǎn)生約80～120℃的熱水，然后進(jìn)入?yún)^(qū)域性的暖氣或熱水管路網(wǎng)中。另一種方式系直接將蒸汽輸送到地區(qū)性熱能供應(yīng)站，經(jīng)該廠的熱交換器，產(chǎn)生不同型式的熱能，以供應(yīng)社區(qū)取暖用。此種利用方式主要用于寒冷地區(qū)（如歐、美地區(qū)），尤其于已設(shè)有供應(yīng)熱水管路系統(tǒng)的地區(qū)，可直接并聯(lián)操作，做為系統(tǒng)中的基本負(fù)載。（f）供應(yīng)休閑福利設(shè)施：以管路供應(yīng)廠區(qū)附近民眾休閑福利設(shè)施中所需的蒸汽或熱水，例如溫水游泳池、公用浴室及溫室花房等。（e）供應(yīng)區(qū)域性暖氣系統(tǒng)蒸汽使用：此種利用方式包括兩種情況，86（2）危險(xiǎn)廢物焚燒廠集中處理危險(xiǎn)廢物的大型焚燒廠，廢熱回收利用的方式和途徑與大型垃圾焚燒廠相同。對(duì)于分散的中小型危險(xiǎn)廢物焚燒裝置，回收的熱量可以用于處理廠的工藝設(shè)備，減少焚燒所需的燃料。應(yīng)減少廢物中的水分以減少焚燒固體和液體廢物時(shí)需要的燃料，。利用回收廢熱對(duì)廢物進(jìn)行干燥或預(yù)濃縮，減少廢物中85％的水分，能量節(jié)省大于70％。廢物預(yù)濃縮的基本系統(tǒng)如下圖所示。濃縮器焚燒爐廢物蒸汽濃縮液低壓蒸汽尾氣燃料空氣貧熱廢物焚燒的能量管理（2）危險(xiǎn)廢物焚燒廠濃縮器焚燒爐廢物蒸汽濃縮液低壓蒸汽尾氣燃878.3廢熱鍋爐廢熱鍋爐(又稱熱回收鍋爐)是利用燃燒或化學(xué)程序尾氣的廢熱為熱源，以產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。利用廢熱鍋爐降低尾氣溫度及回收廢熱的優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)挝幻娣e的傳熱速率高，可耐較高溫度，材料不受限制，體積較氣體/氣體換熱器小，安裝費(fèi)用低；不須準(zhǔn)確地控制氣體及水的流量，在進(jìn)氣溫度變化大時(shí)能承受蒸汽壓力的改變，維持尾氣溫度的穩(wěn)定；產(chǎn)生蒸汽，可供制程使用。焚燒系統(tǒng)中的廢熱鍋爐必須考慮的問題包括：焚燒尾氣中的粉塵特性及含量，磨損及腐蝕的問題，積垢及積垢清除，廢物熱值變化，焚燒的燥作溫度，以及蒸汽利用方式。8.3廢熱鍋爐88中小型控氣式焚燒爐多采用水平煙管式廢熱回收鍋爐，可設(shè)置在二次燃燒室上方或側(cè)面。廢熱鍋爐回收的效率取決于所產(chǎn)生的過飽和蒸汽條件，目前大型垃圾焚燒廠使用的廢熱鍋爐系統(tǒng)多采中溫中壓蒸汽系統(tǒng)，爐水循環(huán)方式多采用自然循環(huán)式，主要由燃燒室水管墻、鍋爐內(nèi)管群、汽水鼓和水鼓、過熱器、節(jié)熱器及空氣預(yù)熱器等組成。（1）MSW焚燒場(chǎng)廢熱鍋爐中小型控氣式焚燒爐多采用水平煙管式廢熱回收鍋爐，可設(shè)置在二次89整體而言，垃圾焚燒廠及廢熱回收的設(shè)計(jì)與燃煤電廠不同之處在于垃圾性質(zhì)多變，熱值不穩(wěn)定，又含有硫、氯等元素，易于對(duì)爐管產(chǎn)生腐蝕。故垃圾焚燒廠的廢熱回收鍋爐設(shè)計(jì)上有兩項(xiàng)變革。第一為燃燒室改為多氣道型，將鍋爐置于下游對(duì)流區(qū)內(nèi)，以避免鍋爐直接吸收輻射區(qū)的高溫廢熱。第二為利用布置于爐床上方的水管墻來降低及調(diào)控廢氣離開輻射區(qū)的溫度，但接近爐床的水管墻必須以耐火材料包覆。（2）處理特殊廢物的廢熱鍋爐碳鋼廢熱鍋爐在特殊廢物處理時(shí)受到限制。它對(duì)廢物中的化學(xué)物質(zhì)非常敏感，腐蝕是其主要問題。