固體廢物的能源利用

固體廢物的能源利用第一節(jié)固體廢物焚燒熱利用第二節(jié)固體廢物的熱解與能量回收第三節(jié)固體廢物沼氣利用第四節(jié)污泥的焚燒第一節(jié)固體廢物焚燒熱利用一、固體廢物焚燒技術的發(fā)展歷史二、固體廢物焚燒技術的特點三、固體廢物焚燒熱的利用四、國外焚燒技術的應用現(xiàn)狀五、國內焚燒技術的應用現(xiàn)狀六、固體廢物焚燒技術發(fā)展展望一、固體廢物焚燒技術的發(fā)展歷史1.發(fā)展簡史2.現(xiàn)代焚燒技術概貌1.發(fā)展簡史垃圾焚燒技術作為一種以燃燒為手段的垃圾處理方法，其應用可以追溯至人類文明的早期，如刀耕火種時期的燒荒即可視為焚燒應用的一例。但焚燒作為一種處理生活垃圾的專用技術，其發(fā)展歷史與其他垃圾處理方法相比要短得多，大致經歷了三個階段：萌芽階段、發(fā)展階段和成熟階段。萌芽階段是從19世紀80年代開始到20世紀初期。從20世紀初到60年代末的約半個世紀，是垃圾焚燒技術的發(fā)展階段。從20世紀70年代初到叨年代中期的20多年間，是生活垃圾焚燒技術的成熟階段，也是生活垃圾焚燒技術發(fā)展最快的時期。綜合分析發(fā)達國家生活垃圾焚燒技術在近二十年間迅速發(fā)展的原因，除了經濟、技術、觀念等因素外，還有一些其他方面的影響，比如:隨著城市建設的發(fā)展和城市規(guī)模的擴大，城市人口數(shù)量驟增，生活垃圾產量也快速遞增，使原有的垃圾填埋場日益飽和或已經飽和，而新的垃圾填埋場地又難于尋我，采取垃圾焚燒方法，可使生活垃圾減容85%以上，最大限度地延長現(xiàn)有垃圾填理場的使用壽命。此外，隨著人們生活水平的提高，生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅度增長，提高了生活垃圾的熱值，為這些國家應用和發(fā)展生活垃圾焚燒技術提供了先決條件。例如：日本城市生活垃圾的低位熱值就己經由20世紀60年代的3344~4196kJ/kg，提高到目前的6270~7160kJ/kg，便采用垃圾焚燒方法可以制取更多的蒸汽和電能，以獲得比較理想的經濟效益。2.現(xiàn)代焚燒技術概貌現(xiàn)代城市生活垃圾焚燒廠系統(tǒng)組成見圖進廠垃圾計量系統(tǒng)；垃圾卸料及貯存系統(tǒng)；垃圾進料系統(tǒng)；垃圾焚燒系統(tǒng)；焚燒余熱利用系統(tǒng)；煙氣凈化和排放系統(tǒng)；灰渣處理或利用系統(tǒng)；污水處理或回用系統(tǒng)；煙氣排放在線監(jiān)測；垃圾焚燒自動控制系統(tǒng)等。典型的城市生活垃圾焚燒系統(tǒng)的工藝單元包括系統(tǒng)：二、焚燒技術的特點1．燃燒工藝的特點2．熱能利用的特點3．環(huán)境保護的特點4．焚燒技術的特點1．燃燒工藝的特點一般固體燃料的燃燒目標主要是熱能利用，而生活垃圾的焚燒目標主要是無害化處理，追求的是生活垃圾能在垃圾焚燒爐中充分燃燒。為此垃圾焚燒工藝通常采用較高過剩空氣比的運行模式，其實際供氣量一般比理論空氣量高70%-120%；同時為克服在垃圾燃燒過程中出現(xiàn)聚集而造成局部空氣(氧)傳遞阻礙的現(xiàn)象，垃圾焚燒爐排必須設計成能使垃圾層經常處于翻動狀態(tài)的構造，以利于生活垃圾的充分燃燒。2．熱能利用的特點盡管垃圾焚燒的主要目標是使垃圾充分燃燒，但能量回收在垃圾焚燒中的重要性也已被充分認識，從而在現(xiàn)代垃圾焚燒廠設計中得到體現(xiàn)。但是由于生活垃圾焚燒煙氣具有含水量大、氯化氫濃度高等特點，對材料有較大的腐蝕性，熱能回收系統(tǒng)也因此受到明顯的影響。為此，焚燒余熱利用系統(tǒng)一般不把過熱器設置于爐內的強輻射區(qū)而使過熱蒸汽溫度受到限制;離開熱能回收段的煙氣溫度一般不低于250℃也影響到熱能回收的效率；而蒸汽式空氣預熱器的應用也將造成可用蒸汽能量的損失。因此城市生活垃圾焚燒的熱能回收率通常要比燃煤鍋爐低10%以上。3．環(huán)境境保護護的特特點城市生生活垃垃圾在在輸送送、貯貯存與與燃燒燒過程程均存存在產產生二二次污污染的的可能能。，，其中中最主主要的的是煙煙氣污污染，，包括括顆粒粒物、、SO2、HCl、NOx、重金金屬和和毒害害性微微量有有機物物(如二惡惡英等等)等空氣氣污染染物?！，F(xiàn)代代垃圾圾焚燒燒技術術所包包含的的煙氣氣凈化化系統(tǒng)統(tǒng)通常常能較較有效效地控控制除除NOx和二惡惡英以以外的的一般般污染染物。。