固體廢物處理與處置模板課件講義

固體廢物處理與處置主講教師：xx

1感謝你的欣賞2019-9-30固體廢物處理與處置1感謝你的欣賞2019-9-30內(nèi)容回顧第五章重點內(nèi)容：厭氧消化原理厭氧消化的兩段理論厭氧消化的三段理論微生物浸出機理2感謝你的欣賞2019-9-30內(nèi)容回顧第五章重點內(nèi)容：2感謝你的欣賞2019-9-30第六章固體廢物熱處理3感謝你的欣賞2019-9-30第六章固體廢物熱處理3感謝你的欣賞2019-9-30固體廢物處理與處置

TreatmentandDisposalofSolidWaste

【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。

本章重點4感謝你的欣賞2019-9-30固體廢物處理與處置TreatmentandDisp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）:生活垃圾和危險廢物的燃燒（具有強烈放熱效應(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。焙燒:在低于熔點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14235感謝你的欣賞2019-9-30處理方法焚燒處理熱裂解焙燒處理其它熱焚燒（incinerat焚燒原理燃燒、燃燒機理、燃燒技術(shù)、主要影響因素?zé)崞胶饧盁煔夥治龉腆w廢物熱值、燃燒溫度、空氣和煙氣量計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)、焚燒爐選評第一節(jié)焚燒處理6感謝你的欣賞2019-9-30焚燒燃燒、燃燒機理、燃燒技術(shù)、主要影響因素?zé)崞胶饧盁煔夥治龉桃环N高溫分解和深度氧化的綜合過程。焚燒法可以使可燃性固體廢物通過氧化分解，達到減容，消毒，回收能量及副產(chǎn)品的多重目的。作用：能同時實現(xiàn)減量化，無害化和資源化的目的。焚燒法是固廢的一條重要的處理、處置途徑。(一)概述7感謝你的欣賞2019-9-30一種高溫分解和深度氧化的綜合過程。焚燒法可以使可燃性固體廢物（二）焚燒法的處理對象無機－有機物混合性固體廢物(如城市垃圾)；某些特定的有機固體廢物（如醫(yī)院的帶菌廢物，石油化工廠和塑料廠的具有毒性的中間產(chǎn)物等）；多氯聯(lián)苯類高穩(wěn)定性的有機物。8感謝你的欣賞2019-9-30（二）焚燒法的處理對象無機－有機物混合性固體廢物(如城市垃圾（三）焚燒法的特點優(yōu)點：

減量（80～90％以上）；消毒（徹底）；資源化（能源和副產(chǎn)品）。缺點二次污染（大氣）；投資及運行管理費高；過程控制嚴(yán)格。9感謝你的欣賞2019-9-30（三）焚燒法的特點優(yōu)點：9感謝你的欣賞2019-9-30（四）焚燒－－熱量利用供熱：蒸汽、熱水、熱空氣

——適合小規(guī)模供電：過熱蒸汽——汽輪發(fā)電機組

——最有效轉(zhuǎn)換途徑之一熱電聯(lián)供：發(fā)電＋區(qū)域性供熱/供冷；發(fā)電＋工農(nóng)業(yè)供熱；發(fā)電＋區(qū)域性供熱＋工業(yè)供熱/冷

——有效綜合利用能量10感謝你的欣賞2019-9-30（四）焚燒－－熱量利用供熱：蒸汽、熱水、熱空氣10感謝你的2、焚燒技術(shù)發(fā)展過程較高效率的煙氣凈化系統(tǒng)19世紀(jì)中后期焚燒帶病毒、病菌的垃圾英、美、法等試驗研究，建立焚燒爐20世紀(jì)初機械化連續(xù)垃圾焚燒爐處理能力、焚燒效果、治污1960大型機械化爐排多樣化、T1970~1990自控、移動式機械爐排焚燒爐除塵資源化智能化多功能綜合化……我國始于198011感謝你的欣賞2019-9-302、焚燒技術(shù)發(fā)展過程較高效率的煙氣凈化系統(tǒng)19世紀(jì)中后期焚燒（一）燃燒與焚燒燃燒：具有強烈放熱效應(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；通常說的燃燒指的是有焰燃燒；焚燒：指生活垃圾和危險廢物的燃燒；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)雜的物理和化學(xué)變化，及相應(yīng)的傳質(zhì)和傳熱的綜合過程；二、焚燒原理12感謝你的欣賞2019-9-30（一）燃燒與焚燒二、焚燒原理12感謝你的欣賞2019-9-3燃燒的三個基本條件：可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)、引燃火源，在著火條件下著火燃燒；燃燒的著火方式：常見的有化學(xué)自然燃燒、熱燃燒、強迫點燃燃燒；、焚燒屬于強迫點燃燃燒；熱值：指單位重量的固體廢物燃燒釋放出來的熱量，以kJ/kg表示。粗熱值(HHV——高位熱值)：是指化合物在一定溫度下反應(yīng)到達最終產(chǎn)物的焓的變化。水為液態(tài)凈熱值(NHV、LHV——低位熱值)：水為氣態(tài)。13感謝你的欣賞2019-9-30燃燒的三個基本條件：可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)、引燃火源，在著火條件（二）焚燒原理1、干燥利用焚燒系統(tǒng)熱能，使入爐固體廢物中的水分汽化、蒸發(fā)的過程干燥形式：熱傳導(dǎo)干燥，對流干燥，輻射干燥影響因素：固體廢物含水率高低，決定干燥時間的長短，對于高水分固體廢物，需加輔助燃料來維持正常運行14感謝你的欣賞2019-9-30（二）焚燒原理1、干燥14感謝你的欣賞2019-9-302、熱分解固體廢物中的有機可燃物，在高溫作用下進行化學(xué)分解和聚合反應(yīng)的過程溫度越高，有機可燃物熱分解越徹底，熱分解速率越快15感謝你的欣賞2019-9-302、熱分解15感謝你的欣賞2019-9-303、燃燒是可燃物質(zhì)的快速分解和高溫氧化過程根據(jù)可燃物種類和性質(zhì)，燃燒機理可劃分為蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒蒸發(fā)燃燒：可燃物質(zhì)受熱融化、形成蒸汽后進行的燃燒反應(yīng)（蠟質(zhì)類）分解燃燒：可燃物質(zhì)中的碳氫化合物等，受熱分解、揮發(fā)為較小分子可燃氣體后再進行燃燒（紙、木材）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，與空氣接觸直接進行燃燒反應(yīng)（木炭、焦炭）16感謝你的欣賞2019-9-303、燃燒16感謝你的欣賞2019-9-30焚燒處理后的污染物①煙氣：組成：顆粒污染物（顆粒物、灰分顆粒）和氣態(tài)污染物；氣態(tài)污染物種類：SOx、COx、NOx、HCl、HF、二噁英類物質(zhì)；

