污泥的熱解課件

1、生物質(zhì)的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)生物質(zhì)電力 熱能合成氣液體燃料化學(xué)原料甲烷 氫氣肥料乙醇等醇類化學(xué)物質(zhì)直接燃燒熱化學(xué)轉(zhuǎn)化熱分解生物化學(xué)轉(zhuǎn)化好氧發(fā)酵氣化(間接液化)直接液化厭氧發(fā)酵加水分解發(fā)酵固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 【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。 重點(diǎn)Department of Environmental Engineering of Xihua University

2、固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University熱處理：利用熱物理方法（以高溫分解和深度氧化為主）改變固體廢物的化學(xué)、物理或生物特性和組成來處理固體廢物的過程，廣泛應(yīng)用于固體廢物的預(yù)處理中，熱處理包括干燥脫水、熱分解、燒成（結(jié)）、焙燒、熔融、濕式氧化、蒸餾、蒸發(fā)、微波分解等。固體廢物的熱化學(xué)處理（熱轉(zhuǎn)化處理）：在高溫條件下使固體廢物中可回收利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源的過程。主要包括焚燒、熱解等。固體廢物處理與處置 Treatment a

3、nd Disposal of Solid Waste 熱化學(xué)處理的優(yōu)點(diǎn)： 1）處理時(shí)間短。流化床焚燒爐幾分鐘即可使垃圾燃燒完全，爐排式焚燒爐垃圾停留時(shí)間僅1小時(shí)。 2）減容效果好，焚燒殘?jiān)w積是原來的8%-12%，如經(jīng)分選后的垃圾殘?jiān)鼉H2%-3%。 3）消毒徹底，減輕或消除后續(xù)處置過程對(duì)環(huán)境的影響，是處理帶有病原菌垃圾和有機(jī)污染垃圾的良好方法。 4）焚燒廠占地面積相對(duì)較小，不超過5hm2。 5）回收能源和資源。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal o

4、f Solid Waste 熱化學(xué)處理存在的問題： 1）投資和運(yùn)行費(fèi)用高； 2）操作運(yùn)行復(fù)雜； 3）焚燒使垃圾利用率降低； 4）同時(shí)帶來二次污染。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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）: 固體廢物高溫分解和深度氧化的處理過程（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，

5、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（結(jié)）等1423Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理Department of Environmental Engineering of Xihua University焚燒（incineration or combustion）: 以一定量的過剩空氣

6、與被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化反應(yīng)，廢物中的有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。焚燒可處理固體廢物，也可處理液體廢物和氣體廢物；既可處理城市垃圾和一般工業(yè)廢物，也可處理危險(xiǎn)廢物。焚燒技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：大大減少需最終處置的廢物量；也具有減容、去毒、能量回收作用，具有副產(chǎn)品、化學(xué)物質(zhì)回收及資源回收等。焚燒技術(shù)缺點(diǎn)：費(fèi)用昂貴、操作復(fù)雜、嚴(yán)格；要求工作人員技術(shù)水平高；產(chǎn)生二次污染物；技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等。 焚燒的目的：使廢物減量；使廢熱被釋出而再利用；使廢物中的毒性物質(zhì)被摧毀。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid

7、Waste 1焚燒處理機(jī)械化連續(xù)垃圾焚燒爐。處理能力、焚燒效果、治污焚燒帶病毒、病菌的垃圾。英、美、法、德等試驗(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) 19701990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 .我國始于1980Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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?/p>

8、及煙氣分析固體廢物熱值、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(píng)Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1燃燒是具有強(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)象焚 燒 機(jī) 理三要素：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

9、 + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O 焚燒傳熱傳質(zhì)過程Department of Environmental Engineering of Xihua University 溫度 著火條件 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1 著火是可燃物質(zhì)與助燃物質(zhì)由緩慢放熱反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)烈放熱反應(yīng)的過程?？扇疚镔|(zhì)著火實(shí)際是燃燒系統(tǒng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)等各種因素共同作用的綜合結(jié)果。常見的燃燒著火方式：化學(xué)自然燃燒、熱燃燒、強(qiáng)迫點(diǎn)燃燃燒三種。 燃燒實(shí)際上是干燥脫水、熱化學(xué)分解、氧化還原反應(yīng)的綜合作用過程。 干燥是利用焚

