固體廢物處理與處置第三章1

1、 焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定的焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定的過(guò)過(guò)?？諝饬渴？諝饬颗c被與被處理的有機(jī)廢物處理的有機(jī)廢物在在焚燒爐焚燒爐內(nèi)進(jìn)行內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒氧化燃燒反應(yīng)，廢物中的有害有毒物質(zhì)在高溫反應(yīng)，廢物中的有害有毒物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被下氧化、熱解而被破壞破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物物無(wú)害化、減量化、資源化無(wú)害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。的處理技術(shù)。是盡可能焚毀廢物，使被焚燒是盡可能焚毀廢物，使被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害和最大限度地減容，并的物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害和最大限度地減容，并盡量減盡量減少少新的污染物質(zhì)產(chǎn)生，避免造成二次污染。對(duì)新的污染物質(zhì)產(chǎn)生，避免造成二次污

2、染。對(duì)于大、中型的廢物焚燒廠，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)使廢物于大、中型的廢物焚燒廠，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)使廢物、徹底、徹底廢物中的毒性物質(zhì)，以及廢物中的毒性物質(zhì)，以及焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個(gè)目的。焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個(gè)目的。 焚燒法焚燒法處理固體廢物，處理固體廢物，處理液處理液體廢物和氣體廢物；體廢物和氣體廢物；處理城市垃圾和處理城市垃圾和一般工業(yè)廢物，一般工業(yè)廢物，用于處理危險(xiǎn)廢物。用于處理危險(xiǎn)廢物。危險(xiǎn)廢物中的有機(jī)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)廢物，常危險(xiǎn)廢物中的有機(jī)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)廢物，常常采用焚燒來(lái)處理。常采用焚燒來(lái)處理。 焚燒適宜處理有機(jī)成分多、熱值高的廢物。當(dāng)焚燒適宜處理有機(jī)成分多、熱值高的廢物。當(dāng)處理可燃有機(jī)物組分含量很少

3、的廢物時(shí)，需補(bǔ)處理可燃有機(jī)物組分含量很少的廢物時(shí)，需補(bǔ)加大量的燃料，這會(huì)使運(yùn)行費(fèi)用增高。但如果加大量的燃料，這會(huì)使運(yùn)行費(fèi)用增高。但如果有條件輔以適當(dāng)?shù)膹U熱回收裝置，則可彌補(bǔ)上有條件輔以適當(dāng)?shù)膹U熱回收裝置，則可彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，降低廢物焚燒成本，從而使焚燒法獲述缺點(diǎn)，降低廢物焚燒成本，從而使焚燒法獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 處理廢物的焚燒場(chǎng)可分為處理廢物的焚燒場(chǎng)可分為城市垃圾焚燒場(chǎng)城市垃圾焚燒場(chǎng)、一一般工業(yè)廢物焚燒場(chǎng)般工業(yè)廢物焚燒場(chǎng)和和危險(xiǎn)廢物焚燒場(chǎng)危險(xiǎn)廢物焚燒場(chǎng)。數(shù)量最。數(shù)量最多的焚燒場(chǎng)是城市生活垃圾焚燒場(chǎng)。多的焚燒場(chǎng)是城市生活垃圾焚燒場(chǎng)。 焚燒場(chǎng)按處理規(guī)模和服務(wù)范圍來(lái)看，又有焚燒場(chǎng)按

4、處理規(guī)模和服務(wù)范圍來(lái)看，又有區(qū)域區(qū)域集中處理場(chǎng)集中處理場(chǎng)和和就地分散處理場(chǎng)就地分散處理場(chǎng)之分。集中處理之分。集中處理場(chǎng)規(guī)模大、設(shè)備先進(jìn)、能保證達(dá)到無(wú)害化處理場(chǎng)規(guī)模大、設(shè)備先進(jìn)、能保證達(dá)到無(wú)害化處理要求，同時(shí)也有利于能源的回收和利用。要求，同時(shí)也有利于能源的回收和利用。 廢物焚燒處理的工藝流程及其焚燒爐的結(jié)構(gòu)，廢物焚燒處理的工藝流程及其焚燒爐的結(jié)構(gòu)，主要由廢物種類、形態(tài)、燃燒特性和補(bǔ)充燃料主要由廢物種類、形態(tài)、燃燒特性和補(bǔ)充燃料的種類來(lái)決定，同時(shí)還與系統(tǒng)的后處理以及是的種類來(lái)決定，同時(shí)還與系統(tǒng)的后處理以及是否設(shè)置廢熱回收設(shè)備等因素有關(guān)。否設(shè)置廢熱回收設(shè)備等因素有關(guān)。 一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于易處理、數(shù)量少

5、、種類單一及一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于易處理、數(shù)量少、種類單一及間歇操作的廢物處理，工藝系統(tǒng)及焚燒爐本體間歇操作的廢物處理，工藝系統(tǒng)及焚燒爐本體盡量設(shè)計(jì)得比較簡(jiǎn)單，不必設(shè)置廢熱回收設(shè)施。盡量設(shè)計(jì)得比較簡(jiǎn)單，不必設(shè)置廢熱回收設(shè)施。對(duì)于數(shù)量大的廢物，并需連續(xù)進(jìn)行焚燒處理時(shí)，對(duì)于數(shù)量大的廢物，并需連續(xù)進(jìn)行焚燒處理時(shí)，焚燒爐設(shè)計(jì)要保證高溫，除將廢物焚毀外，應(yīng)焚燒爐設(shè)計(jì)要保證高溫，除將廢物焚毀外，應(yīng)盡可能地考慮廢熱回收措施，以充分利用高溫盡可能地考慮廢熱回收措施，以充分利用高溫?zé)煔獾臒崮?。煙氣的熱能。如果某廢物焚燒后如果某廢物焚燒后的燃燒產(chǎn)物中的固體物質(zhì)需以濕法捕集，則就的燃燒產(chǎn)物中的固體物質(zhì)需以濕法捕集，則就難以

6、設(shè)置廢熱設(shè)備來(lái)回收高溫?zé)煔獾臒崃?，但難以設(shè)置廢熱設(shè)備來(lái)回收高溫?zé)煔獾臒崃?，但可將低位能的熱量加以回收?？蓪⒌臀荒艿臒崃考右曰厥铡?對(duì)于焚燒規(guī)模較大、能量利用價(jià)值高的廢物，為對(duì)于焚燒規(guī)模較大、能量利用價(jià)值高的廢物，為了安全可靠地回收熱能，工藝上若有可能，可將了安全可靠地回收熱能，工藝上若有可能，可將那些低熔點(diǎn)物質(zhì)預(yù)先分出（另作處理），這樣多那些低熔點(diǎn)物質(zhì)預(yù)先分出（另作處理），這樣多數(shù)的廢物焚燒后，所產(chǎn)生的煙氣就較干凈且可減數(shù)的廢物焚燒后，所產(chǎn)生的煙氣就較干凈且可減少對(duì)廢熱鍋爐等設(shè)備的危害。少對(duì)廢熱鍋爐等設(shè)備的危害。如無(wú)十分把握時(shí)，只能暫時(shí)放棄熱能如無(wú)十分把握時(shí)，只能暫時(shí)放棄熱能的利用，服從以焚毀

7、廢物這個(gè)主要目的。的利用，服從以焚毀廢物這個(gè)主要目的。 廢物焚燒后的高溫?zé)煔獬藨?yīng)積極考慮熱量回收廢物焚燒后的高溫?zé)煔獬藨?yīng)積極考慮熱量回收外，還有煙氣凈化問(wèn)題，即焚燒產(chǎn)物的后處理問(wèn)外，還有煙氣凈化問(wèn)題，即焚燒產(chǎn)物的后處理問(wèn)題，也是焚燒處理工藝過(guò)程中一個(gè)重要的組成部題，也是焚燒處理工藝過(guò)程中一個(gè)重要的組成部分，有時(shí)還成為較難處理的問(wèn)題。分，有時(shí)還成為較難處理的問(wèn)題。 如果廢物中含有鹵素（以鹵化烴形態(tài)存在），燃燒時(shí)若無(wú)足夠的氫組分存在就不能形成鹵酸，而使燃燒產(chǎn)物中含有氯、氟等鹵元素，這些物質(zhì)不溶于水，故一般濕法洗滌仍不能去除，這樣除塵后排放出的煙氣仍要污染環(huán)境，必須采取相應(yīng)措施加以解決。又當(dāng)廢物