SOx來源于廢紙和廚余垃圾；NOx一部分來源于空氣中的氮，一部分來源于廚余垃圾；HCl來源于廢塑料；二噁英類物質(zhì)來源于廢塑料、廢藥品，或其前驅(qū)體物質(zhì)，或特定條件下在爐外生成。17感謝你的欣賞2019-9-30焚燒處理后的污染物①煙氣：17感謝你的欣賞2019-9-30②殘渣焚燒處理的產(chǎn)渣量及殘渣性質(zhì)與固廢種類、焚燒技術(shù)、管理水平有關(guān)；殘渣的化學(xué)組成：主要是Ga、Si、Fe、Al、Mg的氧化物及重金屬氧化物；物理、化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定。18感謝你的欣賞2019-9-30②殘渣18感謝你的欣賞2019-9-30三、焚燒特性1、固體廢物的三組分水分：物料含水率太高，無法點燃，比如國內(nèi)垃圾廚余含量高，不宜點燃，歐美國家垃圾含水率低，較容易點燃可燃分：含量越高，越易燃燒灰分：灰分含量高時，相應(yīng)的可燃分含量低，不易燃燒2、熱值固體廢物低位熱值≤3350kJ/kg時，需添加輔助燃料燃燒19感謝你的欣賞2019-9-30三、焚燒特性1、固體廢物的三組分19感謝你的欣賞2019-9四、焚燒效果評價1、目測法肉眼觀測觀測焚燒煙氣，判斷焚燒效果，煙氣越黑、氣量越大，焚燒效果越差2、熱灼減量率法指焚燒殘渣經(jīng)灼燒減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)可燃物氧化、焚燒越徹底，焚燒灰渣中殘留可燃成分就越少，熱灼減量率就越小20感謝你的欣賞2019-9-30四、焚燒效果評價1、目測法2、熱灼減量率法20感謝你的欣賞23、二氧化碳法煙道排放氣中CO2濃度占CO2和CO濃度之和的百分比二氧化碳相對濃度越高，固廢焚燒越完全，焚燒效率越高4、有害有機物破壞去除率指焚燒過程中有害有機物減少的質(zhì)量占固體廢物所含有害有機物質(zhì)量的百分數(shù)焚燒越徹底，煙氣、灰渣中有害有機物含量越少21感謝你的欣賞2019-9-303、二氧化碳法4、有害有機物破壞去除率21感謝你的欣賞201五、焚燒技術(shù)1、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、水平機械焚燒爐、傾斜機械焚燒爐等熱量來自上方的輻射、煙氣的對流，垃圾層內(nèi)部著火的垃圾爐排和氣流翻轉(zhuǎn)及攪動下垃圾層松動不斷推動下落垃圾底部著火爐型設(shè)計和配風(fēng)設(shè)計22感謝你的欣賞2019-9-30五、焚燒技術(shù)1、層狀燃燒技術(shù)22感謝你的欣賞2019-9-32、流化燃燒技術(shù)較成熟，可處理低熱值、高水分廢物，但對入料要求均勻化、細小化流化床焚燒爐空氣流和煙氣流快速移動，物料流態(tài)化狀態(tài)3、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)較成熟，效率高回轉(zhuǎn)窯焚燒爐工作原理：筒體轉(zhuǎn)動對物料進行翻動23感謝你的欣賞2019-9-302、流化燃燒技術(shù)3、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)23感謝你的欣賞2019-9六、焚燒的主要影響因素（3T+1E）1、固體廢物性質(zhì)可燃分和有毒有害物質(zhì)的種類及含量、水分含量等熱值：低位熱值≤3350kJ/kg時，需添加輔助燃料固體廢物尺寸：尺寸越小，所需加熱和燃燒時間越短，固體物質(zhì)燃燒時間與物料粒度1~2次方成正比。此外，尺寸越小，比表面積越大，與空氣接觸越充分，利于提高焚燒效率生活垃圾含水量《=50%，低位熱值在3350-8374kj/kg24感謝你的欣賞2019-9-30六、焚燒的主要影響因素（3T+1E）1、固體廢物性質(zhì)24感謝2、焚燒溫度(temperature)焚燒溫度越高，所需停留時間越短，焚燒速率越快，焚燒效率越高溫度過高（高于1300℃），會影響內(nèi)襯耐火材料、會發(fā)生爐排結(jié)焦溫度太低（低于700℃），會發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物(當(dāng)焚燒溫度為700℃時會產(chǎn)生二惡英和六價鉻)最低溫度要高于物料燃點溫度一般要求生活垃圾的焚燒溫度在850-950度，醫(yī)院垃圾和危險廢物達到1150度25感謝你的欣賞2019-9-302、焚燒溫度(temperature)25感謝你的欣賞2013、停留時間(time)固體廢物在焚燒爐內(nèi)停留時間和煙氣在焚燒爐內(nèi)停留時間停留時間越長，焚燒越徹底，焚燒效果越好停留時間過長，會使焚燒爐處理量減少，經(jīng)濟上不合理停留時間過短，會造成不完全燃燒要求垃圾停留時間達到1.5~2h以上，煙氣停留時間達到2s26感謝你的欣賞2019-9-303、停留時間(time)26感謝你的欣賞2019-9-304、湍流度(turbulence)促進空氣與廢物充分混合，以達到完全燃燒有機械攪拌（爐床攪拌）、氣流動力攪動（流化床）5、過?？諝?excessair)焚燒所需氧氣由空氣提供，通過提供足夠空氣保證完全反應(yīng)供給過多過?？諝鈺?dǎo)致焚燒溫度降低、煙氣量增大過剩空氣是理論空氣量的1.7~2.5倍27感謝你的欣賞2019-9-304、湍流度(turbulence)5、過剩空氣(excess3T+1E3T：停留時間（Time），溫度（Temperature），湍流度（Turbulance）1E：空氣過剩系數(shù)（ExcessAir）28感謝你的欣賞2019-9-303T+1E3T：停留時間（Time），溫度（Temperat七、焚燒主要參數(shù)及熱平衡計算29感謝你的欣賞2019-9-30七、焚燒主要參數(shù)及熱平衡計算29感謝你的欣賞2019-9-（一）固體廢物熱值——指單位質(zhì)量固體廢物在完全燃燒時釋放出來的熱量。若熱值包含煙氣中水的潛熱，稱為高位熱值；若熱值不包含煙氣中水的潛熱，稱為低位熱值，二者之間關(guān)系式如下：Qs為煙氣中水的潛熱；w水、wcl、wF分別為可燃物中水、氯元素、氟的質(zhì)量分數(shù)；30感謝你的欣賞2019-9-30（一）固體廢物熱值——指單位質(zhì)量固體廢物在完全燃燒時釋放出來1、熱量輸入組成（1）固體廢物的熱量，Qw，kJ；（2）輔助燃料的熱量，Qf，kJ；（3）助燃空氣的熱量，Qa，kJ；熱平衡計算

