《固體廢物處理與處置》第五章固體廢物的熱化學(xué)處理2課件

1、固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第四節(jié) 固體廢物的熱解熱解原理熱解工藝典型固體廢物的熱解第1頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 一、熱解原理熱解是指將有機(jī)化合物在缺氧或絕氧的條件下利用熱能使化合物的化合鍵斷裂，由大分子量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子量的燃料氣、液狀物（油、油脂等）及焦炭等固體殘?jiān)倪^程。 有機(jī)物+熱 缺氧或絕氧 氣體+ 液體+ 固體 第2頁(yè)，共56頁(yè)。二、熱解的特點(diǎn) 與焚燒相比，熱解將垃圾中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃料氣、燃料油和碳黑為主的貯存性能源，是吸熱

2、過程； 由于缺氧分解，排氣量少，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碳黑中，由于保持還原性條件，Cr3+不會(huì)轉(zhuǎn)化為Cr6+； NOx產(chǎn)生少； 熱解設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單。 研究報(bào)道表明，熱解煙氣量是焚燒的1/2，NO是焚燒的1/2,HCl是焚燒的1/25，灰塵是焚燒的1/2。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第3頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第4頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal

3、of Solid Waste 反應(yīng)過程失重率A頻率因子升溫速率取n1時(shí)，所得直線線性非常好，可認(rèn)為一級(jí)反應(yīng)能描述可燃物的熱解過程。第5頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第6頁(yè)，共56頁(yè)。三、熱解工藝的分類 按供熱方式分類，包括外熱法式和內(nèi)熱式； 按熱解方式分類，包括高溫?zé)峤猓?000以上，一般采用直接加熱法，熱解后為液態(tài)渣）、中溫?zé)峤? 600-700)和低溫?zé)峤猓?00以下）； 按生成物分，可分為氣化方式、液化方式和炭化方式； 按熱解爐的種類分，包括回轉(zhuǎn)窯、豎井爐、移動(dòng)床和流化床等。 按熱分解與燃燒反應(yīng)是否在同一設(shè)備

4、中進(jìn)行：可分為單塔式和雙塔式； 按熱解過程是否生成爐渣：可分為造渣型和非造渣型。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第7頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 使第8頁(yè)，共56頁(yè)。影響熱解的主要因素(1)加熱速率對(duì)熱解產(chǎn)物的生成比有較大的影響。通過加熱溫度和加熱速率的結(jié)合，可控制熱解產(chǎn)物中各組分的生成比例。在低溫低速加熱條件下，有機(jī)物分子有足夠的時(shí)間在其最薄弱的接點(diǎn)處分解，重新結(jié)合為熱穩(wěn)定性固體，而難以進(jìn)一步分解，因而產(chǎn)物中固體含量增加，而在高溫高速加熱條件下，有機(jī)

5、物分子結(jié)構(gòu)全面裂解，產(chǎn)生大范圍的低分子有機(jī)物，產(chǎn)物中氣體組分增加。(2)溫度 分解溫度高，揮發(fā)分產(chǎn)量增加，油、碳化合物相應(yīng)減少。分解溫度不同，揮發(fā)分成分也發(fā)生變化。溫度越高，燃?xì)庵械头肿犹蓟顲H4、H2也相應(yīng)增加；高溫下熱解，固態(tài)殘余物減少，可降低其處理難度。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第9頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (3)濕度 含水率大，垃圾發(fā)熱量低，不易著火，能源利用率不高；在燃燒過程中，水分的氣化要吸熱，并降低燃燒室溫度，使熱效率降低，還

6、易在低溫處腐蝕設(shè)備。(4)物料尺寸 尺寸越大，物料間間隙越大，氣流流動(dòng)阻力小， 利于對(duì)流傳熱，輻射換熱空間大，有利于輻射換熱，減小了物料與環(huán)境之間熱傳遞阻力，但此時(shí)物料本身的內(nèi)熱阻增大，內(nèi)部溫度均勻慢；尺寸越大，物料熱解所需時(shí)間長(zhǎng)，若縮短熱解時(shí)間，則熱解不完全。(5)反應(yīng)時(shí)間：停留時(shí)間不足，熱解不完全；停留時(shí)間過長(zhǎng)，則裝置處理能力下降。(6)空氣量：熱解過程中進(jìn)入的空氣量越多，燃?xì)鉄嶂翟降汀５?0頁(yè)，共56頁(yè)。1、何謂固體廢物的熱解？熱解與焚燒的區(qū)別是什么？2、固體廢物熱解的特點(diǎn)有哪些？第9周作業(yè)第11頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Sol