8、中含有硫鐵、硫氰化鈉及磺化物等組成時(shí)，經(jīng)焚燒后會(huì)產(chǎn)生二氧化硫，其含量超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須另作處理。 有關(guān)廢物焚燒處理的具體方案要綜合考慮有關(guān)廢物焚燒處理的具體方案要綜合考慮各種情況。各種情況。 固體廢物的固體廢物的種類、形狀種類、形狀有較大差別，如有有較大差別，如有塊、粒狀的廢物，也有漿糊狀的污泥。有塊、粒狀的廢物，也有漿糊狀的污泥。有可燃質(zhì)含量多的廢物，也有不能自燃，另可燃質(zhì)含量多的廢物，也有不能自燃，另需添加燃料助燃的廢物等等。它們?cè)诰唧w需添加燃料助燃的廢物等等。它們?cè)诰唧w進(jìn)行焚燒處理時(shí)所采用的工藝方法，以及進(jìn)行焚燒處理時(shí)所采用的工藝方法，以及焚燒爐選型上都有所不同。一般說(shuō)焚燒爐選型上都有

9、所不同。一般說(shuō)廢物的廢物的形態(tài)和燃燒特性形態(tài)和燃燒特性是決定焚燒工藝流程及其是決定焚燒工藝流程及其焚燒爐爐型的主要依據(jù)。焚燒爐爐型的主要依據(jù)。 例如：當(dāng)廢物具有一定形狀、可以擱置在爐例如：當(dāng)廢物具有一定形狀、可以擱置在爐排上，且燃燒形態(tài)是以表面燃燒和分解燃燒排上，且燃燒形態(tài)是以表面燃燒和分解燃燒方式進(jìn)行時(shí)，則可選用方式進(jìn)行時(shí)，則可選用；但如；但如廢物的顆粒細(xì)微，或是泥漿狀的，則它無(wú)法廢物的顆粒細(xì)微，或是泥漿狀的，則它無(wú)法擱置在爐排上，就需要選用擱置在爐排上，就需要選用。有些物質(zhì)呈一定形狀，但稍稍加溫尚未燃燒有些物質(zhì)呈一定形狀，但稍稍加溫尚未燃燒就會(huì)發(fā)生熔融，堵住爐排通風(fēng)縫隙（例如含就會(huì)發(fā)生熔融

10、，堵住爐排通風(fēng)縫隙（例如含有低熔點(diǎn)鹽類的廢物或塑料廢物），此種廢有低熔點(diǎn)鹽類的廢物或塑料廢物），此種廢物也無(wú)法置于爐排上焚燒，故只能用爐床式物也無(wú)法置于爐排上焚燒，故只能用爐床式焚燒爐或采用更新的流化床焚燒爐進(jìn)行處理。焚燒爐或采用更新的流化床焚燒爐進(jìn)行處理。 即使高濃度的有機(jī)廢液也往往含有大量水分即使高濃度的有機(jī)廢液也往往含有大量水分而不能自燃，需要添加燃料助燃。為了節(jié)約而不能自燃，需要添加燃料助燃。為了節(jié)約燃料，在可能情況下可利用高溫?zé)煔鉂饪s廢燃料，在可能情況下可利用高溫?zé)煔鉂饪s廢液，或設(shè)置廢熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽。當(dāng)焚燒后的液，或設(shè)置廢熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽。當(dāng)焚燒后的煙氣含有某種鹽分不能直接排放時(shí)，則系

11、統(tǒng)煙氣含有某種鹽分不能直接排放時(shí)，則系統(tǒng)還要采取捕集回收措施。當(dāng)廢液粘度較高或還要采取捕集回收措施。當(dāng)廢液粘度較高或含有一些雜質(zhì)，影響廢液的霧化質(zhì)量，甚至含有一些雜質(zhì)，影響廢液的霧化質(zhì)量，甚至難以符合噴嘴的要求時(shí)，需對(duì)該廢液進(jìn)行過(guò)難以符合噴嘴的要求時(shí)，需對(duì)該廢液進(jìn)行過(guò)濾，除去固體微粒雜質(zhì)。對(duì)粘度大的廢液要濾，除去固體微粒雜質(zhì)。對(duì)粘度大的廢液要加溫或稀釋，使之符合所選用噴嘴的要求。加溫或稀釋，使之符合所選用噴嘴的要求。 廢氣的焚燒處理有廢氣的焚燒處理有兩種處理方式。兩種處理方式。廢氣的直接燃燒法同固體、液體廢物的焚燒一樣。一般廢氣的直接燃燒法同固體、液體廢物的焚燒一樣。一般的焚燒處理是指直接高溫

12、燃燒的方式。催化燃燒是以白的焚燒處理是指直接高溫燃燒的方式。催化燃燒是以白金礦、氧化銅、氧化鎳等作為觸媒，在較低的溫度下金礦、氧化銅、氧化鎳等作為觸媒，在較低的溫度下（150400）使廢氣中的可燃組分進(jìn)行氧化分解的方）使廢氣中的可燃組分進(jìn)行氧化分解的方法。由于溫度較低，故可大大節(jié)約燃料。但由于觸媒較法。由于溫度較低，故可大大節(jié)約燃料。但由于觸媒較貴，不能處理含塵廢氣，因此應(yīng)用不多。貴，不能處理含塵廢氣，因此應(yīng)用不多。一種是采用焚燒一種是采用焚燒爐，將廢氣通入爐內(nèi)燃燒；另一種是采用火炬（即石油爐，將廢氣通入爐內(nèi)燃燒；另一種是采用火炬（即石油化工普通采用的火炬燒嘴）在爐外大氣中燃燒廢氣。用化工普通

13、采用的火炬燒嘴）在爐外大氣中燃燒廢氣。用火炬式燒嘴來(lái)焚燒廢氣通常是指那些自身具有較高熱值、火炬式燒嘴來(lái)焚燒廢氣通常是指那些自身具有較高熱值、可以維持高溫燃燒的廢氣，火炬本身只是燃燒器而非爐可以維持高溫燃燒的廢氣，火炬本身只是燃燒器而非爐子。子。 用于衡量焚燒處理廢物減量化效果的指標(biāo)是減用于衡量焚燒處理廢物減量化效果的指標(biāo)是減量比，定義為可燃廢物經(jīng)焚燒處理后減少的質(zhì)量比，定義為可燃廢物經(jīng)焚燒處理后減少的質(zhì)量占所投加廢物總質(zhì)量的百分比，即為：量占所投加廢物總質(zhì)量的百分比，即為：式中：式中：MRC減量比，減量比，%；ma焚燒殘?jiān)馁|(zhì)焚燒殘?jiān)馁|(zhì)量，量，kg；mb投加的廢物質(zhì)量，投加的廢物質(zhì)量，kg；

14、mc殘殘?jiān)胁豢扇嘉镔|(zhì)量，渣中不可燃物質(zhì)量，kg。%100cbabmmmmMRC 燒殘?jiān)跓龤堅(jiān)?0025經(jīng)經(jīng)3h灼熱后減少的質(zhì)灼熱后減少的質(zhì)量占原焚燒殘?jiān)|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，其計(jì)算方量占原焚燒殘?jiān)|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，其計(jì)算方法如下：法如下：式中：式中：QR熱灼減量，熱灼減量，%；ma焚燒殘焚燒殘?jiān)谑覝貢r(shí)的質(zhì)量，渣在室溫時(shí)的質(zhì)量，kg；md焚燒殘?jiān)贌龤堅(jiān)谠?0025經(jīng)經(jīng)3h灼熱后冷卻至室溫的質(zhì)灼熱后冷卻至室溫的質(zhì)量，量，kg。%100adaRmmmQ 焚燒處理城市垃圾及一般工業(yè)廢物時(shí)，多以燃燒效焚燒處理城市垃圾及一般工業(yè)廢物時(shí)，多以燃燒效率率(CE)作為評(píng)估是否可以達(dá)到預(yù)期處理要求的指標(biāo)：作為評(píng)估

