子項(xiàng)目1 固體廢棄物的熱處理技術(shù)

項(xiàng)目四：固體廢物的處理技術(shù)子項(xiàng)目1固體廢物的熱處理熱處理技術(shù)固體廢物的熱處理：在設(shè)備中以高溫分解和深度氧化為主要手段，通過(guò)改變固體廢物的化學(xué)、物理或生物特性和組成來(lái)處理固體廢物的過(guò)程。常用的熱處理技術(shù)：焚燒、熱解、熔融、干化、濕式氧化、燒結(jié)等處理方法焚燒處理熱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(wú)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(guò)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(guò)程。干燥脫水熱分解燒結(jié)1423/v?vid=16962584840192527374/v?pd=wisenatural&vid=1073764105704418933焚燒垃圾的污染物，毒性是砒霜的900倍，為何農(nóng)村還有人這樣做？焚燒處理技術(shù)焚燒工藝與設(shè)備焚燒過(guò)程的二次污染形成與控制固體廢物的熱解1.1焚燒處理技術(shù)固體廢物的焚燒特性1焚燒原理2焚燒效果的評(píng)價(jià)3焚燒過(guò)程的影響因素45焚燒主要參數(shù)及熱平衡分析焚燒技術(shù)的歷史開(kāi)始最早的垃圾焚燒爐建于1874年英國(guó)的Nottingham市。隨后相繼在美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)開(kāi)始建立，并得到了發(fā)展發(fā)展上世紀(jì)60年代以后，各國(guó)相繼建立了很多垃圾焚燒廠。垃圾焚燒技術(shù)也得到了快速發(fā)展快速發(fā)展進(jìn)入90年代，伴隨著能源危機(jī)，垃圾焚燒技術(shù)與熱能技術(shù)相結(jié)合，得到了快速發(fā)展安徽工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院我國(guó)的垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展最早在30年代在上海租界內(nèi)建立的焚燒爐真正意義上的垃圾焚燒廠是始建于1988年的四川樂(lè)山凌云垃圾焚燒廠和深圳垃圾焚燒廠進(jìn)入21世紀(jì)以后，垃圾焚燒與熱能利用技術(shù)得到了快速發(fā)展。國(guó)內(nèi)相繼建立了許多生活垃圾焚燒廠焚燒的概念焚燒垃圾在高溫焚燒爐內(nèi)(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(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為高溫的煙氣和性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘?jiān)?，并放出大量的熱量。焚燒的目的使廢物減量使廢物中的毒性物質(zhì)被摧毀使廢熱被釋放而再利用焚燒生活垃圾動(dòng)畫(huà)演示？？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊烘干焚燒爐風(fēng)機(jī)送風(fēng)？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘干焚燒爐燃燒？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘干燃燼焚燒爐燃燒？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘干燃燼渣坑渣吊運(yùn)出填埋焚燒爐燃燒？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)渣坑渣吊余熱鍋爐煙氣產(chǎn)生蒸汽焚燒爐燃燒？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)渣坑渣吊余熱鍋爐煙氣焚燒爐？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)渣坑渣吊余熱鍋爐煙氣焚燒爐？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)渣坑渣吊余熱鍋爐煙氣煙氣反應(yīng)塔煙氣沉降布袋除塵器布袋除塵煙氣監(jiān)控監(jiān)測(cè)室合格排放焚燒爐？卸料大廳垃圾儲(chǔ)坑垃圾吊風(fēng)機(jī)渣坑渣吊余熱鍋爐煙氣煙氣反應(yīng)塔煙氣沉降布袋除塵器布袋除塵煙氣監(jiān)控監(jiān)測(cè)室合格排放焚燒爐垃圾焚燒的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)消毒徹底,衛(wèi)生條件好減容效果好，處理效率高有利于實(shí)現(xiàn)城市垃圾資源化不受氣候影響缺點(diǎn)投資和運(yùn)行費(fèi)用高，操作運(yùn)行復(fù)雜存在二次污染，包括：飛灰和尾氣，而且二次污染的治理費(fèi)用較高垃圾焚燒廠視頻東營(yíng)廣饒：垃圾“變廢為寶”年焚燒發(fā)電7000多萬(wàn)度/v?vid=14001379902360877727/v?vid=7562179420968577313變廢為寶！西安首個(gè)生活垃圾焚燒熱電項(xiàng)目啟動(dòng)/v?vid=17986624131366231795新疆首家大型垃圾焚燒發(fā)電廠成功并網(wǎng)投運(yùn)/v?vid=4734195861946983246/v?vid=4280380890197621930漳灣垃圾焚燒發(fā)電廠，探尋垃圾變廢為寶的奧秘

