固體廢物焚燒技術

關于固體廢物焚燒技術第1頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.1生活垃圾焚燒技術焚燒技術是一種高溫熱處理技術，即以一定的過?？諝饬颗c被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化燃燒反應，廢物中的有害有毒物質在800～1200℃的高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時實現(xiàn)廢物無害化、減量化、資源化的處理技術。第2頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2焚燒的目的是盡可能焚毀廢物，使被焚燒的物質變?yōu)闊o害和最大限度地減容，并盡可能減少新的污染物質產(chǎn)生，避免造成二次污染。對于大、中型的廢物焚燒廠，能同時實現(xiàn)使廢物減量、徹底焚毀廢物中的毒性物質，以及回收利用焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個目的。第3頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3熱值

生活垃圾的熱值是指單位質量的生活垃圾燃燒釋放出來的熱量，以kJ/kg（或kcal/kg）計。第4頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月熱值的分類干基發(fā)熱量是廢物不包括含水分部分的實際發(fā)熱量，稱干基發(fā)熱量(Hd)。高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量又稱總發(fā)熱量，是燃料在定壓狀態(tài)下完全燃燒，其中的水分燃燒生成的水凝縮成液體狀態(tài)。熱量計測得值即為高位發(fā)熱量(Hh)。低位發(fā)熱量實際燃燒時，燃燒氣體中的水分為蒸氣狀態(tài)，蒸氣具有的凝縮潛熱及凝縮水的顯熱之和無法利用，將之減去后即為低位發(fā)熱量或凈發(fā)熱量，也稱真發(fā)熱量(H1)。第5頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月熱值的計算干基發(fā)熱量、高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量的關系，三者關系式如下：（KJ/kg)

第6頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月如果已經(jīng)知道元素組成,可利用Dulong方程式近似計算出低位熱值(kcal/kg)Hl=81C+342.5(H-O/8)+22.5S-5.85(9H+W)C、H、O、S—分別代表碳、氧、氫、氯和硫的元素組成，W為廢物的含水量，kg/kg第7頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4焚燒的產(chǎn)物在廢物焚燒時既發(fā)生了物料分子轉化的化學過程，也發(fā)生了以各種傳遞為主的物理過程。大部分廢物及輔助燃料的成分非常復雜，分析所有的化合物成分不僅困難而且沒有必要，一般僅要求提供主要元素分析的結果，也就是碳、氫、氧、氮、硫、氯等元素和水分及灰分的含量。它們的化學方程式雖然復雜，但是從燃燒的觀點而論，它們可用CxHyOzNuSvClw表示，一個完全燃燒的氧化反應可表示為：第8頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5燃燒過程污染物的產(chǎn)生粉塵的產(chǎn)生和特性無機有害氣體的產(chǎn)生和特性

重金屬的產(chǎn)生和特性有機污染物的產(chǎn)生和特性

第9頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5.1粉塵的產(chǎn)生和特性焚燒煙氣中的粉塵可以分為無機煙塵和有機煙塵兩部分，主要是廢物焚燒過程中由于物理原因和熱化學反應產(chǎn)生的微小顆粒物質。物理原因產(chǎn)生的粉塵是指燃燒空氣卷起的微小不燃物、可燃物的灰分等，熱化學反應產(chǎn)生的粉塵是指高溫燃燒室內氧化的鹽類，在煙氣冷卻后凝結成鹽顆粒第10頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月粉塵的產(chǎn)生量機械爐排焚燒爐膛出口粉塵含量一般為1～6g/Nm3，除塵器入口1～4g/Nm3，換算成垃圾燃燒量一般為5.5～22kg/t（濕垃圾）。第11頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月粉塵的物理性質30μm以下的粉塵占50％～60％粉塵的真密度為2.2～2.3g/cm3表觀密度為0.3～0.5g/cm3第12頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月

爐室燃燒室鍋爐室、煙道除塵器煙囪無機煙塵①由燃燒空氣卷起的不燃物、可燃灰分；②高溫燃燒區(qū)域中低沸點物質氣化；③有害氣體(HCl、SOx)去除時，投入的CaCO3粉末引起的反應生成物和未反應物氣-固、氣-氣反應引起的粉塵①煙氣冷卻引起的鹽分；②為去除有害氣體(HCl、SOx)而投入的Ca（OH）2，反應生成物和未反應物/微小粉塵(＜1μm)，堿性鹽占多數(shù)有機煙塵①紙屑等的卷起②不完全燃燒引起的未燃碳分不完全燃燒引起的紙灰/再度飛散的粉灰/粉塵濃度/(g/Nm3)/1～61～4/0.01～0.04（使用除塵器的場合）

粉塵產(chǎn)生機理第13頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5.2無機有害氣體的產(chǎn)生和特性無機有害氣體包括CO和酸性氣體（HCl、HF、SOx、NOx）

NOx的生成有兩個重要的因素：燃燒區(qū)域的氧含量和火焰的溫度。研究顯示，在一定溫度下，NOx的生成率和氧的含量成正比關系。另外，在氧存在的情況下，NOx的產(chǎn)生量隨著溫度提升而大量增加（通常在1150℃以上），NOx的產(chǎn)生亦與滯留時間成線性比例關系。第14頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5.3重金屬的產(chǎn)生和特性焚燒過程產(chǎn)生的灰渣（包括爐渣和飛灰），一般為無機物質，它們主要是金屬的氧化物、氫氧化物和碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽以及硅酸鹽。大量的灰渣特別是其中含有重金屬化合物的灰渣，對環(huán)境會造成很大危害。第15頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5.4灰渣、飛灰的產(chǎn)量與垃圾種類、焚燒爐型式、焚燒條件關。一般焚燒1t垃圾會產(chǎn)生100～150kg爐渣，除塵器飛灰為10kg左右，余熱鍋爐室飛灰的量與除塵器飛灰差不多。第16頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月項目產(chǎn)生機理與性狀產(chǎn)生量（干重）重金屬濃度溶出特性爐渣Cd、Hg等低沸點金屬都成為粉塵，其他金屬、堿性成分也有一部分氣化，冷卻凝結成為爐渣。爐渣由不燃物、可燃物灰分和未燃分組成混合收集時濕垃圾量的10％～15％；不可燃物分類收集時濕垃圾量的5％～10％除塵器飛灰濃度的1/2～1/100分類收集或燃燒不充分時，Pb、Cr6+可能會溶出，成為COD、BOD除塵器飛灰除塵器飛灰以Na鹽、K鹽、磷酸鹽、重金屬為多濕垃圾質量的0.5％～1％Pb、Zn：0.3％～3％；Cd：20～40mg/kg；Cr：200～500mg/kg；Hg：110mg/kgPb、Zn、Cd揮發(fā)性重金屬含量高。pH高時，Pb溶出；中性時，Cd溶出鍋爐飛灰鍋爐飛灰的粒徑比較大（主要是砂土），鍋爐室內用重力或慣性力可以去除與除塵器飛灰量相當濃度介于爐渣與除塵器飛灰之間

