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文檔簡介
第三章思考題:有一堆固體廢物,主要由廢鐵、鋁、玻璃、灰土、塑料和廢紙組成,試設(shè)計一分選系統(tǒng),以回收利用其中的各有用成分。第三章思考題:有一堆固體廢物,主要由廢鐵、鋁、玻璃、灰土、塑1廢鐵、鋁、玻璃、灰土、塑料和廢紙篩分風(fēng)選濕式破碎分選磁選電選廢鐵、鋁、玻璃、灰土、塑料和廢紙篩分風(fēng)選濕式破碎分選磁選電選2第四章固體廢物的熱化學(xué)處理第一節(jié)概述第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理第三節(jié)固體廢物的焚燒第四節(jié)固體廢物的熱解第五節(jié)固體廢物的氣化第六節(jié)危險廢物的熱化學(xué)處理第四章固體廢物的熱化學(xué)處理第一節(jié)概述3第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史1874和1885年,英國諾丁漢和美國紐約先后建成生活垃圾焚燒爐。1896和1898年,德國漢堡和法國巴黎先后建成最早的生活垃圾焚燒廠。20世紀初到60年代,焚燒技術(shù)的發(fā)展階段。固定爐排到機械爐排,自然通風(fēng)到機械通風(fēng)。20世紀70年代到90年代中期,焚燒技術(shù)成熟階段。第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史1874和1884第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史1896年漢堡垃圾焚燒廠東京垃圾焚燒廠第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史1896年漢堡垃圾焚燒廠5第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史大阪垃圾焚燒廠及總控室第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史大阪垃圾焚燒廠及總控室6第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史第一節(jié)概述
一、垃圾焚燒的發(fā)展史7第一節(jié)概述
二、垃圾焚燒的特點⑴無害化程度高。⑵減容減量化效果好。⑶充分實現(xiàn)垃圾處理的資源化。⑷占地面積小。⑸可作全天候操作。第一節(jié)概述
二、垃圾焚燒的特點⑴無害化程度高。8第一節(jié)概述
三、垃圾焚燒的應(yīng)用現(xiàn)狀1垃圾焚燒在國外部分發(fā)達國家應(yīng)用焚燒技術(shù)處理城市生活垃圾的概況國別93年焚燒比例/%90年焚燒工廠數(shù)量90年焚燒量/(×106t.a-1)日本75189332丹麥71381.7瑞典60231.8法國421707.6荷蘭40122.8原聯(lián)邦德國30479.2挪威22942.7美國1916828.6英國13302.5西班牙6220.7加拿大8171.7第一節(jié)概述
三、垃圾焚燒的應(yīng)用現(xiàn)狀1垃圾焚燒在國外國別9第一節(jié)概述
三、垃圾焚燒的應(yīng)用現(xiàn)狀2我國垃圾焚燒的發(fā)展80年代初,我國一些小企業(yè)開發(fā)的焚燒爐,結(jié)構(gòu)簡單,無供風(fēng)系統(tǒng),間歇操作,勞動條件差,缺乏有效的煙氣處理裝置,垃圾燃燒不充分,煙氣排放不達標。1985年深圳市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠從日本成套引進2臺日處理能力150t的垃圾焚燒爐;中科院、浙江大學(xué)、清華大學(xué)等都在進行流化床垃圾焚燒爐的開發(fā)和研制。1993年無錫鍋爐廠引進美國技術(shù)在珠海建設(shè)一座3×200t/d的垃圾焚燒廠。2001年底我國第一個處理能力達1000t/d的大型生活垃圾焚燒廠在上海浦東投入運行并成功并網(wǎng)發(fā)電,3臺焚燒和煙氣凈化系統(tǒng),平均垃圾處理成本為150元/t,運營成本約100元/t;上海江橋生活垃圾焚燒廠,一期1000t/d(兩條日處理能力為500t的垃圾焚燒線),最終1500t/d,預(yù)計投資7.5億元。2005年6月,成都市開始建設(shè)第一垃圾焚燒廠,2008年8月投入運行,成都第二、三垃圾焚燒廠正在建設(shè),第四焚燒廠正在論證。第一節(jié)概述
三、垃圾焚燒的應(yīng)用現(xiàn)狀2我國垃圾焚燒的發(fā)展10第一節(jié)概述
三、垃圾焚燒的應(yīng)用現(xiàn)狀第一節(jié)概述
三、垃圾焚燒的應(yīng)用現(xiàn)狀11北京六里屯垃圾焚燒廠風(fēng)波2006年12月15日的《京華時報》報道,為解決六里屯垃圾填埋廠臭味擾民問題,海淀區(qū)政府正在籌建一個密閉式垃圾焚燒廠,并計劃在2007年3月中旬動工,投資超過8個億。然而,由此引發(fā)的群眾爭議一直沒有間斷,致使該垃圾焚燒廠沒能按期開工,六里屯垃圾焚燒廠一時間也成為媒體關(guān)注的焦點。2007年6月,國家環(huán)??偩止剂岁P(guān)于北京海淀區(qū)六里屯垃圾焚燒發(fā)電項目的行政復(fù)議決定。復(fù)議決定指出,該項目在進一步擴大范圍論證前應(yīng)予緩建北京六里屯垃圾焚燒廠風(fēng)波2006年12月15日的《京華時報》122009年六大垃圾焚燒群體性事件
3月,北京朝陽區(qū)上千民眾發(fā)起請愿活動,反對在高安屯垃圾填埋場再興建垃圾焚燒廠。4月,上海江橋垃圾焚燒廠周邊敏感地區(qū)居民,分二路從東西兩方向垃圾廠進軍,到達廠大門口后,懸掛標語、口號,稱“團結(jié)起來,為生存環(huán)境不被惡化而抗爭”。5月,深圳數(shù)百居民聚集工地反對建設(shè)白鴿湖垃圾焚燒項目。8月,北京再次發(fā)生群體性抗爭活動,一些群眾自發(fā)組織車隊或在論壇發(fā)貼反對建設(shè)阿蘇衛(wèi)垃圾焚燒發(fā)電廠。10月,反垃圾焚燒廠投產(chǎn),江蘇吳江萬人街頭抗議。11月,廣州番禺垃圾焚燒發(fā)電廠周邊小區(qū)居民和廠址所在的會江村村民一行數(shù)百人集體前往廣州市政府上訪。2009年六大垃圾焚燒群體性事件3月,北京朝陽區(qū)上千民眾13第四章固體廢物的熱化學(xué)處理全ppt課件14第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
1城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策焚燒適用于進爐垃圾平均熱值高于5000kJ/kg、衛(wèi)生填埋場地缺乏和經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)。垃圾焚燒宜以爐排爐為基礎(chǔ)的成熟技術(shù),審慎采用其他爐型的焚燒爐。禁止使用不能達到控制標準的焚燒爐。垃圾應(yīng)在焚燒爐內(nèi)充分燃燒,煙氣在后燃室應(yīng)在不低于850℃的條件下停留不少于2s。垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能應(yīng)盡量回收利用,以減少熱污染。應(yīng)采用先進和可靠的技術(shù)及設(shè)備,嚴格控制垃圾焚燒的煙氣排放。煙氣處理宜采用半干法加布袋除塵工藝。垃圾焚燒產(chǎn)生的爐渣經(jīng)鑒別不屬于危險廢物的,可回收利用或直接填埋。屬于危險廢物的爐渣和飛灰必須作為危險廢物處置。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
1城市生活垃15第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒污染控制標準(GB18485—2001)⑴生活垃圾焚燒廠選址原則
生活垃圾焚燒廠選址應(yīng)符合當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃和環(huán)境保護規(guī)劃的規(guī)定,并符合當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴痉乐巍⑺Y源保護、自然保護的要求。2006年6月1日環(huán)??偩?、國家發(fā)改委《關(guān)于加強生物質(zhì)發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知》規(guī)定,在大中城市建成區(qū)和城市規(guī)劃區(qū)以及城鎮(zhèn)或大的集中居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向不得新建生活垃圾焚燒發(fā)電項目?!冻鞘协h(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃規(guī)范》(GB50337-2003):“生活垃圾焚燒廠宜位于城市規(guī)劃建成區(qū)邊緣或以外。