10、燒系統(tǒng)熱能使入爐固體廢物水分氣化蒸氣的過程；按熱量傳遞的方式，可將干燥分為傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥和輻射干燥三種方式。 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)的過程。 燃燒是可燃物質(zhì)的快速分解和高溫氧化過程。焚 燒 機(jī) 理Department of Environmental Engineering of Xihua University 根據(jù)可燃物質(zhì)種類和性質(zhì)的不同，燃燒過程可劃分為蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒三種機(jī)理。 蒸發(fā)燃燒：可燃物質(zhì)受熱融化、形成蒸汽后進(jìn)行的燃燒反應(yīng)。如臘質(zhì)的燃燒。 分解燃燒：可燃物質(zhì)中的碳?xì)浠衔锏?，受熱分解、揮發(fā)為較小分子可燃?xì)怏w后再進(jìn)行的

11、燃燒。如紙、木材的燃燒。 表面燃燒：可燃物質(zhì)在未發(fā)生明顯的蒸發(fā)、分解反應(yīng)時(shí)，與空氣接觸就直接進(jìn)行的燃燒。如木炭、焦炭的燃燒。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚 燒 機(jī) 理Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1 焚燒產(chǎn)物主要有焚燒爐煙氣和殘?jiān)?焚燒爐煙氣由顆粒污染物和氣態(tài)污染物組成。顆粒污染物主要是粉塵和煙塵。 氣態(tài)污染物種類很多，但以SOx、COx、N

12、Ox、HCl、HF、二噁英類（PCDDs）物質(zhì)為主。SOx主要來源于廢紙和廚房垃圾；HCL主要類源于含氯廢塑料。NOx來源于空氣中的氮（熱力型NOx）和廚房垃圾（燃料型NOx）。二噁英類（PCDDs）可能來源于固體廢物中的廢塑料、廢藥品，及由其前驅(qū)體物質(zhì)在焚燒爐內(nèi)生成或在焚燒爐外生成。 固體廢物焚燒處理的產(chǎn)渣量及殘?jiān)再|(zhì)，與固體廢物種類、焚燒爐爐型、焚燒條件等有關(guān)。通常固體廢物焚燒處理的產(chǎn)渣量很小，如生活垃圾焚燒處理產(chǎn)渣率一般為715%。殘?jiān)幕瘜W(xué)組成主要是鈣、硅、鐵、鋁、鎂氧化物及重金屬氧化物，性質(zhì)相對(duì)較為穩(wěn)定。焚 燒 產(chǎn)物Department of Environmental Engine

13、ering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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(duì)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(duì)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Department of Environmental Engineering of Xihua Universit

14、y固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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，熱值3350kj/kg 焚燒溫度：850950 （一般）, 1150 供氧量和物料混合程度: 過剩空氣系數(shù) 停留時(shí)間: 1.52h（垃圾）;2s（煙氣） 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（停留時(shí)間、溫度、湍流度和空氣過剩系數(shù)）Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp

15、osal of Solid Waste 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)釋放出的熱量熱值HHVLHVDulong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Department of Environmental Engineering of Xihua University1Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of

16、 Solid Waste 1焚燒處理固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理固體廢物燃燒溫度:在焚燒系統(tǒng)處于恒壓、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（理論燃燒溫度）絕熱燃燒溫度實(shí)際燃燒溫度近似 計(jì)算Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理空氣和煙氣量計(jì)算:完成燃燒反應(yīng)的最少空氣量理論空氣量實(shí)際空氣量煙氣量De

17、partment of Environmental Engineering of Xihua UniversityDepartment of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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)Department of Environmental Engineering

18、of Xihua UniversityDepartment of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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Depart

19、ment of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理焚 燒 工 藝焚 燒 爐 系 統(tǒng)氣化熱解爐氣化熔融爐電子束焚燒爐離子焚燒爐催化焚燒爐固定爐排 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立式焚燒爐焚燒 爐Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Was

20、te 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.Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理焚 燒 工 藝空 氣 系 統(tǒng)主要 設(shè)施抽風(fēng)、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，200280Department of Enviro

21、nmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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200500停留時(shí)間； C 有效凈化Department of Environmental