15、是否可以達(dá)到預(yù)期處理要求的指標(biāo)：式中，式中，CO和和CO2分別為煙道氣中該種氣體的濃度分別為煙道氣中該種氣體的濃度值。值。 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)（求的指標(biāo)還有特殊化學(xué)物質(zhì)（）的破壞去除效率）的破壞去除效率(DRE)，定義為：，定義為：其中：其中：Win進(jìn)入焚燒爐的進(jìn)入焚燒爐的POHCS的質(zhì)量流率；的質(zhì)量流率；Wout從焚燒爐流出的該種物質(zhì)的質(zhì)量流率。從焚燒爐流出的該種物質(zhì)的質(zhì)量流率。%10022COCOCOCE%100inoutinWWWDRE 廢物在焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列新污染物，有廢物在焚燒過(guò)程中會(huì)

16、產(chǎn)生一系列新污染物，有可能造成二次污染?？赡茉斐啥挝廴尽３㈩w粒物、黑度、總碳量作為控制指標(biāo)；常將顆粒物、黑度、總碳量作為控制指標(biāo)；包括包括SO2、HCl、HF、CO和和NOx；如如Hg、Cd、Pb、Ni、Cr、As等；等；如二惡英，包括多氯代二苯并如二惡英，包括多氯代二苯并-對(duì)對(duì)-二惡二惡英 （英 （ P C D D s ） 和 多 氯 代 二 苯 并 呋 喃） 和 多 氯 代 二 苯 并 呋 喃（PCDFs）。）。 GWBK3-2000,首先在北京、深圳、上海實(shí)行，首先在北京、深圳、上海實(shí)行，2003年年6月開(kāi)始全國(guó)實(shí)行。月開(kāi)始全國(guó)實(shí)行。序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值含義限值1 1煙塵m mg g/

17、/m m3 3測(cè)定均值8 80 02 2煙氣黑度林格曼黑度，級(jí)測(cè)定值2 2) )1 13 3一氧化碳m mg g/ /m m3 3小時(shí)均值1 15 50 04 4氮氧化物m mg g/ /m m3 3小時(shí)均值4 40 00 05 5二氧化硫m mg g/ /m m3 3小時(shí)均值2 26 60 06 6氯化氫m mg g/ /m m3 3小時(shí)均值7 75 57 7貢m mg g/ /m m3 3測(cè)定均值0 0. .2 28 8鎘m mg g/ /m m3 3測(cè)定均值0 0. .1 19 9鉛m mg g/ /m m3 3測(cè)定均值1 1. .6 61 10 0二惡英類T TE EQ Q m mg

18、g/ /m m3 3測(cè)定均值1 1. .0 0 焚燒爐大氣污染物監(jiān)測(cè)方法（中國(guó)）序 號(hào)項(xiàng) 目監(jiān) 測(cè) 方 法方 法 來(lái) 源1 1煙 塵重 量 法G GB B T T 1 16 61 15 57 7_ 1 19 99 96 62 2煙 氣 黑 度林 格 曼 煙 度 法G GB B 8 85 54 46 68 8- -9 91 13 3一 氧 化 碳非 分 散 紅 外 吸 收 法H HJ J/ /T T4 44 4_ 1 19 99 99 94 4氮 氧 化 物鹽 酸 菜 乙 二 胺 分 光 光 度 法H HJ J/ /T T4 43 3- -1 19 99 99 95 5二 氧 化 硫甲 醛 吸

19、收 - -副 玫 瑰 苯 胺 分 光 光 度 法1 1) )6 6氯 化 氫硫 氰 酸 汞 分 光 光 度 法H HJ J T T2 27 7- -1 19 99 99 97 7汞冷 原 子 吸 收 法 分 光 光 度 法1 1) )8 8鎘原 子 吸 收 分 光 光 度 法1 1) )9 9鉛原 子 吸 收 分 光 光 度 法1 1) )1 10 0二 惡 英 類色 譜 - - -質(zhì) 譜 聯(lián) 用 法2 2) ) 國(guó)外生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn) 以美國(guó)法律為例，危險(xiǎn)廢物焚燒的法定處理效以美國(guó)法律為例，危險(xiǎn)廢物焚燒的法定處理效果標(biāo)準(zhǔn)為：果標(biāo)準(zhǔn)為：廢物中所含的主要有機(jī)有害成分的銷毀及去除廢物中所含的

20、主要有機(jī)有害成分的銷毀及去除率率(DRE)為為99.99以上。以上。排氣中粉塵含量不得超過(guò)排氣中粉塵含量不得超過(guò)180mg/m3 (以標(biāo)準(zhǔn)狀以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，干燥排氣為基準(zhǔn)，同時(shí)排氣流量必須調(diào)態(tài)下，干燥排氣為基準(zhǔn)，同時(shí)排氣流量必須調(diào)整至整至50過(guò)?？諝獍俜直葪l件下過(guò)剩空氣百分比條件下)。氯化氫去除率達(dá)氯化氫去除率達(dá)99或每小時(shí)排放量低于或每小時(shí)排放量低于1.8kg，以兩者中數(shù)值較高者為基準(zhǔn)。以兩者中數(shù)值較高者為基準(zhǔn)。多氯聯(lián)苯的銷毀去除率為多氯聯(lián)苯的銷毀去除率為99.9999，同時(shí)燃燒，同時(shí)燃燒效率超過(guò)效率超過(guò)99.9。多氯聯(lián)苯在多氯聯(lián)苯在1200（士（士100）的停留時(shí)間至）的停留時(shí)間至少少2s，

21、煙囪排氣的氧氣含量不得低于，煙囪排氣的氧氣含量不得低于3，或在，或在1600的停留時(shí)間的停留時(shí)間1.5s，煙氣中氧含量，煙氣中氧含量2% 以以上。上。燃燒效率至少為燃燒效率至少為99.9。多氯聯(lián)苯輸入量必須定時(shí)測(cè)試及記錄，測(cè)試時(shí)多氯聯(lián)苯輸入量必須定時(shí)測(cè)試及記錄，測(cè)試時(shí)間間隔不得超過(guò)間間隔不得超過(guò)15min，溫度也必須連續(xù)測(cè)試，溫度也必須連續(xù)測(cè)試及記錄。及記錄。煙囪排氣的成分測(cè)試必須至少包括氧氣、一氧煙囪排氣的成分測(cè)試必須至少包括氧氣、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、氯化氫、氨化有化碳、二氧化碳、氮氧化物、氯化氫、氨化有機(jī)物總量、多氯聯(lián)苯系列的化學(xué)物質(zhì)及粉塵。機(jī)物總量、多氯聯(lián)苯系列的化學(xué)物質(zhì)及粉塵

22、。每每kg多氯聯(lián)苯焚燒后的排放量不得超過(guò)多氯聯(lián)苯焚燒后的排放量不得超過(guò)0.01g，即，即99.9999的銷毀效率。的銷毀效率。燃燒效率為燃燒效率為99.9%。其他條件與液體多氯聯(lián)苯焚燒標(biāo)準(zhǔn)相同。其他條件與液體多氯聯(lián)苯焚燒標(biāo)準(zhǔn)相同。 燃燒是一種劇烈的氧化反應(yīng)，常伴有光與燃燒是一種劇烈的氧化反應(yīng)，常伴有光與熱的現(xiàn)象，也常伴有火焰現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致周熱的現(xiàn)象，也常伴有火焰現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致周圍溫度的升高。燃燒系統(tǒng)中有三種主要成圍溫度的升高。燃燒系統(tǒng)中有三種主要成分：燃料或可燃物質(zhì)，氧化物及惰性物質(zhì)。分：燃料或可燃物質(zhì)，氧化物及惰性物質(zhì)。燃料是含有碳碳，碳?xì)浼皻錃涞雀吣芰炕剂鲜呛刑继?，碳?xì)浼皻錃涞雀吣芰炕瘜W(xué)鍵