7、id Waste 典型的固體廢棄物熱解技術(shù)1、城市垃圾的熱解(1)外熱式熱解 外熱法式熱解是將垃圾置于密閉的容器中，在絕熱的條件下，熱量由反應(yīng)容器的外面通過器壁進(jìn)行傳遞，垃圾被間接加熱而發(fā)生分解。因不伴隨燃燒反應(yīng)，可得到15000-25000KJm3高熱值燃料氣。 外熱式回轉(zhuǎn)窯 無空氣進(jìn)入，熱解產(chǎn)品品質(zhì)較好，具有較高的熱值；加熱均勻，溫度合適。但轉(zhuǎn)爐內(nèi)易附著碳層，需設(shè)置刮刀裝置。第12頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (2)內(nèi)熱式熱解 內(nèi)熱式熱解也稱為部分燃燒熱分解，反應(yīng)器中的可燃性垃圾或部分熱解產(chǎn)物燃燒，以燃燒熱使垃

8、圾發(fā)生熱分解。通常得到4000-8000KJ/m3的低品位燃料氣。內(nèi)熱式單塔流化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；熱解溫度低；熱解產(chǎn)物主要是燃?xì)猓瑹嶂档?，不利于利用。?3頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 豎井式熔融氣化爐 同時(shí)進(jìn)行熔融、熱解和氣化，資源化效果好；占地面移小，能適應(yīng)各種垃圾的處理；二次污染小。內(nèi)熱式氣流熱分解爐內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)熱分解爐第14頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 新日鐵系統(tǒng)實(shí)際上是一種熱解和熔融為一體的復(fù)合處理工藝，通過控制爐溫和供氧條件，使垃圾

9、在同一爐內(nèi)完成干燥、熱解、燃燒和熔融。爐內(nèi)干燥段溫度約為300；熱解段溫度為300 1000；熔融段溫度約為1700 1800。(3)城市垃圾熱解系統(tǒng)介紹動(dòng)畫模擬第15頁(yè)，共56頁(yè)。純氧高溫?zé)岱纸夤に嘝urox系統(tǒng)工作原理與新日鐵系統(tǒng)類似，將空氣改為純氧。該法的優(yōu)點(diǎn)是，流程簡(jiǎn)單，有機(jī)物幾乎全部分解，NOx產(chǎn)生量極少，垃圾減量化高；缺點(diǎn)是需提供純氧。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (3)城市垃圾熱解系統(tǒng)介紹第16頁(yè)，共56頁(yè)。回轉(zhuǎn)窯熱解法Landgard系統(tǒng)采用的是回轉(zhuǎn)窯處理方式。窯內(nèi)氣體與固體的運(yùn)動(dòng)方向剛好相反，廢物被燃燒氣體加熱

10、分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w。固體廢物逐漸移向回轉(zhuǎn)窯高溫端，燃燒后的渣從爐內(nèi)排出并進(jìn)入分離室，按黑色金屬、玻璃體和炭進(jìn)行分類。熱解產(chǎn)生的氣體在后燃燒室完全燃燒，或者與油、煤或天然氣一起用作鍋爐燃料。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (3)城市垃圾熱解系統(tǒng)介紹第17頁(yè)，共56頁(yè)。Occidental系統(tǒng)是以有機(jī)物液化為目標(biāo)的熱解技術(shù)。該系統(tǒng)分為垃圾預(yù)處理和熱解系統(tǒng)兩大部分。垃圾中的有機(jī)原料與加熱到760 的碳黑混，在通過反應(yīng)器的過程中實(shí)現(xiàn)熱解。熱解氣經(jīng)過80 急冷分離出燃料油。該系統(tǒng)的主要問題是炭黑產(chǎn)生量太大(約占拉圾總質(zhì)量的20，占總熱值的30