22、 Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理焚 燒 工 藝其 它 系 統(tǒng)灰渣系統(tǒng)灰渣收集冷卻輸送渣池抓吊處理或外運(yùn)灰渣漏斗、滑槽、水池或噴水器、排渣機(jī)械、抓提設(shè)備、輸送機(jī)械、磁選機(jī)等。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)Department of Environmental Engineering of Xihua University（1）爐排爐焚燒線工藝流程（2）CFB焚燒線工藝流程（3）爐排爐爐型鍋爐參數(shù)額定垃圾日處理量： 300t/d過熱蒸汽壓力： 4MPa

23、過熱蒸汽溫度： 400給水溫度： 130排煙溫度： 190冷風(fēng)溫度： 20熱風(fēng)溫度： 250爐排鍋爐爐型立式布置（3）爐排爐爐型鍋爐參數(shù)額定垃圾日處理量： 750t/d過熱蒸汽壓力： 4MPa過熱蒸汽溫度： 400給水溫度： 130排煙溫度： 190-210冷風(fēng)溫度： 22熱風(fēng)溫度： 210爐排鍋爐爐型臥式布置（4）循環(huán)流化床爐型鍋爐參數(shù)額定垃圾日處理量： 500t/d過熱蒸汽壓力： 3.82MPa過熱蒸汽溫度： 450給水溫度： 150排煙溫度： 180冷風(fēng)溫度： 20燃料種類： 垃圾（煤助燃）循環(huán)流化床爐型（5）典型案例：鍋爐DCS數(shù)據(jù)深圳老虎坑二期日處理垃圾量4750t/d鍋爐蒸汽量70

24、.9t/h過熱蒸汽壓力4MPa過熱蒸汽溫度400投運(yùn)時(shí)間2012年底優(yōu)點(diǎn)：1.運(yùn)行穩(wěn)定；2.超負(fù)荷能力強(qiáng)；3.防積灰和高溫腐蝕能力強(qiáng)；4.連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長（310天）（5）典型案例深圳老虎坑二期4#7#鍋爐煙氣污染物排放數(shù)據(jù)（5）典型案例自貢垃圾電廠一期鍋爐最大連續(xù)出力測試數(shù)據(jù)日處理垃圾量2500t/d鍋爐蒸汽量36t/h過熱蒸汽壓力3.82MPa過熱蒸汽溫度450投運(yùn)時(shí)間2013年11月優(yōu)點(diǎn)：1.摻煤量極低（5%總輸入熱量）；2. 負(fù)荷調(diào)節(jié)能力強(qiáng)；3.防積灰和高溫腐蝕能力強(qiáng)；4.運(yùn)行穩(wěn)定。自貢垃圾電廠一期項(xiàng)目名稱數(shù)據(jù)GB18485-2001煙氣中汞0.0025mg/Nm30.2mg/Nm3煙氣

25、中鎘0.0125mg/Nm30.1mg/Nm3煙氣中鉛0.149mg/Nm31.6mg/Nm3煙氣中一氧化碳12mg/Nm3150mg/Nm3煙氣中氯化氫41.7mg/Nm375mg/Nm3煙氣中粉塵11.75mg/Nm380mg/Nm3煙氣中氮氧化物76.7mg/Nm3400mg/Nm3煙氣中二氧化硫3mg/Nm3260mg/Nm3煙氣中二噁英類0.034ngTEQ/Nm31.0ngTEQ/Nm3 （歐盟2000要求0.1ngTEQ/Nm3 ）煙氣黑度林格曼1級(jí)林格曼1級(jí)鍋爐煙氣污染物排放數(shù)據(jù)（5）典型案例金隅集團(tuán)移動(dòng)床氣化爐垃圾處理系統(tǒng) 金隅集團(tuán)移動(dòng)床熱解氣化焚燒爐系統(tǒng)固體廢物處理與處置

26、Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理焚燒爐的選評(píng)爐型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 機(jī)械焚燒爐 容量大（單爐容量達(dá)100500t/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100400t/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

27、（單爐容量50200t/d）、燃燒溫度較低（750850）、 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200750t/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 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1焚燒處理焚燒爐的選評(píng)焚 燒 效 果黑度，煙氣量 1 2 3 4

28、目測法熱灼減量法二氧化碳法DRE有害有機(jī)物破壞去除率Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處

29、置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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能量產(chǎn)物利用污染生物質(zhì)、塑料類、橡膠等熱解是將有機(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。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理