/v?vid=950969186978418728深圳5座垃圾焚燒廠實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸垃圾全量處理1.1.1固體廢物的焚燒特性能否采用焚燒技術(shù)處理固體廢物，取決于固體廢物的燃燒特性，物質(zhì)最主要的燃燒特性包括固體廢物的組成和熱值固體廢物的三組分水分與固體廢物的性質(zhì)和來(lái)源等有關(guān)，焚燒處理時(shí)總希望水分越低越好，過(guò)高的水分會(huì)導(dǎo)致固體廢物不能自持燃燒，需要輔助燃料。可燃分固體廢物中的可燃分一般包括揮發(fā)分和固定碳。揮發(fā)分指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加熱廢物所失去的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；曳止腆w中的灰分變化較大，一般主要是無(wú)機(jī)組分熱值熱值：物質(zhì)在完全燃燒時(shí)釋放的熱量，一般可以表示為高位發(fā)熱值（HHV）和低位發(fā)熱值（LHV）。低位熱值是高位熱值減去水分凝結(jié)熱實(shí)驗(yàn)測(cè)定氧彈法經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算Dulong公式高位熱值與低位熱值理論上，一般當(dāng)固體廢物的熱值高于3350kJ/kg（800kcal/kg）時(shí)，可以不加輔助燃料直接燃燒，但在實(shí)際的廢物焚燒過(guò)程中，需要的熱值比該值要高。

1.1.2焚燒原理

焚燒與燃燒燃燒：通常把具有強(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)象稱為燃燒。常見(jiàn)燃燒著火方式：化學(xué)自燃燃燒、熱燃燒、強(qiáng)迫點(diǎn)燃燃燒焚燒：以一定量的過(guò)?？諝馀c被處理的固體廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，使廢物中的有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞的處理技術(shù)。包括蒸發(fā)、揮發(fā)、分解、燒結(jié)、熔融和氧化還原等一系列復(fù)雜的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，以及相應(yīng)的傳質(zhì)和傳熱的綜合過(guò)程。固體廢物的焚燒屬于強(qiáng)迫點(diǎn)燃燃燒一般地燃燒主要是為了提供熱量，而焚燒的目的主要是減容、減量、解毒和殘灰的安全穩(wěn)定化。焚燒原理干燥含水率較低的固體廢物可以在焚燒爐內(nèi)利用燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行干燥含水率非常高的固體廢物，如污泥，則必須在進(jìn)入焚燒爐之前采用適當(dāng)?shù)拇胧┙档推浜?，以滿足焚燒的要求，或采用添加輔助燃燒的方法進(jìn)行焚燒。熱分解熱分解是固體廢物中的有機(jī)可燃物質(zhì)，在高溫作用下進(jìn)行化學(xué)分解和聚合反應(yīng)的過(guò)程燃燒可燃物的快速分解和高溫氧化蒸發(fā)燃燒指可燃物質(zhì)受熱后先融化為液體，進(jìn)一步受熱產(chǎn)生燃料蒸氣，再與空氣混合燃燒，如蠟。這類燃燒的速率受物料的蒸發(fā)速度和空氣中的氧與燃料蒸氣之間的擴(kuò)散速度控制。分解燃燒指可燃物質(zhì)受熱后分解為揮發(fā)性小分子可燃?xì)怏w后再進(jìn)行燃燒。其燃燒速率受物料的傳熱速度影響。如木材、紙張等的燃燒。表面燃燒指受熱后不經(jīng)過(guò)融化、蒸發(fā)、分解等過(guò)程，而直接燃燒。其燃燒速度受燃料表面的擴(kuò)散速度和化學(xué)反應(yīng)速度控制。如木炭、焦炭等的燃燒。實(shí)際的固體廢物的焚燒過(guò)程非常復(fù)雜，可能同時(shí)包含了幾種燃燒方式。完全燃燒或理論燃燒反應(yīng)垃圾焚燒主要污染物：焚燒灰渣、焚燒煙氣1.1.3焚燒效果的評(píng)價(jià)