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒16第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒污染控制標準(GB18485—2001)⑴焚燒爐技術(shù)性能指標項目煙氣出口溫度/℃煙氣停留時間/s焚燒爐渣熱灼減率/%焚燒爐出口煙氣中氧含量/%指標≥850≥2≤56~12≥1000≥1第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒17第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒污染控制標準(GB18485—2001)⑵煙囪要求焚燒爐煙囪高度應(yīng)按環(huán)境影響評價要求確定,但不能低于下表要求。處理量/(t/d)煙囪最低允許高度/m<10025100~30040>30060焚燒爐煙囪周圍半徑200m距離內(nèi)有建筑物時,煙囪應(yīng)高出最高建筑物3m以上,否則,其大氣污染物排放限值應(yīng)嚴格50%執(zhí)行。由多臺焚燒爐組成的生活垃圾焚燒廠,煙氣應(yīng)集中到一個煙囪排放或采用多筒集中式排放。生活垃圾焚燒爐除塵裝置必須采用袋式除塵器。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒18第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒污染控制標準(GB18485—2001)⑶焚燒爐大氣污染物排放限值序號項目單位數(shù)值含義限值1煙塵mg/m3測定均值802煙氣黑度林格曼黑度,級測定值13一氧化碳mg/m3小時均值1504氮氧化物mg/m3小時均值4005二氧化硫mg/m3小時均值2606氯化氫mg/m3小時均值757汞mg/m3測定均值0.28鎘mg/m3測定均值0.19鉛mg/m3測定均值1.610二惡英類ngTEQ/m3測定均值1.0第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
2生活垃圾焚燒19第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
3危險廢物污染防治技術(shù)政策⑴危險廢物焚燒處置適用于不宜回收利用其有用組分、具有一定熱值的危險廢物。易爆廢物不宜進行焚燒處置。⑵焚燒爐溫度應(yīng)達到1100℃以上,煙氣停留時間應(yīng)在2s以上,燃燒效率大于99.9%,焚毀去除率大于99.99%,焚燒殘渣的熱灼減率小于5%(醫(yī)院臨床廢物和含多氯聯(lián)苯廢物除外)。⑶危險廢物焚燒產(chǎn)生的殘渣、煙氣處理過程中產(chǎn)生的飛灰,須按危險廢物進行安全填埋處置。⑷危險廢物的焚燒宜采用以旋轉(zhuǎn)窯為基礎(chǔ)的焚燒技術(shù),可根據(jù)危險廢物種類和特征選用其他不同爐型,鼓勵改造并采用生產(chǎn)水泥的旋轉(zhuǎn)爐窯附燒或?qū)kU廢物。⑸醫(yī)院臨床廢物、含多氯聯(lián)苯廢物等一些傳染性的、或毒性大、或含持久性有機污染成分的特殊危險廢物宜在專門焚燒設(shè)施中焚燒。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
3危險廢物污染20第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
4危險廢物焚燒污染控制標準(GB18484-2001)⑴焚燒爐的技術(shù)指標
焚燒爐出口煙氣中的氧氣含量應(yīng)為6%~10%(干氣);焚燒爐運行過程中要保證系統(tǒng)處于負壓狀態(tài),避免有害氣體逸出;焚燒爐必須有尾氣凈化系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和應(yīng)急處理裝置。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
4危險廢物焚燒21第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
4危險廢物焚燒污染控制標準(GB18484-2001)⑵危險廢物焚燒爐大氣污染物排放限值第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
4危險廢物焚燒22第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
4危險廢物焚燒污染控制標準(GB18484-2001)危險廢物焚燒爐大氣污染物排放限值(續(xù)上表)第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
4危險廢物焚燒23第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T176-2005)
⑴廠址條件應(yīng)符合下列要求:①不允許建設(shè)在自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、人口密集的居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、文化區(qū)和其它需要特殊保護的地區(qū)。②焚燒廠內(nèi)危險廢物處理設(shè)施距離主要居民區(qū)以及學(xué)校、醫(yī)院等公共設(shè)施的距離應(yīng)不小于800米。③應(yīng)具備滿足工程建設(shè)要求的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件。不應(yīng)建在受洪水、潮水或內(nèi)澇威脅的地區(qū);受條件限制,必須建在上述地區(qū)時,應(yīng)具備抵御100年一遇洪水的防洪、排澇措施。④廠址選擇時,應(yīng)充分考慮焚燒產(chǎn)生的爐渣及飛灰的處理與處置,并宜靠近危險廢物安全填埋場。⑤應(yīng)有可靠的電力供應(yīng)。⑥應(yīng)有可靠的供水水源和污水處理及排放系統(tǒng)。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中24第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T176-2005)⑵危險廢物焚燒爐的選擇應(yīng)符合下列要求:①焚燒爐的設(shè)計應(yīng)保證其使用壽命不低于10年;②焚燒爐所采用耐火材料的技術(shù)性能應(yīng)滿足焚燒爐燃燒氣氛的要求,質(zhì)量應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)標準,能夠承受焚燒爐工作狀態(tài)的交變熱應(yīng)力;③應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜哂嗵幚砟芰?,廢物進料量應(yīng)可調(diào)節(jié);④焚燒爐應(yīng)設(shè)置防爆門或其它防爆設(shè)施;燃燒室后應(yīng)設(shè)置緊急排放煙囪,并設(shè)置聯(lián)動裝置使其只能在事故或緊急狀態(tài)時才可啟動;⑤必須配備自動控制和監(jiān)測系統(tǒng),在線顯示運行工況和尾氣排放參數(shù),并能夠自動反饋,對有關(guān)主要工藝參數(shù)進行自動調(diào)節(jié);⑥確保焚燒爐出口煙氣中氧氣含量達到6%-10%(干煙氣);⑦應(yīng)設(shè)置二次燃燒室,并保證煙氣在二次燃燒室1100℃以上停留時間大于2s;⑧爐渣熱灼減率應(yīng)﹤5%;⑨正常運行條件下,焚燒爐內(nèi)應(yīng)處于負壓燃燒狀態(tài)。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中25第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T176-2005)⑶可根據(jù)不同的廢物類型及其組分含量選擇采用濕法煙氣凈化、半干法煙氣凈化以及干法煙氣凈化三種煙氣凈化系統(tǒng)。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中26第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T176-2005)⑷危險廢物焚燒過程應(yīng)采取如下二惡英控制措施:
①危險廢物應(yīng)完全焚燒,并嚴格控制燃燒室煙氣的溫度、停留時間和流動工況;②焚燒廢物產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈶?yīng)采取急冷處理,使煙氣溫度在1.0秒鐘內(nèi)降到200℃以下,減少煙氣在200~500℃溫區(qū)的滯留時間;③在中和反應(yīng)器和袋式除塵器之間可噴入活性炭或多孔性吸附劑,也可在布袋除塵器后設(shè)置活性炭或多孔性吸附劑吸收塔(床)。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中27第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T176-2005)⑸焚燒爐渣應(yīng)進行特性鑒別,經(jīng)鑒別后屬于危險廢物,應(yīng)按照危險廢物進行安全處置,不屬于危險廢物的按一般廢物進行處置。產(chǎn)生的爐渣由處置廠進行特性鑒別分析至少1次/天,并保留渣樣。由環(huán)境管理部門委托監(jiān)測部門進行抽查鑒別分析1次/月。焚燒飛灰、吸附二惡英和其他有害成分的活性炭等殘余物應(yīng)按照危險廢物進行處置,應(yīng)送危險廢物填埋場進行安全填埋處置。第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