——輸入熱量總和=輸出熱量總和

31感謝你的欣賞2019-9-301、熱量輸入組成（1）固體廢物的熱量，Qw，kJ；（2）輔助2、熱量輸出組成（1）有用熱量，Q1，kJ；（2）不完全燃燒熱損失，Q2，kJ；（3）機械熱損失，Q3，kJ；（4）水的汽化熱，Q4，kJ；（5）灰渣顯熱，Q5，kJ；Qw+Qf+Qa=Q1+Q2+Q3+Q4+Q532感謝你的欣賞2019-9-302、熱量輸出組成（1）有用熱量，Q1，kJ；（2）不完全燃燒例某固體廢物含可燃物60%、水分20%、惰性物（即灰分）20%，固體廢物的可燃元素組成為碳28%、氫4%、氧23%、氮4%、硫1%。假設(shè)：固體廢物的熱值為11630kJ/kg；爐柵殘渣含碳量5%；空氣進入爐膛的溫度為65℃，爐柵殘渣離開時的溫度為650℃；殘渣的比熱為0.323kJ/(kg·℃)；水的汽化潛熱2420kJ/kg；輻射損失為總爐膛輸入熱量的0.5%；碳的熱值為32564kJ/kg。試計算這種廢物燃燒后可利用的熱值。解：以固體廢物1kg為基準(zhǔn)（1）固體廢物的熱量Qw=11630x1=11630kJ33感謝你的欣賞2019-9-30例某固體廢物含可燃物60%、水分20%、惰性物（即灰分）2（2）不完全燃燒熱損失惰性物的質(zhì)量：1kgx0.20=0.2kg總殘渣量：0.2/(1-0.05)=0.2105kg殘渣中未燃燒碳的質(zhì)量：0.2105-0.2=0.0105kg未燃燒碳的熱損失：Q2=32564x0.0105=341.9kJ（3）機械熱損失（輻射熱損失）為進入焚燒爐總能量的0.5%，即Q3=11630x0.005=58.2kJ34感謝你的欣賞2019-9-30（2）不完全燃燒熱損失34感謝你的欣賞2019-9-30（4）水的汽化熱生成水的總質(zhì)量=固體廢物原含水量+組分中氫和氧生成水量固體廢物原含水量=1x0.2=0.2kg組分中氫和氧生成水量=1x0.04x18/2=0.36kg生成水的總質(zhì)量：0.2+0.36=0.56kg水的汽化熱：Q4=2420x0.56=1355.2kJ（5）殘渣帶出的顯熱Q5=0.2105x0.323x(650-65)=39.8kJ（6）可利用的熱值可利用的熱值：Q1=Qw-(Q2+Q3+Q4+Q5)=11630-(341.9+58.2+1355.2+39.8)=9834.9kJ35感謝你的欣賞2019-9-30（4）水的汽化熱35感謝你的欣賞2019-9-30（二）燃燒溫度——燃料與空氣混合燃燒，所有熱量全用于提高系統(tǒng)溫度和物料含熱，沒有熱量損失，這時煙氣達到的最高溫度近似計算公式：LHV——燃料低熱值；m煙——煙氣質(zhì)量，kg；wi——煙氣中第I種成分的質(zhì)量分數(shù)；Cpi——煙氣各成分質(zhì)量定壓熱容，kJ/(kg·K)；T2——焚燒爐火焰溫度，K；T1——室溫，K36感謝你的欣賞2019-9-30（二）燃燒溫度——燃料與空氣混合燃燒，所有熱量全用于提高系統(tǒng)理論空氣質(zhì)量與低位熱值的關(guān)系以烴類化合物替代固體廢物，設(shè)25℃烴類化合物燃燒時每產(chǎn)生4.18kJ低位熱值需1.5x10-3kg理論空氣，則有如果烴類化合物和輔助燃料完全燃燒，總量1kg,煙氣各成分在燃燒溫度范圍內(nèi)質(zhì)量定壓熱容均為1.254kJ/(kg?K),則有EA=m過空/m理空37感謝你的欣賞2019-9-30理論空氣質(zhì)量與低位熱值的關(guān)系以烴類化合物替代固體廢物，設(shè)25將m理空表達式代入，得m過空——過?？諝赓|(zhì)量，kg；EA——空氣過剩率，m過空/m理空；Cp——煙氣各成分質(zhì)量定壓熱容，1.254kJ/(kg·K)；T1——室溫，298K38感謝你的欣賞2019-9-30將m理空表達式代入，得m過空——過剩空氣質(zhì)量，kg；38感謝例某含萘、甲苯和氯苯的混合物，在空氣過量系數(shù)為0.50的條件下，于1120℃焚燒。最終主要有害有機物的去除率合格。試?yán)媒朴嬎惴ㄓ嬎惝?dāng)空氣過量系數(shù)為0、0.50、1時的絕熱火焰溫度。（已知該混合物低位熱值為9835kJ）解：以1kg廢物為基準(zhǔn)39感謝你的欣賞2019-9-30例某含萘、甲苯和氯苯的混合物，在空氣過量系數(shù)為0.50的條40感謝你的欣賞2019-9-3040感謝你的欣賞2019-9-30（三）空氣和煙氣量計算41感謝你的欣賞2019-9-30（三）空氣和煙氣量計算41感謝你的欣賞2019-9-30設(shè)1kg燃料中含碳、氫、氧、硫、氮、水分分別為C、H、O、S、N、Wkg，列出燃燒反應(yīng)式：

需氧量(kmol)碳燃燒：C+O2——CO2C/12氫燃燒：H2+1/2O2——H2OH/4硫燃燒：S+O2——SO2S/32燃料中的氧：O——1/2O2-O/321、理論需氧量V理氧=22.4*（C/12+H/4+S/32-O/32）（m3/kg）（以體積表示）V理氧=32*（C/12+H/4+S/32-O/32）（kg/kg）（以質(zhì)量表示）42感謝你的欣賞2019-9-30設(shè)1kg燃料中含碳、氫、氧、硫、氮、水分分別為C、H、O、S2、理論需空氣量空氣氧含量以體積計21%空氣氧含量以質(zhì)量計23%V理空=22.4*（C/12+H/4+S/32-O/32）/0.21=106.7*（C/12+H/4+S/32-O/32）（以體積表示）V理空=32*（C/12+H/4+S/32-O/32）/0.23=139.1*（C/12+H/4+S/32-O/32）（以質(zhì)量表示）3、實際空氣量

實際需空氣量通常是理論需空氣量的λ倍，λ稱為過?？諝庀禂?shù)V空

=λV理空（λ

=1.7~2.5）43感謝你的欣賞2019-9-302、理論需空氣量空氣氧含量以體積計21%空氣氧含量以質(zhì)量計4、煙氣量

——根據(jù)前述反應(yīng)公式計算VCO2=22.4*(C/12)VH2O=22.4*(H/2+W/18)VSO2=22.4*(S/32)VO2=(λ

-1)*V理空

*0.21VN2=λ

V理空

*0.79+22.4*(N/28)(假設(shè)廢物中的N以N2形式排放)

所以，總煙氣量是：V=VCO2+VH2O+VSO2+VO2+VN2=(λ-0.21)*V理空+22.4*(C/12+H/2+W/18+S/32+N/28)44感謝你的欣賞2019-9-304、煙氣量——根據(jù)前述反應(yīng)公式計算VCO2=22.4*(例：已知某垃圾樣品三成分分析及元素分析45感謝你的欣賞2019-9-30例：已知某垃圾樣品三成分分析及元素分析45感謝你的欣賞201解：1、僅考慮可燃分B，根據(jù)上述公式得理論空氣量：V理空=106.7*（C/12+H/4+S/32-O/32）