熱灼減量指焚燒殘?jiān)?600±25)℃經(jīng)3h灼熱后減少的質(zhì)量占原焚燒殘?jiān)|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)垃圾焚燒后要求：QR＜5%燃燒效率在焚燒處理城市垃圾及一般工業(yè)廢物時(shí)，多以燃燒效率(CE)作為評(píng)估是否可以達(dá)到預(yù)期處理要求的指標(biāo)，它是指煙道排出氣體中二氧化碳含量與一氧化碳和二氧化碳含量之和的比值對(duì)于危險(xiǎn)廢物的焚燒要求CE＞99.9%。而生活垃圾的焚燒則僅規(guī)定了CO的濃度不超過(guò)120mg/m3。

破壞去除效率對(duì)危險(xiǎn)廢物，驗(yàn)證焚燒是否可以達(dá)到預(yù)期的處理要求的指標(biāo)還有特殊化學(xué)物質(zhì)[有機(jī)有害主成分(POHCS)]的破壞去除效率(DRE)，定義為：《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）規(guī)定：危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物的DRE＞99.99%，而多氯聯(lián)苯的DRE＞99.9999%

1.1.4焚燒過(guò)程的影響因素焚燒溫度廢物中有害組分在高溫下氧化、分解直至破壞所需達(dá)到的溫度。高于著火溫度。規(guī)范要求生活垃圾焚燒溫度在850~950℃，一般控制煙氣出口溫度不低于850℃，而危險(xiǎn)廢物的焚燒則要求焚燒爐溫度高于1100℃，甚至高于1200℃（多氯聯(lián)苯的焚燒）廢氣的脫臭處理，采用800~950℃廢物粒子在0.01~0.51um之間，并且供氧濃度與停留時(shí)間適當(dāng)時(shí)，焚燒溫度在900～1000℃即可避免產(chǎn)生黑煙含有堿土金屬的廢物焚燒，一般控制在750～800℃含氰化物的廢物，850～900℃停留時(shí)間廢物中有害組分在焚燒爐內(nèi)處于焚燒條件下，該組分發(fā)生氧化、燃燒，使有害物質(zhì)變成無(wú)害物質(zhì)所需的時(shí)間稱之為焚燒停留時(shí)間。包括廢物在焚燒爐內(nèi)的停留時(shí)間和煙氣在焚燒爐內(nèi)的停留時(shí)間取決于燃燒反應(yīng)的速率、有害物質(zhì)破壞速率停留時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響焚燒的完全程度，也是決定爐體容積尺寸的重要依據(jù)影響因素：廢物入爐的形態(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(duì)焚燒所需停留時(shí)間影響甚大。一般要求固體廢物的停留時(shí)間能達(dá)到1.5~2h以上，可以用殘?jiān)鼰嶙茰p量控制。而煙氣停留時(shí)間一般要求大于2s。攪拌混合強(qiáng)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——擾動(dòng)方式是關(guān)鍵所在，常用的擾動(dòng)方式：空氣流擾動(dòng)爐床下送風(fēng)爐床上送風(fēng)機(jī)械爐排擾動(dòng)流態(tài)化擾動(dòng)旋轉(zhuǎn)擾動(dòng)過(guò)?？諝饬靠諝膺^(guò)剩系數(shù)實(shí)際空氣供給量與理論空氣需要量之比，一般在1.5~2.0之間固體廢物的性質(zhì)主要是生活垃圾的熱值和尺寸熱值越高，越有利垃圾的焚燒和熱能的利用垃圾尺寸越小，越有利于垃圾焚燒完全和提高焚燒速率四個(gè)控制參數(shù)之間的關(guān)系參數(shù)變化攪拌混合程度氣體停留時(shí)間燃燒室溫度燃燒室熱負(fù)荷燃燒溫度上升可減少可減少－會(huì)增加過(guò)?？諝饴试黾訒?huì)增加會(huì)減少會(huì)降低會(huì)增加氣體停留時(shí)間增加可減少－會(huì)降低會(huì)降低1.1.5焚燒主要參數(shù)及熱平衡分析焚燒溫度理論燃燒溫度（或稱絕熱燃燒溫度）按下列經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算LHV＝mCpg(T-T0)在燃燒溫度范圍內(nèi)，可以取Cpg=1.254kJ/(kg·°C)；T為最終煙氣溫度，oC若系統(tǒng)損失為ΔH，則實(shí)際燃燒溫度為：若以烴類化合物替代固體廢物，并設(shè)25°C時(shí)烴類化合物燃燒時(shí)每產(chǎn)生4.18kJ低位熱值約需1.5×10-3kg理論空氣助燃空氣的過(guò)剩率EA＝m過(guò)空/m理空，并設(shè)助燃空氣的初始溫度為25°C，則例題：某含萘、甲苯和氯苯的混合物在空氣中完全燃燒，試?yán)媒朴?jì)算法計(jì)算：1）空氣初始溫度為25°C時(shí)，空氣過(guò)剩率分別為0、0.5和1時(shí)的絕熱火焰溫度；2）空氣過(guò)剩率為0.5時(shí)，空氣初始溫度分別為25°C、150°C和350°C時(shí)的絕熱火焰溫度。解：以1kg廢物為計(jì)算基準(zhǔn)，產(chǎn)生的LHV=9835kJ焚燒空氣量理論燃燒空氣量理論燃燒空氣量是指廢物(或燃料)完全燃燒時(shí)，所需要的最低空氣量，其計(jì)算方法是將固體廢物分成可燃組分和不可燃組分兩部分，其中可燃組分的成分由碳、氫、氮、氧、硫以及水分構(gòu)成，通過(guò)這些組成與氧氣發(fā)生完全反應(yīng)所需的氧氣量來(lái)計(jì)算理論燃燒需要量完全燃燒反應(yīng)式碳燃燒