5危險廢物集中28第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T177-2005)第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中29第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T177-2005)第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中30第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T177-2005)第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中31第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T177-2005)第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中32第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范(HJ/T177-2005)第一節(jié)概述
四、固體廢物焚燒的相關(guān)法規(guī)
6醫(yī)療廢物集中33第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念
1燃燒通常把具有強烈放熱效應(yīng)、有基態(tài)和電子激發(fā)態(tài)的自由基出現(xiàn)并伴有光輻射的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象稱為燃燒。⑴蒸發(fā)燃燒⑵分解燃燒⑶表面燃燒2著火與熄火著火是燃料與氧化劑由緩慢放熱反應(yīng),發(fā)展到由量變到質(zhì)變的臨界現(xiàn)象。從無反應(yīng)向穩(wěn)定的強烈放熱反應(yīng)狀態(tài)的過度過程即為著火過程;相反,從強烈的放熱反應(yīng)向無反應(yīng)狀況的過波就是熄火過程。
第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念1燃燒34第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念
3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的熱量,以kJ/kg(或kcal/kg)計。熱值有兩種表示法,高位熱值(粗熱值)和低位熱值(凈熱值)。高位熱值是指化合物在一定溫度下反應(yīng)到達最終產(chǎn)物的焓的變化。用氧彈量熱計測量的是高位熱值。將高位熱值轉(zhuǎn)變成低位熱值可以通過下式計算:式中:LHV—低位熱值,kJ/kg;HHV—高位熱值,kJ/kg;H2O—焚燒產(chǎn)物中水的質(zhì)量百分率,%;H、Cl、F—分別為廢物中氫、氯、氟含量的質(zhì)量百分率,%。若廢物的元素組成可知,則可利用Dulong公式等近似計算。(4-1)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念35第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念4理論燃燒溫度當(dāng)燃燒系統(tǒng)處于絕熱狀態(tài)時,反應(yīng)物在經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成平衡產(chǎn)物的過程中所釋放的熱量全部用來提高系統(tǒng)的溫度,系統(tǒng)最終所達到的溫度稱為理論燃燒溫度,即絕熱火焰溫度。
第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念4理論燃燒溫36第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念
5焚燒效果評價焚燒效果的方法一般有目測法、熱灼減量法和一氧化碳法。
⑴目測法目測法是通過肉眼觀察垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣的“黑度”來判斷焚燒效果,煙氣越黑,焚燒效果越差。
⑵熱灼減量法熱灼減量法是根據(jù)焚燒爐渣中有機可燃物的量(即未燃燼的固定碳)來評價焚燒效果的方法,它是指生活垃圾焚燒爐渣中的可燃物在高溫、空氣過量的條件下被充分氧化后,單位質(zhì)量焚燒爐渣的減少量。式中:QR—焚燒效率,%;ma—干燥后生活垃圾焚燒爐渣的質(zhì)量,kg;md—焚燒爐渣在600±20℃灼燒后的質(zhì)量,kg。(4-3)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念
5焚燒效果37第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念
5焚燒效果
⑶一氧化碳法
一氧化碳是生活垃圾焚燒煙氣中所含不完全燃燒產(chǎn)物之一,常用煙氣中一氧化碳的含量來表示焚燒效果的優(yōu)劣。煙氣中的一氧化碳含量越高,垃圾的焚燒效果越差;反之,焚燒反應(yīng)進行得越徹底,焚燒效果越好。利用煙氣中一氧化碳含量表示的焚燒效率的計算公式如下:式中:Eg—焚燒效率,%;CCO—煙氣中的CO含量,%。(4-4)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
一、基本概念
5焚燒效果38第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒過程⑴干燥
生活垃圾的干燥是利用熱能使水分氣化,并排出生成的水蒸氣的過程。按熱量傳遞的方式,可將干燥分為傳導(dǎo)干燥、對流干燥和輻射干燥三種方式??煞譃轭A(yù)熱階段和水分蒸發(fā)階段。⑵熱分解
生活垃圾的熱分解是垃圾中多種有機可燃物在高溫作用下的分解或聚合化學(xué)反應(yīng)過程,反應(yīng)的產(chǎn)物包括各種烴類、固定碳及不完全燃燒物等。⑶燃燒
生活垃圾的燃燒是在氧氣存在條件下有機物質(zhì)的快速、高溫氧化。生活垃圾的實際焚燒過程是十分復(fù)雜的,經(jīng)過干燥和熱分解后,產(chǎn)生許多不同種類的氣、固態(tài)可燃物,這些物質(zhì)有空氣混合,達到著火所需的必要條件時就會形成火焰而燃燒。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒39第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒過程固體廢物干燥廢物液態(tài)物蒸氣熱解的氣態(tài)產(chǎn)物碳原有機有害物POHC灰渣完全燃燒氣態(tài)產(chǎn)物不完全燃燒產(chǎn)物PIC加熱蒸發(fā)升華溶化熱解熱解與氧化劑混合著火燃燒與氧化劑混合著火熱力氧化固體廢物的燃燒過程第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒40第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒過程廢物焚燒爐燃燒方式的劃分:①按照燃燒氣體的流動方向分:反向流——適合難燃性、閃火點高的廢物燃燒同向流——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(nèi)燃燒氣流的旋渦性,可使爐內(nèi)氣溫擾動性增大,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。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒41第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒過程②按照助燃空氣加入階段數(shù)分:
單段燃燒——必須送入大量空氣,較長停留時間才能將固體廢物完全燃燒。
多段燃燒——在多段燃燒中,首先在一次燃燒過程中提供未充足的空氣量,使廢物進行蒸發(fā)和熱解燃燒,產(chǎn)生大量的CO、碳氫化合物氣體和微細的碳顆粒;然后在第二次、第三次燃燒過程中,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)點是燃燒所必須提供的氣體量不需要太大,因此在第一燃燒室內(nèi)送風(fēng)量小,不易將底灰?guī)С觯a(chǎn)生顆粒物的可能性較少。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒42第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒過程③按照助燃空氣供應(yīng)量分:過氧燃燒——第一燃燒室供給充足的空氣量缺氧燃燒(控氣式)——第一燃燒室供給的空氣量約是理論空氣量的70%-80%,處于缺氧狀態(tài),使廢物在此室內(nèi)裂解成較小分子的碳氫化合物氣體、CO與少量微細的碳顆粒,到第二燃燒室再供給充足空氣使其氧化成穩(wěn)定的氣體。由于經(jīng)過階段性的空氣供給,可使燃燒反映較為穩(wěn)定,相對產(chǎn)生的污染物較少,且在第一燃燒室供給的空氣量少,所帶出的粒狀物質(zhì)也相對較少。(常用)熱解燃燒——第一燃燒室與熱解爐相似,利用部分燃燒使爐體升溫,向燃燒室加入少量的空氣(約為理論空氣量的20%-30%),加速廢物裂解反應(yīng)的進行,產(chǎn)生部分可回收利用的裂解油,裂解后的煙氣中僅有微量的粉塵與大量的CO和碳氫化合物氣體,加入充足的空氣使其迅速燃燒放熱。(目前技術(shù)尚未十分成熟,適合處理高熱值廢物)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒43第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒過程④按燃燒技術(shù)分層狀燃燒技術(shù)流化燃燒技術(shù)旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