但目目前還還缺乏乏技術術可靠靠、經經濟可可行的的NOx和二惡惡英等等的末末端凈凈化工工藝，，只能能以燃燃燒過過程的的工藝藝控制制為主主要手手段加加以調調控。。此外，，垃圾圾貯存存與灰灰渣冷冷卻過過程產產生的的污水水和灰灰渣，，也是是垃圾圾焚燒燒廠常常見的的污染染物。。其中中對污污水雖雖已有有較有有效的的凈化化甚至至回用用技術術，但但單獨獨處理理的工工程投投資及及運行行成本本均較較高，，一般般可采采用經經預處處理后后排人人城市市污水水管道道，送送城市市污水水處理理廠集集中深深度處處理的的方法法;而灰渣渣特別別是飛飛灰通通常需需用代代價比比較昂昂貴的的安全全處置置法處處理，，如安安全填填埋、、水泥泥或瀝瀝青固固化后后衛(wèi)生生填埋埋等。。4．焚燒燒技術術的特特點城市生生活垃垃圾處處理的的基本本原則則是無無害化化、減減量化化和資資源化化。垃垃圾焚焚燒技技術與與這些些處理理原則則最為為切合合的是是它卓卓越的的減量化化效果，，通常常垃圾圾焚燒燒技術術可使使處理理的生生活垃垃圾減減重80%和減容容叨%以上。。這對對城市市生活活垃圾圾處理理管理理目標標的實實現(xiàn)具具有非非常重重要的的意義義。垃圾焚焚燒處處理所所達到到的無害化化效應，，亦曾曾受到到普遍遍的認認同。。目前前，因因其煙煙氣中中可能能含有有難以以控制制的二二惡英英等高高毒性性有機機物而而易受受到質質疑。。但總總的來來看，，相比比于衛(wèi)衛(wèi)生填填埋與與堆肥肥所同同樣存存在的的潛在在環(huán)境境危害害，垃垃圾焚焚燒技技術的的無害害化特特性仍仍有一一定的的優(yōu)勢勢。垃圾焚焚燒處處理的的資源化化效益主主要來來自其其熱能能回收收，以以電能能輸出出來體體現(xiàn)，，這一一效益益并不不能完完全代代表生生活垃垃圾全全部的的資源源價值值。但但電能能良好好的市市場前前景及及其他他生活活垃圾圾資源源回收收技術術尚不不完善善的現(xiàn)現(xiàn)狀，，使垃垃圾焚焚燒發(fā)發(fā)電這這一生生活垃垃圾資資源化化的途途徑仍仍具有有很大大的現(xiàn)現(xiàn)實價價值。。三、固體廢廢物焚燒熱熱的利用（一））固體體廢物物焚燒燒釋熱熱發(fā)電電（二））固體體廢物物焚燒燒供熱熱（一））固體體廢物物焚燒燒釋熱熱發(fā)電電利用固固體廢廢物焚焚燒釋釋熱發(fā)發(fā)電已已有百百年歷歷史，，第一一個固固體廢廢物發(fā)發(fā)電設設備于于1895年在德德國漢漢堡建建成。。1905年在紐紐約建建成美美國第第一座座利用用焚燒燒城市市垃圾圾生產產電力力的工工廠。。直到到1950年以前前，垃垃圾焚焚燒設設備一一直采采用包包括有有耐火火材料料的燃燃燒爐爐和具具有專專門回回收熱熱量的的鍋爐爐裝置置。1954年第一一座現(xiàn)現(xiàn)代水水墻式式垃圾圾焚燒燒爐在在瑞士士的伯伯爾尼尼建成成。70年代以以來，，由于于受到到能源源危機機的沖沖擊，，加上上各種種環(huán)保保法規(guī)規(guī)的不不斷實實施與與強化化，在在發(fā)達達國家家主要要用城城市污污泥，，垃圾圾和工工業(yè)排排放的的有機機廢物物焚燒燒發(fā)電電得到到迅速速發(fā)展展。目目前，，歐洲洲有500座以上上的垃垃圾焚焚燒熱熱回收收工廠廠在運運行，，每座座處理理垃圾圾能力力130~1800t。聯(lián)邦邦德國國與美美國垃垃圾焚焚燒處處理量量占全全部城城市垃垃圾量量的25%以上。。日本在在垃圾圾焚燒燒處理理方面面，現(xiàn)現(xiàn)已躍躍居世世界領領先地地位，，大阪阪市西西淀區(qū)區(qū)清掃掃工廠廠從1965年開始始采用用焚燒燒法發(fā)發(fā)電，，該廠廠裝有有兩臺臺容量量為2700kW的發(fā)電電機組組。1976年在東東京都都葛飾飾清掃掃工廠廠，成成功地地裝配配了1.2×104kW的發(fā)電電設備備。到到1980年日本本已有有28個城市市的清清掃工工廠利利用垃垃圾發(fā)發(fā)電，，總發(fā)發(fā)電能能力已已達10萬千瓦瓦。比比較典典型的的是東東京都都葛飾飾清掃掃工廠廠的垃垃圾焚焚燒發(fā)發(fā)電廠廠，每每天垃垃圾處處理量量1200t，發(fā)電電機容容量為為1.2×104kW，該廠廠采用用遞送送式連連續(xù)燃燃燒型型焚燒燒爐，，配有有高效效除塵塵器，，每小小時處處理1.42××105m3，排氣氣含塵塵量0.03mg/L。鍋爐爐的最最大蒸蒸汽量量為18.8t/h,蒸汽壓壓力為為0.2MPa蒸汽溫溫度為為277℃為了減減少排排氣中中的氯氯化氫氫含量量，采采取了了嚴格格的垃垃圾分分類收收集措措施，，清除除不適適于燃燃燒的的雜質質。