爐渣、飛灰的產(chǎn)生和特性第17頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5.5有機污染物的產(chǎn)生和特性在生活垃圾焚燒爐排放廢氣中，已證實有很多種因燃燒不完全而產(chǎn)生的有機物質。這些產(chǎn)物包括二噁英（PCDDs）、呋喃（PCDFs）、及多環(huán)芳香烴化合物（PAHs）：它們可能以氣態(tài)、冷凝狀態(tài)或附著在粒狀污染物上的方式存在。二噁英（PolychlorinatedDibenzop-dioxin）是目前發(fā)現(xiàn)的無意識合成的副產(chǎn)品中毒性最強的化合物，它的毒性LD50（半致死劑量）是氰化鉀毒性的1000倍以上。人們通常所說的二噁英指的是多氯代二苯并-對-二噁英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）的統(tǒng)稱，共有210種同族體。第18頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月污染物來源產(chǎn)生原因存在形態(tài)

無機有害氣體酸性氣體HClHFSO2HBrNOxPVC、其它氯代碳氫化合物—氣態(tài)氟代碳氫化合物—氣態(tài)橡膠及其它含硫組分—氣態(tài)火焰延緩劑—氣態(tài)丙烯腈、胺熱NOx氣態(tài)CO—不完全燃燒氣態(tài)

有機污染物各種碳氫化合物溶劑不完全燃燒氣、固態(tài)

二噁英、呋喃多種來源化合物的離解及重新合成氣、固態(tài)

顆粒物粉末、沙揮發(fā)性物質的凝結固態(tài)

重金屬Hg溫度計、電子元件、電池—氣態(tài)

Cd涂料、電池、穩(wěn)定劑/軟化劑—氣、固態(tài)

Pb多種來源—氣、固態(tài)

Zn鍍鋅原料—固態(tài)

Cr不銹鋼—固態(tài)

Ni不銹鋼Ni-Cd電池—固態(tài)

其它——氣、固態(tài)

焚燒過程污染物來源、產(chǎn)生原因及存在形態(tài)第19頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月減量比MRC——減量比，%；

——焚燒殘渣的質量，kg；

——投加的廢物質量，kg；

——殘渣中不可燃物質量，kg。5.6焚燒技術的指標和標準第20頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.6.1熱灼減量

——熱灼減量，％

——焚燒殘渣在室溫時的質量，kg

——焚燒殘渣在（600±25）℃經(jīng)3h灼熱后冷卻至室溫的質量，kg第21頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.6.2燃燒效率第22頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.6.3破壞去除效率——進入焚燒爐的POHCS的質量流率；——從焚燒爐流出的該種物質的質量流率

第23頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.7燃燒方式蒸發(fā)燃燒。垃圾受熱熔化成液體，繼而化成蒸氣，與空氣擴散混合而燃燒，蠟的燃燒屬這一類；分解燃燒，垃圾受熱后首先分解，輕的碳氫化合物揮發(fā)，留下固定碳及惰性物，揮發(fā)分與空氣擴散混合而燃燒，固定碳的表面與空氣接觸進行表面燃燒，木材和紙的燃燒屬這一類；表面燃燒，如木炭、焦炭等固體受熱后不發(fā)生融化、蒸發(fā)和分解等過程，而是在固體表面與空氣反應進行燃燒。第24頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月生活垃圾燃燒方式：生活垃圾中含有多種有機成分，其燃燒過程是蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒的綜合過程。同時，生活垃圾的含水率高于其他固體燃料，為了更好地認識生活垃圾的焚燒過程，我們在這里將其依次分為干燥、熱分解和燃燒三個過程。第25頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月完全燃燒和不完全燃燒生活垃圾的燃燒還可以分為完全燃燒和不完全燃燒。最終產(chǎn)物為CO2和H2O的燃燒過程為完全燃燒；當反應產(chǎn)物為CO或其他可燃有機物（由于氧氣不足、溫度較低等引起）時，則稱之為不完全燃燒。第26頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月煙氣中HCl來源于含氯的塑料，SOx來源于紙張和廚房垃圾，NOx來源于廚房垃圾。煙氣中的HCl與粉塵中的堿性成分易發(fā)生反應，SOx易與粉塵中的堿性成分和氯化物發(fā)生反應。煙氣中汞（Hg）的化學形態(tài)在爐內基本上是汞蒸氣，經(jīng)燃燒室、靜電除塵器后基本轉變?yōu)槁然℉gCl2）。重金屬、鹽分在高溫爐內部分氣化，但在煙氣冷卻過程中凝聚，成為粉塵。

