第四篇固體廢物焚燒處理技術

固體廢物燃燒及熱解處理技術方案課時：8學時。本章主要內容為：固體廢物燃燒根本概念、燃燒反響動力學規(guī)律、燃燒計算、燃燒系統(tǒng)、燃燒工藝、燃燒設備，燃燒廠煙氣、水、渣、惡臭等處理技術，建設及運行管理。：固體廢物熱解定義，以及與燃燒的區(qū)別，熱解原理，熱解適用對象、國內外開展趨勢。了解固體廢物燃燒的根本概念，燃燒設備，燃燒過程的環(huán)保標準。理解燃燒反響動力學規(guī)律、燃燒系統(tǒng)、燃燒工藝。掌握燃燒過程的計算及燃燒廢氣的治理。了解固體廢物熱解定義，以及與燃燒的區(qū)別，流態(tài)化熱解及國外熱解開展趨勢。理解熱解原理，熱解適用對象。掌握典型的熱解工藝。重點內容：〔1〕燃燒過程枯燥加熱階段，燃燒階段，燃盡階段；〔2〕影響燃燒過程的因素燃燒溫度〔Temperature〕、停留〔燃燒〕時間〔Time〕、攪混強度〔Turbulence〕〔常稱3T〕和過?？諝饴屎戏Q為燃燒四大要素；〔3〕固體廢物燃燒過程的宏觀動力學規(guī)律?！?〕燃燒廢氣處理問題提出1、垃圾燃燒廠進居住區(qū)引爭議2009-11-0909:45:35來源:北京晨報(北京)跟貼0條看新聞?chuàng)醒肴嗣癫ニ碗娕_報道近日，經過多年調研，廣州番禺區(qū)生活垃圾燃燒廠的選址地點定在番禺區(qū)大石街會江村附近，這是一個人口非常稠密的居住區(qū)，如此選址結果引起強烈爭議。從2003年起，番禺區(qū)開始著手垃圾燃燒廠的選址工作。2006年，有關部門歷經3年多調研和選址論證，初步確定大石街會江村現(xiàn)大石簡易垃圾處理廠作為新建生活垃圾燃燒發(fā)電廠的選址，并取得規(guī)劃部門的工程選址意見書。番禺區(qū)是從2001年興起的，之前那里只是農田，如今一個接一個高檔小區(qū)在華南板塊相繼開發(fā)而成，已經成為了全中國最具知名度和最炙手可熱的房地產開發(fā)區(qū)域。規(guī)劃在番禺大石街會江村附近、日處理2000噸垃圾的生活垃圾燃燒發(fā)電廠可能在國慶節(jié)后開工，明年亞運會前投入使用！番禺逾30萬居民擔憂可能將產生一級致癌物二惡英。大多數(shù)業(yè)主明確表示，“將對這一工程抵抗到底〞。

市容環(huán)衛(wèi)局表示環(huán)評通過立即開工預計明年建成日處理2000噸垃圾

與眾樓盤直線距離一覽：金城花園約1公里麗江花園約3公里太子花園約1公里祈福新邨約3公里天龍山莊約1公里華南碧桂園約6公里雅典花園約1.5公里華南新城約8公里香江動物園約2公里廣州雅居樂約8公里南國奧園約2公里爭議的熱點主要是，周邊市民認為在如此稠密的居住區(qū)建垃圾燃燒廠，氣體排放等環(huán)保指標無法過關等。還有市民認為，燃燒廠周邊居民的癌癥發(fā)病率明顯高于其他地區(qū)，并且認為用燃燒的方式處理垃圾是興旺國家早已淘汰的處理方式，不應再在廣州運用。最近，廣東省省情調查研究中心針對這個工程對8公里以內的小區(qū)居民展開問卷調查。調查顯示，高達97.1%的受訪居民不贊成在番禺區(qū)大石街會江村附近建設垃圾燃燒發(fā)電廠，92.5%的受訪居民對有關部門政務信息公開方面表示“很不滿意〞。如果垃圾燃燒發(fā)電廠通過環(huán)評，88.4%的受訪居民表示不信任此結果。垃圾燃燒發(fā)電廠如果最終在番禺區(qū)大石街會江村附近開建，高達84.3%的受訪居民表示會“收集有關資料，上訪請愿〞。另外，調查顯示，21.4%的受訪居民將會立即出售物業(yè)或換租。城管委稱，1999年至今，廣州市生活垃圾產生量10年翻了一番。目前，全市每天產生的生活垃圾已高達1.2萬噸。如果不盡快興建新的垃圾處理設施，最多再過兩年，廣州市每天近萬噸的生活垃圾將無處處理。目前，番禺生活垃圾燃燒發(fā)電工程仍處于環(huán)境影響評價階段，政府將嚴格按照國家和廣東省相關規(guī)定，依法推進生活垃圾燃燒發(fā)電工程建設。由于番禺區(qū)土地資源短缺，山體少，已無法找到可以建設大型衛(wèi)生填埋場的地方，所以只能選擇燃燒發(fā)電處理方式。城管委稱將實時公布垃圾燃燒排放。2、番禺垃圾燃燒發(fā)電廠環(huán)評承接者承諾開聽證會新快報11月5日訊番禺垃圾燃燒發(fā)電廠將處理250萬人的生活垃圾，有毒氣體監(jiān)測無法保證準確性。“我們會開聽證會和座談會。〞承接了番禺垃圾燃燒發(fā)電工程環(huán)評工作的華南環(huán)境科研所海景博士昨天表示，參與環(huán)評工作十年來從未碰到反響如此大的工程，即使之前沒安排，他們現(xiàn)在也會要求開聽證會。在上月30日番禺區(qū)召開的情況通報會上出現(xiàn)的四位專家，因和垃圾燃燒廠工程有利益關聯(lián)而廣受質疑，海景證實，他們不在此次環(huán)評的專家組中?！?〕反對程度之強烈前所未有從上個月30日起，海景博士的辦公、就每天響個不停，而公布的郵箱也幾乎被反映情況的市民擠爆。“這就是為什么我呼吁你們用書面形式表達自己的聲音，因為郵箱已經爆滿了，沒法收郵件了。〞海景說。海景坦言，參與環(huán)評工作已有10年，但從未碰到反響如此大的工程。對于番禺垃圾燃燒發(fā)電工程，海景表示，該工程中市民反對呼聲的劇烈程度在他們經歷的省內類似工程中是史無前例的。她承諾：“這種在廣東省前所未有的工程一定會開聽證會，即使沒有，我們也會要求開。〞對于業(yè)主提出的環(huán)評進度等問題，海景均表示在環(huán)評工作進行期間不方便作出答復。在上月30日番禺區(qū)召開的情況通報會上出現(xiàn)的四位專家，由于有垃圾燃燒爐創(chuàng)造專利以及經營垃圾燃燒爐生產廠家背景而廣受質疑。海景證實，他們都不會出現(xiàn)在此次環(huán)評的專家組中?！?〕公眾參與不影響環(huán)評結果當一位業(yè)主提出客觀公正地做環(huán)評的要求時，海景表示她會嚴格按照職業(yè)道德和國家標準去做技術性的測評，但垃圾燃燒發(fā)電廠建不建，“決策權不在我們這里〞。業(yè)主們表示，非常關注公眾參與情況會否影響環(huán)評結果。對此，海景表示，公眾參與環(huán)節(jié)是按照國家標準進行的，但該環(huán)節(jié)較特殊，不能打分，環(huán)評單位只是搜集、整理、分類市民聲音，并且將這些聲音在環(huán)評報告中呈現(xiàn)。對于業(yè)主們提出的環(huán)評客觀公正問題，海景表示由于立場不一樣，不可能完全做到客觀，“大家都不可能完全客觀公正，因為大家站的角度不一樣。〞〔3〕沒有技術在線監(jiān)測二惡英交談中，業(yè)主再次提出，二惡英能否在線監(jiān)測？對此，海景成認目前技術無法做到，“尋找二惡英相當于在一個堆滿了白米的游泳池里找出一顆黑米一樣困難。〞在該所，從采樣回來到最后找出共需22天，而這已經是最快的紀錄了。海景稱，目前他們主要通過在線監(jiān)測與二惡英有關聯(lián)度的其他氣體，從而發(fā)出污染預警，但這個監(jiān)測不保證準確。她表示，已經投入使用的李坑垃圾燃燒發(fā)電廠一期二惡英及系列的廢氣檢測均是通過的，而由他們負責環(huán)評的二期工程也已經開工建設。〔4〕垃圾分類短期內難以見效為什么不提倡垃圾分類，而花9.3億元建一個有爭議的工程？對于業(yè)主提出的這個問題，海景表示，垃圾分類要提倡，但不可能在短期內收到效果，“如果要做好〔垃圾分類〕，9.3個億加個零都不夠。〞她表示，這是長遠利益和短期利益相矛盾的問題，番禺區(qū)垃圾燃燒發(fā)電廠要處理的是250萬人的垃圾。海景稱，奧運會之前，北京投入了近20億元做垃圾分類的源頭工作，但效果并不好。“垃圾分類是一個系統(tǒng)的東西，不是簡單的分分類。〞海景說，也許有很多市民開始垃圾分類，但短期內不可能有大效果。不過她也表示，“實現(xiàn)垃圾分類，一直是我們的理想。〞〔5〕專家聲音國內“反燃燒派〞領軍人物趙章元教授：政府部門會聽取民眾意見的近日，有華南板塊的業(yè)主代表給國家環(huán)保部評估中心組專家、國內“反燃燒派〞領軍人物趙章元教授發(fā)電子郵件，希望得到他的幫助。前日，趙章元復信，對番禺業(yè)主表示同情、支持和撫慰。他在郵件中淺談了我國目前環(huán)評報告的通病，并希望業(yè)主積極向政府反映意見。趙章元在回復中說，悲觀消極無濟于事，坐以待斃也是愚蠢表現(xiàn)，“我堅持認為，我國政府部門是會聽取民眾意見的〞。趙章元指出，目前國內有些環(huán)評報告“把法律要求的獨立環(huán)評，完全變成業(yè)主〔單位〕建設愿望的合理性論證，喪失了客觀、公正、科學立場〞，比方在江蘇吳江垃圾燃燒發(fā)電廠的環(huán)評報告中，報告說危險廢物可以“進行固化處理后平安填埋〞，看似可以解決污染問題，但實際上吳江根本沒有符合資質的平安填埋單位，這實際上是一種無法實現(xiàn)的搪塞應付。此外，報告只考慮了正常工況下的環(huán)境影響問題，沒有預見到非正常工況下的環(huán)境風險問題，而對于這類極其敏感的環(huán)境工程，這是不應該忽略的。趙章元還表示，如果有番禺垃圾燃燒發(fā)電工程的環(huán)評報告，請發(fā)給他，以便繼續(xù)支持。3、蘇澤群：番禺垃圾就應該在番禺處理