為為提高高發(fā)電電電力力穩(wěn)定定性，，對輸輸入熱熱量采采取自自動控控制，，減少少了蒸蒸汽量量的波波動問問題，，同時時在汽汽輪機機的排排氣上上采用用氣冷冷式真真空復復水器器，以以提高高發(fā)電電效率率。根根據(jù)日日本43座焚燒燒廠統(tǒng)統(tǒng)計，，日處處理廢廢物達達2700t。利用固固體廢廢物焚焚燒釋釋熱發(fā)發(fā)電的的工藝藝流程程同普普通燃燃料發(fā)發(fā)電的的工藝藝大體體相同同，其其主要要設備備為焚焚燒爐爐、空空氣冷冷凝器器，透透平發(fā)發(fā)電機機、熱熱交換換器、、減壓壓閥、、消耗耗器、、泵等等。利用固固體廢廢物釋釋熱發(fā)發(fā)電的的關鍵鍵問題題是如如何提提高發(fā)發(fā)電電電力的的穩(wěn)定定性。。導致致其不不穩(wěn)定定的因因素很很多，，如廢廢物中中可燃燃部分分的質質量與與數(shù)量量等。。城市市垃圾圾的組組成因因產生生的地地區(qū)季季節(jié)變變化而而有所所差異異，特特別是是垃圾圾中所所含水水分，，都會會影響響發(fā)熱熱量。。為提高高垃圾圾發(fā)電電的穩(wěn)穩(wěn)定性性，首首先要要加強強垃圾圾的質質量與與數(shù)量量的管管理，，主要要措施施有：：①增大垃垃圾處處理廠廠的貯貯存容容量，，以減減少短短期內內垃圾圾的質質量，，數(shù)量量的變變化；；②加強垃圾圾的篩、、分處理理，以增增加可燃燃物的回回收數(shù)量量和質量量；③擴大垃圾圾的收集集范圍，，加強可可燃性工工業(yè)廢物物的收集集，以促促進垃圾圾質量穩(wěn)穩(wěn)定。為提高固固體廢物物發(fā)電的的穩(wěn)定性性，還要要嚴格控控制焚燒燒條件和和改進工工藝設備備，如控控制爐內內的焚燒燒溫度，，控制蒸蒸汽的產產生量，，改進汽汽輪機排排氣的冷冷凝設備備等。此此外，也也可以采采用通過過固體廢廢物熱解解制得的的衍生燃燃料為燃燃料，來來提高固固體廢物物發(fā)電電電力的穩(wěn)穩(wěn)定性。。目前，由由于我國國垃圾中中可燃性性物質比比較少，，發(fā)熱量量在3.344×103kJ/kg以下，焚焚燒時不不能自燃燃，需加加輔助燃燃料，經經濟上不不合算，，故不宜宜采用焚焚燒法處處理。而而我國在在固體廢廢物的焚焚燒釋熱熱發(fā)電主主要是利利用煤矸矸石，據(jù)據(jù)不完全全統(tǒng)計，，目前我我國約有有燒煤矸矸石的沸沸騰爐2000多臺，其其中韶關關電廠的的大型煤煤矸石鍋鍋爐蒸發(fā)發(fā)量為130t/h。我國有有多座以以煤矸石石，劣質質煤為燃燃料的坑坑口電站站。如萍萍鄉(xiāng)礦務務局高坑坑電廠，，設有兩兩臺35t/h的沸騰爐爐，配有有兩臺6000kW汽輪發(fā)電電機組。。燃料以以洗矸為為主，摻摻以適量量的洗中中煤，煤煤矸石與與洗中煤煤的配比比為3.227:1，經脫水水、篩分分、破碎碎、摻合合而成，，發(fā)熱量量為6252kJ/kg。每年總總發(fā)電量量可達0.72億度，除除本廠用用電外，，每年可可向電網(wǎng)網(wǎng)供電0.60億度。多多年來的的運行實實踐表明明，利用用固體廢廢物煤矸矸石、劣劣質煤沸沸騰燃燒燒發(fā)電的的技術是是可行的的，經濟濟上是合合理的。。（二）固固體廢物物焚燒供供熱固體廢物物的焚燒燒釋熱在在發(fā)電同同時，利利用過剩剩蒸汽的的方式供供暖；也也可以單單獨供暖暖。利用用廢物焚焚燒釋熱熱供熱的的工藝流流程比較較簡單，，主要設設備為焚焚燒爐、、空氣冷冷凝器、、熱交換換器、泵泵、槽等等?？諝鈿饫淠髌魇菫榱肆朔乐拐粽羝^剩剩而設的的，假如如沒有蒸蒸汽用戶戶，蒸汽汽就可在在空氣冷冷凝器中中降壓。。為了充充分利用用廢物的的焚燒熱熱，一般般都采用用既供電電又供熱熱的方式式。利用垃圾圾焚燒釋釋熱供暖暖的典型型實例是是法國巴巴黎市的的垃圾焚焚燒廠。。法國巴巴黎整個個供熱系系統(tǒng)由三三個燃油油鍋爐工工廠、一一個火力力熱電廠廠、三個個廢物管管理局的的垃圾焚焚燒處理理廠構成成，實行行聯(lián)合運運營，總總輸出熱熱能1.75×1O6kW。由垃圾圾焚燒爐爐所供應應的蒸汽汽量約占占巴黎市市所需汽汽量的40%。日本的的垃圾焚焚燒廠的的廢物焚焚燒熱也也是既發(fā)發(fā)電又供供熱。除除前邊所所述的葛葛飾清掃掃工廠外外，豐橋橋市資源源化中心心也是一一個典型型代表。。該工廠廠每夭焚焚燒垃圾圾240t，糞便243m3，所發(fā)電電力供自自己使用用，所產產生的蒸蒸汽則用用于處理理糞便生生產堆肥肥，以及及向地方方自治團團體中心心和溫室室供應溫溫水。