5.8煙氣中污染物來源、產(chǎn)生原因及存在形態(tài)第27頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月垃圾分析垃圾組成是決定焚燒爐狀況的重要因素。因此，對垃圾組成進行分析，可以預測焚燒爐的發(fā)熱量、煙氣中二氧化硫濃度，也可以計算焚燒垃圾量與空氣需求量。5.9焚燒過程中的垃圾、煙氣和焚燒灰渣分析第28頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月煙氣分析焚燒爐的煙氣溫度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧濃度第29頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒灰渣分析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。爐內熱損失計算在熱量管理上十分重要。定期測定熱灼減量可以檢知焚燒爐的異常和老化程度。第30頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.10廢物焚燒爐的燃燒方式按照助燃空氣加入階段數(shù)分類，可分為單段燃燒多段燃燒；按照助燃空氣供應量，可分為過氧燃燒、缺氧燃燒（控氣式）熱解燃燒等方式。第31頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月廢物焚燒爐的燃燒方式按燃燒氣體流動方式分類反向流焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動方向相反，適合難燃性、閃火點高的廢物燃燒。同向流焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動方向相同，適用于易燃性、閃火點低的廢物燃燒。旋渦流燃燒氣體由爐周圍方向切線加入，造成爐內燃燒氣流的旋渦性，可使爐內氣流擾動性增大，不易發(fā)生短流，廢氣流經(jīng)路徑和停留時間長，而且氣流中間溫度非常高，周圍溫度并不高，燃燒較為完全。第32頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.11影響焚燒的主要因素焚燒溫度、湍流程度（混合程度）氣體停留時間（一般稱為3T）過?？諝饴屎戏Q為3T1E焚燒四大控制參數(shù)。第33頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.11.1焚燒溫度廢物的焚燒溫度是指廢物中有害組分在高溫下氧化、分解直至破壞所須達到的溫度。它比廢物的著火溫度高得多。第34頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒溫度一般說提高焚燒溫度有利于廢物中有機毒物的分解和破壞，并可抑制黑煙的產(chǎn)生。但過高的焚燒溫度不僅增加了燃料消耗量，而且會增加廢物中金屬的揮發(fā)量及氧化氮數(shù)量，引起二次污染。因此不宜隨意確定較高的焚燒溫度。合適的焚燒溫度是在一定的停留時間下由實驗確定的。大多數(shù)有機物的焚燒溫度范圍在800～1100℃之間，通常在800～900℃左右。第35頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒溫度參考經(jīng)驗數(shù)對于廢氣的脫臭處理，采用800～950℃的焚燒溫度可取得良好的效果。當廢物粒子在0.01～0.51μm之間，并且供氧濃度與停留時間適當時，焚燒溫度在900～1100℃即可避免產(chǎn)生黑煙。第36頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒溫度參考經(jīng)驗數(shù)含氯化物的廢物焚燒，溫度在800～850℃以上時，氯氣可以轉化為氯化氫，回收利用或以水洗滌除去；低于800℃會形成氯氣，難以除去。第37頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒溫度參考經(jīng)驗數(shù)含有堿土金屬的廢物焚燒，一般控制在750～800℃以下。因為堿土金屬及其鹽類一般為低熔點化合物。當廢物中灰分較少不能形成高熔點爐渣時，這些熔融物容易與焚燒爐的耐火材料和金屬零件發(fā)生腐蝕而損壞爐襯和設備。第38頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒溫度參考經(jīng)驗數(shù)焚燒含氰化物的廢物時，若溫度達850～900℃，氰化物幾乎全部分解。第39頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒溫度參考經(jīng)驗數(shù)焚燒可能產(chǎn)生氧化氮（NOx）的廢物時，溫度控制在1500℃以下，過高的溫度會使NOx急驟產(chǎn)生。第40頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒溫度參考經(jīng)驗數(shù)高溫焚燒是防治PCDD與PCDF的最好方法，估計在925℃以上這些毒性有機物即開始被破壞，足夠的空氣與廢氣在高溫區(qū)的停留時間可以再降低破壞溫度。第41頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.11.2停留時間廢物中有害組分在焚燒爐內處于焚燒條件下，該組分發(fā)生氧化、燃燒，使有害物質變成無害物質所需的時間稱之為焚燒停留時間。停留時間的長短直接影響焚燒的完善程度，停留時間也是決定爐體容積尺寸的重要依據(jù)。第42頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月廢物在爐內焚燒所需停留時間廢物進入爐內的形態(tài)（固體廢物顆粒大小，液體霧化后液滴的大小以及粘度等）對焚燒所需停留時間影響甚大。當廢物的顆粒粒徑較小時，與空氣接觸表面積大，則氧化、燃燒條件就好，停留時間就可短些。第43頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月停留時間參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)對于垃圾焚燒，如溫度維持在850～1000℃之間，有良好攪拌與混合，使垃圾的水氣易于蒸發(fā)，燃燒氣體在燃燒室的停留時間約為1～2s。第44頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月停留時間參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)對于一般有機廢液，在較好的霧化條件及正常的焚燒溫度條件下，焚燒所需的停留時間在0.3～2s左右，而較多的實際操作表明停留時間大約為0.6～1s；含氰化合物的廢液較難焚燒，一般需較長時間，約3s左右。第45頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月停留時間參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)對于廢氣，為了除去惡臭的焚燒溫度并不高，其所需的停留時間不需太長，一般在1s以下。第46頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.11.3湍流度（混合強度）要使廢物燃燒完全，減少污染物形成，必須要使廢物與助燃空氣充分接觸、燃燒氣體與助燃空氣充分混合。第47頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月擾動方式為增大固體與助燃空氣的接觸和混合程度，擾動方式是關鍵所在。焚燒爐所采用的擾動方式有空氣流擾動、機械爐排擾動、流態(tài)化擾動及旋轉擾動等，其中以流態(tài)化擾動方式效果最好。第48頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣流動擾動方式爐床下送風助燃空氣自爐床下送風，由廢物層空隙中竄出，這種擾動方式易將不可燃的底灰或未燃碳顆粒隨氣流帶出，形成顆粒物污染，廢物與空氣接觸機會大，廢物燃燒較完全，焚燒殘渣熱灼減量較?。坏?9頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣流動擾動方式爐床上送風助燃空氣由爐床上方送風，廢物進入爐內時從表面開始燃燒，優(yōu)點是形成的粒狀物較少，缺點是焚燒殘渣熱灼減量較高；第50頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月過?？諝庠趯嶋H的燃燒系統(tǒng)中，氧氣與可燃物質無法完全達到理想程度的混合及反應。為使燃燒完全，僅供給理論空氣量很難使其完全燃燒，需要加上比理論空氣量更多的助燃空氣量，以使廢物與空氣能完全混合燃燒。根據(jù)經(jīng)驗選取過?？諝庀禂?shù)時，應視所焚燒廢物種類選取不同數(shù)據(jù)。焚燒廢液、廢氣時一般取1.2～1.3；焚燒固體廢物時則要取較高的數(shù)值，通常為1.5～1.9，有時甚至要在2以上，才能達到較完全的焚燒.第51頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣量供應對焚燒的影響過剩空氣率過低會使燃燒不完全，甚至冒黑煙，有害物質焚燒不徹底；但過高時則會使燃燒溫度降低，影響燃燒效率，造成燃燒系統(tǒng)的排氣量和熱損失增加。第52頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月過剩空氣量經(jīng)驗指標焚燒廢液、廢氣時過?？諝饬恳话闳?0％～30％的理論空氣量；但焚燒固體廢物時則要取較高的數(shù)值，通常占理論需氧量的50％～90％，過?？諝庀禂?shù)為1.5～1.9，有時甚至要在2以上，才能達到較完全的焚燒。第53頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.11.4燃燒四個控制參數(shù)的互動關系在焚燒系統(tǒng)中，焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時間和過?？諝饴适撬膫€重要的設計及操作參數(shù)。過?？諝饴视蛇M料速率及助燃空氣供應速率即可決定。氣體停留時間由燃燒室?guī)缀涡螤?、供應助燃空氣速率及廢氣產(chǎn)率決定。而助燃空氣供應量亦將直接影響到燃燒室中的溫度和流場混合（紊流）程度，燃燒溫度則影響垃圾焚燒的效率。第54頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月參數(shù)變化垃圾攪拌混合程度氣體停留時間燃燒室溫度燃燒室負荷燃燒溫度上升可減少可減少/會增加過?？諝饴试黾訒黾訒p少會降低會增加氣體停留時間增加可減少/會降低會降低

焚燒四個控制參數(shù)的互動關系第55頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.12物質平衡分析第56頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月M1入+M2入+M3入+M4入＝M1出+M2出+M3出+M4出+M5出第57頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.13熱平衡分析Qr，w+Qr，a+Qr，k＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6第58頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月輸入熱量生活垃圾的熱量Qr，w輔助燃料的熱量Qr，a助燃空氣熱量Qr，k