C+O2→CO2C/12×22.4=1.866m3

氫燃燒

H+O2→H2OH/2×22.4/2=5.56m3

硫燃燒

S+O2→SO2S/32×22.4=0.7m3

燃料中的氧

O→1/2O2O/16×22.4/2=0.7m3

體積基準(zhǔn)－理論空氣需要量質(zhì)量基準(zhǔn)－理論空氣需要量實(shí)際空氣需要量m-過(guò)?？諝庀禂?shù)焚燒煙氣量廢物以理論空氣量完全燃燒時(shí)的燃燒煙氣量稱為理論煙氣產(chǎn)生量。如果廢物組成已知，以C、H、N、O、S、Cl、W表示單位廢物中碳、氫、氮、氧、硫、氯和水分的質(zhì)量比，根據(jù)完全燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)，并假設(shè)可燃組分可以用CxHyOzNuSvClw表示完全燃燒反應(yīng)式理論燃燒濕基煙氣量：G0(m3/kg)=0.79V0+1.867C+0.7S+0.631Cl+0.8N+11.2H'+1.244WG0(kg/kg)=0.77M0+3.67C+2S+1.03Cl+N+9H'+W式中H'=H-Cl/35.5理論燃燒干基煙氣量:G0'(m3/kg)=0.79V0+1.867C+0.7S+0.631Cl+0.8NG0'(kg/kg)=0.77M0+3.67C+2S+1.03Cl+N實(shí)際燃燒煙氣量:G=G0+(m-1)V0

或G’=G0’+(m-1)V0

焚燒系統(tǒng)熱平衡計(jì)算系統(tǒng)平衡時(shí)熱量輸入＝熱量輸出/v?vid=14975412466925715965垃圾焚燒有劇毒？別擔(dān)心，來(lái)看如何應(yīng)對(duì)！/v?vid=3065642837407010514“妖魔化”的垃圾焚燒1.2焚燒工藝與設(shè)備