=106.7*（0.539/12+0.074/4+0.001/32-0.365/32）

=5.55(m3/kg)2、轉(zhuǎn)化為單位垃圾樣品的理論空氣量：

5.55*B，若B=37.5%，則理論空氣量為2.08m3/kg。

3、根據(jù)上述公式得煙氣量：λ

=1，V理空=2.08,C=0.2033,H=0.028,W=0.491,S=0.0002,N=0.0045V=(λ

-0.21)*V理空+22.4*(C/12+H/2+W/18+S/32+N/28)=(1-0.21)*2.08+22.4*(0.2033/12+0.028/2+0.491/18+0.0002/32+0.0045/28)=2.95(m3/kg)46感謝你的欣賞2019-9-30解：1、僅考慮可燃分B，根據(jù)上述公式得理論空氣量：V理空=1燃燒過程的平均停留時間假設(shè)燃燒為一級反應(yīng)，則：根據(jù)（Arrhenius)阿倫尼烏斯定律式中：CA0，CA－A組分的初始濃度和經(jīng)過燃燒時間t后的濃度

k－反應(yīng)速度常數(shù)

A－Ar-rhenius（阿倫尼斯常數(shù)，查表或由試驗確定）

E－活化能，cal/g，（查表，或由試驗確定）

R－通用氣體常數(shù)R＝1.987T－絕對溫度47感謝你的欣賞2019-9-30燃燒過程的平均停留時間根據(jù)（Arrhenius)阿倫尼【例】試計算在800℃的焚燒爐中焚燒氯苯，當(dāng)DRE（破壞去除率）分別為99%、99.9%、99.99%時的停留時間。已知：A=1.34×1017s-1；E=76600cal·g-1；R=1.987kcal/(g.mol.k)。注：T(K)=t(c)+273.15

48感謝你的欣賞2019-9-30【例】試計算在800℃的焚燒爐中焚燒氯苯，當(dāng)DRE（破壞去除解：（1）求800℃時的速率常數(shù)

代入已知數(shù)據(jù)，得到（2）求不同轉(zhuǎn)化率的停留時間

49感謝你的欣賞2019-9-3049感謝你的欣賞2019-9-3050感謝你的欣賞2019-9-3050感謝你的欣賞2019-9-30四、焚燒工藝由前處理系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)組成51感謝你的欣賞2019-9-30四、焚燒工藝由前處理系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、煙1、前處理系統(tǒng)主要操作：固體廢物的接收、貯存、分選或破碎具體包括固體廢物運輸、計量、登記、進場、卸料、混料、破碎、手選、磁選、篩分等主要設(shè)施：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，臭氣和滲濾液收集、處理設(shè)施等2、進料系統(tǒng)主要作用：向焚燒爐定量給料主要進料方法：爐排進料、螺旋給料、推料器給料52感謝你的欣賞2019-9-301、前處理系統(tǒng)主要操作：固體廢物的接收、貯存、分選或破碎2、3、焚燒爐系統(tǒng)主要作用：完成固體廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解和燃燒焚燒爐類型：固定爐排焚燒爐、水平鏈條爐排焚燒爐、傾斜機械爐排焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、流化床焚燒爐、立式焚燒爐、氣化熱解爐、氣化熔融爐、電子束焚燒爐、離子焚燒爐、催化焚燒爐等53感謝你的欣賞2019-9-303、焚燒爐系統(tǒng)主要作用：完成固體廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解和燃燒3、焚燒爐系統(tǒng)爐排有效面積燃燒室有效容積Q質(zhì)——爐排機械負荷，kg/(m2·h)；Q為單位時間固體廢物和燃料低位發(fā)熱量熱值kJ/h；Q熱——爐排熱力負荷，kJ/(m2·h)；W為單位時間垃圾和燃料質(zhì)量；Q體熱——燃燒室容積熱力負荷，kJ/(m3·h)；qV——煙氣體積流量，qV