整體而言，垃圾焚燒廠及廢熱回收的設(shè)計(jì)與燃煤電廠不同之處在于垃90對(duì)于氯化烴的焚燒，碳鋼管式鍋爐已經(jīng)使用成功。下圖表示的是一個(gè)用于這類焚燒的典型鍋爐。這種廢熱鍋爐通常有一個(gè)附帶的蒸汽包。（3）鍋爐在停爐期間進(jìn)行清掃；（4）焚燒系統(tǒng)要設(shè)計(jì)成使氯氣的形成保持最少。在這樣的條件下，可以選擇碳鋼鍋爐。由于氯化氫存在于焚燒廢氣中，作為焚燒氯代烴的鍋爐，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是維持鍋爐管壁的溫度，以避免氯化氫的高溫侵蝕和低溫冷凝。對(duì)于氯代烴的焚燒，只要（1）鍋爐管壁保持清潔；（2）金屬溫度維持在200～260C的范圍；對(duì)于氯化烴的焚燒，碳鋼管式鍋爐已經(jīng)使用成功。下圖表示的是一個(gè)91如果管表面沒有存積物，那么廢氣中的氯化氫對(duì)鋼管的腐蝕是微不足道的，除非金屬溫度高于315C。如果廢氣中含有塵灰，并且積存在管子表面，那么氯化氫在沉積物的催化作用下，形成游離氯。然后，在中管的金屬溫度下，游離氯就會(huì)與管子起反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕。如果沉積物在鍋爐停爐以前不被去除，那么沉積物的作用如同收集冷凝液的海綿。在低溫下的酸腐蝕就不可避免。此外，在廢氣中高濃度的游離氯對(duì)鍋爐管道也是有害的。如果管表面沒有存積物，那么廢氣中的氯化氫對(duì)鋼管的腐蝕是微不足92處理含有金屬化合物的廢物時(shí)，對(duì)鍋爐的狀況必須做更詳細(xì)的研究。廢氣溫度必須低于金屬化合物的熔點(diǎn)，以防止粘性顆粒沉積在熱傳導(dǎo)表面上。對(duì)于固體顆粒，一般需要采用煙塵吹掃器，對(duì)于易熔顆粒，在廢氣引入鍋爐以前，必須降低廢氣的溫度以固化這些顆粒。為了使所有的顆粒固化，必須保證有足夠的停留時(shí)間。例如當(dāng)鈉鹽存在于廢氣中時(shí)，顆粒的“粘性”溫度在650～730C之間。因此，為了把溫度降到730C以下，必須進(jìn)行冷卻，并且為了給鈉鹽固化提供時(shí)間，耐火襯里的冷卻室也是必需的（見“圖4-4-72”）。對(duì)于這類廢物，水管鍋爐最合適。還要用吹灰器定期清掃外殼。處理含有金屬化合物的廢物時(shí)，對(duì)鍋爐的狀況必須做更詳細(xì)的研究。93鹽冷卻室是含堿廢物焚燒中熱回收的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。冷卻室能提供一種冷卻介質(zhì)以把焚燒爐廢氣的溫度降低到固化溫度以下。對(duì)于熔化的鹽顆粒，冷卻室還提供足夠的停留時(shí)間，以使顆粒完全固化。如果沒有足夠的時(shí)間，那么鹽顆粒外部將固化，而內(nèi)部仍處于熔融狀態(tài)。當(dāng)鹽顆粒碰撞鍋爐管時(shí)，碰破固態(tài)的外殼，熔化的鹽將粘在鍋爐管上，鹽冷卻室的冷卻方式可以是輻射冷卻，再循環(huán)廢氣冷卻，空氣和火的冷卻。鹽冷卻室是含堿廢物焚燒中熱回收的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。冷卻室能提供一94第九節(jié)焚燒尾氣控制技術(shù)9.1概述（1）焚燒尾氣中的污染物焚燒尾氣中所含的污染物質(zhì)的產(chǎn)生及含量與廢物的成分、燃燒速率、焚燒爐型式、燃燒條件、廢物進(jìn)料方式有密切的關(guān)系，主要的污染物質(zhì)有下列幾種：不完全燃燒物(簡(jiǎn)稱PIC)：是燃燒不良而產(chǎn)生的副產(chǎn)品，包括一氧化碳、碳黑、烴、烯、酮、醇、有機(jī)酸及聚合物等。