30、熱 解 的 特 點(diǎn)鉻不轉(zhuǎn)為NOx產(chǎn) 量少轉(zhuǎn)為可貯存性能源燃料氣、燃料油和炭黑排氣量小環(huán)境污染小硫、重金 屬等大都 被固定在炭黑中Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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

31、分子聚合 廢物組成、裂解溫度、催化劑等Eg. 纖維素分子裂解Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理熱 解 動(dòng) 力 學(xué)Department of Environmental Engineering of Xihua University不同可燃固體廢物熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)樣 品溫度范圍/KE /（KJ/mol）A / min-1紙52762874.712.77106布48362881.951.34106草木41

32、063139.93317.38廚余387624920100124.67327.351.132.491015塑料690780290.125.561019Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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

33、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)峤猓?000以上）、中溫?zé)峤猓?00-700）如橡膠與塑料、低溫?zé)峤猓?00以下）農(nóng)林產(chǎn)品供熱方式直接加熱、間接加熱Department of Environmental Engineering of Xihua UniversityDepartment of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid

34、 Waste 2固體廢物熱解處理熱 解 設(shè)備內(nèi)熱式設(shè)備外熱式設(shè)備密閉的容器中，在絕氧的條件下，熱量由反應(yīng)器的外面通過器壁進(jìn)行傳遞，垃圾被間接加熱而分解的過程就是外熱式分解。設(shè)備有外熱式回轉(zhuǎn)窯、豎井爐、二塔流化床也稱部分燃燒熱分解方式。反應(yīng)器中的可燃性垃圾或熱分解中分解生成的碳的部分燃燒，利用此燃燒熱式垃圾發(fā)生分解。設(shè)備有單塔流化爐、豎井爐、氣流熱分解爐及回轉(zhuǎn)窯等。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理熱

35、解影 響因素?zé)岱纸鉁囟?固體廢物的含水率熱分解速度 空氣量Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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)?Department of Environmental Engineering of Xihua University新日鐵方式垃圾熱解熔融處理工藝流程Departmen

36、t of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 熱解和熔融為一體的復(fù)合處理工藝，在同一爐內(nèi)完成干燥、熱解、燃燒和熔融；干燥段溫度300熱解溫度300-1000，熔融溫度1700-1800熱解氣體熱值為10460kJ/m3 Purox系統(tǒng)工藝流程示意圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid

37、Waste 純氧高溫?zé)岱纸夥?，純氧由爐底送入燃燒區(qū)參與燃燒；爐渣由底部排除，水冷。熱解氣含有75%CO和H2,體積之比2：1。1kg垃圾產(chǎn)生熱值為11168kJ/m3氣體0.712m3，回收余熱鍋爐熱效率90%，系統(tǒng)總熱效率58%1收料庫 2破碎機(jī) 3儲(chǔ)料倉 4回轉(zhuǎn)窯 5冷卻裝置 6磁體 7循環(huán)水 8氣體凈化裝置 9熱交換器 10氣體洗滌器 11風(fēng)機(jī) 12排氣管 Landgard熱分解系統(tǒng)原理圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid

38、Waste 1kg垃圾產(chǎn)生可燃?xì)怏w1.5m3，熱值為4600-5000kJ/m3，與垃圾組成有關(guān)。前處理工藝簡單，對(duì)垃圾組成的適應(yīng)性強(qiáng)，裝置構(gòu)造簡單，操作可靠性高。 Occidental系統(tǒng)工藝流程示意圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 以有機(jī)物液化為目標(biāo)的熱解技術(shù)，熱解油熱值為24401kJ/kg，低于普通燃油熱值424001kJ/kg。 炭黑產(chǎn)生量大（約占垃圾20%，總熱值的30%）。1垃圾 2貯槽 3熱分解塔

39、4、10旋風(fēng)分離器 5燃燒塔 6廢氣洗滌 7鼓風(fēng)機(jī)8生成氣 9換熱器 11電除塵器 12冷卻塔 13氣柜 14煙囪 15燒嘴 16廢水處理機(jī)組 17油裝置 18脫水裝置 19加料器 20砂倉 21蒸汽發(fā)生器 月島機(jī)械雙塔循環(huán)流化床熱解裝置工藝流程圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1前破碎機(jī) 2氣力分選 3干燥器 4篩選 5細(xì)破碎 6熱分解反應(yīng)器 7無機(jī)物處理系統(tǒng)Department of Environmental