=γW/(3600ρ)，m3/s；θ煙——煙氣停留時間，s。54感謝你的欣賞2019-9-303、焚燒爐系統(tǒng)爐排有效面積燃燒室有效容積Q質(zhì)——爐排機械負荷3、焚燒爐系統(tǒng)停留時間Q’——單位質(zhì)量固體廢物和燃料熱值，kJ/kg；qv,空——空氣流量，m2/s；m——垃圾質(zhì)量和燃料質(zhì)量，kg；θ固——固體停留時間，≥1.5~2h；θ煙——煙氣停留時間，≥2s；55感謝你的欣賞2019-9-303、焚燒爐系統(tǒng)停留時間Q’——單位質(zhì)量固體廢物和燃料熱值，k4、空氣系統(tǒng)作用：為固體廢物正常焚燒提供必需的助燃氧氣；冷卻爐排、混合爐料、控制煙氣氣流一次助燃空氣：指由爐排下送入焚燒爐的助燃空氣。60~80%，干燥段15%，燃燒段75%，燃燼段10%二次助燃空氣：指火焰上空氣和二次燃燒室的空氣。20~40%換熱器預(yù)熱助燃空氣：能改善焚燒效果，提高焚燒系統(tǒng)的有用熱，有利于余熱回收。設(shè)在余熱鍋爐后，200~280℃主要設(shè)施：通風(fēng)管道、進氣系統(tǒng)、風(fēng)機和空氣預(yù)熱器56感謝你的欣賞2019-9-304、空氣系統(tǒng)作用：為固體廢物正常焚燒提供必需的助燃氧氣；冷卻5、煙氣系統(tǒng)作用：去除煙氣中的顆粒狀污染物和氣態(tài)污染物，實現(xiàn)達標(biāo)排放顆粒狀污染物：通過重力沉降、離心分離、靜電除塵、袋式過濾等手段去除氣態(tài)污染物：SOx、NOx、HCl及有機氣體，利用吸收、吸附、氧化還原等技術(shù)凈化，有干法、半干法、濕法工藝57感謝你的欣賞2019-9-305、煙氣系統(tǒng)作用：去除煙氣中的顆粒狀污染物和氣態(tài)污染物，實現(xiàn)5、煙氣系統(tǒng)二惡英類物質(zhì)(PCDDs)：指含有二個氧鍵連結(jié)二個苯環(huán)的有機氯化合物，有兩類：氯苯并二惡英(TCDDs)和二苯呋喃類物質(zhì)(PCDFs)生成途徑：①垃圾中含有二惡英類物質(zhì)或其前驅(qū)體；②焚燒過程中二惡英類前驅(qū)體物質(zhì)反應(yīng)生成二惡英類物質(zhì)；③爐外生成二惡英類物質(zhì)（300-500度和催化劑）采取措施：控制燃燒溫度和停留時間；減少煙氣在200~500℃停留時間；對煙氣進行有效凈化主要設(shè)施：沉降室、旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器、洗滌塔、布袋過濾器、吸附塔等58感謝你的欣賞2019-9-305、煙氣系統(tǒng)二惡英類物質(zhì)(PCDDs)：58感謝你的欣賞206、其它工藝系統(tǒng)灰渣系統(tǒng)：焚燒灰渣由底灰及飛灰共同組成，多采用分開收集方式。國外一些焚燒廠將飛灰固化或熔融后，再合并底灰送到灰渣填埋場處置，以防止飛灰中的重金屬或有機性毒物產(chǎn)生二次污染廢水處理系統(tǒng)：將鍋爐排放廢水、生活污水、實驗室廢水等合并在一起處理，達標(biāo)后排放或回收再利用余熱系統(tǒng)：主要通過燃燒室四周的鍋爐爐管(即蒸發(fā)器)、過熱器、節(jié)熱器、爐管吹灰設(shè)備、蒸汽導(dǎo)管、安全閥等裝置回收余熱。發(fā)電系統(tǒng)：由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽被導(dǎo)入發(fā)電機，在急速冷凝過程中推動發(fā)電機的渦輪葉片，產(chǎn)生電力燃燒控制系統(tǒng)：根據(jù)垃圾熱值以及進料量，決定垃圾在爐床上的停留時間，使其燃燒溫度維持在高溫狀態(tài)。一般以調(diào)整爐床速度及控制助燃空氣量，必要時加入輔助燃油，維持穩(wěn)定的爐溫59感謝你的欣賞2019-9-306、其它工藝系統(tǒng)灰渣系統(tǒng)：焚燒灰渣由底灰及飛灰共同組成，多采60感謝你的欣賞2019-9-3060感謝你的欣賞2019-9-30五、焚燒設(shè)備機械爐排焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐流化床焚燒爐61感謝你的欣賞2019-9-30五、焚燒設(shè)備機械爐排焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐流化床焚燒爐61感謝你1、機械爐排焚燒爐分為干燥段、主燃段、后燃段三段廢物從進料端向出料端移動過程中，主要在爐排上完成廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解及燃燒反應(yīng)爐排可移動，起到輸送廢物和灰渣、混合物料、傳送空氣的作用造價昂貴，一次性投資大，不適合不發(fā)達地區(qū)62感謝你的欣賞2019-9-301、機械爐排焚燒爐分為干燥段、主燃段、后燃段三段廢物從進料端2、流化床焚燒爐流化床焚燒爐是一垂直的鋼制容器，在焚燒爐的下部安有布風(fēng)板，板上裝有載熱體，多用砂子?？諝鈴姆贌隣t下部進入，經(jīng)過布風(fēng)板使床層流態(tài)化固體廢物由爐頂或爐側(cè)進入爐內(nèi)，與高溫載熱體及氣流交換熱量而被干燥、熱分解并燃燒，產(chǎn)生的熱量貯存于載熱體中，并將氣流的溫度提高焚燒溫度不可太高，否則載熱體會出現(xiàn)粘結(jié)需要破碎預(yù)處理，需分離回收石英砂，不斷補充石英砂適合焚燒低熱值垃圾，適合在中小城鎮(zhèn)采用63感謝你的欣賞2019-9-302、流化床焚燒爐流化床焚燒爐是一垂直的鋼制容器，在焚燒爐的下3、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是一可旋轉(zhuǎn)的傾斜鋼制圓筒，爐體向下傾斜，分成干燥、燃燒、燃燼三段，固體廢物旋轉(zhuǎn)移動過程中，完成干燥、燃燒、燃燼過程。通過爐體緩慢轉(zhuǎn)動，達到攪拌和輸送廢物的目的用于處理生活垃圾時，由于動耗較大，會增加處理成本旋轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速及長徑比控制垃圾停留時間，長徑比高，停留時間長，成本高；長徑比低，垃圾不能達到完全燃燒；轉(zhuǎn)速大，垃圾易下滑，停留時間短64感謝你的欣賞2019-9-303、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是一可旋轉(zhuǎn)的傾斜鋼制圓筒，爐體向第二節(jié)熱解處理天然：橡膠、木材，紙張，蛋白質(zhì)，淀粉、纖維素、麥桿，廢油脂和污泥固廢中有機物人工合成：塑料，合成橡膠、合成纖維可作為熱解對象一、概述65感謝你的欣賞2019-9-30第二節(jié)熱解處理天然：橡膠、木材，紙張，蛋白質(zhì)，淀粉、纖維二、熱解原理定義：是將有機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)分解過程熱解與焚燒的比較（一）熱解定義和特點生物質(zhì)、塑料類、橡膠類等66感謝你的欣賞2019-9-30二、熱解原理定義：是將有機物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之成為熱解的特點（與焚燒相比）1、固廢中有機物轉(zhuǎn)化為燃料氣、油、炭黑為主的可儲存性能源2、無氧或缺氧分解，排氣量少，減少二次污染3、硫、重金屬等大部分被固定在炭黑中4、Cr3+不會轉(zhuǎn)化為Cr6+5、NOx產(chǎn)生量少（一）熱解定義和特點67感謝你的欣賞2019-9-30熱解的特點（與焚燒相比）（一）熱解定義和特點67感謝你的欣賞熱解過程：包含了大分子鍵的斷裂、異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng)，生成較小的分子（廢物組成、裂解溫度、催化劑）熱解反應(yīng)通式：（二）熱解過程及產(chǎn)物有機固體廢物＋熱量→氣體(H2、CH4、CO、CO2)＋有機液體(有機酸、芳烴、焦油)＋固體(炭黑、灰渣)如纖維素?zé)峤猓?(C6H10O5)→8H2O＋C6H8O＋2CO+2CO2＋CH4＋H2＋7C

其中：C6H8O代表液態(tài)的油品68感謝你的欣賞2019-9-30熱解過程：包含了大分子鍵的斷裂、異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng)，（三）熱解動力學(xué)規(guī)律69感謝你的欣賞2019-9-30（三）熱解動力學(xué)規(guī)律69感謝你的欣賞2019-9-30三、熱解工藝按供熱方式：可分成直接加熱和間接加熱

按熱解溫度：分為高溫?zé)峤?1000℃以上)、中溫?zé)峤?600~700℃)、低溫?zé)峤?600℃以下)按熱解爐的結(jié)構(gòu)：可分成固定床、移動床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐按熱解產(chǎn)物的狀態(tài)：可分成氣化方式、液化方式和炭化方式按熱分解與燃燒反應(yīng)是否在同一設(shè)備中進行：可分成單塔式和雙塔式按熱解過程是否生成爐渣：分成造渣型和非造渣型70感謝你的欣賞2019-9-30三、熱解工藝按供熱方式：可分成直接加熱和間接加熱70感謝你71感謝你的欣賞2019-9-3071感謝你的欣賞2019-9-3072感謝你的欣賞2019-9-3072感謝你的欣賞2019-9-3073感謝你的欣賞2019-9-3073感謝你的欣賞2019-9-3074感謝你的欣賞2019-9-3074感謝你的欣賞2019-9-3075感謝你的欣賞2019-9-3075感謝你的欣賞2019-9-3076感謝你的欣賞2019-9-3076感謝你的欣賞2019-9-3077感謝你的欣賞2019-9-3077感謝你的欣賞2019-9-3078感謝你的欣賞2019-9-3078感謝你的欣賞2019-9-3079感謝你的欣賞2019-9-3079感謝你的欣賞2019-9-3080感謝你的欣賞2019-9-3080感謝你的欣賞2019-9-3081感謝你的欣賞2019-9-3081感謝你的欣賞2019-9-30固體廢物處理與處置主講教師：xx