我國利用用廢物焚焚燒釋熱熱供熱起起步較晚晚，目前前僅限于于利用煤煤矸石焚焚燒供熱熱供電。。如遼寧寧省南票票礦務局局、撫順順電廠等等都已成成功的運運營多年年，為煤煤矸石的的綜合利利用開辟辟了廣闊闊的道路路。四、國外外焚燒技技術的應應用現(xiàn)狀狀1.焚燒應用用技術2.焚燒在垃垃圾處理理方法中中的地位位1.焚燒應用用技術四種垃圾圾焚燒爐爐型的比比較幾種焚燒燒爐型的的應用優(yōu)優(yōu)缺點2.焚燒在垃垃圾處理理方法中中的地位位五、國內內焚燒技技術的應應用現(xiàn)狀狀1．應用現(xiàn)現(xiàn)狀2．現(xiàn)狀分分析1．應用現(xiàn)現(xiàn)狀我國生活垃圾圾焚燒技術的的研究起步于于20世紀80年代中期，““八五”期間間被列為國家家科技攻關項項目，目前僅僅有深圳等極極少數(shù)城市采采用了生活垃垃圾焚燒技術術。隨著我國國東南部沿海海地區(qū)和部分分中心城市的的經濟發(fā)展和和生活垃圾低低位熱值的提提高，近年來來己有不少城城市將建設生生活垃圾焚燒廠提提到了議事或或辦事日程，，如深圳、珠珠海、上海、、廣州、順德德、中山、常常州、北京、、廈門等。國產化焚燒技技術設備焚燒技術和設設備大致有以以下幾種型式式：順推式機械爐爐排焚燒設備備；逆推式機械爐爐排焚燒設備備；履帶式機械爐爐排焚燒設備備；立窯式焚燒設設備；流化床焚燒設設備?；旧习肆耸澜缟铣Ｓ糜玫睦贌裏O備型式。。綜合型焚燒技技術設備這這里所說的的綜合型焚燒燒技術設備，，是指把引進進技術設備與與國產技術設設備有機結合合的生活垃圾圾焚燒系統(tǒng)。。迄今，已采采用或擬采用用這種模式的的有深圳、珠珠海、廣州、、上海、北京京、廈門等城城市。2．現(xiàn)狀分析自20世紀80年代后期，國國內城市生活活垃圾處理行行業(yè)開始關注注現(xiàn)代垃圾焚焚燒技術。目目前制約我國國推廣垃圾焚焚燒技術的主主要因素有：：大部分城市的的生活垃圾的的低位熱值較較低(<3344kJ/kg)，不能達到自自燃的要求；；城市生活垃圾圾中灰渣含量量較高，制約約了焚燒減量量化效益的發(fā)發(fā)揮；國內尚未系統(tǒng)統(tǒng)掌握垃圾焚焚燒技術，在在建設與運行行中均缺乏可可靠的技術支支撐；現(xiàn)代化垃圾焚焚燒屬高成本本技術，建設設的籌資難度度較大。盡管如此，隨隨著我國經濟濟的發(fā)展，有有利于垃圾焚焚燒應用和推推廣的因素正正在逐步成熟熟：近年來，相當當部分城市的的生活垃圾，，尤其是一些些分類收集的的垃圾，其低低位熱值已達達4180-5852kJ/kg，不僅達到了了自燃的要求求，熱能回收收發(fā)電也有了了較穩(wěn)定的基基礎；城市生活垃圾圾可焚燒性好好的城市，一一般也是經濟濟力較強、填填埋空間較困困難的城市，，從管理方面面也具有進行行垃圾焚燒的的能力與要求求；國內對城市生生活垃圾焚燒燒技術的積累累已有了較好好的基礎。六、焚燒技術術發(fā)展展望1.技術分析2.應用前景3.發(fā)展趨勢4.我國的對策及及法規(guī)1.技術分析目前以機械爐爐排焚燒爐為為代表的垃圾圾焚燒技術已已比較成熟，，并在應用中中取得了良好好的效益，但但垃圾焚燒技技術遠非完善善，主要表現(xiàn)現(xiàn)在：目前焚燒爐渣渣的熱灼減率率一般為3%～5%，尚有潛力可可挖；氣相中亦殘留留有少量以CO為代表的可燃燃組分；氣相不完全燃燃燒為高毒性性有機物(以二噁英為代代表)的再合成提供供了潛在的條條件末燃燼的有機機質和不均勻勻的晶相條件件，便灰渣中中有害物質的的再溶出污染染不能完全避避免；垃圾焚燒的經經濟性及資源源化仍有改善善的余地。2.應用前景發(fā)展城市生活活垃圾焚燒技技術的有利因因素，在較長長時期和許多多國家仍會存存在，在全球球范圍內生活活垃圾焚燒技技術仍將有較較大的發(fā)展空空間；以垃圾圾資源綜合利利用技術系統(tǒng)統(tǒng)為代表，可可望替代垃圾圾焚燒的適宜宜技術尚處于于發(fā)展前期，，在近階段尚尚不足以對垃垃圾焚燒技術術造成很大的的壓力。另外外，生活垃圾圾處理社會化化、市場化和和民營化是近近來全球化的的趨勢，垃圾圾焚燒管理與與經營的集約約化程度較高高，屬比較適適宜的民營化化技術，未來來以垃圾處理理貼費與售電電收人為經營營基礎的民營營化垃圾焚燒燒產業(yè)，將對對推進城市生生活垃圾焚燒燒技術的總體體進步發(fā)揮積積極的作用。。3.