11、)，大部分熱量存于炭黑中。使系統(tǒng)的效益不能得到充分的發(fā)揮。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (3)城市垃圾熱解系統(tǒng)介紹第18頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 雙塔循環(huán)式流動(dòng)床熱分解工藝月島機(jī)械系統(tǒng)是雙塔循環(huán)流化床熱解系統(tǒng)。垃圾進(jìn)入熱解爐內(nèi)，與作為熱載體的石英砂混合，在熱解生成氣和助燃空氣的作用下形成流態(tài)化并進(jìn)行熱解，產(chǎn)生的熱解氣一部分用于燃燒，一部分用于補(bǔ)充有機(jī)物熱解所需熱量。(3)城市垃圾熱解系統(tǒng)介紹第19頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatmen

12、t and Disposal of Solid Waste 管型瞬間熱分解工藝Garret系統(tǒng)采用的熱解爐為管式熱解爐，屬外加熱型，由于原料經(jīng)兩次破碎至0.36mm，故熱解可很快完成。由于是間接加熱得到的油、氣，所以其發(fā)熱量都較高，其中油的熱值為31800 kJ/L，氣的熱值為18600 kJ/m3。1t垃圾可得到油136 L。鐵約60 kg，炭70 kg(熱值為20900 kJ/kg)。(3)城市垃圾熱解系統(tǒng)介紹動(dòng)畫模擬第20頁(yè)，共56頁(yè)。（4）城市垃圾熱解方式的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)美國(guó)哥倫比亞大學(xué)技術(shù)中心，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)，主要從對(duì)環(huán)境的影響、運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟(jì)可行性

13、幾個(gè)方面進(jìn)行了比較。從經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果來看，以Purox法處理費(fèi)用最低，而Garret法處理費(fèi)用最高。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第21頁(yè)，共56頁(yè)。2、廢塑料的熱解(1)概述 塑料熱解是近年來國(guó)內(nèi)外非常注重研究的一種能源回收方法，目前被認(rèn)為是一種最有效、最科學(xué)的回收廢塑料的途徑。 塑料熱解的原理類似于城市垃圾的熱解。對(duì)城市垃圾，具有商業(yè)利用價(jià)值的產(chǎn)品主要是低熱值的燃?xì)猓芰蠠峤獾闹饕a(chǎn)物則是燃料油或化工原料等。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第22頁(yè)，共56頁(yè)。

14、（2）塑料的分類固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 按照塑料的性質(zhì):熱固性塑料：在加熱和化學(xué)固化劑的作用下交聯(lián)生成的不溶不熔狀態(tài)(固態(tài))的塑料。這類塑料在未交聯(lián)前，分子鏈有兩個(gè)以上可參加化學(xué)反應(yīng)的基團(tuán)，交聯(lián)后分子間相互交叉聯(lián)接，成為網(wǎng)狀的或立體的三維結(jié)構(gòu)，一旦成型，只能靠切削等二次加工成型。（炒鍋把手就是典型的熱固性塑料）熱塑性塑料：由曲線狀大分子組成，加熱時(shí)分子鏈上的基團(tuán)穩(wěn)定,分子間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但能軟化并發(fā)生粘性流動(dòng),冷卻后又凝固硬化；可反復(fù)加熱流動(dòng)冷卻硬化。根據(jù)受熱后的分解產(chǎn)物:解聚反應(yīng)型塑料：熱分解時(shí)，聚合物解離、分解成單體

15、，主要是切斷了單體分子間的結(jié)合鍵；隨機(jī)分解型塑料：熱分解時(shí)，鏈的斷裂是隨機(jī)的，產(chǎn)物為低分子化合物過渡分解型塑料：熱分解時(shí)，產(chǎn)物的比例隨塑料的種類與分解溫度的變化而不同；一般，溫度越高，氣態(tài)的低級(jí)C-H化合物的含量越高，分解產(chǎn)物的組分越復(fù)雜。塑料名稱與簡(jiǎn)稱：聚氯乙稀（PVC），聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚苯乙烯（PS）第23頁(yè)，共56頁(yè)。廢塑料的熱解 從圖中可以看出，當(dāng)塑料種類不同時(shí)，其熱解溫度并不相同。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第24頁(yè)，共56頁(yè)。（3）廢塑料熱解工藝固體廢物處理與處置 Treatment and Di