1垃圾燃燒44第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物焚燒煙氣組成煙氣中的主要成分:CO2、H2O、O2、N2,占煙氣容積的99%,屬無害成分。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、芳香族類物質(zhì)等,包括二惡英。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。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒45第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑴主要污染物
不完全燃燒產(chǎn)物碳氫化合物燃燒后主要的產(chǎn)物為無害的水蒸汽及二氧化碳,可以直接排入大氣之中。不完全燃燒物(簡稱PIC)是燃燒不良而產(chǎn)生的副產(chǎn)品,包括一氧化碳、炭黑、烴、烯、酮、醇、有機酸及聚合物等。
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。
酸性氣體包括氯化物、鹵化氫(氯以外的鹵素,氟、溴、碘等)、硫氧化物(二氧化硫及三氧化硫)、氮氧化物(NOx),以及五氧化磷PO5)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PDDDs/PCDFs。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒46第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑵焚燒廢氣污染物的形成機制①粒狀污染物A廢物中的不可燃物在焚燒過程中成為底灰排出,而部分粒狀物則隨廢氣排出爐外成為飛灰。飛灰所占的比例隨焚燒爐操作條件、粒狀物粒徑分布、形狀與其密度而定。所產(chǎn)生的粒狀物粒徑一般大于10μm。B部分無機鹽類在高溫下氧化而排出,在爐外遇冷而凝結(jié)成粒狀物,或二氧化硫在低溫下遇水滴而形成硫酸鹽霧狀微粒等。C未燃燒完全而產(chǎn)生的碳顆粒與煤煙,粒徑約在0.1~1.10μm之間。由于顆粒微細,難以去除,最好的控制方法是在高溫下使其氧化分解。粉塵的產(chǎn)生量與垃圾性質(zhì)和燃燒方法有關(guān)。機械爐排焚燒爐膛出口粉塵含量一般為1—6g/m3,除塵器入口1一4g/m3,換算成垃圾燃燒量一般為5.5—22kg/t(濕垃圾)。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒47第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物②一氧化碳一氧化碳是燃燒不完全過程中的主要代表性產(chǎn)物。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒48第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物③酸性氣體焚燒產(chǎn)生的酸性氣體,主要包括SO2、HCl與HF等,這些污染物都是直接由廢物中的S、Cl、F等元素經(jīng)過焚燒反應(yīng)而生成的。如含Cl的PVC塑料會形成HCl,含F(xiàn)的塑料會形成HF,而含S的煤焦油會產(chǎn)生SO2。據(jù)國外研究,一般城市垃圾中硫含量為0.12%,其中約30~60%轉(zhuǎn)化為SO2,其余則殘留于底灰或被飛灰所吸收。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒49⑴HCl的產(chǎn)生第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑴HCl的產(chǎn)生第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒50⑵SO2的產(chǎn)生第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑵SO2的產(chǎn)生第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒51④氮氧化物氮氧化物主要來源于高溫下N2與O2反應(yīng)形成熱氮氧化物和廢物中的氮組分轉(zhuǎn)化成氮氧化物。燃料型非燃料型第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物④氮氧化物第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
52第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑤重金屬廢物中所含重金屬物質(zhì),高溫焚燒后除部分殘留于灰渣中之外,部分在高溫下氣化揮發(fā)進入煙氣。金屬物在爐內(nèi)參與反應(yīng)生成的氧化物或氯化物,比原金屬元素更易氣化揮發(fā),這些氧化物及氯化物因揮發(fā)、熱解、還原及氧化等作用,可能進一步發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),最終產(chǎn)物包括元素態(tài)重金屬、重金屬氧化物及重金屬氯化物等。焚燒煙氣中收集下來的飛灰為危險廢物。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒53第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒54第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英A定義二惡英(dioxins,簡稱DXN)——是毒性很強的一類多氯代三環(huán)芳烴類化合物的統(tǒng)稱,由兩個或一個氧原子連接2個被氯取代的苯環(huán)構(gòu)成。人們通常所說的二噁英指的是多氯二苯并二噁英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)的統(tǒng)稱,共有210種同構(gòu)體。其中PCDDs有75種同類物;PCDFs有135種同類物。由于各異構(gòu)體均具有類似的毒性,不同物的毒性按國際毒性當(dāng)量參數(shù)(TEQ)進行比較。其中研究最多、毒性最強的化合物是2,3,7,8-TCDD,它的毒性LD50是氰化鉀毒性的1000倍或氰化氫的390倍。世界衛(wèi)生組織在1997年把二惡英列為人類一級致癌物。
第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒55B.二惡英的分子結(jié)構(gòu)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英B.二惡英的分子結(jié)構(gòu)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚56C.二惡英的化學(xué)特性二惡英在常溫下呈固態(tài),熔點為303~305℃;容易生成的溫度是180~400℃;一般在705℃以下非常穩(wěn)定,705℃以上開始分解,不易燃燒;酸堿環(huán)境中穩(wěn)定;難溶于水,常溫下水中溶解度僅為7.2×10-6mg/l;易溶于二氯苯,常溫下在二氯苯中溶解度高達1400mg/l,故二惡英易溶于脂肪,會在身體內(nèi)積累,并難以排除。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小;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,在被污染過的土壤中仍然殘存有二惡英;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。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英C.二惡英的化學(xué)特性第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、57D.二惡英的來源環(huán)境中二惡英的來源概括起來主要是自然過程和人類活動兩種方式。自然環(huán)境中二惡英的天然生成方式主要為:①森林和灌木起火。實驗證明,木材在燃燒過程中會生成10-9級的二惡英類。世界上每年發(fā)生森林火災(zāi)約20萬起,過火面積超過4000km2,因此,森林火災(zāi)是環(huán)境中二惡英的一個重要來源。生態(tài)環(huán)境中的二惡英自古有之。②微生物作用。實驗表明,一些過氧化物酶可將氯酚轉(zhuǎn)化成10-9級的PCDD/Fs。由此人們推測二惡英類可由氯酚經(jīng)自然水體和土壤中的微生物作用而成。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英D.二惡英的來源第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒58環(huán)境中人類活動引起的二惡英生成途徑主要有:
①化工制藥生產(chǎn)過程。二惡英往往作為副產(chǎn)品以雜質(zhì)的形式存在于多種化工產(chǎn)品中,如用于防腐劑、除草劑和殺蟲劑的五氯酚(其在日光下可轉(zhuǎn)化成PCDD,轉(zhuǎn)化率可達0.15%),用于油漆添加劑、增塑劑、粘合劑和潤滑劑的多氯聯(lián)苯(PCBs)等。
②紙漿漂白生產(chǎn)過程。紙漿含氯漂白廢水中含有大量氯代有機物。80年代中期,人們發(fā)現(xiàn)紙漿漂白可生成二惡英類。為此,許多發(fā)達國家通過改進漂白工藝對二惡英的生成進行控制。
③金屬冶煉過程。據(jù)報道,瑞典在鋼廠粉塵和廢鋼鐵熔煉爐排放煙中均檢測出了二惡英;美國鋼鐵廠和金屬冶煉廠年均排放二惡英為(50~150)gTEQ(1991)。
④焚燒過程。研究表明,許多焚燒過程都可以產(chǎn)生二惡英類物質(zhì),主要為:固體廢物的焚燒處理過程;工業(yè)燃燒及冶煉過程;機動車輛燃料的燃燒過程。據(jù)估計自然界中約有30~50%的二惡英來自固體廢物的焚燒。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英環(huán)境中人類活動引起的二惡英生成途徑主要有:
①化工制藥生產(chǎn)過59第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒60E.二惡英的危害1).二惡英對人體作用的途徑:一是通過呼吸系統(tǒng);二是通過食物鏈富集進入人體(最主要),約占人體攝入量的90%。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英E.二惡英的危害第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒612).對人體的危害微量的二惡英污染可造成人體許多復(fù)雜的疾病——各種癌癥、免疫力低下、先天缺損等?,F(xiàn)在科學(xué)界普遍關(guān)注的環(huán)境激素問題,也主要由二惡英的污染引起。生物化學(xué)研究認為:二惡英具有類似人體激素的作用,但它不被代謝和降低,極小劑量的二惡英也可能造成激素分泌的紊亂,非常微量的“錯誤信號”就能對激素調(diào)控產(chǎn)生極大的影響作用,包括細胞分裂、組織再生、生長發(fā)育、代謝和免疫功能,造成人體內(nèi)分泌紊亂、免疫力低下、神經(jīng)系統(tǒng)混亂等。由于二惡英是親脂物質(zhì),進入植物或動物體后,會富集在脂肪層或臟器內(nèi),污染魚、肉、蛋及奶制品,從而造成對人體的嚴重污染。到目前為止,人類TCDD中毒尚沒有針對性的解毒藥物,也沒有促進其排泄的有效手段。進入人體的二惡英可積蓄7年以上,而且極難排出體外,只有減少攝入量才能避免累積效應(yīng),1998年世界衛(wèi)生組織建議人體每日每千克體重攝入量不應(yīng)超過1~4×10-12g。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英2).對人體的危害第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
62
F.垃圾焚燒中二惡英的形成途徑:(a)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;(b)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(yīng)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;?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(yīng)形成二惡英;(d)在較低溫度下(300~500℃),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;(e)焚燒爐尾部凈化溫度在200~300℃下,HCl和單質(zhì)氯在飛灰催化作用下與碳氫化合物反應(yīng)生成二惡英。垃圾組分對二惡英的形成影響不同,研究表明,紡織品形成二惡英比例最大,其次是塑料和紙張。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英F.垃圾焚燒中二惡英的形成途徑:第二節(jié)固體廢物熱63第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物
⑥二惡英第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒64G、二惡英生成機理直接釋放機理: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。重新合成:反應(yīng)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(yīng)載體在催化劑(主要是銅族化合物)作用下反應(yīng),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(yīng),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);第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英G、二惡英生成機理第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒65前驅(qū)物的異相催化反應(yīng)機理:發(fā)生在飛灰表面的異相催化反應(yīng),反應(yīng)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(yīng)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。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英前驅(qū)物的異相催化反應(yīng)機理:發(fā)生在飛灰表面的異相催化反應(yīng),反應(yīng)66H、影響二惡英生成的因素
碳源——不論是在重新合成反應(yīng)中,還是在前驅(qū)物異相催化反應(yīng)中,都需要提供一定數(shù)量的碳源。重新合成反應(yīng)中主要是大分子的碳結(jié)構(gòu),如活性炭、碳、煤灰、焦炭、殘留碳、飛灰等。前驅(qū)物異相催化反應(yīng)中主要為有機小分子物質(zhì),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)。碳源的存在與否以及數(shù)量的多少,直接影響二惡英的生成數(shù)量。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英H、影響二惡英生成的因素第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二67
氯源——二惡英在形成過程中需要含氯物質(zhì)提供一定數(shù)量的氯原子。常見的氯源可分為有機氯源和無機氯源。有機氯源是指——聚氯乙烯塑料(PVC)、氯苯、氯酚等,主要分布在廢塑料、廢紙、廢木料以及草木中,特別是PVC。PVC是一種普通的塑料,它廣泛用于通訊電纜、管道、包裝袋、地板材料和醫(yī)用產(chǎn)品,最終成為城市固體廢物。無機氯源——包括HCl、Cl2、KCl、NaCl、MgCl2、CuCl2、CuCl、FeCl3等,主要分布在廚余、灰土等無機組分中,其中CuCl2、CuCl、FeCl3既能作為催化劑,又能充當(dāng)氯源。二惡英的生成數(shù)量與氯源濃度密切相關(guān)。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英氯源——二惡英在形成過程中需要含氯物質(zhì)提供一定數(shù)量的68
溫度——溫度是影響二惡英形成的重要因素之一。二惡英在常溫下呈固體,熔點高,一般在700℃以下對熱穩(wěn)定,高于此溫度開始分解。城市固體廢物焚燒處理時,可通過控制爐膛及二次燃燒室的溫度不低于850℃,煙氣在爐膛及二次燃燒室內(nèi)停留時間不小于2s,保證二惡英能夠完全燃燒或分解。二惡英的氯化和脫氯都是在低溫下進行,一般溫度范圍在200~500℃之間。實驗證明,在固體廢物焚燒過程中,二惡英主要是在溫度較低的再合成區(qū)內(nèi)形成。因此,合理地控制反應(yīng)溫度就能控制二惡英的生成。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英溫度——溫度是影響二惡英形成的重要因素之一。第二節(jié)69
催化劑——一般認為,在重新合成反應(yīng)和前驅(qū)物異相催化反應(yīng)中,即使有足夠的碳源和氯源,且有適宜的反應(yīng)溫度,如果沒有催化劑的存在,也不會有太多二惡英的生成。催化劑不同,其催化活性不同,對二惡英生成的影響也不同。常見的催化劑主要有CuCl2、CuCl、CuO、CuSO4、FeCl3等。固體廢物焚燒產(chǎn)生的飛灰中含有各種各樣的催化劑,直接導(dǎo)致了固體廢物焚燒過程中產(chǎn)生二惡英。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英催化劑——一般認為,在重新合成反應(yīng)和前驅(qū)物異相催化反70