發(fā)展趨勢縱觀近年來生生活垃圾焚燒燒技術的發(fā)展展過程，可以以發(fā)現(xiàn)有以下下四個比較明明顯的特點:焚燒技術正向向著自我完善善方向發(fā)展；；焚燒技術證向向著多功能方方向發(fā)展；焚燒技術正向向著資源化方方向發(fā)展；焚燒技術正在在向智能化方方向發(fā)展。4.我國的對策及及法規(guī)對策：在技術上，應應完善現(xiàn)代主主流焚燒設備備——機械爐排焚燒燒爐的國產化化技術體系，，同時及時發(fā)發(fā)展以流化床床焚燒爐為代代表的先進焚焚燒技術和設設備；在資金投人方方面，應制定定有關優(yōu)惠政政策，吸引國國內外資金投投人垃圾焚燒燒設施的建設設與經營，有有效地推進我我國城市生活活垃圾焚燒事事業(yè)的發(fā)展。。在經營與管理理方面，亦應應為垃圾焚燒燒產業(yè)化發(fā)展展的民營化經經營與法規(guī)化化管理準備必必要的政策與與機構基礎，，使垃圾焚燒燒產業(yè)的運營營既能發(fā)揮社社會資源的作作用，并保障障其應有的收收益，同時也也不能偏離城城市生活垃圾圾處理以社會會與環(huán)境效益益最大化為主主要目的的基基本準則。法規(guī)：《生活垃圾焚燒燒污染控制標標準》第二節(jié)固固體廢物的熱熱解與能量回回收（一）概述（二）典型固固體廢物的熱熱解（一）概述熱解是把有機機固體廢物在在無氧或缺氧氧條件下加熱熱分解的過程程。該過程是是一個復雜的的化學反應過過程。包括大大分子的鍵斷斷裂，異構化化和小分子的的聚合等反應應，最后生成成各種較小的的分子。熱解解的過程可以以用通式表示示如下：有機固體廢物物(H2、CH4、CO、CO2等)氣體＋(有機酸、焦油油等)有機液體＋碳碳黑＋爐渣采用熱解法生生產氣體燃料料是使有機固固體廢物在8000～10000℃℃的溫度下分解解，最終形成成含H2、CH4、CO等氣體燃料。。熱解所得燃燃料氣有兩個個作用：一是是把熱解氣體體直接送入二二級燃燒室燃燃燒，用于生生產蒸汽和預預熱空氣；二二是通過凈化化，冷凝除煙煙塵、水、殘殘油等雜質，，生產出純度度較高的氣體體燃料，以備備它用。所生生產的氣體燃燃料的性質因因廢物的種類類、熱解方法法而異。熱值值一般為4186~29302kJ/m3。熱解法生產液液體燃料是使使有機固體廢廢物在500～600℃的溫度下分解解，最終形成成含有乙酸、、丙酸、乙醇醇、焦油等的的液體燃料。。熱解產生的的燃料油是具具有不同沸點點的各種油的的混合物，含含水焦油比較較多，精制后后方能得到熱熱值較高的燃燃料油。熱值值一般為29302kJ/L左右。（二）典型固固體廢物的熱熱解1.城市垃圾的熱熱解2.農業(yè)固體廢物物的熱解3.污泥的熱解1.城市垃圾的熱熱解隨著工業(yè)的發(fā)發(fā)展，人民生生活水平的提提高，城市垃垃圾中的可燃燃組分日趨增增長，紙張、、塑料及合成成纖維等占有有很大比例。。因此，日本本和美國結合合本國城市垃垃圾的特點開開發(fā)了許多工工藝，有些已已達到實用階階段。我國的的城市垃圾不不同于日本與與美國，這些些工藝能否應應用于我國有有待研究。1.1主要熱解工藝藝日本與美國開開發(fā)的熱解工工藝主要有：：移動床熱解工工藝雙塔循環(huán)式流流動床熱解工工藝管型瞬間熱分分解回轉窯熱分解解法高溫熔融熱分分解Andco-Torrax法純氧高溫熱分分解UCC流程移動床熱解工工藝雙塔循環(huán)式流流動床熱解工工藝純氧高溫熱分分解法2.農業(yè)固體廢物物的熱解農業(yè)固體廢物物中存在大量量的脂肪，蛋蛋白質，淀粉粉和纖維素，，也可以經過過熱解而得到到燃料油與燃燃料氣。早在在50年代，我國就就從農業(yè)的廢廢玉米芯中提提取糠醛，作作為化工原料料。我國農機機科學院設計計的小型熱解解氣化爐，可可用于部分農農業(yè)固體廢物物的熱解，產產生氣的成分分如表5-23所示。3.污泥的熱解近幾年，國外外固體廢物的的熱解另一發(fā)發(fā)展是將城市市垃圾和含可可燃組分的工工業(yè)垃圾與污污泥進行聯(lián)合合熱解，這樣樣可以更有效效地回收熱能能。自1971年以來，西歐歐、美國相繼繼建立了一些些聯(lián)合處理裝裝置。第三節(jié)固固體廢物的沼沼氣利用（一）概述（二）厭氧發(fā)發(fā)酵工藝的原原理與控制條條件（三）沼氣池池結構類型（四）填埋氣氣的利用（一）概述沼氣是有機物物在厭氧條件件下經厭氧細細菌的分解作作用產生的以以甲烷為主的的可燃性氣體體。利用固體廢物物的厭氧發(fā)酵酵生產沼氣的的方法有兩種種：一是有機機固體廢物的的衛(wèi)生填埋，，自然發(fā)酵產產生沼氣。