核心提示：廣州常務副市長蘇澤群說，最近，他要了李坑垃圾燃燒發(fā)電廠一個月的環(huán)保數(shù)據(jù)，看到底有沒有問題，“至少我抽查到的所有都到達歐盟的標準〞。他說，番禺的垃圾就應該在番禺就地處理，至于說具體放在番禺哪個地方，“可以廣泛聽聽市民的意見。〞常務副市長蘇澤群昨天就番禺垃圾燃燒發(fā)電廠之爭表態(tài)，根據(jù)廣州和兄弟城市的實踐來看，“垃圾燃燒比填埋要先進〞。蘇澤群說，最近，他要了李坑垃圾燃燒發(fā)電廠一個月的環(huán)保數(shù)據(jù)，看到底有沒有問題，“至少我抽查到的所有都到達歐盟的標準〞?！皬V州每天產生這么多垃圾，別想著番禺的垃圾拿到其他區(qū)去消化。〞他說，番禺的垃圾就應該在番禺就地處理，至于說具體放在番禺哪個地方，“可以廣泛聽聽市民的意見。〞他說，自己很理解市民的想法，“誰家都有垃圾，誰都不愿意垃圾發(fā)電廠放在自家附近；誰家都用電，誰都不愿意變電站建到自己所在的小區(qū)；誰家都會死人，誰都不愿意自己住的地方靠近殯儀館。〞他說，要尊重公眾的選擇，但同時也要考慮現(xiàn)實情況，選出一個對人影響最小、最合理的地點。環(huán)衛(wèi)部門有關負責人也表示，番禺垃圾燃燒廠的選址是比較適宜的，目前暫無在別處選址的意向，環(huán)評報告也正在編制當中。4、廣州市垃圾處理實際情況廣州市環(huán)衛(wèi)局副局長徐建韻向前往視察的人大代表透露：目前全市日產生活垃圾近11400噸，其中中心區(qū)7900多噸，番禺區(qū)1400多噸，花都區(qū)700多噸，南沙區(qū)330多噸，增城市330多噸，從化市550多噸，需要統(tǒng)收統(tǒng)運、日產日清。目前，廣州的生活垃圾處理方式主要以填埋為主，全市每日填埋處理10400噸，燃燒處理1000噸。

廣州市十區(qū)，除番禺、花都區(qū)的生活垃圾自行處理外，其余的都集中在興豐垃圾填埋場和李坑垃圾燃燒發(fā)電廠處理。5、你的看法〔1〕〔2〕〔3〕4.1燃燒概述〔1〕定義垃圾燃燒定義：垃圾燃燒是對垃圾進行高溫處理的一種方法，它是指在高溫燃燒爐內〔800-1000℃〕，垃圾中的可燃成分與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈的化學反響，轉化為高溫的燃燒氣體和性質穩(wěn)定的固體殘渣，并放出熱量的過程?！?〕處理工藝選擇城市人口規(guī)模城市經濟實力