23、的有機(jī)物質(zhì)，這些化學(xué)鍵經(jīng)氧化后，學(xué)鍵的有機(jī)物質(zhì)，這些化學(xué)鍵經(jīng)氧化后，會(huì)放出熱能。會(huì)放出熱能。 氧化物是燃燒反應(yīng)中不可缺少的物質(zhì)，氧化物是燃燒反應(yīng)中不可缺少的物質(zhì)，最普通的最普通的氧化物為含有氧化物為含有21氧氣的空氣氧氣的空氣，空氣量的多寡及與燃料的混合程度空氣量的多寡及與燃料的混合程度直接直接影響燃燒的影響燃燒的效率效率。雖然不直接雖然不直接參與燃燒過(guò)程中的主要氧化反應(yīng)，但是參與燃燒過(guò)程中的主要氧化反應(yīng)，但是它們的存在也它們的存在也在任何燃燒或焚燒系統(tǒng)中，在任何燃燒或焚燒系統(tǒng)中，這三種主要成分相互影響，必須小心控這三種主要成分相互影響，必須小心控制其成分及速率，才能達(dá)到燃燒或焚燒制其成分及速

24、率，才能達(dá)到燃燒或焚燒的最終目的。的最終目的。 （1）燃燒形態(tài)）燃燒形態(tài) 燃燒方式可依據(jù)燃燒方式可依據(jù)反應(yīng)前燃料與氧化物的物態(tài)反應(yīng)前燃料與氧化物的物態(tài)分分為五種，而為五種，而燃燒的火焰形態(tài)燃燒的火焰形態(tài)又可依燃料與氧化又可依燃料與氧化物的混合方式區(qū)分為物的混合方式區(qū)分為預(yù)混焰與擴(kuò)散焰預(yù)混焰與擴(kuò)散焰。固體廢。固體廢物的焚燒是燃燒型式中的一種形態(tài)，屬于第四物的焚燒是燃燒型式中的一種形態(tài)，屬于第四種方式，火焰形態(tài)屬于擴(kuò)散焰。一座理想的焚種方式，火焰形態(tài)屬于擴(kuò)散焰。一座理想的焚燒爐應(yīng)具有燒爐應(yīng)具有燃燒速度快燃燒速度快，同時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生最大的能量產(chǎn)生最大的能量，并且所產(chǎn)生的并且所產(chǎn)生的污染氣體與粉塵最少污

25、染氣體與粉塵最少。燃燒方式的分類反應(yīng)前物態(tài)燃料與反應(yīng)物項(xiàng)次燃料氧化物預(yù)先混合未混合1氣體氣體預(yù)混焰擴(kuò)散焰2液體氣體預(yù)混焰擴(kuò)散焰3液體液體單推進(jìn)劑燃燒4固體氣體擴(kuò)散焰5固體固體推進(jìn)劑燃燒 （2）廢物廢物的焚燒特性的焚燒特性 大部分廢物及輔助燃料的成分非常復(fù)雜，分析所大部分廢物及輔助燃料的成分非常復(fù)雜，分析所有的化合物成分不僅困難而且沒(méi)有必要，一般僅有的化合物成分不僅困難而且沒(méi)有必要，一般僅要求提供要求提供主要元素主要元素分析的結(jié)果，也就是碳、氫、分析的結(jié)果，也就是碳、氫、氧、氮、硫、氯等元素，水分及灰分的含量。它氧、氮、硫、氯等元素，水分及灰分的含量。它們的化學(xué)方程式雖然復(fù)雜，但是從燃燒的觀點(diǎn)而

26、們的化學(xué)方程式雖然復(fù)雜，但是從燃燒的觀點(diǎn)而論，它們可用論，它們可用表示，一個(gè)完全燃燒表示，一個(gè)完全燃燒的氧化反應(yīng)可表示為：的氧化反應(yīng)可表示為： 上述有機(jī)廢物在燃燒過(guò)程中，有成千上萬(wàn)種反應(yīng)上述有機(jī)廢物在燃燒過(guò)程中，有成千上萬(wàn)種反應(yīng)途徑，最終的反應(yīng)產(chǎn)物未必是上述的途徑，最終的反應(yīng)產(chǎn)物未必是上述的CO2、HCl、N2、SO2與與H2O。事實(shí)上完全燃燒反應(yīng)只是一種理。事實(shí)上完全燃燒反應(yīng)只是一種理論上的假說(shuō)。論上的假說(shuō)。OH2wyvSON2uwHClxCOO2z4wyvxClSNOHC22222wvuzyx 在實(shí)際燃燒過(guò)程中要考慮在實(shí)際燃燒過(guò)程中要考慮廢物與氧氣混合的傳質(zhì)問(wèn)廢物與氧氣混合的傳質(zhì)問(wèn)題，燃燒

27、溫度與熱傳導(dǎo)問(wèn)題題，燃燒溫度與熱傳導(dǎo)問(wèn)題等，包括流場(chǎng)及擴(kuò)散現(xiàn)等，包括流場(chǎng)及擴(kuò)散現(xiàn)象。通過(guò)加入足夠的氧氣、保持適當(dāng)溫度和反應(yīng)停象。通過(guò)加入足夠的氧氣、保持適當(dāng)溫度和反應(yīng)停留時(shí)間，控制燃燒反應(yīng)使之接近理論燃燒，不致產(chǎn)留時(shí)間，控制燃燒反應(yīng)使之接近理論燃燒，不致產(chǎn)生有毒氣體。若燃燒控制不良可能產(chǎn)生有毒氣體，生有毒氣體。若燃燒控制不良可能產(chǎn)生有毒氣體，包括二惡英、多環(huán)碳?xì)浠衔铮òǘ河?、多環(huán)碳?xì)浠衔铮≒AH）和醛類等。）和醛類等。 燃燒機(jī)理有蒸發(fā)燃燒、分解燃燒（裂解燃燒）、擴(kuò)燃燒機(jī)理有蒸發(fā)燃燒、分解燃燒（裂解燃燒）、擴(kuò)散燃燒與表面燃燒。其中蒸發(fā)燃燒、分解燃燒與擴(kuò)散燃燒與表面燃燒。其中蒸發(fā)燃燒、分解

28、燃燒與擴(kuò)散燃燒又稱火焰燃燒。液體燃燒反應(yīng)主要以蒸發(fā)燃散燃燒又稱火焰燃燒。液體燃燒反應(yīng)主要以蒸發(fā)燃燒與分解燃燒為主。而氣體燃燒以擴(kuò)散燃燒為主。燒與分解燃燒為主。而氣體燃燒以擴(kuò)散燃燒為主。固體燃料燃燒包括：分解燃燒、蒸發(fā)燃燒、擴(kuò)散燃固體燃料燃燒包括：分解燃燒、蒸發(fā)燃燒、擴(kuò)散燃燒與表面燃燒。燒與表面燃燒。 氣體燃料與空氣易互相擴(kuò)散混和，接觸較好，其氣體燃料與空氣易互相擴(kuò)散混和，接觸較好，其燃燒機(jī)理包括預(yù)混焰和擴(kuò)散焰。預(yù)混焰產(chǎn)生過(guò)程燃燒機(jī)理包括預(yù)混焰和擴(kuò)散焰。預(yù)混焰產(chǎn)生過(guò)程中的主要程序?yàn)椋簹怏w燃料與空氣預(yù)先混合，經(jīng)中的主要程序?yàn)椋簹怏w燃料與空氣預(yù)先混合，經(jīng)預(yù)熱反應(yīng)、燃燒、后火焰反應(yīng)等步驟。火焰的形預(yù)熱

29、反應(yīng)、燃燒、后火焰反應(yīng)等步驟?；鹧娴男螤罴叭紵那闆r可由空氣輸入量的多寡而控制。狀及燃燒的情況可由空氣輸入量的多寡而控制。擴(kuò)散焰燃燒過(guò)程中，燃料和氧化物并不預(yù)先混合，擴(kuò)散焰燃燒過(guò)程中，燃料和氧化物并不預(yù)先混合，無(wú)論溫度多高，燃料的點(diǎn)燃必須等到燃料與氧化無(wú)論溫度多高，燃料的點(diǎn)燃必須等到燃料與氧化物混合至一定程度后才會(huì)發(fā)生，燃燒情況由燃燒物混合至一定程度后才會(huì)發(fā)生，燃燒情況由燃燒系統(tǒng)的幾何構(gòu)造及氣體湍流度控制。系統(tǒng)的幾何構(gòu)造及氣體湍流度控制。 液體燃料必須先蒸發(fā)成蒸氣液體燃料必須先蒸發(fā)成蒸氣，再與氧化物或空氣，再與氧化物或空氣混合混合，才會(huì)著火燃燒。蒸發(fā)、混合等物理程序是限制液體燃才會(huì)著火燃燒。蒸