40、 Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Grreet 熱分解系統(tǒng)工藝流程圖 油的熱值31800kJ/kg,氣的熱值18600kJ/mN3。1t垃圾可得136L油，鐵約60kg，炭70kg（炭熱值20900kJ/kg）。 前處理工藝復(fù)雜，破碎過程動(dòng)力消耗大，運(yùn)輸費(fèi)用高，難以長期穩(wěn)定運(yùn)行。 城市垃圾熱解方式的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià) 美國哥倫比亞大學(xué)技術(shù)中心，從對(duì)環(huán)境的影響、運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟(jì)可行性幾個(gè)方面，對(duì)從城市垃圾回收能量的不同方法進(jìn)行了比較和評(píng)價(jià)。 從經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果來看，以Purox

41、法處理費(fèi)用最低，而Garret法處理費(fèi)用最高。盡管從產(chǎn)生的液態(tài)燃料易于貯存和運(yùn)輸這點(diǎn)來看，Garret法有其優(yōu)點(diǎn)，但由于此法生產(chǎn)的焦油粘性大、輻射性強(qiáng)，在貯藏時(shí)易聚合，不能混摻于油中，而且回收的氣體熱值低，使用受到限制，Torrax也有同樣的缺點(diǎn)。比較而言，在這些方法中，以Purox方法最好，對(duì)環(huán)境影響小、運(yùn)轉(zhuǎn)簡單、產(chǎn)品適應(yīng)面廣、凈處理費(fèi)用也不高，與紐約市填埋處理垃圾的費(fèi)用大致相當(dāng)。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste

42、城市垃圾回收能量方法的評(píng)價(jià)比較 （1000t/d）項(xiàng)目Landgard法Garrett法Torrax法Parox法投資額（日元/t）償還費(fèi)（日元/t）運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)（日元/t）運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)總額（日元/t）回收資源折價(jià)（日元/t）凈處理費(fèi)用（日元/t）64521513606575739301827657218436835877283530424851644327349172070284768722803576585646681188Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposa

43、l of Solid Waste 水泥窯處置生活垃圾組合技術(shù)的構(gòu)成原生垃圾粗破生物干化風(fēng)選混合物細(xì)破可燃物在線入窯系統(tǒng)離線入窯系統(tǒng)不燃物水泥原料 生活垃圾在線（直接）入窯技術(shù)是指生活垃圾熱處理后的產(chǎn)物全部進(jìn)入窯系統(tǒng)的技術(shù)，通常在通過對(duì)水泥窯的主體裝備（主要是分解爐）進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)的。 生活垃圾離線（間接）入窯技術(shù)是指將生活垃圾處理后的產(chǎn)物有一部分不直接入窯處理的技術(shù)。其中最具有代表性的是各種氣化入窯技術(shù)。 氣化入窯技術(shù)是通過在窯外將垃圾燃料先進(jìn)行熱解氣化后以燃?xì)庑问竭M(jìn)入水泥窯燃燒，不需考慮燃?xì)饨褂秃蛢艋?，氣化渣冷卻后，做為水泥原料使用。固體廢物處理與處置 Treatment and Dispos

44、al of Solid Waste 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Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理廢塑料的熱解設(shè)備槽式(聚合浴、分解槽) 管式（管式蒸餾、螺旋式） 流化床在槽內(nèi)的分解過程中進(jìn)行混合攪拌，物料混合均勻，采用外部加熱，靠溫度來控制成油形狀。該法物料的停留時(shí)間較長，加熱管表面析出炭后會(huì)造成傳熱不良，須定期清理排出。管式蒸餾先用重油溶解或分解廢塑料，然后再進(jìn)入分解爐；

45、螺旋式反應(yīng)器則采用螺旋攪拌，傳熱均勻，分解速度快，但對(duì)分解速度較慢的聚合物不能完全實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化。采用部分塑料燃燒的內(nèi)部加熱方式，具有原料不須熔融、熱效率高、分解速度快等優(yōu)點(diǎn)。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理廢塑料的熱解工藝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。 抽料泵會(huì)造成減壓，物料在分解管內(nèi)停

