固體廢棄物處理與處置-寧平-第六章

固體廢物熱處理ThermalTreatment

ofSolidWaste【概念】焚燒干燥熱裂解焙燒熱值燃燒溫度DRE

熱灼減量比焚燒效率【方法原理】

焚燒原理；熱平衡和煙氣分析；焚燒工藝系統(tǒng)組成；焚燒爐系統(tǒng)選擇；熱解原理；典型固體廢物的熱解；焙燒方法。本章重點(diǎn)處理方法焚燒處理熱裂解焙燒處理其它熱處理方法焚燒（incineration）:生活垃圾和危險(xiǎn)廢物的燃燒（具有強(qiáng)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

）熱解:是將有機(jī)物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之成為氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)可燃物質(zhì)的化學(xué)分解過程。焙燒:在低于熔點(diǎn)的溫度下熱處理廢物改變廢物的物理化學(xué)性質(zhì)以利于后續(xù)資源化利用的處理過程干燥脫水熱分解燒成14231焚燒處理機(jī)械化連續(xù)垃圾焚燒爐。處理能力、焚燒效果、治污↗焚毀帶病毒、病菌的垃圾?！ⅰ⒚?、法等試驗(yàn)研究，建立焚燒爐19世紀(jì)中后期20世紀(jì)初1960’大型機(jī)械化爐排；較高效率的煙氣凈化系統(tǒng)1970~1990自控、移動(dòng)式機(jī)械爐排焚燒爐、多樣化、T↗除塵資源化智能化多功能綜合性1234垃圾焚燒演示…..我國始于1980′1焚燒處理焚燒原理燃燒、燃燒機(jī)理、燃燒技術(shù)、主要影響因素?zé)崞胶饧盁煔夥治龉腆w廢物熱值、燃燒溫度、空氣和煙氣量計(jì)算焚燒工藝焚燒工藝系統(tǒng)組成焚燒爐系統(tǒng)焚燒爐、余熱利用系統(tǒng)、焚燒爐選評1焚燒處理焚燒機(jī)理溫度著火條件可燃物質(zhì)助燃物質(zhì)引燃火源蒸發(fā)揮發(fā)分解燒結(jié)、熔融氧化還原CxHyOzNuSvClw+(x+v+y/4–w/4–z/2)O2→xCO2+wHCl+0.5uN2+vSO2+(y-w)/2H2O

焚燒1焚燒處理焚燒技術(shù)層狀燃燒技術(shù)過程穩(wěn)定、技術(shù)成熟、應(yīng)用廣固定爐排焚燒爐、水平機(jī)械焚燒爐、傾斜機(jī)械焚燒爐等輻射、煙氣對流，翻轉(zhuǎn)及攪動(dòng)爐型設(shè)計(jì)和配風(fēng)設(shè)計(jì)流化燃燒技術(shù)較成熟，可處理低熱值、高水分廢物，但對入料要求均勻化、細(xì)小化流化床焚燒爐空氣流和煙氣流快速移動(dòng)，物料流態(tài)化狀態(tài)旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)較成熟、效率高回轉(zhuǎn)窯焚燒爐滾筒、抄板1焚燒處理焚燒影響因素固體廢物性質(zhì)：可燃成份、有毒害物質(zhì)、水分焚燒溫度：850~950℃,1150℃供氧量和物料混合程度:過?？諝庀禂?shù)停留時(shí)間:>1.5~2h;>2s廢物料層厚度、運(yùn)動(dòng)方式、預(yù)熱溫度進(jìn)氣方式、燃燒器性能、煙凈化系統(tǒng)阻力３Ｔ－１Ｅ1焚燒處理固體廢物熱值:單位質(zhì)量固體廢物在完全燃燒時(shí)釋放出的熱量Dulong公式、Steuer公式、Scheurer公式等氧彈量熱計(jì)能量守恒廢物熱量+輔助燃料熱量+助燃空氣熱量有用熱量+化學(xué)不完全燃燒熱損+機(jī)械熱損+煙氣顯熱+灰渣顯熱Q11焚燒處理固體廢物燃燒溫度:在焚燒系統(tǒng)處于衡壓、絕熱狀態(tài)，系統(tǒng)所有能量都用于提高系統(tǒng)溫度和物料的含熱時(shí)，焚燒系統(tǒng)的最終溫度實(shí)際燃燒溫度近似計(jì)算1焚燒處理空氣和煙氣量計(jì)算:完成燃燒反應(yīng)的最少空氣量實(shí)際空氣量煙氣量1焚燒處理焚燒工藝工藝系統(tǒng)空氣系統(tǒng)前處理系統(tǒng)進(jìn)料系統(tǒng)焚燒爐系統(tǒng)其它系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)1焚燒處理焚燒工藝前處理及進(jìn)料系統(tǒng)