焚燒技術(shù)主要焚燒工藝焚燒設(shè)備1.2.1焚燒技術(shù)生活垃圾焚燒系統(tǒng)中主要采用的焚燒技術(shù)層狀燃燒技術(shù)應(yīng)用層狀燃燒技術(shù)的系統(tǒng)包括固定爐排焚燒爐、水平機(jī)械焚燒爐、傾斜機(jī)械焚燒爐等。垃圾在爐排上已著火的垃圾在爐排和氣流的翻動(dòng)或攪動(dòng)作用下，使垃圾層松動(dòng)，不斷地推動(dòng)下落，引起垃圾底部也開(kāi)始著火。流化燃燒技術(shù)它是利用空氣流和煙氣流的快速運(yùn)動(dòng)，使媒介料和固體廢物在焚燒過(guò)程中處于流態(tài)化狀態(tài)，并在流態(tài)化狀態(tài)中進(jìn)行固體廢物的干燥、燃燒和燃燼。主要的設(shè)備是流化床焚燒爐。旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)在一可旋轉(zhuǎn)的傾斜鋼制圓筒內(nèi)進(jìn)行焚燒。主要設(shè)備是回轉(zhuǎn)窯焚燒爐/v?vid=44115288073731986712020年靈動(dòng)核心（第二屆）中國(guó)垃圾焚燒發(fā)電高峰論壇/v?vid=4861197274227736881重慶垃圾焚燒發(fā)電峰會(huì)帶你了解“RCCS+CIMS冷端綜合治理”前沿技術(shù)/v?vid=2762513430107918448首創(chuàng)環(huán)境聚焦價(jià)值融合提升技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)生活垃圾焚燒發(fā)電降本增效1.2.2主要焚燒工藝焚燒工藝系統(tǒng)前處理系統(tǒng)垃圾焚燒系統(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)鍋爐給水系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)/v?pd=wisenatural&vid=11216903087160989775生活垃圾焚燒發(fā)電工藝/v?pd=wisenatural&vid=14761229388081745919垃圾電廠焚燒工藝流程前處理系統(tǒng)主要指對(duì)固體廢物的接受、貯存、分選或破碎、計(jì)量等進(jìn)料系統(tǒng)主要作用是向焚燒爐定量給料，同時(shí)要將垃圾池中的垃圾與焚燒爐的高溫火焰和高溫?zé)煔飧糸_(kāi)、密閉。垃圾焚燒系統(tǒng)核心裝置是焚燒爐，常見(jiàn)的爐型有：固定爐排式焚燒爐、水平鏈條爐排焚燒爐、傾斜機(jī)械爐排焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、流化床焚燒爐等。助燃空氣系統(tǒng)主要為燃燒提供充足的空氣，同時(shí)對(duì)爐排進(jìn)行冷卻。一般分為一次助燃空氣和二次助燃空氣。煙氣處理系統(tǒng)主要是對(duì)煙氣中的氣態(tài)和顆粒狀污染物進(jìn)行控制和去除/v?vid=8335503396998427934渣渣的一生——垃圾焚燒發(fā)電科普動(dòng)畫(huà)片/v?vid=5095923334749704638中國(guó)建了一座發(fā)電廠，不燒煤炭，燒垃圾就能發(fā)電，怎么做到的？/v?vid=9900826038892253734參觀沈陽(yáng)北部的生活垃圾處理工廠，原來(lái)垃圾處理起來(lái)不簡(jiǎn)單！1.2.3焚燒設(shè)備焚燒設(shè)備（焚燒爐）分類按燃燒室的多少單室焚燒爐和多室焚燒爐按爐型爐排爐、流化床爐、回轉(zhuǎn)窯爐等固定爐排爐目前較少應(yīng)用，機(jī)械爐排爐應(yīng)用最多，流化床爐有部分應(yīng)用，回轉(zhuǎn)窯爐主要用于焚燒有毒有害物質(zhì)和工業(yè)垃圾。