82感謝你的欣賞2019-9-30固體廢物處理與處置1感謝你的欣賞2019-9-30內(nèi)容回顧第五章重點內(nèi)容：厭氧消化原理厭氧消化的兩段理論厭氧消化的三段理論微生物浸出機理83感謝你的欣賞2019-9-30內(nèi)容回顧第五章重點內(nèi)容：2感謝你的欣賞2019-9-30第六章固體廢物熱處理84感謝你的欣賞2019-9-30第六章固體廢物熱處理3感謝你的欣賞2019-9-30固體廢物處理與處置

TreatmentandDisposalofSolidWaste

【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。

本章重點85感謝你的欣賞2019-9-30固體廢物處理與處置TreatmentandDisp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）:生活垃圾和危險廢物的燃燒（具有強烈放熱效應(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。焙燒:在低于熔點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142386感謝你的欣賞2019-9-30處理方法焚燒處理熱裂解焙燒處理其它熱焚燒（incinerat焚燒原理燃燒、燃燒機理、燃燒技術(shù)、主要影響因素?zé)崞胶饧盁煔夥治龉腆w廢物熱值、燃燒溫度、空氣和煙氣量計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)、焚燒爐選評第一節(jié)焚燒處理87感謝你的欣賞2019-9-30焚燒燃燒、燃燒機理、燃燒技術(shù)、主要影響因素?zé)崞胶饧盁煔夥治龉桃环N高溫分解和深度氧化的綜合過程。焚燒法可以使可燃性固體廢物通過氧化分解，達到減容，消毒，回收能量及副產(chǎn)品的多重目的。作用：能同時實現(xiàn)減量化，無害化和資源化的目的。焚燒法是固廢的一條重要的處理、處置途徑。(一)概述88感謝你的欣賞2019-9-30一種高溫分解和深度氧化的綜合過程。焚燒法可以使可燃性固體廢物（二）焚燒法的處理對象無機－有機物混合性固體廢物(如城市垃圾)；某些特定的有機固體廢物（如醫(yī)院的帶菌廢物，石油化工廠和塑料廠的具有毒性的中間產(chǎn)物等）；多氯聯(lián)苯類高穩(wěn)定性的有機物。89感謝你的欣賞2019-9-30（二）焚燒法的處理對象無機－有機物混合性固體廢物(如城市垃圾（三）焚燒法的特點優(yōu)點：

減量（80～90％以上）；消毒（徹底）；資源化（能源和副產(chǎn)品）。缺點二次污染（大氣）；投資及運行管理費高；過程控制嚴(yán)格。90感謝你的欣賞2019-9-30（三）焚燒法的特點優(yōu)點：9感謝你的欣賞2019-9-30（四）焚燒－－熱量利用供熱：蒸汽、熱水、熱空氣

——適合小規(guī)模供電：過熱蒸汽——汽輪發(fā)電機組

——最有效轉(zhuǎn)換途徑之一熱電聯(lián)供：發(fā)電＋區(qū)域性供熱/供冷；發(fā)電＋工農(nóng)業(yè)供熱；發(fā)電＋區(qū)域性供熱＋工業(yè)供熱/冷

——有效綜合利用能量91感謝你的欣賞2019-9-30（四）焚燒－－熱量利用供熱：蒸汽、熱水、熱空氣10感謝你的2、焚燒技術(shù)發(fā)展過程較高效率的煙氣凈化系統(tǒng)19世紀(jì)中后期焚燒帶病毒、病菌的垃圾英、美、法等試驗研究，建立焚燒爐20世紀(jì)初機械化連續(xù)垃圾焚燒爐處理能力、焚燒效果、治污1960大型機械化爐排多樣化、T1970~1990自控、移動式機械爐排焚燒爐除塵資源化智能化多功能綜合化……我國始于198092感謝你的欣賞2019-9-302、焚燒技術(shù)發(fā)展過程較高效率的煙氣凈化系統(tǒng)19世紀(jì)中后期焚燒（一）燃燒與焚燒燃燒：具有強烈放熱效應(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；通常說的燃燒指的是有焰燃燒；焚燒：指生活垃圾和危險廢物的燃燒；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)雜的物理和化學(xué)變化，及相應(yīng)的傳質(zhì)和傳熱的綜合過程；二、焚燒原理93感謝你的欣賞2019-9-30（一）燃燒與焚燒二、焚燒原理12感謝你的欣賞2019-9-3燃燒的三個基本條件：可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)、引燃火源，在著火條件下著火燃燒；燃燒的著火方式：常見的有化學(xué)自然燃燒、熱燃燒、強迫點燃燃燒；、焚燒屬于強迫點燃燃燒；熱值：指單位重量的固體廢物燃燒釋放出來的熱量，以kJ/kg表示。粗熱值(HHV——高位熱值)：是指化合物在一定溫度下反應(yīng)到達最終產(chǎn)物的焓的變化。水為液態(tài)凈熱值(NHV、LHV——低位熱值)：水為氣態(tài)。94感謝你的欣賞2019-9-30燃燒的三個基本條件：可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)、引燃火源，在著火條件（二）焚燒原理1、干燥利用焚燒系統(tǒng)熱能，使入爐固體廢物中的水分汽化、蒸發(fā)的過程干燥形式：熱傳導(dǎo)干燥，對流干燥，輻射干燥影響因素：固體廢物含水率高低，決定干燥時間的長短，對于高水分固體廢物，需加輔助燃料來維持正常運行95感謝你的欣賞2019-9-30（二）焚燒原理1、干燥14感謝你的欣賞2019-9-302、熱分解固體廢物中的有機可燃物，在高溫作用下進行化學(xué)分解和聚合反應(yīng)的過程溫度越高，有機可燃物熱分解越徹底，熱分解速率越快96感謝你的欣賞2019-9-302、熱分解15感謝你的欣賞2019-9-303、燃燒是可燃物質(zhì)的快速分解和高溫氧化過程根據(jù)可燃物種類和性質(zhì)，燃燒機理可劃分為蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒蒸發(fā)燃燒：可燃物質(zhì)受熱融化、形成蒸汽后進行的燃燒反應(yīng)（蠟質(zhì)類）分解燃燒：可燃物質(zhì)中的碳氫化合物等，受熱分解、揮發(fā)為較小分子可燃氣體后再進行燃燒（紙、木材）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，與空氣接觸直接進行燃燒反應(yīng)（木炭、焦炭）97感謝你的欣賞2019-9-303、燃燒16感謝你的欣賞2019-9-30焚燒處理后的污染物①煙氣：組成：顆粒污染物（顆粒物、灰分顆粒）和氣態(tài)污染物；氣態(tài)污染物種類：SOx、COx、NOx、HCl、HF、二噁英類物質(zhì)；