16、sposal of Solid Waste 廢塑料熱解的基本工藝合兩種，一種是將廢塑料加熱熔融，通過熱解生成簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔?，然后在催化劑的作用下生成可燃油品。另一種則將熱解與催化熱解分為兩段。 一般而言，廢塑料熱解工藝主要由前處理熔融熱分解油品回收殘?jiān)幚碇泻吞幚砼艢馓幚淼?道工序組成。其中合理確定廢塑料熱解溫度范圍是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。第25頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste （4）廢塑料熱解反應(yīng)器第26頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (5)廢

17、塑料熱解工藝介紹第27頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 蒸餾法可以比較簡(jiǎn)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。第28頁(yè)，共56頁(yè)。 該工藝塑料加熱分為兩段，先以微波加熱熔融，然后送入溫度更高的螺旋式反應(yīng)器中進(jìn)行分解，最后分別回收油品。 該系統(tǒng)存在的主要問題是： （1）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。 （2）高溫分解時(shí)氣化率高。 （3）分解速率低的聚合物不能完全實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化。 （4）由于是外部加熱，所以耗能比較大。固體廢物處理與處置 Treatment an

18、d Disposal of Solid Waste 第29頁(yè)，共56頁(yè)。 在這個(gè)工藝的流化床中，被加熱的顆粒與氣體使塑料分解，被上升氣體帶出反應(yīng)器、經(jīng)過冷卻、分離、精制而成為優(yōu)質(zhì)油品。 目前，流化床熱解技術(shù)存在的問題是：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。動(dòng)畫模擬固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第30頁(yè)，共56頁(yè)。3、廢橡膠的熱解固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (1)概述 橡膠有天然橡膠和人工橡膠兩大類。廢橡膠主要為天然橡膠制作的廢輪胎、

19、工業(yè)廢皮帶和廢膠等；人工合成橡膠主要有氯丁橡膠、丁腈橡膠等。由于人工橡膠熱解會(huì)產(chǎn)生HCl和HCN而不宜熱解處理，故熱解主要用于天然廢舊橡膠。(2)典型廢輪胎的熱解工藝第31頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第32頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 從右圖可以看出，熱解產(chǎn)品組成隨熱解溫度的不同而略有變化，溫度增加時(shí)，氣體和固態(tài)碳含量增加，而油品則在逐步減少。3、廢橡膠的熱解第33頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disp

20、osal of Solid Waste （4）熱解工藝介紹 目前各國(guó)在廢橡膠熱解方面的研究很多，也取得了一定的進(jìn)展。但真正有可靠的工藝流程、完善的技術(shù)裝備、可觀的經(jīng)濟(jì)效益的示范工程卻很少見，大多仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。 這個(gè)圖是采用流化床熱解爐的廢輪胎熱解工藝流程。 廢輪胎首先用剪切破碎機(jī)破碎成粒度小于5 mm的小塊，輪緣及鋼絲簾子布絕大部分被分離出來，并用磁選去除金屬絲。輪胎顆粒經(jīng)螺旋加料機(jī)進(jìn)入流化床反應(yīng)器中進(jìn)行熱解。流化氣體由氮及循環(huán)熱解氣組成。熱解氣流在除塵器中氣固分離，再由除塵器除去炭灰，在深度冷卻器和旋分器中將熱解所得的油品冷凝下來，未冷凝的氣體作為燃料氣為熱解提供熱能或作為流化氣體用

21、。第34頁(yè)，共56頁(yè)。4、農(nóng)用固廢的熱解固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 農(nóng)業(yè)廢料的組成主要是糖類，其中C、O、H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)7090，其次含有豐富的N、P、S、Si等常量元素，以及多種微量元素，屬于典型的有機(jī)物質(zhì)。熱解熱解第35頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第36頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第37頁(yè)，共56頁(yè)。生產(chǎn)草煤氣的熱解爐介紹固體廢物處理與處置 Treatment

22、and Disposal of Solid Waste 第38頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (1)上吸式氣化爐；上吸式氣化爐在運(yùn)行過程中，濕物料從頂部加入后，被上升熱氣流干燥并將水蒸氣排出，干燥后的物料下降時(shí)被熱氣流加熱并熱解，釋放出揮發(fā)組分。剩余的炭繼續(xù)下降，并與上升的CO2和水蒸氣反應(yīng)，還原成CO、H2及有機(jī)可燃?xì)怏w，剩余的炭繼續(xù)下行，在爐底被進(jìn)入的空氣氧化，產(chǎn)生的燃燒熱為整個(gè)氣化過程提供熱量。 上吸式氣化爐的優(yōu)點(diǎn)是炭轉(zhuǎn)換率高、原料適應(yīng)性強(qiáng)、爐體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易等。 缺點(diǎn)是原料中的水分不能參加反應(yīng)，減少了產(chǎn)品