氧——實驗觀察到在缺氧的條件下,二惡英的生成濃度開始下降。在重新合成反應(yīng)中氧的存在是必要的。固體廢物焚燒過程中,隨著氧濃度的升高,二惡英的生成濃度一般也隨之升高。但是,目前學(xué)術(shù)界對二惡英最大生成時的氧濃度的研究還存在一定的分歧。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英氧——實驗觀察到在缺氧的條件下,二惡英的生成濃度開始71水——固體廢物中所含的水份在二惡英生成過程中具有一定的作用:1)作為附加氧源,氫原子的存在降低了二惡英的氯化程度;2)提供氫氧自由基。氫氧自由基在二惡英形成過程中起著重要作用;第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英水——固體廢物中所含的水份在二惡英生成過程中具有一定的作用:72
反應(yīng)時間——大量實驗表明,在適宜的溫度下,經(jīng)過5~30分鐘后,二惡英的生成速率急劇增大,并在2~4小時內(nèi)完成。另外,實驗證明,在固體廢物焚燒過程中,二惡英主要是在溫度較低的再合成區(qū)內(nèi)形成。因此,在城市固體廢物焚燒過程中,延長含灰煙氣在高溫爐膛區(qū)的停留時間,則能有效地遏制二惡英的生成。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
二、焚燒過程
2垃圾焚燒的主要氣體污染物⑥二惡英反應(yīng)時間——大量實驗表明,在適宜的溫度下,經(jīng)過5~373第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素
焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時間及過??諝饴屎戏Q為焚燒四大控制參數(shù)(一般稱為3T+E)。1.焚燒溫度(Temperature)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。合適的焚燒溫度是在一定的停留時間下由實驗確定。大多數(shù)有機物的焚燒溫度在800一1000℃之間.通常在800一900℃左右。通過生產(chǎn)實踐,提供以下經(jīng)驗數(shù)可供參考。①對于廢氣的脫臭處理,采用800一950℃的焚燒溫度可取得良好的效果;②當(dāng)廢物粒子在0.01—0.51μm之間,并且供氧濃度與停留時間適當(dāng)時,焚燒溫度在900—1100℃即可避免產(chǎn)生黑煙。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素74第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素
③含氯化物的廢物焚燒,溫度在800一850℃以上時,氯氣轉(zhuǎn)化為氯化氫或以水洗滌除去;低于800℃會形成氯氣,難以除去。④含有堿土金屬的廢物焚燒,一般控制在750一800℃以下。因為堿土金屬及其鹽類一般為低熔點化合物,當(dāng)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)生燒結(jié)而損壞爐襯和設(shè)備。⑤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。⑥焚燒可能產(chǎn)生氧化氮的廢物時,溫度控制在1500℃以下,過高的溫度會使NOx急驟產(chǎn)生。⑦高溫焚燒是防治PCDD與PCDF的最好方法,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。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素75第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素2.停留時間(Time)廢物中有害組分在焚燒爐內(nèi)于焚燒條件下發(fā)生氧化、燃燒.使有害物質(zhì)變成無害物質(zhì)所需的時間稱之為焚燒停留時間。①對于垃圾焚燒,如溫度維持在850一1000℃之間,有良好攪拌與混合,使垃圾的水汽易于蒸發(fā),燃燒氣體在燃燒室的停留時間約為1—2s。②對于一般有機廢液,在較好的霧化條件及正常的焚燒溫度下,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燃燒,一般需較長時間,約3s左右。
③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ls以下。例如在油脂精制過程中產(chǎn)生的惡臭氣體,在650℃焚燒溫度下只需0.3s的停留時間,即可達到除臭效果。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素2.停留76第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素3.混合強度(Turbulance)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。增大固體與助燃空氣的接觸和混合程度,擾動方式是關(guān)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(zhuǎn)擾動等,其中以流態(tài)化擾動方式效果最好。中小型焚燒爐多數(shù)屬固定爐床式,擾動多由空氣流動產(chǎn)生,包括爐床下送風(fēng)和爐床上送風(fēng)兩種方式。二次燃燒室內(nèi)氧氣與可燃性有機蒸氣的混合程度取決于二次助燃空氣與燃燒氣體的相互流動方式和氣體的湍流程度。一般來說,二次燃燒室氣體速度在3—7m/s即可滿足要求;如果氣體流速過大,混合度雖大,但氣體在二次燃燒室的停留時間會降低,反應(yīng)反而不易完全。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素3.混合77第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素4.過??諝猓‥xcessAir)在實際的燃燒系統(tǒng)中,氧氣與可燃物質(zhì)無法完全達到理想程度的混合及反應(yīng)。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。廢物焚燒所需空氣量是由廢物燃燒所需的理論空氣量和為了供氧充分而加入的過??諝饬績刹糠炙M成的??諝饬抗?yīng)是否足夠,將直接影響焚燒的完善程度。過??諝饴蔬^低會使燃燒不完全,甚至冒黑煙,有害物質(zhì)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。過??諝饬繎?yīng)控制在理論空氣量的1.7-2.5倍。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素4.過剩78第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素5.四個控制參數(shù)的相互關(guān)系參數(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—會降低會降低第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
三、影響焚燒的因素5.四個79第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析
在穩(wěn)定工況條件下,焚燒系統(tǒng)輸入輸出的熱量是平衡的,即生活垃圾的熱量Qr,w助燃材料的熱量Qr,a助燃空氣的熱量Qr,k有效利用熱Q1排煙熱損失Q2化學(xué)不完全燃燒熱值Q3機械不完全燃燒熱損Q4散熱損失Q5灰渣物理熱損失Q6焚燒系統(tǒng)焚燒系統(tǒng)熱平衡示意圖(4-5)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.80第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析⑴輸入熱量①生活垃圾的熱量Qr,w在不計垃圾的物理顯熱情況下,Qr,w等于送入爐內(nèi)的垃圾量Wr與其熱值QdWy的乘積②助燃材料的熱量Qr,a只有在運行過程中需維持高溫,一直需要添加輔助燃料幫助焚燒爐的燃燒時才計入。③助燃空氣熱量Qr,k按入爐垃圾量乘以送入空氣量的熱焓計。式中:β——送入爐內(nèi)空氣的過??諝庀禂?shù);Irk0,Ivk0——分別為隨1kg垃圾入爐的理論空氣量在熱風(fēng)和自然狀態(tài)下的焓值。(4-6)(4-7)(4-8)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.81第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析⑵輸出熱量①有效利用熱Q1有效利用熱是其他工質(zhì)在焚燒爐產(chǎn)生的熱煙氣加熱時所獲得的熱量。一般被加熱的工質(zhì)是水,它可產(chǎn)生蒸汽或熱水。式中:D——工質(zhì)輸出流量,kg/hh1、h2——分別為進出焚燒爐的工質(zhì)熱焓,kJ/kg。