第59頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月輸出熱量有效利用熱Q1排煙熱損失Q2化學不完全燃燒熱損失Q3機械不完全燃燒熱損失Q4散熱損失Q5灰渣物理熱損失Q6第60頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月當垃圾的低位熱值為1500kcal/kg，垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量高效吸收以后轉換成蒸汽，如果蒸汽全部用于發(fā)電，在焚燒廠垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量中，23％的熱量被尾氣帶走，46％的熱量用于汽輪機發(fā)電，5％的熱量用于取暖、供熱水，26％的熱量被焚燒廠內的各種設備消耗。汽輪機的發(fā)電量為焚燒廠自身電力消耗的3～4倍，與汽輪機發(fā)電量相當?shù)臒崃績H為垃圾焚燒產(chǎn)生熱量的4％。5.14固體廢物熱值的利用第61頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月第62頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.15燃燒所需空氣量第63頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.16焚燒煙氣量及組成如果廢物組成已知，以C、H、O、S、N、Cl、W表示單位廢物中碳、氫、氧、硫、氮、氯和水分的質量比第64頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.18廢氣停留時間CA0，CA——分別表示A組分的初始濃度和經(jīng)時間t后的濃度，g·mol；t——反應時間，s；k——反應速度常數(shù)，是溫度的函數(shù)，s-1第65頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.19燃燒室容積熱負荷Ff——輔助燃料消耗量，kg/h；LHVf——輔助燃料的低位熱值，kJ/kg；Fw——單位時間的廢物焚燒量，kg/h；LHVw——廢物的低位熱值，kJ/kg；A——實際供給每單位輔助燃料與廢物的平均助燃空氣量，kg/kg；Cpa——空氣的平均定壓熱容，kJ/（kg·℃）；ta——空氣的預熱溫度，℃；t0——大氣溫度，℃；V——燃燒室容積，m3

第66頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.20焚燒溫度LHV——廢物及輔助燃料的低位熱值，kJ/kg；EA——過剩空氣率；

V——廢物燃燒產(chǎn)生煙氣量，Nm-3

Cp——煙氣在16～1100℃范圍內的近似熱容，1.254kJ/(kg·℃）

第67頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21固體廢物焚燒系統(tǒng)一個固體廢物焚燒廠主要包括:廢物貯存及進料系統(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)等組成第68頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月垃圾焚燒處理的典型流程第69頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月第70頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.1垃圾接受系統(tǒng)垃圾稱重垃圾卸料垃圾儲存及進料第71頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月城市垃圾焚燒爐一般工業(yè)廢物焚燒爐危險廢物焚燒爐三種類型5.21.2焚燒爐及其工藝第72頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒爐類型按照處理廢物的形態(tài)液體廢物焚燒爐氣體廢物焚燒爐固體廢物焚燒爐第73頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月固體廢物焚燒爐爐排型焚燒旋轉窯式焚燒爐流化床焚燒爐第74頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月機械爐排焚燒爐采用活動式爐排，可使焚燒操作連續(xù)化、自動化，是目前在處理城市垃圾中最為廣泛的焚燒爐機械爐排焚燒爐第75頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月第76頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月流化床焚燒爐流化床焚燒爐可以對垃圾進行焚燒處理，但需要預處理技術。它的最大優(yōu)點是可以使垃圾完全燃燒，并對有害物質進行最徹底的破壞，一般排出爐外的未燃物均在1％左右，燃燒殘渣最低，有利于環(huán)境保護，同時也適用于焚燒高水分的污泥類等物質。流化床主要用來焚燒輕質木屑等，但近年開始逐步應用于焚燒污泥、煤和城市生活垃圾。流化床焚燒爐根據(jù)風速和垃圾顆粒的運動狀況可分為：固定層，沸騰流動層和循環(huán)流動層。第77頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月流化床焚燒爐流化床焚燒爐的運行和操作技術要求高，若垃圾在爐內的沸騰高度過高，則大量的細小物質會被吹出爐體；相反，鼓風量和壓力不夠，沸騰不完全，則會降低流化床的處理效率。因此需要非常靈敏的調節(jié)手段和相當有經(jīng)驗的技術人員操作。第78頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月流化床焚燒爐第79頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月旋轉窯式焚燒爐回轉窯焚燒爐是一種成熟的技術，如果待處理的垃圾中含有多種難燃燒的物質，垃圾的水分變化范圍較大或者進料的體積較大，回轉窯是一理想的選擇?；剞D窯因為轉速的改變，可以影響垃圾在窯中的停留時間，并且對垃圾在高溫空氣及過量氧氣中施加較強的機械碰撞，能得到可燃物質及腐敗物含量很低的爐渣?；剞D窯可處理的垃圾范圍廣，特別是在工業(yè)垃圾的焚燒領域應用廣泛。城市生活垃圾焚燒中的應用主要是為了提高爐渣的燃燼率，將垃圾完全燃燼以達到爐渣再利用時的質量要求。第80頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月旋轉窯式焚燒爐1－回轉窯；2－燃燼爐排；3－二次燃燒室；4－助燃器；5—鍋爐第81頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月項目機械爐排焚燒爐流化床焚燒爐回轉焚燒爐爐排樣式機械爐排無爐排無爐排燃燒空氣壓力低高低垃圾與空氣接觸較好好較好點火升溫較快快慢二次燃燒室不要不要需要煙氣中含塵量低高較高占地面積大小中垃圾破碎情況不需要需要不需要燃燒介質不用載體需用石英砂作熱載體不用載體燃燒爐體積較大小大加料斗高度高較高低焚燒爐狀態(tài)靜止靜止旋轉殘渣中未燃份少（＜3%）最少（＜1%＝較少（＜5%）操作運行方便方便方便適應垃圾熱值低低高是否適于煤混燒否是否操作方式連續(xù)可間斷連續(xù)耐火材料磨損性小小大垃圾處理量大中中垃圾焚燒歷史長短較長垃圾焚燒市場比例高較高低主要傳動機構爐排砂循環(huán)爐體運行費用低較高低檢修工作量較少少少第82頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒爐設計焚燒爐的設計主要與被燒垃圾的性質、處理規(guī)模、處理能力、爐排的機械負荷和熱負荷、燃燒室熱負荷、燃燒室出口溫度和煙氣滯留時間、熱灼減率等因素有關第83頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒爐的設計垃圾性質

處理規(guī)模

處理能力

爐排機械負荷和熱負荷

燃燒室熱負荷

燃燒室出口溫度和煙氣滯留時間

熱灼減率第84頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月機械爐排焚燒爐的設計

爐膛幾何形狀及氣流模式

燃燒室的構造燃燒室熱負荷:焚燒爐燃燒室熱負荷設計值約為（34～63）×104kJ/（m3·h）

助燃空氣:一次空氣占助燃空氣總量的60％～70％，預熱至150℃左右由鼓風機送入；其余助燃空氣當成二次空氣。一次空氣在爐床干燥段、燃燒段及后燃燒段的分配比例，一般為15％、75％及10％。

燃燒室所需體積

所需爐排面積

第85頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月旋轉窯焚燒爐設計

溫度：旋轉窯焚燒爐內的氣體溫度通常維持在850～1000℃之間

過?？諝饬浚盒D窯焚燒爐的廢液燃燒噴嘴的過?？諝饬靠刂朴?0％～20％之間停留時間：旋轉窯焚燒爐二次燃燒室體積一般是以2s的氣體停留時間為基準而設計的

θ為固體停留時間，min；L為旋轉窯焚燒爐長度，m；D為窯內直徑，m；N為轉速，r/min；S為窯傾斜度，m/m。第86頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.3助燃空氣系統(tǒng)一次助燃空氣系統(tǒng)二次助燃空氣系統(tǒng)輔助燃油燃燒系統(tǒng)第87頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.4灰渣處理系統(tǒng)垃圾卸料垃圾貯坑焚燒爐余熱鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)煙囪熱回收系統(tǒng)飛灰垃圾煙氣煙氣煙氣煙氣凈化系統(tǒng)飛灰垃圾排放焚燒底灰細渣（由爐排間掉落）第88頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月