如如城市垃圾的的衛(wèi)生填埋，，有機物分解解過程中產生生的氣體含甲甲烷45%~60%，含二氧化化碳35%~50%，還有少量量的碳氫化化合物和少少量硫化氫氫?？砂堰@這部分氣體體收集、凈凈化、回收收利用。如如美國在1985年已有44個填埋場地地，其中23個對這些氣氣體加以回回收，生產產可燃氣體體，21個則直接用用于發(fā)電。。另一種方方法是農業(yè)業(yè)廢物沼氣氣化。我國國從1958年開始在農農村生產和和利用沼氣氣。由于這這種方法簡簡便易行，，便于推廣廣，因此在在我國發(fā)展展較快。如如廣州市效效區(qū)鶴崗村村發(fā)展豬舍舍與沼氣相相結合的低低壓沼氣池池，農民利利用收集的的城市廚房房垃圾作飼飼料喂生豬豬，豬糞尿尿注入沼氣氣池制取沼沼氣，沼氣氣作燃料，，濾液用來來養(yǎng)魚，沼沼氣渣用作作農田肥料料，成為一一個多功能能典型生態(tài)態(tài)農場。農農業(yè)廢物沼沼氣化是處處理垃圾、、糞便、農農業(yè)廢物的的有效途徑徑。（二）厭氧氧發(fā)酵工藝藝的原理與與控制條件件1.厭氧發(fā)酵工工藝的原理理2.工藝控制條條件1.厭氧發(fā)酵工工藝的原理理有機物厭氧氧發(fā)酵依次次分為液化化、產酸、、產甲烷三三個階段（（圖5-19）。每一階階段都有獨獨特的微生生物類群起起作用。在在液化階段段，發(fā)酵菌菌（包括纖纖維分解菌菌、脂肪分分解菌、蛋蛋白質水解解菌）利用用細胞外酶酶對有機物物進行體外外酶解，使使固體物質質變成可溶溶于水的物物質，然后后，細菌再再吸收可溶溶于水的物物質，并將將其降解成成不同產物物。在產酸酸階段，醋醋酸分解菌菌把前一段段產生的中中間產物丙丙酸、丁酸酸、醇類等等進一步分分解成醋酸酸和氫氣。。在產甲烷烷階段，甲甲烷菌利用用H2/CO2、醋酸及甲甲醇、甲酸酸、甲胺等等碳類化合合物為基質質，將其轉轉化成甲烷烷、二氧化化碳等氣體體。2.工藝控制條條件（1）原料的配配比（2）溫度（3）pH值（4）攪拌（三）沼氣氣池結構類類型（1）水壓式沼沼氣池（2）浮罩式沼沼氣池（1）水壓式沼沼氣池（2）浮罩式沼沼氣池（四）填埋埋氣的利用用（1）垃圾沼氣氣燃燒供熱熱／發(fā)電（2）垃圾沼氣氣作民用燃燃料（3）垃圾沼氣氣作汽車燃燃料（1）垃圾沼氣氣燃燒供熱熱／發(fā)電就地利用沼沼氣燃燒供供熱或發(fā)電電是應用最最廣的辦法法。沼氣的的凈化也可可以采用較較低水平的的處理，其其方法為將將填埋氣經經過一系列列冷卻器、、分離器和和過濾器使使氣體凈化化，得到的的沼氣甲烷烷濃度達40%以上，然后后再送至鍋鍋爐燃燒。。這種方法法得到的沼沼氣是低熱熱值燃料，，如果增加加吸吸附凈凈化法，還還可得到高高熱值沼氣氣燃料。主主要用在為為填埋場和和附近居民民供熱，還還可用于發(fā)發(fā)電廠鍋爐爐和工業(yè)窯窯爐做燃料料，如制磚磚窯。垃圾沼氣發(fā)發(fā)電目前在在美國應用用較多，全全美國有150多個沼氣發(fā)發(fā)電廠。沼沼氣發(fā)電的的形式有內內燃機發(fā)電電、燃氣輪輪機發(fā)電、、蒸汽輪機機發(fā)電幾種種形式。內內燃機發(fā)電電因為其空空氣污染低低，操作方方便，是費費用效益較較高的技術術，它適用用性強，便便于開啟關關閉，投資資較省，應應用較廣，，發(fā)電量可可在30~2000kW范圍。但內內燃機易被被燃氣腐蝕蝕，應加強強對腐蝕性性氣體的除除去。美國國最大的來來及沼氣發(fā)發(fā)電廠有50多臺內燃發(fā)發(fā)電機，平平均每個垃垃圾場有5臺內燃發(fā)電電機。垃圾圾沼沼氣氣發(fā)發(fā)電電過過程程一一般般如如下下：：填埋埋氣氣（（LFG）自自垃垃圾圾填填埋埋場場收收集集系系統(tǒng)統(tǒng)收收集集后后（（淺淺表表LFG因熱熱值值較較低低應應單單獨獨收收集集，，送送去去火火炬炬系系統(tǒng)統(tǒng)燃燃燒燒，，深深層層LFG則被被進進人人發(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)）），，經經鼓鼓風風機機加加壓壓，，通通過過濾濾膜膜過過濾濾除除去去大大于于5-10um的顆顆粒粒，，再再經經冷冷凝凝器器、、分分離離器器去去除除其其所所含含水水分分，，然然后后進進入入內內燃燃發(fā)發(fā)電電機機燃燃燒燒發(fā)發(fā)電電。。發(fā)發(fā)出出的的電電部部分分自自用用（（一一般般10%），，其其余余可可升升壓壓進進入入電電網(wǎng)網(wǎng)輸輸出出。。采采用用垃垃圾圾沼沼氣氣(LFG)發(fā)電電技技術術成成熟熟，，一一百百噸噸垃垃圾圾產產生生的的垃垃圾圾沼沼氣氣（（LFG）可可發(fā)發(fā)電電1000kW。