23、氣H2和碳?xì)浠衔锏牧?；原料熱解溫度?250400)。氣體質(zhì)量差(CO2含量高)，焦油含量高。 （2）下吸式氣化爐，其特點(diǎn)是物料與氣體同向流動(dòng)。 （3）層式下吸式氣化爐， 其特點(diǎn)是上部敞口，加料操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料；爐身為筒狀、使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。其性能特點(diǎn)是；空氣從敞口頂部均勻流過反應(yīng)區(qū)整個(gè)截面，使截面溫度分布均勻；氧化與熱解在同一區(qū)域內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，是整個(gè)反應(yīng)過程的最高溫度區(qū)，所以氣體中焦油含量低。該爐在固定床氣化爐中生產(chǎn)強(qiáng)度最高。第39頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 這種爐采用較細(xì)粒度的物料，較高的流化速度(為

24、顆粒自由沉降速度的3、5倍)，使炭在氣化爐中不斷循環(huán)，從而強(qiáng)化了顆粒的傳熱和傳質(zhì)提高了氣化爐的生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)了炭在爐內(nèi)的停留時(shí)間，滿足了物料還原反應(yīng)速率低的需要。 循環(huán)流化床是一種較為理想的氣化反應(yīng)器，其生產(chǎn)強(qiáng)度約為固定式氣化床的8倍左右，氣體熱值可達(dá)7000 kJ/m3左右，比固定式氣化床提高了約40。第40頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 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、冷凝器和分離器三部

25、分組成。農(nóng)林廢棄物熱解生產(chǎn)化工原料第41頁(yè)，共56頁(yè)。生產(chǎn)化工原料的熱解爐介紹固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 熱解過程為： 在熱解釜中裝入草屑后，用吊車吊入熱解爐內(nèi)，加熱到一定溫度后，釜內(nèi)物質(zhì)開始分解，分解出的氣體經(jīng)過冷凝器，一部分冷凝為液體，通過分離器，進(jìn)入分液灌，分層得到產(chǎn)品。從分離器排出的氣體，經(jīng)凈化器繼續(xù)分離出殘液后，用作燃料或應(yīng)用于其他用途。第42頁(yè)，共56頁(yè)。5、污泥的熱解(1)概述固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 有機(jī)污泥焚燒可以回收熱能，但焚燒產(chǎn)生二次污

26、染，廢氣中又含有SO2、NOx、HCl及二噁英等，而殘?jiān)泻兄亟饘匐x子，如Cr氧化為Cr6+，毒性更大；此外，對(duì)于低熱值的污泥還需要輔助燃料。 采用熱解法處理可以避免上述問題。 污泥熱解流程：需將水分干燥到2030，一般采用蒸氣間接加熱干燥，可防止臭氣逸出。部分國(guó)家甚至在進(jìn)行污泥與垃圾聯(lián)合熱解的研究第43頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste (2)污泥熱解的主要工序 從圖中可以看出，隨著熱解溫度的提高，污泥轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)的比率在上升，而固態(tài)殘?jiān)鼊t相應(yīng)降低。第44頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and

27、 Disposal of Solid Waste 污泥干燥熱解系統(tǒng)： 在這個(gè)系統(tǒng)中，泥餅首先通過蒸汽干燥裝置將含水率降至30，然后直接投入堅(jiān)式多段熱解爐內(nèi)，通過控制助燃空氣量(部分采用燃燒方式)，使污泥發(fā)生熱解反應(yīng)。將熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w和干燥器排氣混合后進(jìn)入二燃室高溫燃燒，使二燃室后部的余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，作為泥餅干燥的熱源。（3）污泥熱解工藝介紹第45頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 污泥低溫?zé)峤猓哼@個(gè)工藝流程是在小于500 、常壓和缺氧條件下，借助污泥中所含的硅酸鋁和重金屬(尤其是銅)的催化作用，將污泥中的脂類和蛋白