粉塵：廢物中的惰性金屬鹽類，金屬氧化物或不完全燃燒物質(zhì)等。第九節(jié)焚燒尾氣控制技術(shù)9.1概述95酸性氣體：包括氯化氫，鹵化氫(氯以外的鹵素，氟、溴、碘等)，硫氧化物(二氧化硫SO2)及三氧化硫(SO3)，氮氧化物(NOx)，以及五氧化二磷(P2O5)和磷酸(H3PO4)。重金屬污染物：包括鉛、汞、鉻、鎘、砷等的元素態(tài)，氧化物及氯化物等。二惡英：PCDDs／PCDFs。酸性氣體：包括氯化氫，鹵化氫(氯以外的鹵素，氟、溴、碘等)，969.2焚燒尾氣控制方法下表列出了危險(xiǎn)廢物焚燒尾氣處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)用性。9.2焚燒尾氣控制方法97氮氧化物(NOx)很難以一般方法去除，但是由于含量低(在100mg/l上下)，通常是以控制焚燒溫度以降低其產(chǎn)生量。硫氧化物雖難以去除，但一般危險(xiǎn)廢物和城市垃圾中含硫量很低(0.1%以下)，尾氣中少量硫氧化物可經(jīng)濕式洗滌設(shè)備吸收。溴氣(Br2)、碘(I2)及碘化氫等尚無有效去除方法，由于其含量甚低，一般尾氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不特別考慮去除。如果廢物中含有高成分的溴或碘化合物，焚燒前則以混合或稀釋等方式，降低其含量。鹵素與氫的化合物(氯化氫、溴化氫等)可由洗滌設(shè)備中的堿性溶液中和，氯化氫是尾氣中主要的酸性物質(zhì)，其含量由幾百ppm至幾個(gè)百分比，必須將其含量降至1%以下(99%去除率)才可排放。氮氧化物(NOx)很難以一般方法去除，但是由于含量低(在1098廢氣中揮發(fā)狀態(tài)的重金屬污染物，部分在溫度降低時(shí)可自行凝結(jié)成顆粒、于飛灰表面凝結(jié)或被吸附，從而被除塵設(shè)備收集去除，部分無法凝結(jié)及被吸附的重金屬的氯化物，可利用其溶于水的特性，經(jīng)由濕式洗氣塔的洗滌液自廢氣中吸收下來。焚燒廠典型的空氣污染控制設(shè)備和處理流程可分為干式、半干式或濕式三類：(a)濕法處理流程：典型處理流程包括文式洗氣器或靜電除塵器與濕式洗氣塔的組合，以文式洗氣器或濕式電離洗滌器去除粉塵，填料吸收塔去除酸氣。(b)干法處理流程：典型處理流程由干式洗氣塔與靜電除塵器或布袋除塵器相互組合而成，以干式洗氣塔去除酸氣，布袋除塵器或靜電集塵器去除粉塵。廢氣中揮發(fā)狀態(tài)的重金屬污染物，部分在溫度降低時(shí)可自行凝結(jié)成顆99(c)半干法處理流程：典型處理流程由半干式洗氣塔與靜電除塵器或布袋除塵器相互組合而成，以半干式洗氣塔去除酸氣，布袋除塵器或靜電集塵器去除粉塵。9.2粒狀污染物控制技術(shù)（1）設(shè)備選擇焚燒尾氣中粉塵的主要成分為惰性無機(jī)物質(zhì)，如灰分、無機(jī)鹽類、可凝結(jié)的氣體污染物質(zhì)及有害的重金屬氧化物，其含量在450～22,500mg/m3之間，視運(yùn)轉(zhuǎn)條件、廢物種類及焚燒爐型式而異。一般來說，固體廢物中灰分含量高時(shí)，所產(chǎn)生的粉塵量多，顆粒大小的分布亦廣，液體焚燒爐產(chǎn)生的粉塵較少。(c)半干法處理流程：典型處理流程由半干式洗氣塔與靜電除塵100選擇除塵設(shè)備時(shí)，首先應(yīng)考慮粉塵負(fù)荷、粒徑大小、處理風(fēng)量及容許排放濃度等因素，若有必要，則進(jìn)一步深入了解粉塵的特性(如粒徑尺寸分布、平均與最大濃度、真比重、粘度、濕度、電阻系數(shù)、磨蝕性、磨損性、易碎性、易燃性、毒性、可溶性及爆炸限制等)及廢氣的特性(如壓力損失、溫度、濕度及其他成份等)，以便作出合適的選擇。