LFG發(fā)電電應應注注意意沼沼氣氣中中所所含含有有的的一一些些雜雜質質，，如如硫硫化化物物、、硅硅氧氧烷烷等等，，因因其其會會產產生生腐腐蝕蝕或或破破壞壞催催化化劑劑，，故故應應先先對對其其進進行行預預處處理理，，一一般般控控制制進進入入內內燃燃發(fā)發(fā)電電機機的的燃燃氣氣中中的的S應在在10~200××10-6，此此外外還還要要注注意意氣氣體體輸輸送送管管及及閥閥門門的的堵堵塞塞問問題題，，應應備備用用一一套套發(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)以以便便維維修修。。潤潤滑滑油油也也需需要要更更換換。。一一般般認認為為，，采采用用內內燃燃機機發(fā)發(fā)電電，，需需維維護護費費0.01~0.015美元元/kW··h。良良好好的的管管理理可可保保證證發(fā)發(fā)電電機機正正常常運運行行，，每每年年發(fā)發(fā)電電時時間間可可達達90%。（2）垃垃圾圾沼沼氣氣作作民民用用燃燃料料垃圾圾沼沼氣氣作作民民用用燃燃料料必必須須將將甲甲烷烷的的濃濃度度提提高高到到98%以上上，，不不僅僅要要除除去去氣氣中中的的二二氧氧化化碳碳，，還還要要除除去去其其中中的的其其它它有有害害的的有有機機揮揮發(fā)發(fā)物物。。沼氣氣畢畢竟竟是是從從垃垃圾圾中中產產生生的的，，可可能能會會存存在在一一些些尚尚未未被被人人們們認認識識到到的的有有毒毒、、有有害害物物質質。。特特別別是是垃垃圾圾如如沒沒有有經經過過分分類類、、分分撿撿，，有有毒毒有有害害物物質質（（如如漆漆油油、、廢廢棄棄的的日日光光燈燈電電他他等等等等））進進入入生生活活垃垃圾圾的的可可能能性性更更大大。。極極有有可可能能進進人人沼沼氣氣，，做做民民用用燃燃料料易易對對人人造造成成污污染染，，另另外外沼沼氣氣燃燃料料有有一一定定的的氣氣味味，，令令人人不不快快。。因因此此，，不不主主張張直直接接做做民民用用燃燃料料使使用用。。況況且且沼沼氣氣需需凈凈化化至至天天然然氣氣質質量量，，意意味味CH4含量量要要由由4%提純純至至98%以上上，，如如此此高高的的凈凈化化效效率率只只有有膜膜分分離離方方能能達達到到。。這這種種凈凈化化方方法法是是處處理理成成本本最最高高的的，，直直接接影影響響其其經經濟濟效效益益因因此此，，做做為為城城市市民民用用燃燃料料可可行行性性有有待待繼繼續(xù)續(xù)尋尋求求技技術術、、經經濟濟的的評評估估。。（3）垃圾沼沼氣作汽汽車燃料料鑒于垃圾圾沼氣(LFG)凈化處理理作汽車車燃料，，其尾氣氣排放的的污染大大大減輕輕，具有有顯著環(huán)環(huán)境效益益；且成成本不高高，經濟濟效益顯顯著，美美國已開開發(fā)了采采用垃圾圾沼氣代代替汽油油作汽車車燃料的的工藝。。其工藝藝技術是是垃圾沼沼氣的凈凈化處理理，除去去氣體中中的CO2,H2S,使甲烷濃濃度由40%~45%，提高到到80%以上；然然后，將將凈化氣氣加壓至至25MPa，壓入高高壓貯罐罐作汽車車加氣用用。LosAngeles衛(wèi)生局等等籌建的的由LFG制取汽車車清潔燃燃料示范范工程于于1993建成。該該工程規(guī)規(guī)模為250Nft3/s，約1000m3/d，其工藝藝如圖9。第四節(jié)污污泥泥的焚燒燒污泥焚燒燒處理始始于1934年美國密密歇根州州安裝的的第一臺臺多膛爐爐，至20世紀80年代逐漸漸被流化化床焚燒燒爐代替替。1984年，新加加坡南洋洋技術研研究院的的Jarnis和Vickrdge發(fā)現(xiàn)，取取自新加加坡各個個污水廠廠的污泥泥，在550℃℃燃燒時是是自燃的的。而安安大略湖湖現(xiàn)場污污泥焚燒燒爐的成成功生產產，則進進一步證證明經合合適預處處理的污污泥，在在焚燒過過程中完完全達到到了熱能能自持。。1995年，日本本有近50%的污泥采采用了焚焚燒的方方法進行行處置，，而歐盟盟各國采采用焚燒燒方法處處置的污污泥也超超過了10%，預計到到2005年這一比比例將增增至38%。污泥焚燒燒的分類類完全焚燒燒濕式氧化化（即不不完全焚焚燒）完全焚燒燒1.定義2.基本原理理3.污泥的燃燃燒熱值值4.工藝流程程與影響響因素5.設備1.定義在污泥泥完全全焚燒燒過程程中污污泥所所含水水分被被完全全蒸發(fā)發(fā)，有有機物物質被被完全全焚燒燒，焚焚燒的的最終終產物物是CO2、H2O和N2等氣體體及焚焚燒灰灰，稱稱為完完全焚焚燒。。2.