地下處置

重金屬分離

穩(wěn)定化

固化、穩(wěn)定化

高溫處理

填埋

利用

利用

飛灰

5.21.5飛灰處理系統(tǒng)第89頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.6余熱利用系統(tǒng)第90頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.7煙氣凈化系統(tǒng)顆粒物（粉塵）酸性氣（HCl、HF、SOx、NOx等）重金屬（He、Pb、Cr等）有機劇毒性污染物（二惡英、呋喃等）四大類第91頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月濕法凈化工藝噴射干燥器＋靜電除塵器或袋式除塵器＋一級文丘里洗滌器＋二級文丘里洗滌器第92頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月1-煙氣；2-煙囪；3—干燥器；4-靜電除塵器或袋式除塵器；5—熱交換器；6-文丘里洗滌器；7-中和箱；8-污泥箱；9-石灰貯存?zhèn)}；10—石灰熟化倉；11—Na0H貯存?zhèn)}；12—攪拌池；13—固態(tài)灰渣第93頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月干法凈化工藝干法管道噴射＋除塵器”和“干法吸收反應器＋除塵器”

第94頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月第95頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月半干法凈化工藝噴霧干燥吸收塔+除塵器第96頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月第97頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月三種工藝主要對顆粒物、易去除酸性氣體具有很高的凈化效率，同時對于重金屬、二噁英(PCDDs)、呋喃(PCDFs)等也有較高的去除效率，但對于NOx的凈化效果卻較差。因此，對于垃圾焚燒煙氣中的NOx排放有限制時，垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)中常需設有單獨的NOx凈化系統(tǒng)?；钚蕴繃娚湮?活性炭噴射吸附并不能單獨構成完整的煙氣凈化系統(tǒng)，它只能作為煙氣凈化主體工藝（包括濕法、半干法和干法）的完善或補充工藝。為了滿足越來越嚴格的生活垃圾焚燒煙氣排放標準，確保重金屬（尤其是Hg）和二惡英（PCDDs）、呋喃（PCDFs）的排放達標，除嚴格控制焚燒工藝和技術參數(shù)外，現(xiàn)代化大型生活垃圾焚燒廠常采用活性炭噴射吸附的輔助凈化措施第98頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.8典型粒狀污染物控制技術選擇除塵設備時，首先應考慮粉塵負荷、粒徑大小、處理風量及容許排放濃度等因素，若有必要則再進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、真密度、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、濕度及其他成分等），以便作一合適的選擇第99頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月除塵設備的種類主要包括重力沉降室旋風（離心）除塵器噴淋塔文氏洗滌器靜電除塵器布袋除塵器等第100頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月表7-27焚燒尾氣除塵設備的特性比較種類有效去除顆粒直徑/μm壓差/cmH2O處理單位氣體需水量（L/m3）體積受氣體流量變化影響否運轉溫度/℃特性壓力效率文氏洗滌器0.51000～25400.9～1.3小是是70～90構造簡單，投資及維護費用低、耗能大，廢水須處理水音式洗滌塔0.19150.9～1.3小否是70～90能耗最高，去除效率高，廢水須處理靜電除塵器0.2513～250大是是/受粉塵含量、成分、氣體流量變化影響大，去除率隨使用時間下降濕式電離洗滌塔0.1575～2050.5～11大是否/效率高，產(chǎn)生廢水須處理布袋除塵器

a.傳統(tǒng)形式0.475～1500大是否100～250受氣體溫度影響大，布袋選擇為主要設計參數(shù)，如選擇不當，維護費用高b.反轉噴射式0.2575～1500大是否