接受貯存分選破碎定量給料車輛、地衡、控制間、垃圾池、吊車、抓斗、破碎和篩分設(shè)備、磁選機(jī)，以及臭氣和滲濾液收集、處理設(shè)施等。螺旋給料、爐排進(jìn)料、推進(jìn)器給料等操作設(shè)備、設(shè)施構(gòu)筑物1焚燒處理焚燒工藝焚燒爐系統(tǒng)1焚燒處理焚燒工藝焚燒爐系統(tǒng)爐排有效面積A...燃燒室有效容積V...停留時(shí)間...1焚燒處理焚燒工藝空氣系統(tǒng)主要設(shè)施通風(fēng)管道、進(jìn)氣系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和空氣預(yù)熱器等助燃空氣一次助燃空氣：60%~80%，干燥段15%、燃燒段75%、燃燼段10%二次助燃空氣：20%~40%，火焰上和二次燃燒室空氣換熱器預(yù)熱余熱鍋爐后，200~280℃1焚燒處理焚燒工藝煙氣系統(tǒng)PCDDs:

TCDDs

PCDFs酸性氣體:HF、SOX、NOX、HCl重金屬汞、鎘、鉛煙塵催化氧化化學(xué)吸收氧化還原濕式洗滌物理吸附靜電除塵袋式過濾離心分離重力沉降…反應(yīng)器洗滌塔吸附塔靜電除塵器布袋除塵器旋風(fēng)除塵器沉降室…A控制燃燒溫度和停留時(shí)間；B減少煙氣200~500℃停留時(shí)間；C有效凈化1焚燒處理焚燒工藝其它系統(tǒng)灰渣系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)余熱系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)1焚燒處理焚燒爐的選評爐型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)機(jī)械焚燒爐容量大（單爐容量達(dá)100~500t/d）、效率高、焚燒徹底、公害易處理、燃燒穩(wěn)定、控管容易、余熱利用高造價(jià)高、技術(shù)復(fù)雜、維修費(fèi)高，需連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行管理要求高回轉(zhuǎn)式焚燒爐垃圾攪拌及干燥性好、可適用中小容量（單爐容100~400t/d）、

可高溫安全燃燒，

殘灰顆粒小連續(xù)傳動(dòng)裝置復(fù)雜、爐內(nèi)的耐火材料易損壞控氣式焚燒爐適用中小容量（單爐容量150t/d）、

構(gòu)造簡單、裝置可移動(dòng)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)燃燒不完全、燃燒效率低、