30、發(fā)、混合等物理程序是限制液體燃燒的主要步驟。燒的主要步驟?；鸹鹧嫒紵囊话悻F(xiàn)象為火焰在燃燒器出口噴射速度與燃焰燃燒的一般現(xiàn)象為火焰在燃燒器出口噴射速度與燃燒速度平衡的地方著火形成的。一般液體燃料多采用燒速度平衡的地方著火形成的。一般液體燃料多采用霧化方式將其氣化形成氣態(tài)的碳?xì)浠衔?，在氣化過(guò)霧化方式將其氣化形成氣態(tài)的碳?xì)浠衔?，在氣化過(guò)程中，剛開(kāi)始使其徐徐氣化，當(dāng)火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c未著程中，剛開(kāi)始使其徐徐氣化，當(dāng)火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c未著火時(shí)的氣流速度相同時(shí)，點(diǎn)火燃燒，待完全點(diǎn)火燃燒火時(shí)的氣流速度相同時(shí)，點(diǎn)火燃燒，待完全點(diǎn)火燃燒后，急速氣化燃燒，其后殘留油粒燃燒，最后完全氣后，急速氣化燃燒，其后殘留油粒燃

31、燒，最后完全氣化燃燒，完全變?yōu)榛鹧婧?，此時(shí)僅剩下化燃燒，完全變?yōu)榛鹧婧螅藭r(shí)僅剩下CO的燃燒，的燃燒，為火焰溫度最高的區(qū)域。為火焰溫度最高的區(qū)域。 根據(jù)燃燒與空氣比例，液體燃料的燃燒形態(tài)可分為三類：根據(jù)燃燒與空氣比例，液體燃料的燃燒形態(tài)可分為三類：當(dāng)燃燒產(chǎn)物中不殘留有氧氣與燃料時(shí)，稱之為當(dāng)燃燒產(chǎn)物中不殘留有氧氣與燃料時(shí)，稱之為；當(dāng)空氣不足，燃料過(guò)剩時(shí)，燃燒產(chǎn)物中；當(dāng)空氣不足，燃料過(guò)剩時(shí)，燃燒產(chǎn)物中殘留有燃料而產(chǎn)生黑煙，稱之為殘留有燃料而產(chǎn)生黑煙，稱之為；當(dāng)空氣過(guò)；當(dāng)空氣過(guò)?；蛉剂喜蛔悖覡t溫高而均勻混合，則燃燒產(chǎn)物中殘剩或燃料不足，且爐溫高而均勻混合，則燃燒產(chǎn)物中殘留有氧氣，稱之為留有氧氣，稱

32、之為。 液體廢物的焚燒過(guò)程為：水分在高溫下迅速氣化，空氣液體廢物的焚燒過(guò)程為：水分在高溫下迅速氣化，空氣與廢液充分接觸、混合、熱解、著火、燃燒，使廢液中與廢液充分接觸、混合、熱解、著火、燃燒，使廢液中有害組分被焚毀。顯然，廢液焚燒與液體燃料燃燒相似，有害組分被焚毀。顯然，廢液焚燒與液體燃料燃燒相似，尤其當(dāng)廢液中含水量低，其中多數(shù)為可燃有機(jī)物時(shí)，可尤其當(dāng)廢液中含水量低，其中多數(shù)為可燃有機(jī)物時(shí)，可把廢液焚燒當(dāng)作液體燃料燃燒。只要經(jīng)過(guò)良好霧化并供把廢液焚燒當(dāng)作液體燃料燃燒。只要經(jīng)過(guò)良好霧化并供給足夠的燃燒空氣即可獲得穩(wěn)定的燃燒條件。給足夠的燃燒空氣即可獲得穩(wěn)定的燃燒條件。 有機(jī)固體廢物焚燒，從有機(jī)固

33、體廢物焚燒，從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的固體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?，然后與氧接觸、燃燒。但是，固，然后與氧接觸、燃燒。但是，固體廢物并不象液體燃料，可體廢物并不象液體燃料，可直接揮發(fā)直接揮發(fā)至氣相中至氣相中燃燒。必須先經(jīng)過(guò)燃燒。必須先經(jīng)過(guò)熱裂解熱裂解，產(chǎn)生成分復(fù)雜的，產(chǎn)生成分復(fù)雜的碳碳?xì)浜衔餁浜衔铮^而從廢物，繼而從廢物表面揮發(fā)表面揮發(fā)，并與氧氣充分，并與氧氣充分接觸，經(jīng)氧化反應(yīng)，快速燃燒。接觸，經(jīng)氧化反應(yīng)，快速燃燒。 一般在分解燃燒中，幾乎看不到火焰，或火焰一般在分解燃燒中，幾乎看不到火焰，或火焰顏色暗淡，只有充分揮發(fā)氣化與氧氣接觸燃燒顏色暗淡，只有充分揮發(fā)氣化與氧氣接觸燃燒后，才發(fā)

34、現(xiàn)有光耀火焰燃燒。后，才發(fā)現(xiàn)有光耀火焰燃燒。 碳粒碳粒是黑煙生成的主要原因，是黑煙生成的主要原因，?？煞譃橹苯??？煞譃橹苯幽s反應(yīng)與間接斷鍵反應(yīng)而形成碳粒。凝縮反應(yīng)與間接斷鍵反應(yīng)而形成碳粒。一般由凝縮反應(yīng)形成的顆粒較大，類似一般由凝縮反應(yīng)形成的顆粒較大，類似石墨狀的結(jié)構(gòu)，可經(jīng)由撞擊或凝縮現(xiàn)象石墨狀的結(jié)構(gòu)，可經(jīng)由撞擊或凝縮現(xiàn)象形成形成100010000個(gè)結(jié)晶體，每個(gè)結(jié)晶體個(gè)結(jié)晶體，每個(gè)結(jié)晶體含有含有520層碳粒子。若經(jīng)由直鏈分子斷層碳粒子。若經(jīng)由直鏈分子斷鍵所形成的碳顆粒，則粒徑比上述凝縮鍵所形成的碳顆粒，則粒徑比上述凝縮反應(yīng)形成的碳顆粒小，約在反應(yīng)形成的碳顆粒小，約在0.010.1 m之間。之

35、間。 廢物在焚燒爐內(nèi)的燃燒方式，廢物在焚燒爐內(nèi)的燃燒方式，大致可分為反向流、同向流及旋渦流等幾類；，大致可分為反向流、同向流及旋渦流等幾類；分類，可分為單段燃燒和分類，可分為單段燃燒和多段燃燒；多段燃燒；，可分為過(guò)氧燃燒、，可分為過(guò)氧燃燒、缺氧燃燒（控氣式）和熱解燃燒等方式。缺氧燃燒（控氣式）和熱解燃燒等方式。：焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動(dòng)方向相反，：焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動(dòng)方向相反，適合難燃性、閃火點(diǎn)高的廢物燃燒。適合難燃性、閃火點(diǎn)高的廢物燃燒。：焚燒爐的燃燒氣體與廢物移動(dòng)方向相同，：焚燒爐的燃燒氣體與廢物移動(dòng)方向相同，適用于易燃性、閃火點(diǎn)低的廢物燃燒。適用于易燃性、閃火點(diǎn)低的廢物燃燒。：燃

36、燒氣體由爐周圍方向切線加入，造成爐：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?fàn)t內(nèi)氣流擾動(dòng)性增大，內(nèi)燃燒氣流的旋渦性，可使?fàn)t內(nèi)氣流擾動(dòng)性增大，不易發(fā)生短流，不易發(fā)生短流，：廢物燃燒過(guò)程見(jiàn)下圖。由于廢物在燃燒過(guò)：廢物燃燒過(guò)程見(jiàn)下圖。由于廢物在燃燒過(guò)程中，開(kāi)始是先將水分蒸發(fā)，這必須克服水分潛熱后，程中，開(kāi)始是先將水分蒸發(fā)，這必須克服水分潛熱后，溫度才開(kāi)始上升，故反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；其次是廢物中的揮發(fā)溫度才開(kāi)始上升，故反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；其次是廢物中的揮發(fā)分開(kāi)始熱分解，成為揮發(fā)性碳?xì)浠衔?，迅速進(jìn)行揮發(fā)分開(kāi)始熱分解，成為揮發(fā)性碳?xì)浠衔?，迅速進(jìn)行揮發(fā)燃燒；最后才是碳顆粒的表面燃燒，需要較長(zhǎng)燃燒反應(yīng)