注：1cmH2O=98.0665Pa。焚燒尾氣除塵設備的特性比較第101頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月靜電除塵器和袋式除塵器的除塵效率均大于99%，是目前應用最廣泛的兩種顆粒物控制設備，且對小于0.5μm的顆粒也有很高的捕集效率。靜電除塵器和袋式除塵器廣泛應用于發(fā)達國家垃圾焚燒廠作為顆粒污染物的凈化設備。國外的工程實踐表明，靜電除塵器顆粒使顆粒物的濃度控制在45mg/Nm3以下，而袋式除塵器的除塵效率更高，可以使顆粒物的濃度控制在更低的水平。另一方面，袋式除塵器雖然易受氣體溫度和顆粒物粘性的影響，致使濾料的造價增加和清灰不利，但其除塵效率對進氣條件的的變化不敏感，不受顆粒物比電阻和原始濃度的影響，而太高或太低的比電阻卻可能導致靜電除塵器的除塵效率大大降低，故二者各有優(yōu)缺點。此外，值得說明的是，袋式除塵器在高效去除顆粒物的同時兼有凈化其他污染物的能力，并可截留部分二惡英。第102頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.9酸性氣態(tài)污染物控制與凈化技術HCl、HF以及SOx的凈化技術:HCl、HF以及SOx的凈化機理是利用酸堿的中和反應。堿性吸收劑（如NaOH、Ca(OH)2）以液態(tài)（濕法）、液/固態(tài)（半干法）或固態(tài)（干法）的形式與以上污染物發(fā)生化學反應.在垃圾焚燒廠中，HCl、HF以及SOx的凈化技術可根據(jù)是否有廢水排出的不同分為三種：濕式洗滌法、半干式洗滌法和干式處理法。這三種方法的吸收效率分別為40%～50%、60%～80%、80%～90%，成本之比（干法:半干法:濕法）為1:（1.5～2）:（2～25）第103頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月NOx的凈化技術目前常用的NOx凈化方法有選擇性催化還原法（SCR）、選擇性非催化還原法（SNCR）以及氧化吸收法等多種形式。SCR法是在催化劑存在的條件下，NOx被還原劑（一般為氨）還原為對環(huán)境無害的氮氣。由于催化劑的存在，該反應在不高于400℃的條件下即可完成。SNCR法是在高溫（800～1000℃）條件下，利用還原劑氨或碳酰胺（尿素）將NOx還原為氮氣的方法。與SCR法不同的是，SNCR法不需要催化劑，其還原反應所需的溫度比SNCR法高得多。因此，SNCR法的還原反應一般是在垃圾焚燒爐膛內完成的，而SCR法的還原反應是則是在垃圾焚燒爐的后續(xù)設備中完成。氧化吸收法是在濕法凈化系統(tǒng)的吸收劑中加入強氧化劑如NaClO2，將煙氣中的NO氧化為NO2，NO2再被鈉堿溶液吸收去除。吸收還原法是在濕法系統(tǒng)中加入Fe2+離子，F(xiàn)e2+離子將NO包圍，形成EDTA化合物，EDTA再與吸收溶液中的HSO3-和SO32-反應，最終放出N2和SO42-作為最終產(chǎn)物。第104頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.10重金屬控制技術焚燒廠排放尾氣中所含重金屬量的多少，與廢物組成、性質、重金屬存在形式、焚燒爐的操作及空氣污染控制方式有密切關系。第105頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月重金屬的焚燒特性與去除機理重金屬降溫達到飽和，凝結成粒狀物后被除塵設備收集去除飽和溫度較低的重金屬元素無法充分凝結，但飛灰表面的催化作用會形成飽和溫度較高且較易凝結的氧化物或氯化物，而易被除塵設備收集去除仍以氣態(tài)存在的重金屬物質，因吸附于飛灰上或噴入的活性炭粉末上而被除塵設備一并收集去除第106頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒前控制焚燒中控制焚燒后控制第107頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒前控制焚燒前控制主要是指垃圾的分類與分揀，這實際上是一種預處理。將垃圾中重金屬含量較多的成分（電池、電器、礦物質等）垃圾中分揀出，可大大減少垃圾中相關重金屬（鉛、汞、w等）含量，并可大大減少后期處理、處置的工作量第108頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒中控制活性炭吸附：煙氣中噴射基于碳的吸附劑，這種方法對于除汞尤其有效，這是因為汞的沸點很低，極易揮發(fā)，經(jīng)過焚燒處理后，幾乎所有的汞都是以氣體形式離開焚燒爐，進入煙氣。活性炭吸附劑對汞的吸收率可達90％。而對于Pb等沸點較高的重金屬則通過加入絡合劑，使重金屬催化轉化形成飽和溫度較高且較易凝結的氧化物或絡合物，進而被除塵設備捕集。目前公認SiO2,A12O3,Ti2O3等化合物對Pb、Cd、As的絡合能力極強。第109頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒中控制單獨使用靜電除塵器對重金屬物質去除效果較差，因為尾氣進入靜電除塵器時的溫度較高，重金屬物質無法充分凝結，且重金屬物質與飛灰間的接觸時間亦不足，無法充分發(fā)揮飛灰的吸附作用。第110頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒中控制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和露點以下，但去除重金屬物質的主要機構仍為吸附作用，且因對粒狀物質的去除效果甚低，即使廢氣的溫度可使重金屬凝結（汞仍除外），除非裝設除塵效率高的文氏洗滌器或靜電除塵器，凝結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HgCl2），具水溶性，由于其飽和蒸氣壓高，通過除塵設備后在洗氣塔內仍為氣態(tài)，與洗滌液接觸時可因吸收作用而部分被洗滌下來，但會再揮發(fā)隨廢氣釋出。第111頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒中控制布袋除塵器與干式洗氣塔或半干式洗氣塔并用時，除了汞之外對重金屬的去除效果均十分優(yōu)良，且進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以下，以免引起酸霧凝結，造成濾袋腐蝕，或因水汽凝結而使整個濾袋阻塞。汞金屬由于其飽和蒸氣壓較高，不易凝結，只能靠布袋上的飛灰層對氣態(tài)汞金屬的吸附作用而被去除，其效果與尾氣中飛灰含量及布袋中飛灰層厚度有直接關系。第112頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒中控制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對汞金屬的吸附作用，或在布袋除塵器前噴入能與汞金屬反應生成不溶物的化學藥劑，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到50％～70％的去除效果。在濕式處理流程中，在洗氣塔的洗滌液內添加催化劑（如CuCl2），促使更多水溶性的HgCl2生成，再以螯合劑固定已吸收汞的循環(huán)液，確保吸收效果。第113頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.21.11二惡英類物質產(chǎn)生廢物成分焚燒形成爐外低溫再合成第114頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月二惡英類物質的控制與凈化技術焚燒爐內二惡英形成的控制技術:控制來源；減少爐內形成：用3T+E工藝，縮短煙氣在合成溫度區(qū)間內的停留時間，高溫分離飛灰優(yōu)化鍋爐設計，加強鍋爐吹掃添加二惡英生成抑制劑；避免爐外低溫再合成。二惡英污染物的凈化技術:其中干式/半干式噴淋塔結合布袋除塵器、活性炭吸附二惡英的技術是控制煙氣中二惡英排放最為有效的技術。根據(jù)活性炭加入方式的不同，又可分為3種工藝：活性炭注射工藝、移動床工藝和固定床工藝第115頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.22污染物排放限值煙塵：80mg/m3CO:150mg/m3SO2:260mg/m3氮氧化物：400mg/m3二惡因：1.0ng/m3第116頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.23自動控制系統(tǒng)垃圾焚燒廠的典型自動控制對象包括稱重及車輛管制自動控制、吊車的自動運行、爐渣吊車的自動控制、自動燃燒系統(tǒng)、焚燒爐的自動啟動和停爐，以及實現(xiàn)多變量控制的模糊數(shù)學控制。