/v?vid=5233253252413770207一分鐘了解垃圾焚燒爐爐排爐爐排爐分為固定爐排爐和機(jī)械爐排爐機(jī)械爐排爐：水平鏈條機(jī)械爐排焚燒爐和傾斜機(jī)械爐排焚燒爐傾斜機(jī)械爐排類型：并列搖動(dòng)式、臺(tái)階式、往復(fù)移動(dòng)式、傾斜履帶式、滾筒式等機(jī)械爐排類型/v?vid=8652598891364917913鍋爐知識(shí)：主動(dòng)爐排片，被動(dòng)爐排片，四爪爐排，爐排軸機(jī)械爐排爐機(jī)械爐排爐可大體分為三段：干燥段、燃燒段、燃燼段。各段的供應(yīng)空氣量和運(yùn)行速度可以調(diào)節(jié)。干燥段：垃圾的干燥包括：爐內(nèi)高溫燃燒空氣、爐側(cè)壁以及爐頂?shù)妮椛涓稍铮粡臓t排下部提供的高溫空氣的通氣干燥；垃圾表面和高溫燃燒氣體的接觸干燥；垃圾中部分垃圾的燃燒干燥。垃圾在干燥帶的滯留時(shí)間約為30min。燃燒段：垃圾在燃燒帶的滯留時(shí)間約為30min，在此段，垃圾的攪拌非常重要。燃燼段：將燃燒段送過(guò)來(lái)的固定碳素及燃燒爐渣中未燃燼部分完全燃燒。垃圾在燃燼段上滯留約1h，保證在燃燼段上有充分的滯留時(shí)間，可將爐渣的熱灼減率降至1~2%。機(jī)械爐排爐的概念圖流化床焚燒爐流化床焚燒爐是基于流態(tài)化原理進(jìn)行垃圾焚燒，其基本特征是在于爐膛內(nèi)裝有布風(fēng)板、導(dǎo)流板、載熱媒介惰性顆粒和在焚燒運(yùn)行時(shí)物料呈沸騰狀態(tài)。特點(diǎn)傳質(zhì)和傳熱效率高，焚燒效率高適合燃燒熱值低的固體廢物磨損嚴(yán)重流化床以前用來(lái)焚燒輕質(zhì)木屑等，但近年來(lái)開(kāi)始用于焚燒污泥、煤和城市生活垃圾。其特點(diǎn)是適用于焚燒高水分的污泥類等。入爐物料粒度要求較小流化床焚燒爐/v?pd=wisenatural&vid=8057635616762254172多流程循環(huán)流化床燃燒技術(shù)/v?vid=16114908920856632170多流程循環(huán)流化床燃燒技術(shù)回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯爐是一個(gè)帶耐火材料的傾斜圓筒，繞著其水平軸旋轉(zhuǎn)。垃圾從一端進(jìn)入，到達(dá)另一端時(shí)被燒燼。圓筒轉(zhuǎn)速0.75~2.50rpm?？梢詥为?dú)使用，或作為機(jī)械爐排爐的干燥段?？梢苑贌鞣N垃圾，常用于處理工業(yè)垃圾或危險(xiǎn)固廢/v?vid=5806990634407444901/v?vid=4784491185358752758農(nóng)村生活垃圾焚燒爐設(shè)備移動(dòng)式垃圾焚燒爐新型垃圾焚燒爐設(shè)備1.3焚燒過(guò)程的二次污染形成與控制生活垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二次污染四類主要污染物：①顆粒物（粉塵）；②無(wú)機(jī)有害氣體(酸性氣體)；③有機(jī)污染物(二噁英等)；④重金屬。顆粒物（粉塵）主要是廢物焚燒過(guò)程中由于物理原因和熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的微小顆粒物質(zhì)。產(chǎn)生機(jī)理：生活垃圾中的不可燃物：垃圾燃燒后產(chǎn)生的灰分，其產(chǎn)生量與垃圾的灰分含量有關(guān)不完全燃燒產(chǎn)物：垃圾中可燃成分不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的煤煙、炭黑等。最好的控制方法是在高溫下使其氧化分解。部分無(wú)機(jī)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而形成硫酸鹽霧狀微粒粉塵的產(chǎn)生量與垃圾性質(zhì)和燃燒方法有關(guān)重金屬?gòu)U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，部分則會(huì)在高溫下氣化揮發(fā)進(jìn)入煙氣。部分金屬物在爐中參與反應(yīng)生成的氧化物或氯化物，比原金屬元素更易氣化揮發(fā)。重金屬本身凝結(jié)而成的小粒狀物粒徑都在1um以下，而重金屬凝結(jié)或吸附在煙塵表面也多發(fā)生在比表面積大的小粒狀物上，因此小粒狀物上的金屬濃度比大顆粒要高，從焚燒煙氣中收集下來(lái)的飛灰通常被視為危險(xiǎn)廢物。安徽工業(yè)學(xué)建筑工程學(xué)院無(wú)機(jī)有害氣體(酸性氣體)包括二氧化硫、氯化氫、氟化氫和氮氧化物等這些污染物都是直接由廢物中的硫、氯、氟等元素經(jīng)過(guò)焚燒反應(yīng)而形成。諸如含氯的PVC塑料、廚余中的NaCl等會(huì)形成氯化氫，含F(xiàn)的塑料會(huì)形成HF，而含硫的煤焦油會(huì)產(chǎn)生二氧化硫。一般城市垃圾中硫含量約為0.12％，其中約30～60％轉(zhuǎn)化為二氧化硫，其余則殘留于底灰或被飛灰所吸收。有機(jī)污染物二噁英類物質(zhì)（多氯代二苯對(duì)二惡英PCDDs和多氯代二苯對(duì)呋喃PCDFs)二噁英：氯代三環(huán)芳烴類化合物，是由200多種異構(gòu)體、同系物等組成的混合體。包括了當(dāng)今世界上兩類最危險(xiǎn)的環(huán)境污染物-----多氯代二苯并二惡英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)。毒性最強(qiáng)，非常穩(wěn)定又難以分解的一級(jí)致癌物質(zhì)。二噁英的來(lái)源廢物本身爐內(nèi)生成：含氯化合物等二噁英的前驅(qū)體在Cu等催化作用下形成尾部再度合成：二噁英分解后形成的前驅(qū)體在250~350℃下再度合成A定義二惡英(dioxins,簡(jiǎn)稱DXN)——是毒性很強(qiáng)的一類多氯代三環(huán)芳烴類化合物的統(tǒng)稱，由兩個(gè)或一個(gè)氧原子連接2個(gè)被氯取代的苯環(huán)構(gòu)成。人們通常所說(shuō)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(guó)際毒性當(dāng)量參數(shù)（TEQ）進(jìn)行比較。其中研究最多、毒性最強(qiáng)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(jí)致癌物。