基本原原理污泥焚焚燒是是指對對脫水水或干干燥后后的污污泥，，依靠靠其自自身的的熱值值和輔輔助燃燃料，，送人人焚燒燒爐進進行熱熱處理理的過過程，，這是是由生生物固固體具具有一一定熱熱值和和可燃燃燒性性決定定的。。焚燒燒處理理的產產物是是煙氣氣和爐爐渣／／灰。。反應應結果果使有有機質質轉化化為CO2、H2O和N2等氣相相物質質，反反應過過程釋釋放的的熱量量則維維持反反應系系統(tǒng)的的溫度度，使使處理理過程程能持持續(xù)地地進行行。爐爐渣主主要由由污泥泥中不不參與與燃燒燒反應應的無無機礦礦物質質組成成，同同時也也會含含一些些未燃燃盡的的殘余余有機機物（（可燃燃物）），爐爐渣對對生物物代謝謝是惰惰性的的，因因此無無腐敗敗、發(fā)發(fā)臭、、致病病菌污污染等等產生生衛(wèi)生生學的的因素素。污污泥中中在焚焚燒時時不揮揮發(fā)的的重金金屬是是爐渣渣環(huán)境境影響響的主主要來來源。。污泥泥焚燒燒的另另一部部分固固相產產物是是在燃燃燒過過程中中，被被氣流流挾帶帶存在在于出出爐煙煙氣中中，通通過煙煙氣除除塵設設備（（如旋旋風分分離器器、靜靜電除除塵器器或袋袋式過過濾器器）被被分離離的固固體顆顆粒，，這種種固相相產物物稱為為飛灰灰。飛飛灰中中的無無機物物，除除了包包括污污泥中中的礦礦物質質外，，還可可能包包括煙煙氣處處理的的藥劑劑（如如干式式、半半干式式除酸酸器凈凈化工工藝中中使用用的石石灰粉粉、石石灰乳乳等）），其其中的的無機機污染染物以以揮發(fā)發(fā)性重重金屬屬Hg,Cd,Zn為主，，這些些揮發(fā)發(fā)再沉沉積的的重金金屬一一般比比爐渣渣中的的重金金屬有有更強強的遷遷移性性，使使飛灰灰成為為浸出出毒性性超標標（固固體廢廢物浸浸出毒毒性鑒鑒別標標準））的有有毒廢廢物；；飛灰灰中的的有機機物多多為耐耐熱化化學降降解的的毒害害性物物質，，氣相相再合合成產產生的的二噁噁英類類高毒毒性物物質也也可吸吸附于于飛灰灰之上上，因因此飛飛灰安安全處處置是是污泥泥焚燒燒環(huán)境境安全全性的的重要要組成成環(huán)節(jié)節(jié)。3.污泥的的燃燒燒熱值值由于污污泥所所含的的有機機物質質可燃燃，其其燃燒燒熱值值的計計算式式為：：式中：：Q為污泥泥的燃燃燒熱熱值，，kJ/kg（污泥泥干重重）；；Pv為有機機物質質（即即揮發(fā)發(fā)性固固體））含量量，%；G為機械械脫水水時，，所加加無機機混凝凝劑量量（以以占污污泥干干固體體重量量百分分數(shù)計計），，當用用有機機高分分子混混凝劑劑或未未投加加混凝凝劑時時，G=0；a、b為經驗驗系數(shù)數(shù)，與與污泥泥性質質有關關，新新鮮初初沉污污泥和和消化化污泥泥：a=131，b=10；新鮮鮮活性性污泥泥：a=107，b=5。3.污泥的的燃燒燒熱值值污泥的的燃燒燒熱值值也可可以查查表6---1得。4.工藝流流程與與影響響因素素污泥焚焚燒工工藝流流程4.工藝流流程與與影響響因素素影響因因素主主要有有以下下幾個個方面面：（1）污泥泥含水水率（2）溫度、時時間、氧氣氣量、揮發(fā)發(fā)物含量（3）污泥預處處理5.設備（1）立式多段段爐（2）煙氣處理理系統(tǒng)濕式氧化1.概述2.基本原理3.濕式氧化工工藝的分類類4.濕式氧化的的應用特性性1.概述1958年Zimmermann首次采用濕濕式氧化法法處理造紙紙黑液，其其工作條件件是控制反反應溫度在在150~374℃、壓力在3~20MPa下，使黑液液中有機物物氧化降解解，處理后后廢液的COD去除率大于于90%。污泥濕式式氧化分為為次臨界濕濕式氧化（（溫度低于于374℃、壓力21.8MPa）和超臨界界濕式氧化化（溫度高高于374℃、壓力21.8MPa）。傳統(tǒng)的的污泥濕式式氧化法屬屬于次臨界界濕式氧化化（SubCWO）。為了滿滿足反應對對壓力的要要求，近年年來一種垂垂直深井濕濕式氧化反反應器引起起人們普遍遍興趣，它它依靠污泥泥的自重在在井深達1200~1800m的地下產生生高壓，利利用有機物物氧化放出出的熱來維維持高溫。。荷蘭VerTech公司的實踐踐證明，在在井深1200m、井底溫度度280℃時，COD的去除率達達70%。由于SubCWO法對有機物物的最大轉轉化率只能能達到90%~95%，需要有后后續(xù)的生化化處理裝置置與其配套套，導致污污泥處理費費用高于焚焚燒法。由由于該技術術成本高、、處理設備備復雜，至至1996年，也僅在在美國、荷荷蘭各建有有1套工業(yè)處理理裝置。開開發(fā)能有效效降低反應應溫度和壓壓力、提高高有機物氧氧化率的催