SOx來源于廢紙和廚余垃圾；NOx一部分來源于空氣中的氮，一部分來源于廚余垃圾；HCl來源于廢塑料；二噁英類物質(zhì)來源于廢塑料、廢藥品，或其前驅(qū)體物質(zhì)，或特定條件下在爐外生成。98感謝你的欣賞2019-9-30焚燒處理后的污染物①煙氣：17感謝你的欣賞2019-9-30②殘渣焚燒處理的產(chǎn)渣量及殘渣性質(zhì)與固廢種類、焚燒技術(shù)、管理水平有關(guān)；殘渣的化學(xué)組成：主要是Ga、Si、Fe、Al、Mg的氧化物及重金屬氧化物；物理、化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定。99感謝你的欣賞2019-9-30②殘渣18感謝你的欣賞2019-9-30三、焚燒特性1、固體廢物的三組分水分：物料含水率太高，無法點燃，比如國內(nèi)垃圾廚余含量高，不宜點燃，歐美國家垃圾含水率低，較容易點燃可燃分：含量越高，越易燃燒灰分：灰分含量高時，相應(yīng)的可燃分含量低，不易燃燒2、熱值固體廢物低位熱值≤3350kJ/kg時，需添加輔助燃料燃燒100感謝你的欣賞2019-9-30三、焚燒特性1、固體廢物的三組分19感謝你的欣賞2019-9四、焚燒效果評價1、目測法肉眼觀測觀測焚燒煙氣，判斷焚燒效果，煙氣越黑、氣量越大，焚燒效果越差2、熱灼減量率法指焚燒殘渣經(jīng)灼燒減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)可燃物氧化、焚燒越徹底，焚燒灰渣中殘留可燃成分就越少，熱灼減量率就越小101感謝你的欣賞2019-9-30四、焚燒效果評價1、目測法2、熱灼減量率法20感謝你的欣賞23、二氧化碳法煙道排放氣中CO2濃度占CO2和CO濃度之和的百分比二氧化碳相對濃度越高，固廢焚燒越完全，焚燒效率越高4、有害有機物破壞去除率指焚燒過程中有害有機物減少的質(zhì)量占固體廢物所含有害有機物質(zhì)量的百分數(shù)焚燒越徹底，煙氣、灰渣中有害有機物含量越少102感謝你的欣賞2019-9-303、二氧化碳法4、有害有機物破壞去除率21感謝你的欣賞201五、焚燒技術(shù)1、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、水平機械焚燒爐、傾斜機械焚燒爐等熱量來自上方的輻射、煙氣的對流，垃圾層內(nèi)部著火的垃圾爐排和氣流翻轉(zhuǎn)及攪動下垃圾層松動不斷推動下落垃圾底部著火爐型設(shè)計和配風(fēng)設(shè)計103感謝你的欣賞2019-9-30五、焚燒技術(shù)1、層狀燃燒技術(shù)22感謝你的欣賞2019-9-32、流化燃燒技術(shù)較成熟，可處理低熱值、高水分廢物，但對入料要求均勻化、細小化流化床焚燒爐空氣流和煙氣流快速移動，物料流態(tài)化狀態(tài)3、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)較成熟，效率高回轉(zhuǎn)窯焚燒爐工作原理：筒體轉(zhuǎn)動對物料進行翻動104感謝你的欣賞2019-9-302、流化燃燒技術(shù)3、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)23感謝你的欣賞2019-9六、焚燒的主要影響因素（3T+1E）1、固體廢物性質(zhì)可燃分和有毒有害物質(zhì)的種類及含量、水分含量等熱值：低位熱值≤3350kJ/kg時，需添加輔助燃料固體廢物尺寸：尺寸越小，所需加熱和燃燒時間越短，固體物質(zhì)燃燒時間與物料粒度1~2次方成正比。此外，尺寸越小，比表面積越大，與空氣接觸越充分，利于提高焚燒效率生活垃圾含水量《=50%，低位熱值在3350-8374kj/kg105感謝你的欣賞2019-9-30六、焚燒的主要影響因素（3T+1E）1、固體廢物性質(zhì)24感謝2、焚燒溫度(temperature)焚燒溫度越高，所需停留時間越短，焚燒速率越快，焚燒效率越高溫度過高（高于1300℃），會影響內(nèi)襯耐火材料、會發(fā)生爐排結(jié)焦溫度太低（低于700℃），會發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物(當(dāng)焚燒溫度為700℃時會產(chǎn)生二惡英和六價鉻)最低溫度要高于物料燃點溫度一般要求生活垃圾的焚燒溫度在850-950度，醫(yī)院垃圾和危險廢物達到1150度106感謝你的欣賞2019-9-302、焚燒溫度(temperature)25感謝你的欣賞2013、停留時間(time)固體廢物在焚燒爐內(nèi)停留時間和煙氣在焚燒爐內(nèi)停留時間停留時間越長，焚燒越徹底，焚燒效果越好停留時間過長，會使焚燒爐處理量減少，經(jīng)濟上不合理停留時間過短，會造成不完全燃燒要求垃圾停留時間達到1.5~2h以上，煙氣停留時間達到2s107感謝你的欣賞2019-9-303、停留時間(time)26感謝你的欣賞2019-9-304、湍流度(turbulence)促進空氣與廢物充分混合，以達到完全燃燒有機械攪拌（爐床攪拌）、氣流動力攪動（流化床）5、過?？諝?excessair)焚燒所需氧氣由空氣提供，通過提供足夠空氣保證完全反應(yīng)供給過多過?？諝鈺?dǎo)致焚燒溫度降低、煙氣量增大過剩空氣是理論空氣量的1.7~2.5倍108感謝你的欣賞2019-9-304、湍流度(turbulence)5、過?？諝?excess3T+1E3T：停留時間（Time），溫度（Temperature），湍流度（Turbulance）1E：空氣過剩系數(shù)（ExcessAir）109感謝你的欣賞2019-9-303T+1E3T：停留時間（Time），溫度（Temperat七、焚燒主要參數(shù)及熱平衡計算110感謝你的欣賞2019-9-30七、焚燒主要參數(shù)及熱平衡計算29感謝你的欣賞2019-9-（一）固體廢物熱值——指單位質(zhì)量固體廢物在完全燃燒時釋放出來的熱量。若熱值包含煙氣中水的潛熱，稱為高位熱值；若熱值不包含煙氣中水的潛熱，稱為低位熱值，二者之間關(guān)系式如下：Qs為煙氣中水的潛熱；w水、wcl、wF分別為可燃物中水、氯元素、氟的質(zhì)量分數(shù)；111感謝你的欣賞2019-9-30（一）固體廢物熱值——指單位質(zhì)量固體廢物在完全燃燒時釋放出來1、熱量輸入組成（1）固體廢物的熱量，Qw，kJ；（2）輔助燃料的熱量，Qf，kJ；（3）助燃空氣的熱量，Qa，kJ；熱平衡計算