使用年限短、

平均建造成本較高流化床焚燒爐容量適中（單爐容量50~200t/d）、

燃燒溫度較低（750~850℃）、

熱傳導(dǎo)好、公害低、

燒效率高操作技術(shù)高、燃料種類受到限制、進(jìn)料顆粒較小、單位處理量所需動(dòng)力高、爐床材料易沖蝕損壞垃圾衍生燃料焚燒爐適用大容量（單爐容200~750t/d）焚燒、余熱利用率高、可資源回收造價(jià)昂貴、設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜、技術(shù)復(fù)雜、不適合高水分垃圾1焚燒處理焚燒爐的選評焚燒效果黑度，煙氣量……1234目測法熱灼減量法二氧化碳法DRE1焚燒處理參考資料[1]張益，趙由才主編.生活垃圾焚燒技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社.2000年8月[2]漢才主編.燃燒與污染.華中理工大學(xué)出版社.1992年7月[3]曹本善編著.垃圾焚化廠興建與操作務(wù)實(shí).中國建筑工業(yè)出版社.2002年4月2固體廢物熱解處理熱解原理熱解定義及特點(diǎn)、熱解過程及產(chǎn)物、有機(jī)固體廢物熱解機(jī)理熱解工藝熱解工藝分類典型固體廢物的熱解城市生活垃圾的熱解、廢塑料的熱解、污泥的熱解、廢橡膠的高溫?zé)峤狻⑥r(nóng)林廢棄物的熱解2固體廢物熱解處理熱解與焚燒比較需氧放熱二氧化碳、水就地利用二次污染大無氧或缺氧吸熱氣、油、炭黑貯存或遠(yuǎn)距離運(yùn)輸二次污染較小熱裂解焚燒氧需求氧需求能量產(chǎn)物利用污染生物質(zhì)、塑料類、橡膠等2固體廢物熱解處理熱解的特點(diǎn)2固體廢物熱解處理熱解過程及產(chǎn)物有機(jī)固體廢物氣體（H2、CH4、CO、CO2）+有機(jī)液體（有機(jī)酸、芳烴、焦油）+固體(炭黑、灰)3(C6H10O5)

8H2O+C6H8O（可燃油）+2CO+2CO2+CH4+H2+7C大分子鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子聚合廢物組成、裂解溫度、催化劑等Eg.纖維素分子裂解2固體廢物熱解處理熱解動(dòng)力學(xué)2固體廢物熱解處理熱解工藝分類是否生成爐渣渣造型和非造渣型熱解、燃燒位置單塔式和雙塔式產(chǎn)物物理形態(tài)氣化方式、液化方式、炭化方式熱解爐結(jié)構(gòu)固定床、移動(dòng)床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐熱解溫度不同高溫?zé)峤狻⒅袦責(zé)峤?、低溫?zé)峤夤岱绞街苯蛹訜?、間接加熱2固體廢物熱解處理城市生活垃圾的熱解主要熱解技術(shù)Occidental系統(tǒng)新日鐵系統(tǒng)Purox系統(tǒng)Landgard系統(tǒng)流化床系統(tǒng)Garret系統(tǒng)各系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)?2固體廢物熱解處理廢塑料的熱解產(chǎn)物是燃料油或化工原料2固體廢物熱解處理廢塑料的熱解槽式(聚合浴、分解槽)——管式（管式蒸餾、螺旋式）——流化床管式蒸餾法熱分解技術(shù)螺旋式熱分解系統(tǒng)流化床熱分解系統(tǒng)比較簡單地把廢PS制成液狀單體，而且用于回收單體的分解設(shè)備、反應(yīng)溫度和停留時(shí)間均可隨意控制。

由于抽料泵會(huì)造成減壓，物料在分解管內(nèi)停留時(shí)間不穩(wěn)定；高溫分解時(shí)氣化率高；分解速度慢的聚合物不能完全實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化；由于是外部加熱，所以耗能比較大。

熱解原料的分散不夠均勻，顆粒與氣體的熱交換效率低，管線容易結(jié)焦等。

2固體廢物熱解處理污泥的熱解污泥脫水干燥熱解炭灰分離油氣冷凝熱量回收二次污染防治

2固體廢物熱解處理廢橡膠的熱解輪胎破碎分（磁）選干燥預(yù)熱橡膠熱解油氣冷凝熱量回收廢氣凈化

3固體廢物熱解處理參考資料[1]GeorgeTchobanoglous,HilaryTheisen,SamuelVigilIntegratedSolidWasteManagement[M].McGraw-Hill：NewYork.2000.03[2]姚向君等.生物質(zhì)能資源清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)[M].北京：化工出版社.2005年[3]陳勇等.固體廢棄物能源利用[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社.2002年[4]劉均科等.塑料廢棄物的回收與利用技術(shù)[M].北京：石化出版社.2001年3其它熱處理固體廢物的焙燒方法還