土地資源條件

〔1〕垃圾的發(fā)熱量根據(jù)經驗，當垃圾的低位熱值大于3350kJ/kg時，垃圾即可實現(xiàn)自燃而無需添加助燃劑。垃圾的發(fā)熱量主要受垃圾的三成分，即水分〔W〕，灰分〔A〕和可燃分〔R〕的影響,因此可通過“三成分〞對垃圾的可燃性質進行定性的判斷.垃圾燃燒組分三元圖如圖4-1所示。圖中斜線覆蓋的局部為可燃區(qū)，邊界上或邊界外為不可燃區(qū)。從圖上可以看出其可燃區(qū)的界限值：W≤50%；A≤60%；R≥25%。固體廢物的熱值：是指單位質量的固體廢物完全燃燒時所釋放出的熱量，以kJ/kg表示。下表列出了我國幾種典型廢物的熱值。幾種典型廢物的熱值〔kJ/kg〕廢物煤矸石廣州垃圾1996杭州垃圾1997常州垃圾1997蕪湖垃圾1997上海污水廠污泥熱值800～8000441244527300286314600某大城市有居民1500000人，垃圾產率為1.2千克/人.天，垃圾壓實密度為600千克/米3，1、對其中的垃圾進行組分分析如下表，試問該垃圾可否用燃燒法進行處理？〔2〕燃燒產物固體廢物中的可燃成分主要是有機物，有機物由大量的碳，氫，氧元素組成，有時還含有氮，硫，磷和鹵素等少量元素。這些元素在燃燒過程中與空氣中的氧發(fā)生反響，生成各種氧化物或局部元素的氫化物。一個完全燃燒的氧化反響可表示為：CxHyOzNuSvClw+(x+v+0.25(y-w)-0.5z)O2→xCO2+wHCl+0.5uN2+vSO2+0.5(y-w)H2O+Q燃燒過程物料從送入燃燒爐起，到形成煙氣和固態(tài)殘渣的整個過程總稱為燃燒過程。燃燒過程包括三個階段：枯燥加熱階段，燃燒階段，燃盡階段?！?〕枯燥階段對機械送料的運動式爐排爐，從物料送入燃燒爐起，到物料開始析出揮發(fā)分和著火這一段時間，都認為是枯燥階段?！?〕燃燒階段在枯燥階段根本完成后，如果爐內溫度足夠高，且又有足夠的氧化劑，物料就會很順利地進入真正的燃燒階段——燃燒階段。燃燒階段包括了三個同時發(fā)生的化學反響模式。①強氧化反響物料的燃燒包括物料與氧發(fā)生的強氧化反響過程。②熱解熱解是在缺氧或無氧條件下，利用熱能破壞含碳高分子化合物元素間的化學鍵，使含碳化合物破壞或者進行化學重組的過程。③原子基團碰撞在物料燃燒過程中，還伴有火焰的出現(xiàn)。燃燒火焰實質上是高溫下富含原子基團的氣流造成的。由于原子基團電子能量的躍遷、分子的旋轉和振動等產生量子輻射，產生紅外熱輻射、可見光和紫外線等，從而導致火焰的出現(xiàn)?！?〕燃盡階段物料在主燃燒階段發(fā)生強烈的發(fā)熱發(fā)光氧化反響之后，開始進入燃盡階段。此時參與反響的物質的量大大減少了，而反響生成的惰性物質、氣態(tài)的CO2、H2O和固態(tài)的灰渣那么增加了。影響燃燒過程的因素〔1〕燃燒溫度廢物的燃燒溫度是指廢物中有害組分在高溫下氧化、分解直至破壞所需到達的溫度。它比廢物的著火溫度要高得多。適宜的燃燒溫度是在一定的停留時間下由實驗確定的。大多數(shù)有機物的燃燒溫度范圍在800～1000℃，通常在800～900℃左右為宜。我國生活垃圾燃燒污染控制標準(GB18485-2001)中規(guī)定煙氣出口溫度≥850℃?！?〕停留時間煙氣停留時間：燃燒氣體從最后空氣噴射口或燃燒器到換熱面〔如余熱鍋爐換熱器等〕或煙道冷風引射口之間的停留時間。停留時間的長短直接影響廢物的燃燒效果、尾氣組成等，停留時間也是決定爐體容積尺寸和燃燒能力的重要依據(jù)。一般情況下，應盡可能通過生產模擬試驗來獲得設計數(shù)據(jù)。對缺少試驗手段或難以確定廢物燃燒所需時間的情況，可參閱經驗數(shù)據(jù)。對于垃圾燃燒，如溫度維持在850～1000℃之間，并有良好的攪拌和混合時，燃燒氣體的燃燒室的停留時間約為1～2s。〔3〕攪混強度要使廢物燃燒完全，減少污染物形成，必須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。燃燒爐所采用的攪動方式有空氣流攪動、機械爐排攪動、流態(tài)化攪動及旋轉攪動等，其中以流態(tài)化攪動效果最好。中小型燃燒爐多屬于固定爐床式，常通過空氣的流動來進行攪動，其主要方式有：①爐床下送風助燃空氣自爐床下送風，由廢物層孔隙中竄出，這種攪動方式易將不可燃的底灰或未燃炭顆粒隨氣流帶出，形成顆粒物污染，廢物與空氣接觸時機大，廢物燃燒較完全，燃燒殘渣熱灼減量較小。②爐床上送風助燃空氣由爐床上方送風，廢物進入爐內時從外表開始燃燒，優(yōu)點是形成的粒狀物較少，缺點是燃燒殘渣熱灼減量較高。一般來說，二次燃燒室氣體速度在3～7m/s即可滿足要求。氣體流速過大時，混合強度加大，但氣體在二次燃燒室的停留時間會降低，反而不利于燃燒的完全進行。〔4〕過?？諝饴盛龠^?？諝庀禂?shù)過?？諝庀禂?shù)〔m〕用于表示實際供給空氣量與理論空氣量的比值，定義為： m＝A/A0式中；A0為理論空氣量；A為實際供給空氣量。②過?？諝饴蔬^剩空氣率由下式求出：過?？諝饴剩健瞞-1〕×100%根據(jù)經驗，過?？諝庀禂?shù)一般需大于1.5，常在1.5～1.9之間；但在某些特殊情況下，過剩空氣系數(shù)可能在2以上，才能到達較完全的燃燒效果。燃燒〔燃燒〕效果〔1〕目測法：黑度〔2〕熱灼減量法：Es=(1-WL/Wf)×100%其中Es為燃燒效果，%；WL為單位質量爐渣中熱灼減量，kg；WL為單位質量廢物中可燃物量，kg；〔3〕CO法：Eg＝CCO2/(CCO2+CCO)×100%燃燒反響計算空氣需要量的計算理論空氣需要量〔完全燃燒空氣量〕的計算燃料成分為〔質量分數(shù)〕C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%每千克燃料完全燃燒時所需要的氧氣量為：標準狀態(tài)下，氧氣的密度為32/22.4=1.429〔kg?m-3〕,那么換算成氧氣的體積需要量為：至此，氧氣的需要量完全按化學式計算而來，并未估計任何其他因素的影響，稱為“理論氧氣需要量〞。一般干空氣的成分，以質量分數(shù)表示，O2為23.2%；N2為76.8%；按體積，O2為21%；N2為79%。故可得：實際空氣需要量在實際操作中，要保證爐內燃料完全燃燒，通常供給比理論值多一些的空氣〔過剩空氣量〕，而需要爐內處于復原性氣氛中，便供給少一些空氣。實際空氣需要量Vn可表示為：Vn=nV0式中，n為空氣消耗系數(shù)；當n>1時，被稱為“空氣過剩系數(shù)〞。上面計算中未計入空氣中的水分，假設計水分，按下面方法換算。空氣中的水分含量GgH2O，通常為1m3干氣體中水分含量，以g?m-3表示，可以查到。將GgH2O換算成體積含量那么為：那么濕空氣的需要量為：Vn=nV0+0.00124GgH2OV0=(1+0.00124GgH2O)nV0由以上計算可知：①V0只決定于燃料的成分，燃料中可燃物含量越高，那么V0就越大；②實際空氣需要量V0與空氣消耗系數(shù)n有關，而n與燃料條件有關。燃燒煙氣量計算實例[例題]某種煤〔收到基〕的元素分析為：C65.7%；H3.2%；S1.7%；O2.3%；灰分18.1%；水分9.0%。假設空氣過剩系數(shù)為1.4，燃料完全燃燒。假定空氣中不含水分。1〕計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和實際空氣量；2〕計算燃煤1kg所產生的理論煙氣量和實際煙氣量；3〕計算實際煙氣中SO2的濃度以〔mg/m3表示〕；4〕假定煙塵的排放因子為20%，計算實際煙氣中煙塵的濃度〔以mg/m3表示〕。煤組成的表示方法:CxHySzOw：C:65.7%,H:3.2%,S:1.7%,O:2.3%灰分:18.1%,水分:9%，按1000g煤計算可燃元素質量g摩爾數(shù)C65712=54.75H321=32S1732=0.53O2316=1.44水分9018=5灰分181化學分子式:C54.75H32S0.53O1.441〕理論空氣量、實際空氣量的計算2〕理論煙氣量、實際煙氣量的計算3〕計算實際煙氣中SO2的濃度〔mg/m3〕1kg煤中含硫17g,可產生34g二氧化硫1kg煤燃燒產生的煙氣量為9.685m3。煙氣中二氧化硫濃度為：4〕計算實際煙氣中煙塵的濃度1kg煤中含灰分181g,20%進入煙氣，1kg煤燃燒產生的煙氣量為9.685m3。煙氣中煙塵濃度為：空氣溫度的計算熱平衡法燃料燃燒時產物到達的溫度，即是燃燒溫度?！?〕熱量收入①燃料的化學熱，即燃料發(fā)熱量：QL②空氣帶入的物理熱：Qair=Vn·Cair·tair③燃料帶入的物理熱：Qfuel=Cfuel·tfuel〔2〕熱量支出①燃燒產物含有的物理熱Qp=Vn,p·Cp·tp②由燃燒產物傳給周圍物質的熱量：Qtransfer或Qt③因燃燒條件變化而造成的不完全燃燒的熱損失：Qun。④燃燒產物中某些氣體高溫熱分解所消耗的熱量：Qd根據(jù)熱平衡原理，當Q收=Q支時，燃燒產物到達一個相對穩(wěn)定的燃燒溫度，那么：QL+Qair+Qf=Vn,p·Cp·tp+Qt+Qun+Qd那么：tp=(QL+Qair+Qf-Qt-Qun-Qd)/(Vn,p·Cp)tp為實際條件下的燃燒產物溫度，稱為實際燃燒溫度.①理論燃燒溫度假設在絕熱系統(tǒng)中完全燃燒，那么Qt=0，Qun=0，按上式計算出的溫度稱“理論燃燒溫度〞。t0,p=(QL+Qair+Qf-Qd)/(Vn,p·Cp)〔4-73〕理論燃燒溫度是某種成分在某一燃燒條件下所能到達的最高溫度。②量熱計溫度熱分解所消耗的熱量Qd在高溫下，才有估計的必要，如果忽略Qd不計，便得到不計入熱分解的理論燃燒溫度，也稱為“量熱計溫度〞。③發(fā)熱溫度假設燃燒過程中空氣和燃料均不預熱，即Qair=0，Qf=0，且空氣消耗系數(shù)n=1.0，那么燃燒溫度只與燃料性質有關。即：t0,h=QL/(V0,p·Cp)〔4-74〕式中，t0,h稱為“燃料理論發(fā)熱溫度〞或“發(fā)熱溫度〞。理論發(fā)熱溫度是評價燃料性質的一個指標，它可以根據(jù)燃料的性質和燃燒條件計算。工程簡算法假設空氣沒有預熱，那么熱平衡方程可寫成：右端第一項中的ηFwQL為單位時間的供熱量，而ηFwQL(1-σ)為輻射散熱后可用的熱量；右端的第二項CwFwtw(kJ·h-1)為廢物原有的熱焓；右端第三項Cp,anV0Fwt0為助燃空氣帶入的熱焓；左端為廢物燃燒后廢氣的熱焓。Cw可用下式求算：Cw=1.05〔A+B〕+4.2W式中，A為灰分階段，%；B為可燃分，%；W為水分，%。停留時間的計算分批〔間歇〕全混流反響器特點：①反響器內的物料具有完全相同的溫度和濃度，且等于反響器出口物料的溫度和濃度；②理想混合反響器內的返混為無限大。具有良好的攪拌的釜式反響器可近似地按理想混合反響器處理。就整個反響器在單位時間內對組成A作物料衡算：恒容時恒容時,積分:連續(xù)操作全混流反響器在這種操作中，反響物料連續(xù)不斷地以恒定流速流入全混流反響器，而產物也以恒定的速率不斷地從反響器內排出。當反響流體的密度恒定時，那么流出和流入反響器的容積流速是一致的。那么對組分A就整個反響器作物料衡算，有：(1)空時τ：反響器的有效容積V與進料容積流速之比，稱為空時。(2)反響時間t：反響物料進入反響器后從實際發(fā)生反響的時刻起到反響到達某一程度〔如某個轉化率或出口濃度〕時所需的時間。(3)停留時間：反響物自進入反響器的時刻算起到它們離開反響器時刻止，在反響器共停留了多少時間。平推流操作反響器所謂平推流是指反響器內反響物料以相同的流速和一致的方向移動，完全不存在不同停留時間物料的混合，即返混為0。因此，所有物料在器內具有相同的停留時間。對于管徑較小，管子較長，即長徑比L/D較大，流速較快的管式反響器，可按平推流處理。特點：(1)與流動方向垂直的截面上無流速分布；(2)在流動方向上不存在流體質點間的混合，即無返混現(xiàn)象；(3)離開平推流反響器的所有流體質點，均具有相同的停留時間，因而就等于反響時間t。假設以u表示流體在反響器中的流速，表示管內離入口處的軸向距離，那么：假設流體密度恒定，那么u=u0〔u0入口流速〕有：如圖7-6對組分A作物料衡算，因沿流動方向反響物組成是變化的，所以必須對微元dV作衡算。積分得由此可知，恒容過程的平推流反響器與分批全混流反響器的設計方程一致。討論可知：①對于分批式操作的全混流反響器和連續(xù)操作的平推流反響器來說，反響時間和停留時間一致；②而對于具有返混的反響器，因器內流體的流動狀況極為復雜，可能短路，也可能有死區(qū)和循環(huán)流。所以出口物料中有些微團可能在器內停留很短時間，而有的可能停留很長時間。所以出口物料是各種不同停留時間的混合物，即具有停留時間分布。因此常用平均停留時間來表示。其定義為反響器的有效容積與器內物料的體積流速之比，即。因此，平均停留時間與空時之間具有不同的含意，只有在恒容過程〔此時〕，兩者才一致。燃燒過程的平均停留時間假設燃燒為一級反響，那么：對于平推流：【例4-4】試計算在800℃的燃燒爐中燃燒氯苯，當DRE〔破壞去除率〕分別為99%、99.9%、99.99%時的停留時間。：A=1.34×1017s-1；E=76600cal·g-1。解：〔1〕求800℃時的速率常數(shù)