(4-9)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.82第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析②排煙熱損失Q2由焚燒爐排出煙氣所帶走的熱量,其值為排煙容積Wr.Vpy(m3/h,標準狀態(tài)下)與煙氣單位容積的熱容之積,即式中:、——分別為排煙溫度和環(huán)境溫度下煙氣單位容積的熱容量;——因機械不完全燃燒引起實際煙氣量減少的修正值。(4-10)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.83第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析③化學(xué)不完全燃燒熱損失Q3由于爐溫低、送風(fēng)量不足和混合不良等導(dǎo)致煙氣成分中一些可燃氣體(如CO、H2、CH4等)未燃燒所引起的熱損失即為化學(xué)不完全燃燒熱損失。式中,VCO、VH2、VCH4——1kg垃圾產(chǎn)生的煙氣所含未燃燒可燃氣體容積,A為1kg垃圾燃燒產(chǎn)生的煙氣中飛灰未完全燃燒物帶走的熱量。④機械不完全燃燒熱損失Q4由垃圾中未燃和未完全燃燒的固定碳所引起的熱損失。Clx——爐渣中含碳百分比,Ay/100為爐渣的產(chǎn)量百分比。(4-11)(4-12)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.84第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析⑤散熱損失Q5散熱損失為因焚燒爐表面向四周空間輻射和對流所引起的熱量損失。其值與焚燒爐的保溫性能和焚燒爐焚燒量及比表面積有關(guān)。焚燒量小,比表面積越大,散熱損失越大;焚燒量大,比表面積越小,其值越小。⑥灰渣物理熱損失Q6垃圾焚燒所產(chǎn)生爐渣的物理顯熱即為灰渣物理熱損失。若垃圾為高灰分、排渣方式為液態(tài)排渣、焚燒爐為純氧熱解爐,則灰渣物理熱損失不可忽略。式中,clx——爐渣的比熱,kJ/(kg.℃);
tlx——爐渣溫度,℃(4-13)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.85日本某垃圾焚燒廠熱平衡圖日本某垃圾焚燒廠熱平衡圖86第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析例:某固體廢物含可燃物60%、水分20%、惰性物20%??扇嘉锏脑亟M成為碳28%、氫4%、氧23%、氮4%、硫1%。假設(shè)①固體廢物的熱值為11630kJ/kg;②爐柵殘渣含碳量為5%;③空氣進入爐膛的溫度為65℃,離開爐柵的殘渣溫度為650℃;④殘渣的比熱為0.323kJ/(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。試計算這種廢物燃燒后可利用的熱值。第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.87第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析解:以1kg垃圾進行計算。⑴未燃燒的碳的含熱量
①未燃燒的碳量
惰性物的重量=1kg*20%=0.2kg
總殘渣量=0.2kg/(1-0.05)=0.2105kg
未燃燒的碳量=0.2105-0.2=0.0105kg
②未燃燒碳的熱損失
32564kJ/kg*0.0105kg=340kJ第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.88第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析⑵計算水的汽化潛熱
①計算生成水的總重量
總水量=固體廢物原含水量+組分中氫燃燒后生成水的量
固體廢物原含水量=1kg*20%=0.2kg
組分中氫燃燒后生成水的量=1kg*4%*18/2=0.36kg
總水量=0.2+0.36=0.56kg
②水的汽化潛熱
2420kJ/kg*0.56=1360kJ第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.89第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.熱平衡分析⑶輻射熱損失=11630kJ*0.5%=58kJ⑷殘渣帶出的熱量
=0.2105kg*0.323kJ/(kg.℃)*(650-65)℃=39.8kJ⑸可利用的熱值
=固體廢物總能量-各種熱損失之和
=11630-(340+1360+58+39.8)
=9882.2kJ故該垃圾可利用的熱值為9882.2kJ/kg。
為何未計算煙氣帶走的熱量?第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
1.90第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.物料平衡分析鍋爐焚燒爐熄滅噴射干燥器混合單元混合單元中和靜電除塵器濕式除塵器垃圾空氣爐渣飛灰飛灰活性炭石灰漿氫氧化鈉水氣體排放瑞士某垃圾焚燒廠物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.91第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.物料平衡分析空氣M2入水M3入化學(xué)物質(zhì)M4入干煙氣M1出水蒸汽M2出廢水M3出飛灰M4出爐渣M5出生活垃圾M1入焚燒系統(tǒng)焚燒系統(tǒng)物料的輸入與輸出根據(jù)質(zhì)量守恒定律,輸入的物料質(zhì)量應(yīng)等于輸出的物料質(zhì)量,即:第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.92第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.物料平衡分析瑞士某垃圾焚燒廠焚燒產(chǎn)物質(zhì)量比分布.第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.93第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.物料平衡分析瑞士某垃圾焚燒廠幾種元素的質(zhì)量分布情況元素質(zhì)量百分比(產(chǎn)物中元素質(zhì)量/垃圾中元素質(zhì)量)/%爐渣余熱鍋爐飛灰除塵器飛灰最終排放的氣體P89±23±18±2<0.1Cu96±10.7±0.23.6±1.1<0.1Cd10±27±182±3<1Sb13±46±180±4<1Zn38±67±155±5<0.2Pb44±711±444±6<1第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
四、物料平衡與熱平衡
2.94第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
1爐排、爐膛的設(shè)計計算⑴爐排寬度式中:W—爐排寬度,m;Q—燃燒負荷,t/h;fw—寬度系數(shù),2.75t/m.h(垃圾熱值>9500kJ/kg),2.25t/m.h(垃圾熱值<9500kJ/kg)。⑵爐排面積式中:A—爐排面積,m2;Q—燃燒負荷,t/h;H—垃圾熱值,kJ/kg;fc—系數(shù),取0.28kWh/MJ;SLG—爐排設(shè)計熱負荷,600kW/m2(普通爐排,正常負荷),750kW/m2(普通爐排,最大負荷),2000kW/m2(水冷爐排)。⑶爐膛體積式中:SLC—爐膛的特定熱負荷,350kW/m2。(4-14)(4-15)(4-16)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
195第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
2焚燒煙氣的計算
⑴空氣量計算①理論需氧量式中:O0—理論需氧量,m3/kg;C、H、S、O分別為垃圾中C、H、S、O元素的質(zhì)量分數(shù)。②理論空氣量式中:A0—理論空氣量,m3/kg。③實際空氣量式中:A—實際空氣量,m3/kg;m為過??諝庀禂?shù),采用連續(xù)式機械爐焚燒固體廢物時,通常取m=1.7~2.5。(4-17)(4-18)(4-19)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
296第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
2焚燒煙氣的計算⑵完全燃燒產(chǎn)生的煙氣量①理論干煙氣量式中:Gdo—焚燒理論干煙氣量,m3/kg;C、S、N、Cl分別為垃圾中C、S、N、Cl元素的質(zhì)量分數(shù)。②理論濕煙氣量式中:GWO—焚燒理論濕煙氣量,m3/kg;x—1kg干空氣中所含水蒸汽的量,kg,W為垃圾的含水量。(4-20)(4-21)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
297第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
2焚燒煙氣的計算③實際煙氣量實際干煙氣量:式中:Gd—實際煙氣量,m3/kg。實際濕煙氣量:(4-22)(4-23)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