37、燃燒；最后才是碳顆粒的表面燃燒，需要較長(zhǎng)燃燒反應(yīng)時(shí)間，約需數(shù)秒至數(shù)十秒，才能完全燃燒完畢。時(shí)間，約需數(shù)秒至數(shù)十秒，才能完全燃燒完畢。：在兩段燃燒中，：在兩段燃燒中，中提供未充足的空氣量，使廢物進(jìn)行蒸發(fā)和熱解燃中提供未充足的空氣量，使廢物進(jìn)行蒸發(fā)和熱解燃燒，產(chǎn)生大量的燒，產(chǎn)生大量的CO、碳?xì)浠衔餁怏w和微細(xì)的碳、碳?xì)浠衔餁怏w和微細(xì)的碳顆粒；顆粒；，再供給，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(diǎn)是燃燒所必須提供的氣體量不需要太大，因此優(yōu)點(diǎn)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?，產(chǎn)生在第一燃燒室內(nèi)送

38、風(fēng)量小，不易將底灰?guī)С?，產(chǎn)生顆粒物的可能性較小。顆粒物的可能性較小。：即第一燃燒室供給充足的空氣量（即：即第一燃燒室供給充足的空氣量（即超過(guò)理論空氣量）超過(guò)理論空氣量）第一燃燒室與熱解爐相似，利第一燃燒室與熱解爐相似，利用部分燃燒爐體升溫，向燃燒室內(nèi)加入少用部分燃燒爐體升溫，向燃燒室內(nèi)加入少量的空氣（約為理論空氣量的量的空氣（約為理論空氣量的2030%）加速?gòu)U物裂解反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生部分可回加速?gòu)U物裂解反應(yīng)的進(jìn)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量的粉塵與大量的CO和碳?xì)浠衔餁怏w，和碳?xì)浠衔餁怏w，加入充足的空氣使其迅速燃燒放

39、熱。此種加入充足的空氣使其迅速燃燒放熱。此種燃燒型適合處理高熱值廢物，但目前技術(shù)燃燒型適合處理高熱值廢物，但目前技術(shù)尚未十分成熟。尚未十分成熟。 煙氣中常見(jiàn)空氣污染物：粒狀污染物、酸性氣體、煙氣中常見(jiàn)空氣污染物：粒狀污染物、酸性氣體、氮氧化物、重金屬、一氧化碳與有機(jī)氯化物等。氮氧化物、重金屬、一氧化碳與有機(jī)氯化物等。 焚燒過(guò)程中所產(chǎn)生的粒狀污染物大致可分為三類：焚燒過(guò)程中所產(chǎn)生的粒狀污染物大致可分為三類：廢物中的不可燃物，在焚燒后（較大殘留物）廢物中的不可燃物，在焚燒后（較大殘留物）成為底灰排出，而部分的粒狀物隨廢氣排出爐外成成為底灰排出，而部分的粒狀物隨廢氣排出爐外成為飛灰。飛灰所占的比例隨

40、焚燒爐操作條件（送風(fēng)為飛灰。飛灰所占的比例隨焚燒爐操作條件（送風(fēng)量、爐溫量、爐溫）、粒狀物粒徑分布、形狀與其密度而）、粒狀物粒徑分布、形狀與其密度而定。粒狀物粒徑一般大于定。粒狀物粒徑一般大于10 m。部分無(wú)機(jī)鹽類在高溫下氧化而排出，在爐外部分無(wú)機(jī)鹽類在高溫下氧化而排出，在爐外遇熱而凝結(jié)成粒狀物，或二氧化硫在低溫下遇水滴遇熱而凝結(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。而形成硫酸鹽霧狀微粒等。未燃燒完全而產(chǎn)生的碳顆粒與煤煙，粒徑約在未燃燒完全而產(chǎn)生的碳顆粒與煤煙，粒徑約在0.110 m之間。由于顆粒微細(xì)，難以去除，最好之間。由于顆粒微細(xì)，難以去除，最好的控制方法在高溫下使其氧

41、化分解?？衫孟率鼋?jīng)的控制方法在高溫下使其氧化分解?？衫孟率鼋?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算高溫氧化碳顆粒的消耗率驗(yàn)公式計(jì)算高溫氧化碳顆粒的消耗率q（g/cm2 s）：）：式中：式中：PO2氧氣分壓（氧氣分壓（atm）；）；Kd擴(kuò)散速度常數(shù)；擴(kuò)散速度常數(shù)；KS反應(yīng)速度常數(shù)。反應(yīng)速度常數(shù)。式中：式中：R-氣體常數(shù)，其值為氣體常數(shù)，其值為8.314kJ/kg mole K；T-反應(yīng)溫度（反應(yīng)溫度（K）；）；d0 - 碳顆粒的粒徑（碳顆粒的粒徑（cm）。）。dsOKKPq1120.756200ObT105.04d16001T1R357000.13expdP1t2 由于一氧化碳燃燒所需的活化能很高，它是燃由于一氧化碳燃

42、燒所需的活化能很高，它是燃燒不完全過(guò)程中的主要代表性產(chǎn)物。依據(jù)一氧燒不完全過(guò)程中的主要代表性產(chǎn)物。依據(jù)一氧化碳的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，可得到下式：化碳的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，可得到下式：式中：式中：fCO、fO2、fH2O分別為分別為CO、O2與與H2O的的摩 爾 分 率 ；摩 爾 分 率 ； R 為 普 適 氣 體 常 數(shù) ，為 普 適 氣 體 常 數(shù) ，（8.314kJ/kg mole K）；）；R 也也為普適氣體常數(shù)為普適氣體常數(shù)（82.06 atm cm3/kg mole K）。）。8 . 10.5OHCO0.3O10coTRPfffRT16000exp1012dtdf22式中：式中：(fCO)f - 燃

43、燒前燃燒前CO的摩爾分率；的摩爾分率；(fCO)i - 燃燒后燃燒后CO的摩爾分率；而的摩爾分率；而k為動(dòng)力為動(dòng)力常數(shù)，用下式計(jì)算：常數(shù)，用下式計(jì)算： 若采取較保守的經(jīng)驗(yàn)式，可采用若采取較保守的經(jīng)驗(yàn)式，可采用Morgan式式進(jìn)行估算：進(jìn)行估算： 而動(dòng)力常數(shù)而動(dòng)力常數(shù)k用下式估算：用下式估算： ktexpffiCOfCO0.80.5OHCO0.3O1022fff1600exp1012kRTPRTRT25000expRTPfff101.8dtdf0.5OH0.5OCO13CO22RT25000expRTPff101.8k0.5OH0.5O1322 由上式得知由上式得知氧氣含量愈高氧氣含量愈高時(shí)，愈

44、有利于時(shí)，愈有利于CO氧氧化成化成CO2。不過(guò)上式是理論式，事實(shí)上焚燒過(guò)。不過(guò)上式是理論式，事實(shí)上焚燒過(guò)程中仍?shī)A雜碳顆粒。程中仍?shī)A雜碳顆粒。只要燃燒反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)只要燃燒反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，行，CO就可能產(chǎn)生就可能產(chǎn)生，故焚燒爐二燃室較為理，故焚燒爐二燃室較為理想的設(shè)計(jì)是爐溫在想的設(shè)計(jì)是爐溫在1000，廢氣停留時(shí)間為，廢氣停留時(shí)間為1s。 此外，若焚燒有機(jī)性氯化物時(shí)，由于有機(jī)性氯此外，若焚燒有機(jī)性氯化物時(shí)，由于有機(jī)性氯化物的化學(xué)性質(zhì)，大多數(shù)很穩(wěn)定，在燃燒反應(yīng)化物的化學(xué)性質(zhì)，大多數(shù)很穩(wěn)定，在燃燒反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，常夾雜進(jìn)行時(shí)，常夾雜CO與中間性燃燒產(chǎn)物，而中與中間性燃燒產(chǎn)物，而中間性燃燒產(chǎn)物（包括二惡英