代入數(shù)據(jù)，得到〔2〕求不同轉化率的停留時間假設為平推流，那么垃圾燃燒工藝系統(tǒng)實際上，垃圾燃燒系統(tǒng)應包括整個垃圾燃燒廠，即從垃圾的前處理到煙氣處理整個過程。這里所指的燃燒系統(tǒng)又指垃圾進入燃燒爐內燃燒生成產物〔氣和渣〕排出的過程，即燃燒系統(tǒng)只涉及垃圾的接收、燃燒、出渣、燃燒氣體的完全燃燒以及為保證完全燃燒助燃空氣的供給〔一次和二次〕等〔圖4-4〕。燃燒系統(tǒng)與前處理系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、助燃空氣系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、灰渣處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、自控系統(tǒng)等密切相關。其中燃燒系統(tǒng)或燃燒爐是燃燒過程的關鍵和核心，它為垃圾燃燒提供了場所和空間，其結構和形式將直接影響固體廢物的燃燒狀況和效果。通常固體廢物在燃燒爐中燃燒過程包括：①固體外表的水分蒸發(fā)；②固體內部的水分蒸發(fā)；③固體中揮發(fā)性成分的著火燃燒；④固體碳的外表燃燒；⑤完成燃燒〔燃燼〕。①和②為枯燥過程；③~⑤為燃燒過程。燃燒又可分為一次燃燒和二次燃燒。一次燃燒是燃燒的開始，二次燃燒那么是完成整個燃燒過程的重要階段。以分解燃燒為主的固體廢物的燃燒，僅靠一次助燃空氣難以完成燃燒反響。一次燃燒僅使容易揮發(fā)成分中的易燃局部燃燒并使高分子成分分解，而且，一次燃燒產生的CO2也可能會復原。二次燃燒是將一次燃燒中產生的可燃氣體和顆粒炭進一步燃燒，多為氣態(tài)燃燒，因此適宜的燃燒室容積大小，燃燒氣體和二次助燃空氣的良好混合等至關重要。一次燃燒和二次燃燒所起作用如圖4-5所示。圖7-5一次燃燒和二次燃燒