298第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
⑶理論燃燒溫度①按經(jīng)驗公式計算煙氣溫度式中:NHV——凈熱值,kJ/kg;EA——過剩空氣率;T——絕熱火焰溫度,K。②根據(jù)反應(yīng)熱力學(xué)精確計算煙氣溫度(4-23)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
⑶99第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
⑷廢氣停留時間焚燒反應(yīng)一般都假設(shè)為一級反應(yīng)動力學(xué)形式,表示為式中:cA、cB—分別為A組分的初始濃度和經(jīng)時間t后的濃度,mol/L;t—反應(yīng)時間,s;k—反應(yīng)速度常數(shù),可用Arrhenius方程式表示。當(dāng)通過實驗求得k值,即可由上式求得不同焚毀去除率所需的停留時間t,或由停留時間求得去除率,或由停留時間、去除率計算破壞溫度。(4-24)(4-25)(4-26)第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
⑷100第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
⑷廢氣停留時間例:氯乙烯的Arrhenius常數(shù)A為3.57×1014,活化能為63300kcal/mol,試計算其在800℃的焚燒爐中去除率為99.5%時所需的停留時間。若停留時間為1s,在800℃的焚燒爐中氯乙烯的去除率為多少?解:⑴去除率為99.5%時⑵若停留時間為1s第二節(jié)固體廢物熱化學(xué)處理的原理
五、主要焚燒參數(shù)計算
⑷101第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
一、焚燒工藝流程第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
一、焚燒工藝流程102第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
一、焚燒工藝流程一座大型垃圾焚燒廠通常包括下述八個系統(tǒng)。
⑴貯存及進料系統(tǒng)⑵焚燒系統(tǒng)⑶廢熱回收系統(tǒng)⑷發(fā)電系統(tǒng)⑸飼水處理系統(tǒng)⑹廢氣處理系統(tǒng)⑺廢水處理系統(tǒng)⑻灰渣收集及處理系統(tǒng)
第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
一、焚燒工藝流程一座大型垃圾焚燒103第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作RDF
1RDF(RefuseDerivedFuel,垃圾衍生燃料)的分類及性質(zhì)RDF的分類及定義(據(jù)ASTM,AmericanSocietyforTestingandMaterials)分類名稱定義RDF-1將大件垃圾分揀去除后的垃圾RDF-2CoarseRDF,c-RDF廢棄物經(jīng)篩選除去金屬后被處理為粗顆粒RDF-3FluffRDF,f-RDF廢棄物除去玻璃、金屬和無機物RDF-4PowderRDF,p-RDF可燃的廢棄物被處理成粉狀,95%<10目(2.4mm)RDF-5DensifiedRDF,d-RDF可燃的廢棄物被擠壓成柱狀,顆粒狀,塊狀RDF-6LiquidFuel可燃廢棄物被處理為液體RDF-7GaseousFuel可燃廢棄物被處理為氣體第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作R104第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作RDFRDF的性質(zhì):易于運輸(RDF為固體,具有一定形狀,抓取容易,可用一般運輸車輛運輸),易存貯(RDF在制備后期通常經(jīng)過干燥,且因為常常加有CaO,防菌除臭,不易自燃,可長期存儲),二次污染?。尤隒aO后,能有效地達到固氮固硫的目的,從而使煙氣中的NOx、SOx和HCl含量低,尾氣處理費用低),燃燒穩(wěn)定,熱值高(RDF在制備過程中,經(jīng)過分揀、破碎、篩選、混合等多個工序,組成相對于未經(jīng)處理的垃圾而言成分穩(wěn)定,熱值高,燃燒穩(wěn)定)。第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作R105第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作RDF2RDF的生產(chǎn)工藝預(yù)處理系統(tǒng)其它物料可燃物一次破碎金屬回收磁選填埋不燃物風(fēng)選可燃物二次破碎添加劑成型冷卻機組篩分RDF成品第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作R106第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作RDF制作RDF時,總灰含量應(yīng)控制在10-15%之間,可減小d-RDF制造過程中對造粒機的磨損以及鍋爐排渣對鍋爐的磨損,但不能太低,否則會增大分選負荷,也不利于最后的加壓成型。f-RDF中的水分是d-RDF制造過程中的關(guān)鍵因素,至少要控制在25%以下。為保證成品的強度,需向f-RDF中加入含水很少的添加劑(最好是氫氧化鈣或石灰)。向制備RDF的原料中加入添加劑的主要作用有:①起防腐劑的作用,使RDF長時間貯存時不發(fā)臭;②減少RDF中的氮含量,使RDF燃燒時NOx量減少;③起固硫作用和固氮作用,使RDF燃燒時煙氣中HCl和SOx量減少,并遏制二惡英的產(chǎn)生。④工藝優(yōu)點,通過化學(xué)反應(yīng),添加劑起固化作用。第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作R107第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作RDF3應(yīng)用現(xiàn)狀英國開發(fā)RDF技術(shù),1980年開始應(yīng)用;美國在70年代即開始用燃煤鍋爐混燒垃圾;日本于90年代開始引進和開發(fā),90年代末期推廣應(yīng)用。美國是世界上利用RDF發(fā)電最早的國家,已有RDF發(fā)電站37處,占垃圾發(fā)電站的21.6%。近年來日本也興起建設(shè)RDF的熱潮,NKK、川崎重工、神戶制鋼等開展了研究和應(yīng)用。我國也在開展相關(guān)研究,中國礦大的研究,垃圾中加入煤混合制作RDF。第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作R108第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作RDF第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
二、固體廢物焚燒的前處理—制作R109第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
三、貯存與進料系統(tǒng)1垃圾傾卸平臺宜采用室內(nèi)型,防止臭氣外溢,出入口設(shè)置氣幕。應(yīng)設(shè)計20%的坡度,以便污水收集。2垃圾投入門為遮蔽垃圾貯坑,防止槽內(nèi)粉塵與臭氣的擴散及鼠類、昆蟲的侵入,垃圾投入門應(yīng)具有氣密性高、開關(guān)迅速、耐久性佳、強度優(yōu)異及耐腐蝕性好的特點。投人門有兩種基本形式:側(cè)壁式和平臺式。第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
三、貯存與進料系統(tǒng)1垃圾傾卸平110第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
三、貯存與進料系統(tǒng)
2垃圾投入門⑴側(cè)壁式中間兩折鉸鏈式:關(guān)閉時呈傾斜狀態(tài),氣密性高左右兩扇開啟式:開閉時間短百葉式:占用空間小,氣密性差滑門式:開閉迅速,氣密性低第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
三、貯存與進料系統(tǒng)
2垃圾投111第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
三、貯存與進料系統(tǒng)
2垃圾投入門⑵地面式旋轉(zhuǎn)筒式:氣密性較好,傾斜平臺面積較大,效率較低旋轉(zhuǎn)門式:氣密性好,傾斜平臺面積較大,門開關(guān)時易被垃圾卡住水平門式:氣密性較另兩種地面式差第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
三、貯存與進料系統(tǒng)
2垃圾投112第三節(jié)固體廢物的焚燒系統(tǒng)
三、貯存與進料系統(tǒng)3垃圾貯坑以單位垃圾容重0.3t/m3及可容納3-5d的最大日處理量為設(shè)計依據(jù),有效容積為投入門水平線以下的部分。通常采用防水混凝土構(gòu)造,坑底應(yīng)有一定的坡度,使貯坑內(nèi)滲濾液經(jīng)攔污柵排入污水槽。大型焚燒設(shè)施中常
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