45、等）的廢氣分析較間性燃燒產(chǎn)物（包括二惡英等）的廢氣分析較為困難，因此常以為困難，因此常以CO的含量的含量來(lái)判斷燃燒反應(yīng)來(lái)判斷燃燒反應(yīng)完全與否。完全與否。 焚燒產(chǎn)生的酸性氣體，主要包括：焚燒產(chǎn)生的酸性氣體，主要包括：SO2、HCl與與HF等，這些污染物都是直接由廢物中的等，這些污染物都是直接由廢物中的S、Cl、F等等元素經(jīng)過(guò)焚燒反應(yīng)而形成。諸如含元素經(jīng)過(guò)焚燒反應(yīng)而形成。諸如含Cl的的PVC塑料會(huì)塑料會(huì)形成形成HCl，含，含F(xiàn)的塑料會(huì)形成的塑料會(huì)形成HF，而含，而含S的煤焦油的煤焦油會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生SO2。研究表明，一般城市垃圾中硫含量為。研究表明，一般城市垃圾中硫含量為0.12%，其中約，其中約30

46、60%轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SO2，其余則殘留，其余則殘留于底灰或被飛灰所吸收。于底灰或被飛灰所吸收。 焚燒所產(chǎn)生的氮氧化物主要來(lái)源有二：一是高溫下，焚燒所產(chǎn)生的氮氧化物主要來(lái)源有二：一是高溫下，N2與與O2反應(yīng)形成熱氮氧化物，其中熱氮氧化物的反應(yīng)形成熱氮氧化物，其中熱氮氧化物的動(dòng)力平衡公式為：動(dòng)力平衡公式為：式中：式中：R8.314kJ/kg mole K；T絕對(duì)絕對(duì)溫度（溫度（K）；（）；（NO）、（）、（N2）、（）、（O2）分）分別為別為NO、N2、O2的分壓（的分壓（atm）；）； 另一個(gè)來(lái)源為廢物中的氮組分轉(zhuǎn)化成的另一個(gè)來(lái)源為廢物中的氮組分轉(zhuǎn)化成的NOx，稱為燃料氮轉(zhuǎn)化氮氧化物。，稱為燃料氮

47、轉(zhuǎn)化氮氧化物。N轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成NO的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率Y為：為：式 中 ：式 中 ： Nf o- N 轉(zhuǎn) 化 成轉(zhuǎn) 化 成 N O 的 濃 度的 濃 度（gmole/cm3）；）；O2-煙氣中殘余氧氣濃煙氣中殘余氧氣濃度（度（gmole/cm3）。）。RTONNOKP43400exp9 .212221ON3150/t)Texp(2500Y12Y2fo 廢物中所含重金屬物質(zhì)，高溫焚燒后除部分殘留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，部分則會(huì)在高溫下氣化揮發(fā)進(jìn)入于灰渣中之外，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)生成的氧化物煙氣；部分金屬物在爐中參與反應(yīng)生成的氧化物

48、或氯化物，比原金屬元素更易氣化揮發(fā)。或氯化物，比原金屬元素更易氣化揮發(fā)。元素態(tài)重金屬，重金屬氧化物及重金屬氯元素態(tài)重金屬，重金屬氧化物及重金屬氯化物在尾氣中將以特定的平衡狀態(tài)存在，且因其化物在尾氣中將以特定的平衡狀態(tài)存在，且因其濃度各不相同，各自的飽和溫度亦不相同，遂構(gòu)濃度各不相同，各自的飽和溫度亦不相同，遂構(gòu)成了復(fù)雜的連鎖關(guān)系。元素態(tài)重金屬揮發(fā)與殘留成了復(fù)雜的連鎖關(guān)系。元素態(tài)重金屬揮發(fā)與殘留的比例與各種重金屬物質(zhì)的飽合溫度有關(guān)，當(dāng)飽的比例與各種重金屬物質(zhì)的飽合溫度有關(guān)，當(dāng)飽合溫度愈高則愈易凝結(jié)，殘留在灰渣內(nèi)的比例亦合溫度愈高則愈易凝結(jié)，殘留在灰渣內(nèi)的比例亦隨之增高。隨之增高。 重金屬本身凝結(jié)

49、而成的小粒狀物粒徑都在重金屬本身凝結(jié)而成的小粒狀物粒徑都在1 m以下，而重金屬凝結(jié)或吸附在煙塵表以下，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，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，因此小粒狀物上的金屬濃度比大顆粒要高，名 稱沸點(diǎn)（）蒸氣壓（mmHg）類 別760980汞（Hg）357揮發(fā)砷（As）6151200180000揮發(fā)鎘（Cd）7677105500揮發(fā)鋅（Zn）9071401600揮發(fā)氯化鉛（PbCl2）95475800中度揮發(fā)鉛（Pb）16203.510-21.3不揮發(fā)鉻（Cr）22006.010-34.410-5不揮發(fā)銅（C

50、u）23009.010-35.410-5不揮發(fā)鎳（Ni）29005.610-101.110-6不揮發(fā) 廢物焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的毒性有機(jī)氯化物主要為二惡廢物焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的毒性有機(jī)氯化物主要為二惡英類，包括多氯代二苯英類，包括多氯代二苯-對(duì)對(duì)-二惡英（二惡英（PCDDs）和多）和多氯代二苯并呋喃（氯代二苯并呋喃（PCDFs）。）。PCDDs是一族含有是一族含有；PCDFs則是一族含有則是一族含有。在這。在這210種化合物中，有種化合物中，有17種（種（2，3，7，8位被氯原子取代的）被認(rèn)為對(duì)人類位被氯原子取代的）被認(rèn)為對(duì)人類健康有巨大的危害，其中健康有巨大的危害，其中2,3,7,8-四氯代二苯并四氯

51、代二苯并-對(duì)對(duì)-二惡英（二惡英（TCDD）為目前已知毒性最強(qiáng)的化合物且）為目前已知毒性最強(qiáng)的化合物且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明其具有強(qiáng)致癌性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明其具有強(qiáng)致癌性。OOC lxC lyOC lxC ly 測(cè)出樣品中所有測(cè)出樣品中所有136種衍生物的濃度，直接加總即種衍生物的濃度，直接加總即為為（以（以ng/Nm3或或ng/kg表示），按各種表示），按各種衍生物的毒性當(dāng)量系數(shù)轉(zhuǎn)換后再加和即為衍生物的毒性當(dāng)量系數(shù)轉(zhuǎn)換后再加和即為。毒性當(dāng)量系數(shù)以毒性最強(qiáng)的。毒性當(dāng)量系數(shù)以毒性最強(qiáng)的2,3,7,8-TCDD為基準(zhǔn)為基準(zhǔn)(系數(shù)為系數(shù)為1.0)制定，其他衍生物則按其相對(duì)毒制定，其他衍生物則按其相對(duì)毒性強(qiáng)度以小數(shù)表

52、示性強(qiáng)度以小數(shù)表示(以以ng/Nm3 或或ng/kg表示表示)。目前。目前有多種毒性當(dāng)量系數(shù)，但廣泛采用的是有多種毒性當(dāng)量系數(shù)，但廣泛采用的是I-TEF毒性毒性當(dāng)量系數(shù)。采用當(dāng)量系數(shù)。采用I-TEF毒性當(dāng)量系數(shù)為換算標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，毒性當(dāng)量系數(shù)為換算標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通常在毒性當(dāng)量濃度后用通常在毒性當(dāng)量濃度后用I-TEQ或或I-TEF加以說(shuō)明。加以說(shuō)明。 在人類進(jìn)入工業(yè)文明之前，二惡英主要來(lái)源于火山在人類進(jìn)入工業(yè)文明之前，二惡英主要來(lái)源于火山爆發(fā)和森林大火等自然災(zāi)害，它的濃度極低，對(duì)人爆發(fā)和森林大火等自然災(zāi)害，它的濃度極低，對(duì)人和動(dòng)物構(gòu)不成威脅。隨著工業(yè)文明的發(fā)展，二惡英和動(dòng)物構(gòu)不成威脅。隨著工業(yè)文明的發(fā)展，二