燃燒爐燃燒爐從不同角度可對燃燒爐進行分類。按燃燒室的多少可分為：單室燃燒爐和多室燃燒爐；按爐型可分為固定爐排爐、機械爐排爐、流化床爐、回轉窯爐和氣體熔融爐等。單室燃燒爐單室燃燒爐要求在一個燃燒室中完成：①供氧〔空氣〕；②熱分解、外表燃燒；③垃圾揮發(fā)組分、固定碳素、臭氣成分、有害氣體的完全燃燒等過程。此燃燒爐處理揮發(fā)性成分含量高，熱解速率快且在枯燥過程中易產生有害氣體時，會產生不完全燃燒現(xiàn)象。因此，除少數(shù)工業(yè)垃圾外，單室爐在生活垃圾處理中幾乎不用。圖4-6單室固定排爐

多室燃燒該爐指在一定燃燒過程中，不供給全部所需空氣，只供給將固定碳素燃燒的空氣，依靠燃燒氣體的輻射、對流傳熱等將垃圾熱解氣化，而在二次甚至三次燃燒過程中將熱解氣體〔包括臭氣、有害氣體等〕完全燃燒的設備。該爐適于處理燃燒氣體量較多的物質，如生活垃圾的處理一般都為多室燃燒爐型。固定爐排爐造價低廉，但因對垃圾無攪拌作用等，故燃燒效果較差，易溶融結塊，所以燃燒爐渣的熱灼減率較高。在早期有使用固定爐排爐來燃燒生活垃圾的實例，但近期很少應用。圖7-7多室固定爐排爐

活動爐排〔機械爐排〕燃燒爐活動爐排燃燒爐的特點是其爐排是活動的。爐排是活動爐排燃燒爐的核心局部，其性能直接影響垃圾的燃燒處理效果。機械爐排燃燒爐是最典型的活動爐排燃燒爐，這種燃燒爐可實現(xiàn)燃燒操作的連續(xù)化、自動化，是目前城市垃圾處理中使用最為廣泛的燃燒爐型式。按爐排構造不同，機械爐排常分為鏈條式、階梯往復式、多段滾動式等。我國目前制造的中小型燃燒爐大都為鏈條式或階梯往復式的。圖4-8鏈條式機械爐排燃燒爐圖4-9機械爐排爐燃燒的概念圖機械爐排爐可大致分為三段：枯燥段、燃燒段、燃燼段。各段的供給空氣量和運行速度可以調節(jié)?！?〕枯燥段利用爐壁和火焰的輻射熱，垃圾從外表開始枯燥，局部產生外表燃燒?？菰锢闹饻囟纫话銥?00℃左右。如果提供200℃以上的燃燒空氣，枯燥的垃圾便會著火，燃燒便從這局部開始。垃圾在枯燥段上的停留時間約為30min?！?〕燃燒段這是燃燒的中心局部。在枯燥段垃圾枯燥、熱分解產生復原性氣體，在此段產生旺盛的燃燒火焰，在后燃燒段進行靜態(tài)燃燒〔外表燃燒〕。燃燒段和后燃燒段界線稱為“燃燒完了點〞。即使垃圾特性變化，但也應通過調節(jié)爐排速度而使燃燒完了點位置盡量不變。垃圾在燃燒段的停留時間為30min?？傮w燃燒空氣的60%~80%在此段供給。〔3〕燃燼段將燃燒段送過來的固定碳素及燃燒爐渣中未燃燼局部完全燃燒。垃圾在燃燼段上停留約1h。保證燃燼段上充分的停留時間，可將爐渣的熱灼減率降至1%~2%。流化床燃燒爐流化床以前用來燃燒輕質木屑等，但近年來開始用于燃燒污泥、煤和城市生活垃圾。其特點是適用于燃燒高水分的物質等。流化床燃燒爐的流態(tài)化原理對選擇流化床的結構和形式至關重要，根據(jù)風速和垃圾顆粒的運動而處不同流區(qū)的流態(tài)化可分為：固定床、沸騰流化床〔鼓泡流化床〕、湍動流化床和循環(huán)流化床〔快床〕〔見圖4-10〕。圖4-10流化床的原理

①固定床：氣體流速u較低，那么垃圾顆粒保持靜態(tài)，而氣體從垃圾顆粒間通過〔如爐排爐〕。②沸騰流化床：氣體流速u超過臨界流化速度umf，顆粒中產生氣泡，顆粒被氣泡攪拌形成鼓氣泡或沸騰狀態(tài)。③循環(huán)流化床：氣體流速u超過極限速度〔顆粒終端速度〕ut，氣體和顆粒劇烈碰撞混合，顆粒被氣體帶著飛散〔如燃煤發(fā)電鍋爐〕。流化床垃圾燃燒爐主要處于沸騰〔鼓泡〕流化狀態(tài)。圖4-11所示為流化床的結構，一般將垃圾粉碎到20mm以下再投入到爐內，垃圾和爐內的高溫流動砂〔650~800℃〕接觸混合，瞬時間汽化到燃燒。未燃燼成分和輕質垃圾一起飛到上部燃燒室繼續(xù)燃燒。一般認為上部燃燒室的燃燒占40%左右，但容積卻為流化床層的4~5倍，同時上部的溫度也比下部流化床層高100~200℃，通常也稱其為二燃室。圖4-11流化床燃燒爐的結構流化床優(yōu)點：爐體較小，燃燒爐渣的熱灼減率低〔約1%〕，爐內可動局部設備少。但與機械爐排爐相比，有以下缺點：①比機械爐排爐多設置流化砂循環(huán)系統(tǒng)，且流動砂造成的磨損較大；②燃燒速度快，燃燒空氣的平衡較難，較易產生CO，為使燃各種不同垃圾時都保持較適宜的溫度，必須調節(jié)空氣量和空氣溫度；③爐內溫度控制較難?；剞D窯爐回轉窯可處理的垃圾范圍廣，特別是在燃燒工業(yè)垃圾的領域內應用廣泛。在城市生活垃圾燃燒的應用主要是為了到達提高爐渣的燃燼率，將垃圾完全燃燼以到達爐渣再利用時的質量要求。這種情況時，回轉窯爐一般安裝在機械爐排爐后。圖4-12所示為將回轉窯作為枯燥和燃燒爐使用時的示意圖。在此流程中，機械爐排作為燃燼段安裝于其后，作用是將爐渣中未燃燼物完全燃燒。除了這種設計外，也有不帶燃燼段的回轉窯爐。圖4-12作為枯燥和燃燒爐使用的回轉窯燃燒爐的比較在固體廢物燃燒技術開展早期，固定爐排爐在生活垃圾焚領域得到一定的應用，但由于其燃燒效果的局限性，很快被機械爐排爐取代了。流化床爐技術在70年前已被開發(fā)，之后在20世紀60年代應用于燃燒工業(yè)污泥，在70年代初用來燃燒生活垃圾，80年代在日本得到相當?shù)钠占?，市場占有率達10%以上，但在90年代后期，由于煙氣排放標準的提高，流化床爐在生活垃圾的燃燒爐市場幾乎消失?，F(xiàn)在日本各廠家轉而將流化床爐用于垃圾氣化熔融技術的開發(fā)?；剞D窯爐主要用來處理工業(yè)垃圾。各種技術比較見下表燃燒尾氣控制技術燃燒尾氣中污染物的組成燃燒是一個非常復雜的過程，燃燒產生的尾氣中含大量的污染物質，尾氣需經凈化處理前方可排放。尾氣中主污染物質可分成如下幾種：〔1〕不完全燃燒產物:不完全燃燒產物〔簡稱PIC〕是指燃燒不良時產生的副產物，包括一氧化碳、炭黑、烴、烯、醛、酮、醇、有機酸和聚合物等。〔2〕粉塵指廢物中的惰性金屬鹽類、金屬氧化物或不完全燃燒物質等?！?〕酸性氣體:包括HCl、鹵化氫〔氯化外的鹵素，氟、溴、碘等〕、SO2或SO3、NOx，P2O5〕和〔H3PO4〕等?！?〕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?！?〕二噁英PCDDs/PCDFs。垃圾燃燒尾氣中，各污染物含量的典型值為〔標準狀態(tài)下〕：粉塵2000～5000mg/m3;HCl200～800mg/m3;NOx90～150mg/m3;SOx20～80mg/m3;尾氣溫度150～300℃;含水率15%～30%。其特點是粉塵濃度較高，酸性氣體中HCl濃度很高。一個設計良好而且操作正常的燃燒爐內，不完全燃燒物質的產生量極低，通常并不至于造成空氣污染。設計尾氣處理系統(tǒng)時，一般并不考慮不完全燃燒產物的控制問題。因此，燃燒尾氣的控制對象主要是粉塵、酸性氣體以及危害性大的重金屬和二噁英。粉塵控制技術燃燒尾氣中粉塵的主要成分為惰性無機物質，如灰分、無機鹽類、可凝結的氣體污染物和重金屬氧化物等。視運轉條件、廢物種類和燃燒爐類型等的不同，其含量的變化范圍很大〔450～22500mg/m3〕。在垃圾燃燒廠中常用的有多管離心除塵器、布袋除塵器。注意：不能夠采用靜電除塵器?！?〕多管離心式除塵器多管離心式除塵器由假設干單體離心除塵器組合而成〔圖4-13〕，它的工作原理與單體離心除塵器的相同，都是利用離心原理去除粉塵的〔圖4-14〕。多管離心式除塵器對粒徑在5～10μm以上的粉塵處理效果較好，除塵效率一般在70%～98%，壓損500～1500Pa。圖4-13離心除塵原理多管離心除塵器