選擇除塵設(shè)備時(shí)，首先應(yīng)考慮粉塵負(fù)荷、粒徑大小、處理風(fēng)量及容許101重力沉降室、旋風(fēng)除塵器和噴淋塔等無法有效去除5～10μm以下的粉塵，只能視為除塵的前處理設(shè)備。靜電集塵器、文式洗滌器及布袋除塵器等三類為固體廢物焚燒系統(tǒng)中最主要的除塵設(shè)備；液體焚燒爐尾氣中粉塵含量低，設(shè)計(jì)時(shí)不必考慮專門的去除粉塵設(shè)備，急冷用的噴淋塔及去除酸氣的填料吸收塔的組合足以將粉塵含量降至許可范圍之內(nèi)。（2）設(shè)備類型控制粒狀污染物的設(shè)備主要有文氏洗滌器、靜電除塵器和布袋除塵器。文式洗滌器可以有效去除直徑小于2μm的粉塵，其除塵效率和靜電吸塵器及布袋除塵器相當(dāng)。文式洗滌器使用大量的水，可以防止易燃物質(zhì)著火，并且具有吸收腐蝕性酸氣的功能，較靜電集塵器及布袋除塵器更適于有害氣體的處理。重力沉降室、旋風(fēng)除塵器和噴淋塔等無法有效去除5～10μm以下102固體廢棄物處理課件103非濕式文式洗滌器中氣體和液體在進(jìn)入喉部前不互相接觸，適于低溫及濕度高的氣體處理，價(jià)格較低。濕式文式洗滌器中液體從頂部流入，充分澆濕上部錐體內(nèi)壁，因此氣體所夾帶的粉塵不易附著在內(nèi)壁上，適用于高溫或夾帶粘滯性粉塵的廢氣處理，其價(jià)格較非濕式昂貴。非濕式文式洗滌器中氣體和液體在進(jìn)入喉部前不互相接觸，適于低溫104文式洗滌器的除塵效率和壓差有很大的關(guān)系，由于尾氣中粉塵許可含量規(guī)定越來越低，一般傳統(tǒng)文式洗滌器的壓差必須維持在200～250kPa左右，不僅能量使用高，而且由于喉部流速太高，磨損情況嚴(yán)重，近年內(nèi)多種改良型式陸續(xù)發(fā)展出來，其中最普遍為焚燒系統(tǒng)所使用的是水音式洗滌器和撞擊式洗滌器。文式洗滌器的除塵效率和壓差有很大的關(guān)系，由于尾氣中粉塵許可含105（b）靜電除塵器靜電除塵器能有效去除工業(yè)尾氣中所含的粉塵及煙霧，可分為干式、濕式靜電集塵器及濕式電離洗滌器三種。濕式為干式的改良型式，使用率次之；濕式電離洗滌器發(fā)展雖然較晚，但是它除了不受電阻系數(shù)變化影響外，還具有酸氣吸收及洗滌功能，是美國(guó)危險(xiǎn)廢物焚燒系統(tǒng)中使用最多的粉塵收集設(shè)備之一。（b）靜電除塵器106干式靜電集塵器由排列整齊的集塵板及懸掛在板與板之間的電極所組成，利用高壓電極所產(chǎn)生的靜電電場(chǎng)去除氣體所夾帶的粉塵。干式靜電集塵器由排列整齊的集塵板及懸掛在板與板之間的電極所組107濕式靜電集塵器是干式設(shè)備的改良型式，它較干式設(shè)備增加了一個(gè)進(jìn)氣噴淋系統(tǒng)及濕式集塵板面，因此不僅可以降低進(jìn)氣溫度，吸收部分酸氣，還可防止集塵板面塵垢的堆積。略含堿性(pH=8～9)的水溶液為主要噴淋液體。濕式靜電集塵器是干式設(shè)備的改良型式，它較干式設(shè)備增加了一個(gè)進(jìn)108濕式電離洗滌器是將靜電集塵及濕式洗滌技術(shù)結(jié)合而發(fā)展出來的設(shè)備，基本構(gòu)造如圖右所示，是由高壓電離器及交流式填料洗滌器所組成。當(dāng)氣體通過電離器時(shí)，粉塵會(huì)被充電而帶負(fù)電，帶負(fù)電的粒子通過洗滌器時(shí)，由于影像引力的作用，易與填料或洗滌水滴接觸而附著，因此可以由氣流中分離出來，附著于填料表面的粉塵粒子隨著洗滌水的流動(dòng)排出。濕式電離洗滌器是將靜電集塵及濕式洗滌技術(shù)結(jié)合而發(fā)展出來的設(shè)備109布袋除塵器由排列整齊的過濾布袋所組成，布袋的數(shù)目由幾十個(gè)至數(shù)百個(gè)不等。