53、惡英的來(lái)源日益廣泛，主要是造紙廠、金屬冶煉廠、化的來(lái)源日益廣泛，主要是造紙廠、金屬冶煉廠、化工廠（主要是氯堿廠）、農(nóng)藥廠、汽車尾氣排放以工廠（主要是氯堿廠）、農(nóng)藥廠、汽車尾氣排放以及廢物焚燒廠等。隨著城市固體廢物的日益增加和及廢物焚燒廠等。隨著城市固體廢物的日益增加和世界能源的日益緊張，城市固體廢物焚燒是一種越世界能源的日益緊張，城市固體廢物焚燒是一種越來(lái)越重要的廢物能量轉(zhuǎn)換（來(lái)越重要的廢物能量轉(zhuǎn)換（waste-to-energy）途）途徑。然而，城市固體廢物焚燒是二惡英排放的主要徑。然而，城市固體廢物焚燒是二惡英排放的主要污染源之一。污染源之一。 盡管了解盡管了解PCDD/F的形成機(jī)理有著很

54、大的困的形成機(jī)理有著很大的困難，但是對(duì)于二惡英形成條件的研究已經(jīng)取難，但是對(duì)于二惡英形成條件的研究已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)展。已有的研究發(fā)現(xiàn)，影響二得了明顯的進(jìn)展。已有的研究發(fā)現(xiàn)，影響二惡英類物質(zhì)形成因素有很多：惡英類物質(zhì)形成因素有很多： ：是影響：是影響PCDD/F形成的主要形成的主要因素；飛灰中因素；飛灰中PCDD/F的氯化反應(yīng)很有可能的氯化反應(yīng)很有可能是在較低的溫度下進(jìn)行的。是在較低的溫度下進(jìn)行的。DD（二苯類物（二苯類物質(zhì)）在含有質(zhì)）在含有HCl的氣體中的氣體中50時(shí)就可以發(fā)生時(shí)就可以發(fā)生氯化反應(yīng)，而其最佳反應(yīng)溫度為氯化反應(yīng)，而其最佳反應(yīng)溫度為150。 在飛灰表面由活性炭形成在飛灰表面由活性

55、炭形成PCDD/F的最低溫度為的最低溫度為200。由原生碳（。由原生碳（unextractable carbon）經(jīng)過(guò)）經(jīng)過(guò)原始合成反應(yīng)（原始合成反應(yīng)（de nove synthesis）在）在300時(shí)生時(shí)生成成PCDD/F的量最大。不同條件下合成二惡英的最的量最大。不同條件下合成二惡英的最佳溫度范圍也有差別：對(duì)于木炭佳溫度范圍也有差別：對(duì)于木炭/飛灰而言為飛灰而言為300，對(duì)于飛灰中的殘?zhí)紴閷?duì)于飛灰中的殘?zhí)紴?00330對(duì)于飛灰中的活性對(duì)于飛灰中的活性炭為炭為350370。在。在470時(shí)，可以觀察到飛灰中時(shí)，可以觀察到飛灰中殘?zhí)己铣啥河⒌牡诙€(gè)高峰。殘?zhí)己铣啥河⒌牡诙€(gè)高峰。：來(lái)源于低溫

56、下垃圾的不：來(lái)源于低溫下垃圾的不完全燃燒。燃燒過(guò)程中，具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠贤耆紵?。燃燒過(guò)程中，具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔铮ǚQ之為物（稱之為“母體母體”）作為中間產(chǎn)物被形成。如果）作為中間產(chǎn)物被形成。如果燃燒環(huán)境中有氯存在的話，這些母體物質(zhì)就會(huì)與氯燃燒環(huán)境中有氯存在的話，這些母體物質(zhì)就會(huì)與氯發(fā)生反應(yīng)生成二惡英。其它復(fù)雜的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)和發(fā)生反應(yīng)生成二惡英。其它復(fù)雜的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)和氯反應(yīng)也會(huì)生成二惡英。氯反應(yīng)也會(huì)生成二惡英。 有許多母體物質(zhì)被確認(rèn)能夠生成二惡英有許多母體物質(zhì)被確認(rèn)能夠生成二惡英：2,3-二甲基二甲基-1-丁烯和丙烯丁烯和丙烯：苯、苯甲醛、苯甲酸、苯酚：苯、苯甲醛、苯甲酸、苯酚和甲苯

57、；和甲苯；：氯酚和氯苯；：氯酚和氯苯；。顯然，不完全燃燒產(chǎn)生的大量。顯然，不完全燃燒產(chǎn)生的大量中間產(chǎn)物可以充當(dāng)二惡英形成的母體。研究中中間產(chǎn)物可以充當(dāng)二惡英形成的母體。研究中發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)，苯環(huán)、氯原子和氧原子苯環(huán)、氯原子和氧原子的存在并不是燃的存在并不是燃燒過(guò)程形成燒過(guò)程形成二惡英二惡英的必要條件。因此，在煙氣的必要條件。因此，在煙氣和飛灰中所存在的大量的不同類型的化合物是和飛灰中所存在的大量的不同類型的化合物是可以形成二惡英的母體?？梢孕纬啥河⒌哪阁w。 煙氣中的煙氣中的CO和和CO2是否為二惡英類物質(zhì)的母體，是否為二惡英類物質(zhì)的母體，仍然是一個(gè)尚需研究和證實(shí)的問(wèn)題。一些研究表明，仍然是一個(gè)尚

58、需研究和證實(shí)的問(wèn)題。一些研究表明，煙氣中煙氣中CO的濃度與二惡英的形成之間存在著正向的濃度與二惡英的形成之間存在著正向相關(guān)關(guān)系。然而，相關(guān)關(guān)系。然而，Michael等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)燃燒溫度范圍為當(dāng)燃燒溫度范圍為300 C左右時(shí)，氣相中的左右時(shí)，氣相中的CO和和CO2并沒(méi)有充當(dāng)形成二惡英的母體。并沒(méi)有充當(dāng)形成二惡英的母體。：碳原子和氯原子在焚燒爐的后燃燒：碳原子和氯原子在焚燒爐的后燃燒區(qū)參與區(qū)參與PCDD/F的形成。無(wú)論是氣態(tài)化合物還是固的形成。無(wú)論是氣態(tài)化合物還是固態(tài)化合物，在二惡英形成過(guò)程中似乎都能夠提供所態(tài)化合物，在二惡英形成過(guò)程中似乎都能夠提供所需的氯原子。需的

59、氯原子。 能夠提供氯的氣態(tài)化合物有能夠提供氯的氣態(tài)化合物有HCl和和Cl2，固態(tài)化合物，固態(tài)化合物如如KCl和和NaCl都可以作為反應(yīng)中的氯源，而都可以作為反應(yīng)中的氯源，而CuCl，CuCl2和和FeCl3等不僅可以提供氯，同時(shí)還是反應(yīng)的等不僅可以提供氯，同時(shí)還是反應(yīng)的催化劑。但是催化劑。但是MgCl2，ZnCl2，MnCl2，HgCl2，CdCl2，NiCl2，SnCl2和和PbCl2等氯化物對(duì)于二惡英等氯化物對(duì)于二惡英的形成沒(méi)有任何催化作用。的形成沒(méi)有任何催化作用。 從碳原子經(jīng)過(guò)原始合成形成從碳原子經(jīng)過(guò)原始合成形成PCDD/F的反應(yīng)被廣泛的反應(yīng)被廣泛研究。多種含碳類物質(zhì)可以形成研究。多種含

60、碳類物質(zhì)可以形成PCDD/F，包括：，包括：活性炭、活性炭、13C、煙煤、木炭、殘余碳（飛灰中自然存、煙煤、木炭、殘余碳（飛灰中自然存在的、不可提取的碳）、煙灰以及糖碳（在的、不可提取的碳）、煙灰以及糖碳（sugar carbon）。）。：大量的表面材料與：大量的表面材料與PCDD/F的形成有關(guān)。除了飛灰以外，還有多種表的形成有關(guān)。除了飛灰以外，還有多種表面物質(zhì)被研究，如面物質(zhì)被研究，如Al2O3，Al2O3SiO2，碳，碳，耐火磚，玻璃羊毛，耐火磚，玻璃羊毛，MgSiO2，MgAlSiO2，SiO2和石蠟。由碳原子形成二惡英的反應(yīng)和石蠟。由碳原子形成二惡英的反應(yīng)很可能就是在這些物質(zhì)的表面上進(jìn)