集散型控制系統(tǒng)，PCS系統(tǒng)第117頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月燃燒主要控制及測量系統(tǒng)爐排表面溫度調節(jié)爐排傳動速度爐子上部氣相溫度調節(jié)推料機進料速度一次空氣預熱器出口空氣溫度控制垃圾加入量計算爐膛負壓調節(jié)煙氣含氧量與一次空氣流量串級系統(tǒng)根據(jù)垃圾熱值及處理量通過關聯(lián)式計算出付產(chǎn)蒸汽量，一次空氣量及二次空氣量，實現(xiàn)設定值控制(SPC)爐子自動點火及熄火安全停爐裝置垃圾裝卸料操作及爐子燃燒情況工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)第118頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月鍋爐自控及報警系統(tǒng)鍋爐汽包液位三沖量控制系統(tǒng)及報警除氧器液位控制系統(tǒng)及報警除氧器壓力控制系統(tǒng)及報警過熱器出口溫度控制第119頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月煙氣處理部分主要監(jiān)控系統(tǒng)排煙溫度控制煙氣HCL濃度控制石灰料倉料位控制反應剩余物料位控制石灰液配制槽及分配槽液位控制濾袋式除塵器旁通閥控制第120頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月汽輪機部分主要監(jiān)控系統(tǒng)汽輪機進汽壓力控制汽輪機轉速控制蒸汽轉換閥、減溫減壓器溫度及壓力控制第121頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.24焚燒灰渣處理與利用焚燒灰渣是由底灰（BottomAsh或Slag）及飛灰（FlyAsh）共同組成。飛灰和底灰具有不同的特性，對它們的處理方法也不盡相同。各種灰渣中都含有重金屬，特別是焚燒飛灰，其重金屬含量特別高，在對其進行最終處置之前必須先經(jīng)過穩(wěn)定化處理。另外，灰渣中還存在未燃有機成分，這在灰渣的處理過程中也應加以考慮。第122頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月底灰底灰系焚燒后由爐床尾端排出的殘余物，主要含有焚燒后的灰分及不完全燃燒的殘余物，一般經(jīng)水冷卻后再送出。第123頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月細渣細渣由爐床上爐條間的細縫落下，經(jīng)集灰斗槽收集，一般可并入底灰，其成分有玻璃碎片、熔融的鋁錠和其他金屬第124頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月飛灰飛灰是指由空氣污染控制設備中所收集的細微顆粒，一般系經(jīng)旋風除塵器、靜電除塵器或布袋除塵器所收集的中和反應物（如CaCl2、CaSO4等）及未完全反應的堿劑［如Ca(OH)2］。第125頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月鍋爐灰鍋爐灰是廢氣中懸浮顆粒被鍋爐管阻擋而掉落于集灰斗中，亦有沾于爐管上再被吹灰器吹落的，可單獨收集，或并入飛灰一起收集。第126頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月垃圾焚燒灰渣的處置要求《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GWKB3－2000）中對垃圾焚燒灰渣的處置要求是：“焚燒爐渣與除塵設備收集的焚燒飛灰應分別收集、貯存和運輸；焚燒爐渣按一般固體廢物處理，焚燒飛灰應按危險廢物處理；其它尾氣凈化裝置排放的固體廢物按GB5085.3危險廢物鑒別標準判斷是否屬于危險廢物，如屬于危險廢物，則按危險廢物處理”?！秶椅ｋU廢物名錄》把固體廢物焚燒飛灰列為危險廢物編號HW18，依據(jù)其毒性必須納入危險廢物管理范疇。第127頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒灰渣的利用根據(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℃以下焚燒爐排出的叫普通的焚燒殘渣，另一種是1500℃高溫焚燒爐排出的熔融狀態(tài)的殘渣叫燒結殘渣。第128頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月利用焚燒灰渣制造輕骨料研究結果表明：建筑混凝土的輕骨料完全可以用城市垃圾焚燒殘渣作主要原料。焚燒殘渣用作建筑材料第129頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月利用焚燒灰渣制作墻磚和地磚日本東京工業(yè)實驗所在利用焚燒殘渣制作墻磚和地磚方面進行了大量的研究。結果表明，燒制出的墻磚和地磚，性能完全符合日本國家標準JISA5209的要求。地磚和外墻磚一般是由硅石、長石、蠟石、瓷石及粘土作原料制成的。用垃圾焚燒殘渣代替這些原料中的一部分，盡管質量有所下降，卻可以使成本大大降低。第130頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒灰渣的土木工程應用飛灰和水冷熔渣的土木工程性質表明它們替代傳統(tǒng)的填充材料有很大的優(yōu)勢。一種應用是作為路堤和土壤改良的填料。飛灰和水冷熔渣的密度低，這使它們在作路堤和軟土的填料時比傳統(tǒng)的填料要好，因為施加在軟土上的負荷小，所以引起的地面沉降也小。飛灰和水冷熔渣的抗剪強度很高，表明這兩種物質有足夠的耐受能力和穩(wěn)定性。飛灰和水冷熔渣的滲透系數(shù)很高，與沙子具有相同的數(shù)量級，這使它們在作填料時很快穩(wěn)定。第131頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結殘渣利用技術燒結殘渣通常是高密度砂礫狀熔塊。由于經(jīng)過玻璃化，故重金屬溶出量很小，利用這個優(yōu)點作建筑材料、鋪路骨料很為適用。第132頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.25垃圾焚燒廠的建設焚燒廠建設基本原則焚燒建設所需的條件第133頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.26焚燒廠的分類I類：1200t/dII類：600-1200t/dIII類：150-600t/dⅣ類：50-150t/d第134頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月垃圾接受設備給料設備燃燒設備煙氣冷卻設備煙氣處理設備a進場稱重設備b車輛管理設備c垃圾貯坑a破袋機機破碎機b吊車c給料器a爐排和水冷壁b輔助燃料給料設備c出灰設備a廢熱鍋爐b蒸汽冷凝設備c純水生產(chǎn)設備a除塵設備b有害氣體脫除設備余熱利用設備廢水處理設備供水設備通風設備自動控制設備a發(fā)電設備b溫水供應設備c區(qū)域供暖供氣設備d溫室栽培設施a有機廢水處理設備b無機廢水處理設備c煙洗廢水處理設備A供水裝置B回收利用水設備C儲水池a鼓風機b通風管道c煙囪a自控系統(tǒng)b數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)c監(jiān)視系統(tǒng)5.27焚燒廠設備第135頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.27.1焚燒爐的選擇第136頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.27.2焚燒爐的技術要求焚燒爐技術性能指標溫度（850，1000），停留時間（2S，1S），熱灼減率（5%），煙氣中氧含量（6-12%）焚燒爐煙筒高度要求100（t/d)，25m；100-300（t/d)，40m；300（t/d)以上，60m第137頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月工程規(guī)模(t/d）20030040050060070080090010002爐面積/畝2830323538414549553爐面積/畝3235384145515764734爐面積/畝3640444854606979905爐面積/畝40455055627080911045.27.3廠址選擇與用的面積確定第138頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月5.28危險廢物焚燒技術選址原則排氣筒高度技術性能指標排放限值第139頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月生活垃圾焚燒及資源化研究與應用第140頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月研究目標：在完善和提高發(fā)達國家焚燒技術的同時，針對我國生活垃圾高混雜、高含水率、高無機物含量、低熱值等引發(fā)的焚燒難題，研發(fā)和應用千噸級機械爐排焚燒國產(chǎn)化技術集成體系，為我國焚燒事業(yè)的發(fā)展奠定基礎項目背景第141頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月二、研究內容及成果