廢氣通過濾袋時(shí)粒狀污染物附在濾層上，再定時(shí)以振動(dòng)、氣流逆洗或脈動(dòng)沖洗等方式清除。其除塵效果與廢氣流量、溫度、含塵量、及濾袋材料有關(guān)。布袋除塵器由排列整齊的過濾布袋所組成，布袋的數(shù)目由幾十個(gè)至數(shù)110一般而言，其去除粒子大小在0.05～20m范圍，壓力降在1～2kPa左右，除塵效率可達(dá)99%以上。（a）濾袋及纖維材料焚燒廠排放的廢氣為高溫且?guī)в兴旨八嵝缘臍怏w，以往較少采用袋濾除塵器來去除粒狀污染物，但近年來濾布材質(zhì)有所改進(jìn)，對(duì)于溫度、酸堿、及磨損的抵抗力均大為增強(qiáng),例如玻璃纖維耐熱可達(dá)300℃；四氯化乙烯(鐵弗龍)耐熱性可達(dá)280℃，且耐酸堿性良好，故使用頻率愈來愈高。一般而言，其去除粒子大小在0.05～20m范圍，壓力降在1111（b）濾袋室構(gòu)造及清潔方式布袋除塵器依據(jù)所清除附著在濾袋上粉塵的方式，有振動(dòng)式清除法，逆洗式清除法和脈沖式清除法等三種。（b）濾袋室構(gòu)造及清潔方式1129.3酸性氣體控制技術(shù)用于控制焚燒廠尾氣中酸性氣體的技術(shù)有濕式、半干式及干式洗氣等三種方法。（1）濕式洗氣法：對(duì)流操作的填料吸收塔經(jīng)靜電除塵器或布袋除塵器去除顆粒物的尾氣由填料塔下部進(jìn)入，首先噴入足量的液體使尾氣降到飽和溫度，再與向下流動(dòng)的堿液不斷地在填料空隙及表面接觸及反應(yīng)，使尾氣中的污染氣體有效地被吸收。9.3酸性氣體控制技術(shù)經(jīng)靜電除塵器或布袋除塵器去除顆粒物的113填料對(duì)吸收效率影響很大，要盡量選用耐久性與防腐性好,、比表面積大、對(duì)空氣流動(dòng)阻力小、以及單位體積重量輕和價(jià)格便宜的填料。近年來最常使用的填料是由高密度聚乙烯、聚丙烯或其他熱塑膠材料制成的不同形狀的特殊填料，如拉西環(huán)、貝爾鞍及螺旋環(huán)等。常用的堿性藥劑有NaOH溶液(15～20wt%)或Ca(OH)2溶液(10～30wt%)。石灰液價(jià)格較低，但是石灰在水中的溶解度不高，含有許多懸浮氧化鈣粒子，容易導(dǎo)致液體分配器、填料及管線的堵塞及結(jié)垢。雖然苛性鈉較石灰為貴，但苛性堿和酸氣反應(yīng)速率較石灰快速，吸收效率高，其去除效果較好且用量較少，不會(huì)因pH值調(diào)節(jié)不當(dāng)而產(chǎn)生管線結(jié)垢等問題，故一般均采用NaOH溶液為堿性中和劑。填料對(duì)吸收效率影響很大，要盡量選用耐久性與防腐性好,、比表面114洗氣塔的堿性洗滌溶液采用循環(huán)使用方式，當(dāng)循環(huán)溶液的pH值或鹽度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，排泄部分并補(bǔ)充新鮮的NaOH溶液，以維持一定的酸性氣體去除效率。排泄液中通常含有很多溶解性重金屬鹽類(如HgC12、PbC12等)，氯鹽濃度亦高達(dá)3%，必須予以適當(dāng)處理。石灰溶液洗氣時(shí)，其化學(xué)方程式為：2S+2CaCO3+4H2O+3O2→2CaSO4·2H2O+2CO2其中CaSO4·2H2O可以回收再利用。洗氣塔的堿性洗滌溶液采用循環(huán)使用方式，當(dāng)循環(huán)溶液的pH值或鹽115（2）干式洗氣法用壓縮空氣將堿性固體粉未(消石灰或碳酸氫鈉)直接噴入煙管或煙管上某段反應(yīng)器內(nèi)，使堿性消石灰粉與酸性廢氣充分接觸和反應(yīng)，從而達(dá)到中和廢氣中的酸性氣體并加以去除的目的。2xHCl+ySO2+(x+y)CaO→xCaC12+yCaSO3+xH2OyCaSO3+y/2O2→yCaSO4