擴(kuò)展知識(shí)：二惡英B.二惡英的分子結(jié)構(gòu)C.二惡英的化學(xué)特性二惡英在常溫下呈固態(tài),熔點(diǎn)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(kāi)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(dá)1400ｍｇ/ｌ,故二惡英易溶于脂肪，會(huì)在身體內(nèi)積累，并難以排除。附著于土壤的能力非常強(qiáng)，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(guò)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。D.二惡英的毒性衡量單位各異構(gòu)體濃度的綜合毒性評(píng)價(jià)方法一般以TCDDs為基準(zhǔn)，利用TCDDs的毒性當(dāng)量（TEQ）來(lái)表示各異構(gòu)體的毒性，其它異構(gòu)體的毒性以相對(duì)毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，其計(jì)量單位常采用ng-TEQ/Nm3，目前發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)二惡英的排放標(biāo)準(zhǔn)一般控制為0.1ng-TEQ/Nm3

由于環(huán)境二噁英類主要以混合物的形式存在，在對(duì)二噁英類的毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，國(guó)際上常把各同類物折算成相當(dāng)于2,3,7,8-TCDD的量來(lái)表示，稱為毒性當(dāng)量（ToxicEquivalentQuangtity，簡(jiǎn)稱TEQ）。為此引入毒性當(dāng)量因子（ToxicEquivalencyFactor，簡(jiǎn)稱TEF）的概念，即將某PCDDs/PCDFs的毒性與2,3,7,8-TCDD的毒性相比得到的系數(shù)。二噁英類毒性當(dāng)量因子(TEF)

名稱I-TEF（1989，EPA）TEF（1998，WHO）TEF(2005,WHO)PCDDs

2378-TCDD11112378-PeCDD0.511123478-HxCDD0.10.10.1123678-HxCDD0.10.10.1123789-HxCDD0.10.10.11234678-HpCDD0.010.010.01OCDD0.0010.00010.0003PCDFs2378-TCDF0.10.10.112378-PeCDF0.050.050.0323478-PeCDF0.50.50.3123478-HxCDF0.10.10.1123678-HxCDF0.10.10.1123789-HxCDF0.10.10.1234678-HxCDF0.10.10.11234678-HpCDF0.010.010.011234789-HpCDF0.010.010.01OCDF0.0010.00010.0003E.二惡英的危害1）.二惡英對(duì)人體作用的途徑:

一是通過(guò)呼吸系統(tǒng);

二是通過(guò)食物鏈富集進(jìn)入人體（最主要）,約占人體攝入量的90%。

2）.對(duì)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。現(xiàn)在科學(xué)界普遍關(guān)注的環(huán)境激素問(wèn)題，也主要由二惡英的污染引起。生物化學(xué)研究認(rèn)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(cuò)誤信號(hào)”就能對(duì)激素調(diào)控產(chǎn)生極大的影響作用，包括細(xì)胞分裂、組織再生、生長(zhǎng)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(jìn)入植物或動(dòng)物體后,會(huì)富集在脂肪層或臟器內(nèi),污染魚(yú)、肉、蛋及奶制品,從而造成對(duì)人體的嚴(yán)重污染。到目前為止，人類ＴＣＤＤ中毒尚沒(méi)有針對(duì)性的解毒藥物，也沒(méi)有促進(jìn)其排泄的有效手段。進(jìn)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?cái)z入量不應(yīng)超過(guò)1～4×10-12ｇ。