第142頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月1.生活垃圾生物堆酵與機械脫水集成技術脫水經(jīng)10d，含水率從72％降低到53％垃圾在堆酵5d后，低位熱值提高了30－40％圖半程生物處理體含水率變化圖垃圾堆酵與時間的示意圖生活垃圾生物脫水第143頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月圖垃圾預堆制后其進爐垃圾占進廠垃圾量的百分比機械壓濾脫水率垃圾貯坑堆酵

表垃圾壓濾實驗結果垃圾重量壓出結果壓濾前壓濾后壓出水壓出率實驗結果4330kg3885kg455kg10.3％經(jīng)過壓濾機的擠壓，大約10.3%的滲濾液被擠出1.生活垃圾生物堆酵與機械脫水集成技術脫水

降低大約30%的水分第144頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月采用貯坑生物預堆制和機械壓濾脫水相結合的生活垃圾預脫水技術，使得生活垃圾水分含量降低34％以上熱值從原生垃圾的3800kJ/kg提高到7200kJ/kg左右1.生活垃圾生物堆酵與機械脫水集成技術脫水第145頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月2.生活垃圾焚燒工藝集成技術研究

表有機硅類滲透劑涂層（底層）與聚脲涂料（表層）組成的復合涂層涂層材料施工方法結構要求有機硅滲透劑涂層硅基滲透劑輥涂滲透深度≥3mm，用量0.25L/m2聚脲涂層打磨用混凝土打磨機、噴砂機清除基材表面的灰塵、浮渣及污物陽角應打磨成R≥10mm的圓角，陰角應做成45°斜角填縫劑（環(huán)氧類或聚氨酯類）刮膩子基材表面的凹凸、洞穴及裂縫填平混凝土專用底漆噴涂、刷涂或輥涂用量0.1kg/m2聚脲專用的聚脲噴涂機噴涂厚度1.5mm；垃圾貯坑的防腐、密閉進爐垃圾熱值提高、防腐效果良好、垃圾倉密封性強第146頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月爐排通風改進性能研究

爐排片端部開孔：未開孔爐排阻力為24～75Pa，開孔爐排為12~48Pa四次垃圾的裝卸，未開孔的空爐排最大阻力為145Pa，而此時有500mm厚垃圾時的最大阻力為468Pa（對應于最大的空氣流量1031m/h），爐排通風阻力所占比例約為1/3圖試驗臺流程示意圖2.生活垃圾焚燒工藝集成技術研究第147頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月實際焚燒廠爐排的通風實驗研究

增大了第一級爐排的通風量，促進了入爐后的垃圾干燥與著火、焚燒效果當左右兩側第一級送風量低于12000m3/h時，焚燒狀態(tài)“一般”，而隨著第一級送風量的增加，焚燒狀態(tài)將得到很好提高當?shù)谝患墵t排送風量達到總送風量25%左右時（一般設計值為總送風量15％），達到很好的焚燒狀態(tài)垃圾焚燒狀態(tài)與第一級爐排送風量關系2.生活垃圾焚燒工藝集成技術研究25%65%10%第148頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月爐排性能改進性能研究

針對高含水率、低熱值的特性-提高一次風溫度最高至280℃，使垃圾在爐內的干燥段得以充分干燥，加強燃燒效果；-同時加長焚燒爐排長度至14.43m，最終爐渣熱灼減率低于1%

爐排開孔前后第一次裝垃圾阻力的比較

新安裝爐排片端部形狀

爐排片端部形狀2.生活垃圾焚燒工藝集成技術研究第149頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月“冷卻（稀堿液）石灰干粉管道噴射+袋式除塵”的干法/半干法切換型工藝

采用冷卻水，直接冷卻去除部分酸性物質；當煙氣中酸性氣態(tài)污染物濃度較高時，改為噴入“NaOH的稀溶液”表焚燒廠煙氣的污染物排放狀況污染物名稱

單

位國標GB18485-2001歐盟1992

標準排放值先進性煙塵

mg/Nm3

80304達到歐盟標準，優(yōu)于國標96％HClmg/Nm3

755030達到歐盟標準，優(yōu)于國標55％SO2mg/Nm3

260300150達到國家標準，優(yōu)于歐盟標準50％

NOX

mg/Nm3

400－200比國標低50％

COmg/Nm3

15010080優(yōu)于歐盟標準和國標二惡英類

ngTEQ/Nm3

1.00.10.02達到歐盟標準，優(yōu)于國標95％2.生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術

第150頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月

焚燒廠飛灰產(chǎn)量大約為進廠生活垃圾的1.5%，大大低于常規(guī)的3～5％的比例，有效降低了后續(xù)飛灰的處理壓力圖江橋焚燒廠飛灰質量比2.生活垃圾焚燒工藝集成技術研究焚燒廠飛灰量

第151頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月3.生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術

L/S值增大,脫硫率呈逐漸上升的趨勢L/S值從0.036mm-1增大到0.069mm-1,SO2脫除率大幅度提高，從73.0%升至93.74%圖L/S對二氧化硫去除率的影響(T=1min)水道式脫硫系統(tǒng)研究

長距離水道式脫硫系統(tǒng)實驗裝置1SO2鋼瓶2N2

鋼瓶3轉子流量計4調節(jié)閥門5緩沖混合鋼罐6長距離水道體系7煙氣分析儀8氣體管路9氣體采樣管路第152頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體流速增大，SO2去除率下降，但提高流速可增強氣液兩相的湍動，增強氣液傳質，SO2去除速率增大3.生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術

第153頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月當液體介質為飛灰浸出液時，SO2去除率明顯高于單純水作為介質時的脫硫率水道式脫硫除塵系統(tǒng)在實際運行過程中，充分利用煙氣飛灰顆粒中二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂等堿性成分的活性，使之與二氧化硫等廢氣相互作用和反應，從而實現(xiàn)煙氣的凈化

圖飛灰對二氧化硫去除率的影響(T=1min;L/S=0.0364mm-1)3.生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術

第154頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月4.生活垃圾焚燒廠滲濾液表征及處理技術研究

測定指標水樣原水1.2um0.45um1萬Da2000DapH4.74.684.654.644.62NH3-N(mg/l)760.03749.99744.97737.44729.9CODCr(mg/l)5689854791525645216650934TOC(mg/l)2230021260212002024020040TN(mg/l)21082028202220021940.2濁度1306.72781455638TP(mg/l)181.6173.8170.9118.5108.8Cl-(mg/l)4398.64383.64268.74173.74148.7SO42-(mg/l)1920.317971668.31653.31671.4TC(mg/l)2242021380213602038020200表焚燒廠滲濾液性質分析焚燒廠滲濾液性質第155頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月滲濾液厭氧預處理工藝在水力停留時間為8d，平均容積COD負荷為5.8kgCOD/(m3·d)，平均容積產(chǎn)氣率2.885L/(L·d)，產(chǎn)生的沼氣回噴爐內燃燒，可提高焚燒廠1-2%的發(fā)電量圖厭氧反應器4.生活垃圾焚燒廠滲濾液表征及處理技術研究

第156頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月焚燒飛灰基本物理化學性質

粒徑范圍:4-100μm，平均粒徑:19μm，<62μm:90%

飛灰具有較大活性5.生活垃圾飛灰、爐渣性質表征與資源化利用技術研究

1,000倍SEM圖譜EDS圖譜第157頁，課件共169頁，創(chuàng)作于2023年2月最佳配比制品的燒成制度1＃2＃3＃4＃5＃6＃7＃8＃備注開始8:308:408:258:208:358:258:308:20t至100℃8:458:568:398:348:518:418:468:35t恒溫020202020202020min升溫8:459:168:598:549:119:019:068:55t至600℃9:199:509:349:269:469:329:419:29t恒溫00202020202020min升溫9:199:509:549:4610:069:5210:019:49t至800℃9:3710:1210:1510:0510:2610:1710:2210:10t恒溫0002020202020min升溫9:3710:1210:1510:2510:4610:3710:4210:30t至960℃10:0310:4210:4510:5611:1510:4611:1211:00t恒溫000010203040min停止10:0310:4210:4510:5611:2511:0611:4211：40t燒成狀況局部裂紋局部裂紋局部裂紋生燒生燒較好好較好評定抗壓強度（MPa）17.117.117.217.217.417.417.517.7變溫燒成實驗飾面磚最佳配比方案，米黃泥:耐火砂:飛灰:長石=60％:10％:20％:10％燒成制度：在100℃、600℃、800℃下分別恒溫20min,960℃下恒溫30min5.生活垃圾飛灰、爐渣性質表