46、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； 外部微波加熱，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。 Department of Environmental Engineering of Xihua University1溶解槽 2管式分解爐 3分離槽 4油品回收系統(tǒng) 5補(bǔ)燃器圖 管式蒸餾法發(fā)熱分解工藝流程圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1 傳送

47、機(jī) 2破碎機(jī) 3筒倉 4氣流干燥機(jī) 5料斗 6袋濾機(jī) 7熔融爐 8熱風(fēng)爐 9微波電源 10貯液槽 11螺旋式反應(yīng)器 12殘?jiān)懦鰴C(jī) 13蒸餾塔 14煤氣洗滌器 15燃燒爐 16重油貯槽 17輕重油貯槽 18鹽酸回收塔 19鹽酸槽 20中和槽 21堿槽 22中和廢液貯槽 圖 螺旋式熱分解系統(tǒng)工藝流程圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste （a） 流化床熱分解爐 （b） 系統(tǒng)工藝流程 1砂加料口 2 ,9螺旋加料器 3擺線減

48、速器 4起重機(jī) 5給料槽 6平板送料器 7傳送帶 8傳送帶稱 10密封罐 11流化床熱分解爐 12墊片 13蒸餾塔 14冷卻塔 15煙霧分離器 16排氣筒 17脫膜筒 18水洗槽 19油水分離槽 20送風(fēng)機(jī) 21尾氣燃燒爐 22焦炭滾筒 23鹽酸回收塔 24貯罐 25排風(fēng)機(jī) 26清洗塔 27中和槽 28油罐 29壓縮機(jī) 圖 流化床熱分解系統(tǒng)工藝流程圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatme

49、nt and Disposal of Solid Waste 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 Department of Environmental Engineering of Xihua University操作系統(tǒng)封閉，污泥減容率高，無污染氣體排放，所有重金屬殘留在剩余物中，熱解時(shí)實(shí)現(xiàn)能量自給和資源回收。1 定量進(jìn)料器 2蒸汽干燥器 31號(hào)水洗塔 4熱解爐 5熱風(fēng)爐 6燃燒室 7余熱鍋爐 82號(hào)水洗塔 9吸水塔 10濕式電除塵器 11堿循環(huán)槽 12灰槽 13煙囪 圖 污泥干燥-熱解系統(tǒng)示意圖Department of Envi

50、ronmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 圖 污泥低溫?zé)峤夤に嚵鞒藾epartment of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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

51、收 廢氣凈化 Department of Environmental Engineering of Xihua University 廢橡膠的熱解產(chǎn)物 廢橡膠（如廢輪胎）的熱解產(chǎn)物非常復(fù)雜。 德國漢堡大學(xué)研究結(jié)果：輪胎熱解產(chǎn)物（按質(zhì)量計(jì)）中氣體占22%、液體占27%、炭灰占39%、鋼絲占12%。 氣體組成中主要為甲烷（15.13%）、乙烷（2.95%）、乙烯（3.99%）、丙烯（2.5%）、一氧化碳（3.8%），水、CO2、氫氣和丁二烯也占一定比例。 液體組成中主要是苯（4.75%）、甲苯（3.62%）和其他芳香族化合物（8.5%）。 在氣體和液體中還有微量的硫化氫和噻吩，但硫含量都低于標(biāo)準(zhǔn)。

52、Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 廢橡膠的熱解 圖 橡膠熱解產(chǎn)品組成與溫度關(guān)系Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 圖 流化床熱解橡膠工藝流程圖Department of Environmental Engineering of Xihua U

53、niversity固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理農(nóng)林廢棄物的熱解農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)草煤氣 在煙氣供應(yīng)不足的情況下，在較低溫度下燃燒農(nóng)林廢棄物，可生成以一氧化碳和氫氣為主要成分的可燃?xì)怏w，俗稱草煤氣。 當(dāng)空氣從爐柵進(jìn)入爐內(nèi)后，首先與有機(jī)廢物燃燒生成CO2，CO2隨氣流進(jìn)入還原層被還原成CO，所含的水分也被還原成H2。在熱解層，有機(jī)廢物被熱氣體干餾、分解為CH4、C2H4等揮發(fā)性氣體，與H2和CO一道進(jìn)入干燥層，最終形成由C