〔2〕布袋除塵器當帶有粉塵的尾氣通過布袋除塵器的濾布時，空氣通過濾布而粉塵那么被截留下來，這就是布袋除塵器的工作原理。布袋除塵器的關鍵部件是濾布，濾布對除塵器的性能能有直接的影響。濾布有聚酯〔Polyester〕、聚酰胺〔Polypropyre〕等積布和摻入毛氈〔felt〕的耐熱尼龍、玻璃纖維和聚四氟乙烯纖維〔Teflon〕等。濾布的耐熱溫度在250℃左右，所以，高溫尾氣在進入布袋除塵器前都需要進行冷卻降溫。布袋除塵器結構簡單，除塵效果也很好。除塵效率可高達99%以上，煙塵濃度可降至低于10mg/m3。氣流速度一般為1m/min左右，壓力損失1000～2000Pa。圖4-14脈沖清洗式布袋除塵器具逆流清洗式布袋除法器脈沖清洗式和逆流清洗式布袋除塵器都具有清洗功能。脈沖清洗式布袋除塵器除塵時，含塵煙氣由濾布外穿入，粉塵被截留在濾布外外表；當清洗時，高壓空氣由濾布內吹出，使截留在濾布外外表的粉塵脫落。逆流清洗式布袋除塵器除塵時，煙氣從濾布內穿出，粉塵被截留在濾布內外表；當清洗時，干凈的清洗氣體從外表穿入濾布內，濾布產生變形而使粉塵脫落。酸性氣體控制技術用于控制燃燒廠尾氣中酸性氣體的方法主要有濕式洗氣法、干式洗氣法和半干式洗氣法三種?！?〕濕式洗氣法在燃燒尾氣處理系統(tǒng)中，最常用的濕式洗氣塔是對流操作的填料吸收塔〔圖4-15〕。通過除塵器除塵后的尾氣，先經冷卻部的液體冷卻，降到一定溫度后，由填料塔下部進入塔內。在通過塔內填料向上流動過程中，與由頂部噴入〔噴淋〕、向下流動的堿性溶液在填料空隙和外表接觸并發(fā)生反響，從而去除酸性氣體。其反響為：NaOH＋HCl→NaCl＋H2ONaOH＋SO2→NaSO3＋H2O圖4-15濕式洗氣塔的構造濕式洗氣塔建造和運行時需要考慮的問題有:填料的材質和尺寸、洗氣塔的構造材料、堿性藥劑的選擇和添加量確實定、洗滌溶液的循環(huán)和排出廢水的處理等。填料對吸收效率影響很大，對填料的根本要求是：經久耐用、防腐性好、比外表積大、對空氣流動的阻力小、質量輕和價格廉價等。最常使用的填料是由高密度聚乙烯、聚丙烯或其它熱塑膠材料制成的不同形狀的填料，如螺旋環(huán)等。除了洗氣塔和填料外，洗滌藥劑對酸性氣體的去除起著至關重要的作用。常用的堿性藥劑有NaOH溶液〔15%～20%，質量分數(shù)〕或Ca〔OH〕2溶液〔10%～30%，質量分數(shù)〕。石灰在水中的溶解度不高，含有許多懸浮氧化鈣粒子，容易導致液體分配、填料及管線的堵塞及結垢,故采用NaOH溶液的較多.洗氣塔的堿性洗滌溶液采用循環(huán)使用方式。當pH值或鹽度超過一定標準時，排出局部并補充一些新的NaOH溶液后，洗滌溶液繼續(xù)循環(huán)使用。排泄液中通常含有很多溶解性重金屬鹽類〔如HgCl2、PbCl2等〕，氯鹽濃度亦可高達3%，因此必須予以處理，以防止對環(huán)境的二次污染。濕式洗氣塔的主要優(yōu)點:是對酸性氣體的去除效率很高，HCl去除率可達98%，SOx去除率也可達90%以上，并附帶有去除高揮發(fā)性重金屬〔如汞〕的潛力；缺點是:造價高，耗電、耗水量大；產生含重金屬和高濃度氯鹽的廢水，假設處理不好，會產生二次污染；尾氣排放時產生白煙現(xiàn)象等。目前，改進型濕式洗滌塔多分為兩個階段，第一階段針對SO2，第二階段針對HCl，主要原因是二者在最正確去除效率時的pH值不同。干式洗氣法是用壓縮空氣將堿性固體粉末〔消石灰或碳酸氫納〕直接噴入煙管或反響器內，使之與酸性廢氣充分接觸和發(fā)生反響，從而到達中和酸性氣體并加以去除的目的。其反響過程如下：2xHCl＋ySO2＋〔x＋y〕CaO→xCaCl＋yCaSO3＋xH2OyCaSO3＋y/2O2→yCaSO4或xHCl＋ySO2＋〔x＋2y〕NaHCO3→xNaCl＋yNa2SO3＋〔x＋2y〕CO3＋〔x＋y〕H2O為了加強反響速率，實際堿性固體的用量約為反響需求量的3～4倍，固體停留時間至少需1s以上。近年來，為提高干式洗氣法對難以去除的一些污染物質去除效率，有用硫化鈉〔Na2S〕及活性炭粉末混合石灰粉末一起噴入，可以有效地吸收氣態(tài)汞及二噁英。干法洗氣塔也常與除塵器組合在一起使用，可同時去除粉塵和酸性氣體。圖4-16所示就是一種干式洗氣塔與布袋除塵器組合處理工藝系統(tǒng)。燃燒煙氣經氣體冷卻塔降溫后進入干式洗氣塔，在塔中與干石灰粉接觸和發(fā)生反響，酸性氣體得到去除。之后，煙氣進入布袋除塵器去除粉塵。圖4-16Flank干法組合洗氣系統(tǒng)干法洗氣塔的優(yōu)點是:設備簡單，維修容易，造價廉價，消石灰輸送管線不易堵塞。缺點:由于固相與氣相的接觸時間有限，且傳質效果不佳，故常需超量加藥，藥劑的消耗量大，整體的去除效率也較其它兩種方法為低，產生的反響物和未反響物量較多，從而增加后續(xù)灰渣處置的難度。〔3〕半干式洗氣法半干式洗氣塔實際上是一個噴霧枯燥系統(tǒng)。它利用高效霧化器將消石灰泥漿噴入枯燥吸收塔中，使之與酸性氣體充分接觸并發(fā)生反響，以去除酸性氣體。尾氣與噴入泥漿的接觸方式有多種，可同向流動、也可逆向流動〔圖4-17〕。其化學方程式為：CaO＋H2O→Ca〔OH〕2Ca〔OH〕2＋SO2→CaSO2＋H2OCa〔OH〕2＋2HCl→CaCl2＋2H2OSO2＋CaO＋1/2H2O→CaSO2·1/2H2O該系統(tǒng)最主要的設備是霧化器，霧化器用于消石灰泥漿的霧化。圖4-17半干法洗氣塔半干法洗氣塔也常與除塵器組合在一起使用，以同時去除粉塵和酸性氣體。圖7-18所示為Flank半干法組合洗氣系統(tǒng)，它包含一個冷卻氣體及中和酸氣的噴淋枯燥室和一個除塵用布袋除塵器。高溫氣體由噴淋塔頂端呈螺旋或漩渦狀進入塔內，石灰漿經轉輪高速旋轉作用由切線方向同時噴入。氣、液在塔內充分接觸反響，使酸性氣體得到去除，同時還可降低氣體的溫度和使水分蒸發(fā)，有利于減少廢水的排放量。中和后產生的固全殘渣由灰斗排出，氣體那么進入布袋除塵器進一步除塵。圖7-18Flank半干法組合洗氣系統(tǒng)半干式洗氣法結合了干式與濕式法兩者的優(yōu)點。優(yōu)點表現(xiàn)為：構造簡單、投資少；壓差小、能耗低、運行費用低；耗水量遠低于濕式法、產生的廢水量少；霧化效果好、氣液接觸面大，去除效率高于干式法；操作溫度高于氣體飽和溫度，尾氣不產生白煙。缺點為:但是噴嘴易堵塞；塔內壁易為固體化學物質附著及堆積；設計和操作時，對加水量控制要求比較嚴格。7.6.4重金屬控制技術去除尾氣中重金屬的方法主要有：〔1〕除塵器去除：當重金屬降溫到達飽和溫度時，就會凝結成粒狀物。