28、質(zhì)轉(zhuǎn)變成碳?xì)浠衔铮罱K產(chǎn)物為燃料油、氣和炭。熱解生成的油還可用來發(fā)電。（3）污泥熱解工藝介紹第46頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第五節(jié) 其它熱處理方法第47頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 焙燒燒結(jié)焙燒：將粉末或粒狀物料在高溫下燒成塊狀或球團(tuán)狀物料，為提高其密度和機(jī)械強(qiáng)度，以便于下步作業(yè)的進(jìn)行。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。第48頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treat

29、ment and Disposal of Solid Waste 焙燒還原焙燒：在還原氣氛中將固體廢物中金屬氧化物轉(zhuǎn)變成為低價(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)還原的金屬的氧的化學(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、一氧化碳和氫氣。氯化焙燒：廢物原料與氯化劑混合，在一定溫度或氣氛下進(jìn)行焙燒，使廢物中有價(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)金屬氯化物的的過程。（高中低）如硫酸渣、高態(tài)渣等廢物的預(yù)處理。第49頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 氧化焙燒和硫

30、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。焙燒第50頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物的熱分解： 指晶體狀的固體廢物在較高溫度下脫除其中吸附水及結(jié)合水或同時(shí)脫除其他易揮發(fā)物質(zhì)的過程。是無機(jī)固體

31、廢棄物資源化的重要途徑。熱分解脫水： 在熱狀態(tài)下使廢物分子內(nèi)部的結(jié)合水分解排出的過程，排除結(jié)合水后的廢物資源化利用檔次可得到提高。如含高嶺石的廢物，廢石膏的脫水等。熱分解第51頁(yè)，共56頁(yè)。熱分解固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第52頁(yè)，共56頁(yè)。燒成燒成： 在遠(yuǎn)高于廢物熱分解溫度下進(jìn)行的高溫煅燒，也稱重?zé)?。可穩(wěn)定廢物中氧化物或硅酸鹽礦物的物理狀態(tài)，變?yōu)榉€(wěn)定的固相材料。再結(jié)晶： 氫氧化物和碳酸鹽礦物在較低溫度下產(chǎn)生熱分解生成的各種氧化物，一般結(jié)晶度較差，但活性大。如果將這些氧化物作為活性材料，如催化劑、催化劑載體、吸附材料以及活性

32、填料、涂料等使用，必須充分利用它的活性狀態(tài)，制止它的進(jìn)一步結(jié)晶。如果將這些氧化物作為耐火材料原料、陶瓷精細(xì)陶瓷材料以及多性填料、涂料等使用，則須在更高溫度下進(jìn)行燒成，使之充分再結(jié)晶，提高強(qiáng)度。如氧化鎂的轉(zhuǎn)變等。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第53頁(yè)，共56頁(yè)。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 變體的穩(wěn)定化： 不少氧化物和硅酸鹽化合物存在有兩種以上的結(jié)晶變體，天然礦物一般是以低溫型產(chǎn)出，經(jīng)過加熱后可轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷匦?。如石英的轉(zhuǎn)變。胚體燒成中的玻化成瓷作用： 針對(duì)很多分散狀、

33、顆粒狀或塊狀廢物，得到活性或惰性材料粉體。高密度礦物的穩(wěn)定化 高壓生成的礦物，在常壓下加熱到一定溫度呈現(xiàn)有激烈的異常膨脹，密度下降，同時(shí)發(fā)生熱分解，變?yōu)槌合路€(wěn)定的其他晶相。如藍(lán)晶石轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎?。?4頁(yè)，共56頁(yè)。習(xí)題與思考1.影響固體廢物焚燒處理的主要因素有哪些？這些因素對(duì)固體廢物焚燒處理有何重要影響？為什么？2.在進(jìn)行生活垃圾焚燒處理過程中，對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱有何實(shí)際意義？預(yù)熱空氣的溫度對(duì)焚燒處理過程的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)性有什么影響? 3.在垃圾焚燒處理過程中，如何控制二噁英類物質(zhì)（PCDDs）對(duì)大氣環(huán)境的污染？4.試分析生活垃圾中的硫、氮、氯、廢塑料、水分等成分，在垃圾焚燒處理過程中可能發(fā)生的物理化學(xué)變化，它們對(duì)垃圾焚燒效果及煙氣治理的有何影響？5.目前，固體廢物焚燒爐有哪些主要爐型？它們各有何特點(diǎn)？6.有100kg混合垃圾，其物理組成是食品垃圾25