54、O、H2、CH4、 C2H4 與水蒸氣、氮?dú)饨M成的混合氣體，其熱值一般為6281-7118kJ/m3。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理農(nóng)林廢棄物的熱解 圖 草煤氣發(fā)生爐工作原理示意圖Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固

55、體廢物熱解處理農(nóng)林廢棄物的熱解氣化爐主要有固定床（上吸式、下吸式、層式下吸式等）氣化爐及循環(huán)流化床氣化爐等。（a） （b） （c） （a）上吸式氣化爐（b）下吸式氣化爐（c）層式下吸式氣化爐Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物熱解處理農(nóng)林廢棄物的熱解圖 循環(huán)流化床系統(tǒng)1、8L閥 2下料直管 3原料緩沖罐 4旋風(fēng)分離器 5炭受槽 6循環(huán)管 7氣化爐 P測壓點(diǎn) T測溫點(diǎn)Department of Environm

56、ental Engineering of Xihua University農(nóng)林廢棄物熱解生產(chǎn)化工原料 在隔絕空氣的條件下，經(jīng)農(nóng)林廢物加熱至270-400，可分解形成固體的草炭、液態(tài)的糠醛、乙酸、焦油、氣態(tài)的草煤氣等多種燃料與化工原料。 熱解系統(tǒng)主要設(shè)備由熱解爐、冷冷氣和分離器三部分組成。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 農(nóng)林廢棄物的熱解固體廢物熱解處理2Department of Environmental Engineering of Xihua Universitya熱解釜 b熱解爐 c吊鉤 d冷凝器 e分離器 f凈化器 g分液

57、罐 h污泥罐 I油槽 圖 豎置式熱解爐Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3其它熱處理固體廢物的焙燒 方法還原焙燒硫酸化焙燒氯化焙燒鈉化焙燒離析焙燒燒結(jié)焙燒分解焙燒氧化焙燒各種焙燒的適用對(duì)象？各種焙燒方法的原理 ？Department of Environmental Engineering of Xihua Univers

58、ity焙燒：在低于熔點(diǎn)的溫度下熱處理廢物的過程，可改變廢物的物理、化學(xué)性質(zhì)，便于資源化利用。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3其它熱處理固體廢物的焙燒燒結(jié)焙燒：為提高至密度和機(jī)械強(qiáng)度，以便于下步作業(yè)的進(jìn)行，將粉末或粒狀物料在高溫下燒成塊狀或球團(tuán)狀物料的過程。分解焙燒：物料在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)的過程。通常是為了脫除CO2及結(jié)合水，使物料某些成分發(fā)生分解。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal

59、 of Solid Waste 3其它熱處理固體廢物的焙燒還原焙燒：在還原氣氛中將固體廢物中的金屬氧化物轉(zhuǎn)變成為地價(jià)金屬氧化物或金屬的過程。 凡是對(duì)氧的化學(xué)親和力比對(duì)被還原的金屬對(duì)氧的化學(xué)親和力大的物質(zhì)均可作為該金屬氧化物的還原劑使用。常用的還原劑有固定碳 、氣體一氧化碳和氫氣。氯化焙燒：廢物原料與氯化劑（Cl2、NaCl、CaCl2）混合，在一定的溫度或氣氛下進(jìn)行焙燒，使廢物中的有價(jià)金屬與氯化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性金屬氯化物或揮發(fā)性氣態(tài)金屬氯化物的過程。（高中低）如硫酸渣、高鈦渣等廢物的預(yù)處理。Department of Environmental Engineering of Xihu

60、a University固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3其它熱處理固體廢物的焙燒氧化焙燒和硫酸化焙燒 利用空氣中的氧氣與廢物中的硫作用，按溫度和氣氛的不同生成氧化物和硫酸鹽的過程。主要用于處理含硫化礦的尾礦和其他廢物，回收其中的有價(jià)金屬銅、鈷、鎳等。加鹽焙燒 在廢物原料中加入硫酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉等添加劑進(jìn)行焙燒，使有價(jià)金屬與添加劑反應(yīng)生成可溶性鈉鹽，再用水浸出焙砂，使有價(jià)金屬轉(zhuǎn)入溶液而于其他組分分離的過程。如釩渣的加鹽焙燒提釩、含鎢尾礦加鹽焙燒提鎢等。Department of Environmental Engineerin