因此，通過降低尾氣溫度，利用除塵設備就可去除之。需要注意的是，單獨使用靜電除塵器對重金屬物去除效果較差，而布袋除塵器與干式或半干式洗氣塔并用時，對重金屬〔汞金屬除外〕的去除效果非常好。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。由于汞金屬的飲飽和蒸氣壓較高，不易凝結，故此法對其處理效果不理想?！?〕活性炭吸附法在干法處理流程中，可在布袋除塵器前噴入活性炭，或于流程尾端使用活性炭濾床來吸附重金屬。對以氣態(tài)存在的重金屬物質，活性炭吸附效果也較好。吸附了重金屬的活性炭隨后被除塵設備一并收集去除。〔3〕化學藥劑法在布袋除塵器羊噴入能與汞金屬反響生成不溶物的化學藥劑，可去除汞金屬。例如，噴入Na2S藥劑，使其與汞反響生成HgS顆粒，然后再通過除塵系統(tǒng)去除掉HgS顆粒。研究說明，通過噴入抗高溫液體螯合劑，可去除50%～70%的汞。在濕式洗氣塔的洗滌液內加催加劑〔如CuCl2〕，促使更多水溶性的HgCl2生成，再螯合劑固定已吸收汞的循環(huán)液，也可獲得良好的汞去除效果?！?〕濕式洗氣塔局部重金屬的化合物為水溶性物質，通過濕式洗氣塔的作用，把它們先吸收到洗滌液中，然后再加以利用。該法可與化學藥劑結合作用。除此以外，尾氣中粉塵本身也有一定的去除重金屬的作用。當尾氣通過熱能回收設備及其它冷卻設備后，局部重金屬會因凝結和吸附作用而附著在細塵外表，在細塵通過除塵設備時被一同去除掉。二噁英控制技術〔1〕二噁英的結構二噁英〔Dioxin〕是指含有二個或一個氧鍵連結二個苯環(huán)的有機氯化合物，它是多氯代二苯并－對－二噁英PCDDs和多氯代二苯并呋喃PCDFs的總稱。它可以有2-8個氯原子在取代位置上，PCDDs共有73個不同的化合物，PCDFs共有136個不同的化合物。其中毒性最大的是2,3,7,8-四氯二苯二噁英，TCDD，它的毒性比氰化物大1000倍，比馬錢子堿大500倍，屬劇毒類物質，是目前毒性最強的物質。圖4-19二噁英的結構圖二噁英類毒性當量〔ＴＥＱ〕二噁英類毒性當量因子〔ＴＥＦ〕是二噁英類毒性同類物與２，３，７，８－四氯代二苯并－對－二噁英對Ａｈ受體的親和性能之比。二噁英類毒性當量通過下式計算：ＴＥＱ＝∑〔二噁英毒性同類物濃度×ＴＥＦ〕〔2〕二噁英的產生產生二噁英的主要原因有：①垃圾本身含有的二噁英；②與氯苯酚、氯苯、PCB等結構相近的物質〔稱為前驅體〕在爐內進行反響生成的二噁英；③在廢氣冷卻過程中，前驅體等有機物變成二噁英。特別是在250～400℃溫度容易產生，稱為denovo合成過程。傳統(tǒng)的靜電除塵器煙氣溫度正好在此溫度域。圖4-20垃圾燃燒產生二噁英的示意圖影響二噁英合成反響的因素：①前驅物、HCl、O2的存在；②在200-500℃的停留時間；③FeCl3、CuCl2等催化劑的存在。〔3〕控制二噁英的方法①控制來源通過廢物分類收集，加強資源回收，防止含PCDDs/PCDFs物質及含氯成分高的物質〔如PVC塑料等〕進入垃圾中。②減少爐內形成控制二噁英在爐內產生的最有效的方法控制：溫度〔Temperature〕、時間〔Time〕和湍流〔Turbulence〕。保持爐內溫度800℃以上〔最好是900℃〕，可將二噁英完全分解；保證足夠的煙氣高溫停留時間〔一般在1～2s以上〕，以利于二噁英的充分分解；優(yōu)化爐型和二次空氣的噴入方法，充分混合攪拌煙氣以到達燃燒的目的。確保廢氣中有適當?shù)难鹾俊?%-12%〕③防止爐外低溫再合成PCDDs/PCDFs爐外再合成現(xiàn)象，多發(fā)生在鍋爐內〔尤其在節(jié)熱器的部位〕或在除塵器設備前。主要原因是鍋爐或除塵器的金屬部件〔銅或鐵的化合物〕在懸浮微粒的外表催化了二噁英的先驅物質，導致爐外二噁英的再合成。為了遏制二噁英的爐外再合成，通常采用控制煙氣溫度的方法。當具有一定溫度〔不低于500℃〕的燃燒煙氣從余熱鍋爐中排出后，采用急冷技術使煙氣在0.2S內急速冷卻到200℃以下，從而躍過二噁英易形成的溫度區(qū)。④活性炭吸附法近年來，工程上普遍采用半干式洗氣塔與布袋除塵器搭配的方式，同時控制除塵器入口的廢氣溫度在上述范圍內。在干式處理流程中，最簡單的方法是噴入活性炭或焦炭粉，通過吸附以去除廢氣中的PCDDs/PCDFs。李坑生活垃圾燃燒發(fā)電廠煙氣處理系統(tǒng)煙氣處理系統(tǒng)各局部功能簡介：①石灰漿制備系統(tǒng)：生產高質組活性石灰漿輸送給噴霧器；②噴霧反響器與旋轉噴霧頭：中和煙氣中的酸性氣體〔HCl,SOx，HF〕和吸收部份重金屬和PCDDs/PCDFs；③活性碳噴射系統(tǒng)：吸附剩余重金屬；④布袋除塵器提供中和作用和吸收作用：隔離煙氣中的灰塵〔飛灰〕和反響物質；⑤引風機：抽出凈化了的煙氣至煙囪及保持爐膛在負壓狀態(tài)；⑥反響生成物儲罐：儲存飛灰和反響生成物。李坑生活垃圾燃燒發(fā)電廠采用的先進技術，可以有效控制燃燒排放的有毒污染物，煙氣排放到達歐洲標準，其煙氣排放指標可看表4-6。表4-6李坑生活垃圾燃燒發(fā)電廠煙氣指標4.2熱解定義：有機物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之分解的過程稱為熱解。熱解與燃燒是兩個不同的過程。燃燒是發(fā)放熱反響，熱解是吸熱反響。二者的產物也不同，燃燒是二氧化碳和水，而熱解那么為可燃的低分子量化合物。Pyrolysis熱解技術與燃燒相比的明顯優(yōu)點：它可以將固體廢物中的有機物轉化為以燃料氣、燃料油、碳黑等儲存性能源。熱解是一種缺氧分解，產生的廢氣少，相應地其排放的廢氣也少，這有利于減輕對環(huán)境空氣的污染。廢物中的硫、重金屬等有害成分大局部被固定在碳黑中。由于保持在復原性條件，因此三價鉻不會轉化為六價鉻。氮氧化物的產生量少。熱解原理1、垃圾的燃燒特性熱解在工業(yè)上也稱干餾。它是將有機物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之分解為：〔1〕以氫氣、一氧化碳、甲烷等低分子碳氫化合物為主的可燃性氣體；〔2〕在常溫下為液態(tài)的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在內的燃料油；〔3〕純碳與玻璃、金屬、土砂等混合形成的碳黑的化學分解過程。2、熱解過程及產物有機固體廢物的熱解是一個復雜、連續(xù)的化學反響過程，在反響中包含著復雜的有機物斷鍵、異構化等化學反響。熱解過程可用如下總反響方程式表示。有機固體廢物→H2、CH4、CO、CO2等＋有機酸、芳烴、焦油等＋炭黑與爐渣