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(shí)得以分解，但由于二惡英具有熱穩(wěn)定性，仍會(huì)有一部分在燃燒以后排放出來(lái)；(b)垃圾在燃燒過(guò)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(guò)重排、脫氯或其它分子反應(yīng)等過(guò)程會(huì)生成二惡英,這部分二惡英在高溫燃燒條件下大部分也會(huì)被分解;(c)小分子碳?xì)浠衔锿ㄟ^(guò)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(huì)重新生成;(e)焚燒爐尾部?jī)艋瘻囟仍?00～300℃下，HCl和單質(zhì)氯在飛灰催化作用下與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)生成二惡英。垃圾組分對(duì)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。G、二惡英生成機(jī)理直接釋放機(jī)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(jìn)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(jìn)行重組生成二惡英;(3)在活性碳表面進(jìn)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);前驅(qū)物的異相催化反應(yīng)機(jī)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(jī)小分子,其中包括:脂肪族(如丙烯)、單環(huán)無(wú)官能團(tuán)芳香族(如苯)、單環(huán)官能團(tuán)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(gè)前驅(qū)物,形成中間產(chǎn)物,再進(jìn)行分子間的環(huán)化作用,形成二惡英。H、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(jī)小分子物質(zhì),包括:脂肪族(如丙烯)、單環(huán)無(wú)官能團(tuán)芳香族(如苯)、單環(huán)官能團(tuán)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。

氯源——二惡英在形成過(guò)程中需要含氯物質(zhì)提供一定數(shù)量的氯原子。常見(jiàn)的氯源可分為有機(jī)氯源和無(wú)機(jī)氯源。有機(jī)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(wú)機(jī)氯源——包括HCl、Cl2、KCl、NaCl、MgCl2、CuCl2、CuCl、FeCl3等,主要分布在廚余、灰土等無(wú)機(jī)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)。

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(diǎn)高,一般在700℃以下對(duì)熱穩(wěn)定,高于此溫度開(kāi)始分解。城市固體廢物焚燒處理時(shí),可通過(guò)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(shí)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(jìn)行,一般溫度范圍在200～500℃之間。實(shí)驗(yàn)證明,在固體廢物焚燒過(guò)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。

催化劑——一般認(rèn)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(méi)有催化劑的存在,也不會(huì)有太多二惡英的生成。催化劑不同,其催化活性不同,對(duì)二惡英生成的影響也不同。常見(jiàn)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(guò)程中產(chǎn)生二惡英。

反應(yīng)時(shí)間——大量實(shí)驗(yàn)表明,在適宜的溫度下,經(jīng)過(guò)5～30分鐘后,二惡英的生成速率急劇增大,并在2～4小時(shí)內(nèi)完成。另外,實(shí)驗(yàn)證明,在固體廢物焚燒過(guò)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(guò)程中,延長(zhǎng)含灰煙氣在高溫爐膛區(qū)的停留時(shí)間,則能有效地遏制二惡英的生成。垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的控制措施：A控制來(lái)源—控制氯和重金屬含量高的物質(zhì)

B減少爐內(nèi)形成—控制溫度和停留時(shí)間爐膛及二次燃燒室內(nèi)，在不低于850℃的條件下停留不少于2sC避免爐外低溫再合成—煙氣急冷至150-200℃D有效凈化除塵去除—布袋除塵器前噴入活性炭1.4固體廢物的熱解熱解原理熱解的主要影響因素?zé)峤夤に嚺c設(shè)備1.4.1熱解原理熱解定義：工業(yè)上也稱為干餾。它是利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無(wú)氧或缺氧條件下對(duì)之進(jìn)行加熱蒸餾，使有機(jī)物產(chǎn)生熱裂解，由大分子量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成小分子量的氣體、液體和固體的過(guò)程。固體廢物熱解過(guò)程包含大分子的鍵斷裂，異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng)，最后生成各種較小的分子。熱解過(guò)程通式有機(jī)固體廢物＋熱量→氣體（H2、CH4、CO、CO2)＋有機(jī)液體(有機(jī)酸、芳烴、焦油)＋固體（炭黑、灰渣）固體廢物的熱解優(yōu)點(diǎn)（與焚燒相比）：可將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃料氣、燃料油和炭黑為主的儲(chǔ)存性能源；由于是無(wú)氧或缺氧分解，排氣量少，因此，采用熱解工藝有利于減輕對(duì)大氣環(huán)境的二次污染；廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在炭黑中；由于保持還原條件，Cr3+不會(huì)轉(zhuǎn)化為Cr6+。NOx的產(chǎn)生量少；熱解的特點(diǎn)（與焚燒比較）焚燒的產(chǎn)物主要是CO2、水和殘?jiān)?，而熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物，氣態(tài)的有H2

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