3、熱解法與燃燒的區(qū)別熱解法與燃燒法相比是完全不同的兩個過程：①燃燒的產物主要是二氧化碳和水,而熱解的產物主要是可燃的低分子化合物：氣態(tài)的有氫氣、甲烷、一氧化碳；液態(tài)的有甲醇、丙烔、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等；固態(tài)的主要是焦炭或炭黑。②燃燒是一個放熱過程，而熱解需要吸收大量的熱量。③燃燒產生的熱能量大的可用于發(fā)電，量小的只可供加熱水或產生蒸汽，適于就近利用，而熱解的產物是燃料油及燃料氣，便于貯藏和遠距離輸送。4、影響熱解的因素熱解溫度、加熱速率、保溫時間、物料性質、反響器類型以及供氣供氧等。每個參數(shù)都會對熱解反響過程和熱解產物產生影響?！?〕熱解溫度溫度變化對產品產量、成分比例有較大的影響。在較低溫度下，有機廢物大分子裂解成較多的中小分子，油類含量相對較多。隨著溫度的升高，除大分子裂解外，許多中間產物也發(fā)生二次裂解，C5以下分子及H2成分增多，氣體產量成正比增長，而各種酸、焦油、炭渣產量相對減少。城市生活垃圾熱分解產物比例與溫度的關系。城市生活垃圾熱分解產物比例與溫度的關系〔2〕加熱速率通過加熱溫度和加熱速率的結合，可控制熱解產物中各組分的生成比例。在低溫-低速加熱條件下，有機物分子有足夠的時間在其最薄弱的接點處分解，重新結合為熱穩(wěn)定性固體，而難以進一步分解，反而產物中固體含量增加；而在高溫-高速加熱條件下，有機物分子結構發(fā)生全面裂解，產生大范圍的低分子有機物，熱解產物中氣體的組分增加。〔3〕保溫時間物料在反響器中的保溫時間決定了物料分解轉化率。為了充分利用原料中的有機質，盡量脫出其中的揮發(fā)分，應延長物料在反響器中的保溫時間。物料的保溫時間與熱解過程的處理量成反比例關系。保溫時間長，熱解充分，但處理量少；保溫時間短，那么熱解不完全，但處理量大?！?〕物料性質物料的性質如有機物成分、含水率和尺寸大小等對熱解過程有重要影響。有機物成分比例大、熱值高的物料，其可熱解性相對就好、產品熱值高、可回收性好、殘渣也少。物料的含水率低，加熱到工作溫度所需時間短，枯燥和熱解過程的能耗就少。較小的顆粒尺寸有利于促進熱量傳遞、保證熱解過程的順利進行，尺寸過大時，情況那么相反?！?〕反響器類型反響器是熱解反響進行的場所，是整個熱解過程的關鍵。不同反響器有不同的燃燒床條件和物流方式。一般來說，固定燃燒床處理量大，而流態(tài)化燃燒床溫度可控制性好。氣體與物料逆流行進有利于延長物料在反響器內滯留時間，從而可提高有機物的轉化率；氣體與物料順流行進可促進熱傳導，加快熱解過程?！?〕供氣供氧空氣或氧作為熱解反響中的氧化劑，使物料發(fā)生局部燃燒，提供熱能以保證熱解反響的進行。因此，供給適量的空氣或氧是非常重要的，也是需要嚴格控制的．供給的可以是空氣，也可以是純氧。由于空氣中含有較多的N2，供給空氣時產生的可燃氣體的熱值較低。供給純氧可提高可燃氣體的熱值，但生產本錢也會相應增加。典型固體廢物的熱解

1、城市垃圾的熱解根據(jù)裝置特性，熱解類型分為以下幾種?！?〕固定床型熱解系統(tǒng)該發(fā)適用處理廢塑料、廢蠟臺。2、廢塑料的熱解

廢塑料的種類很多，如聚乙烯〔PE〕、聚丙烯〔PP〕、聚丙乙烯〔PS〕、聚氯乙烯〔PVC〕、酚醛樹脂、尿醛樹脂、PET、ABS樹脂等。其中PE，PP，PS，PVC等熱塑性塑料當加熱到300-500℃時，大局部分解成低分子碳氫化合物，特別是PE，PP，PS，由于其分子構成中只含碳和氫，加熱過程不會產生有害氣體，是熱解油化的主要原料。PVC在加熱到200℃左右時開始發(fā)生脫氯反響，進一步加熱發(fā)生斷鏈反響。而酚醛樹脂、尿醛樹脂等熱硬性塑料那么不適合作為熱解原料。此外，PET〔對苯二甲酸乙二醇聚酯〕、ABS