——輸入熱量總和=輸出熱量總和

112感謝你的欣賞2019-9-301、熱量輸入組成（1）固體廢物的熱量，Qw，kJ；（2）輔助2、熱量輸出組成（1）有用熱量，Q1，kJ；（2）不完全燃燒熱損失，Q2，kJ；（3）機械熱損失，Q3，kJ；（4）水的汽化熱，Q4，kJ；（5）灰渣顯熱，Q5，kJ；Qw+Qf+Qa=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5113感謝你的欣賞2019-9-302、熱量輸出組成（1）有用熱量，Q1，kJ；（2）不完全燃燒例某固體廢物含可燃物60%、水分20%、惰性物（即灰分）20%，固體廢物的可燃元素組成為碳28%、氫4%、氧23%、氮4%、硫1%。假設(shè)：固體廢物的熱值為11630kJ/kg；爐柵殘渣含碳量5%；空氣進入爐膛的溫度為65℃，爐柵殘渣離開時的溫度為650℃；殘渣的比熱為0.323kJ/(kg·℃)；水的汽化潛熱2420kJ/kg；輻射損失為總爐膛輸入熱量的0.5%；碳的熱值為32564kJ/kg。試計算這種廢物燃燒后可利用的熱值。解：以固體廢物1kg為基準(zhǔn)（1）固體廢物的熱量Qw=11630x1=11630kJ114感謝你的欣賞2019-9-30例某固體廢物含可燃物60%、水分20%、惰性物（即灰分）2（2）不完全燃燒熱損失惰性物的質(zhì)量：1kgx0.20=0.2kg總殘渣量：0.2/(1-0.05)=0.2105kg殘渣中未燃燒碳的質(zhì)量：0.2105-0.2=0.0105kg未燃燒碳的熱損失：Q2=32564x0.0105=341.9kJ（3）機械熱損失（輻射熱損失）為進入焚燒爐總能量的0.5%，即Q3=11630x0.005=58.2kJ115感謝你的欣賞2019-9-30（2）不完全燃燒熱損失34感謝你的欣賞2019-9-30（4）水的汽化熱生成水的總質(zhì)量=固體廢物原含水量+組分中氫和氧生成水量固體廢物原含水量=1x0.2=0.2kg組分中氫和氧生成水量=1x0.04x18/2=0.36kg生成水的總質(zhì)量：0.2+0.36=0.56kg水的汽化熱：Q4=2420x0.56=1355.2kJ（5）殘渣帶出的顯熱Q5=0.2105x0.323x(650-65)=39.8kJ（6）可利用的熱值可利用的熱值：Q1=Qw-(Q2+Q3+Q4+Q5)=11630-(341.9+58.2+1355.2+39.8)=9834.9kJ116感謝你的欣賞2019-9-30（4）水的汽化熱35感謝你的欣賞2019-9-30（二）燃燒溫度——燃料與空氣混合燃燒，所有熱量全用于提高系統(tǒng)溫度和物料含熱，沒有熱量損失，這時煙氣達到的最高溫度近似計算公式：LHV——燃料低熱值；m煙——煙氣質(zhì)量，kg；wi——煙氣中第I種成分的質(zhì)量分數(shù)；Cpi——煙氣各成分質(zhì)量定壓熱容，kJ/(kg·K)；T2——焚燒爐火焰溫度，K；T1——室溫，K117感謝你的欣賞2019-9-30（二）燃燒溫度——燃料與空氣混合燃燒，所有熱量全用于提高系統(tǒng)理論空氣質(zhì)量與低位熱值的關(guān)系以烴類化合物替代固體廢物，設(shè)25℃烴類化合物燃燒時每產(chǎn)生4.18kJ低位熱值需1.5x10-3kg理論空氣，則有如果烴類化合物和輔助燃料完全燃燒，總量1kg,煙氣各成分在燃燒溫度范圍內(nèi)質(zhì)量定壓熱容均為1.254kJ/(kg?K),則有EA=m過空/m理空118感謝你的欣賞2019-9-30理論空氣質(zhì)量與低位熱值的關(guān)系以烴類化合物替代固體廢物，設(shè)25將m理空表達式代入，得m過空——過剩空氣質(zhì)量，kg；EA——空氣過剩率，m過空/m理空；Cp——煙氣各成分質(zhì)量定壓熱容，1.254kJ/(kg·K)；T1——室溫，298K119感謝你的欣賞2019-9-30將m理空表達式代入，得m過空——過?？諝赓|(zhì)量，kg；38感謝例某含萘、甲苯和氯苯的混合物，在空氣過量系數(shù)為0.50的條件下，于1120℃焚燒。最終主要有害有機物的去除率合格。試?yán)媒朴嬎惴ㄓ嬎惝?dāng)空氣過量系數(shù)為0、0.50、1時的絕熱火焰溫度。（已知該混合物低位熱值為9835kJ）解：以1kg廢物為基準(zhǔn)120感謝你的欣賞2019-9-30例某含萘、甲苯和氯苯的混合物，在空氣過量系數(shù)為0.50的條121感謝你的欣賞2019-9-3040感謝你的欣賞2019-9-30（三）空氣和煙氣量計算122感謝你的欣賞2019-9-30（三）空氣和煙氣量計算41感謝你的欣賞2019-9-30設(shè)1kg燃料中含碳、氫、氧、硫、氮、水分分別為C、H、O、S、N、Wkg，列出燃燒反應(yīng)式：

需氧量(kmol)碳燃燒：C+O2——CO2C/12氫燃燒：H2+1/2O2——H2OH/4硫燃燒：S+O2——SO2S/32燃料中的氧：O——1/2O2-O/321、理論需氧量V理氧=22.4*（C/12+H/4+S/32-O/32）（m3/kg）（以體積表示）V理氧=32*（C/12+H/4+S/32-O/32）（kg/kg）（以質(zhì)量表示）123感謝你的欣賞2019-9-30設(shè)1kg燃料中含碳、氫、氧、硫、氮、水分分別為C、H、O、S2、理論需空氣量空氣氧含量以體積計21%空氣氧含量以質(zhì)量計23%V理空=22.4*（C/12+H/4+S/32-O/32）/0.21=106.7*（C/12+H/4+S/32-O/32）（以體積表示）V理空=32*（C/12+H/4+S/32-O/32）/0.23=139.1*（C/12+H/4+S/32-O/32）（以質(zhì)量表示）3、實際空氣量

實際需空氣量通常是理論需空氣量的λ倍，λ稱為過?？諝庀禂?shù)V空

=λV理空（λ

=1.7~2.5）124感謝你的欣賞2019-9-302、理論需空氣量空氣氧含量以體積計21%空氣氧含量以質(zhì)量計4、煙氣量

——根據(jù)前述反應(yīng)公式計算VCO2=22.4*(C/12)VH2O=22.4*(H/2+W/18)VSO2=22.4*(S/32)VO2=(λ

-1)*V理空

*0.21VN2=λ

V理空

*0.79+22.4*(N/28)(假設(shè)廢物中的N以N2形式排放)

所以，總煙氣量是：V=VCO2+VH2O+VSO2+VO2+VN2=(λ-0.21)*V理空+22.4*(C/12+H/2+W/18+S/32+N/28)125感謝你的欣賞2019-9-304、煙氣量——根據(jù)前述反應(yīng)公式計算VCO2=22.4*(例：已知某垃圾樣品三成分分析及元素分析126感謝你的欣賞2019-9-30例：已知某垃圾樣品三成分分析及元素分析45感謝你的欣賞201解：1、僅考慮可燃分B，根據(jù)上述公式得理論空氣量：V理空=106.7*（C/12+H/4+S/32-O/32）

=106.7*（0.539/12+0.074/4+0.001/32-0.365/32）

=5.55(m3/kg)2、轉(zhuǎn)化為單位垃圾樣品的理論空氣量：

5.55*B，若B=37.5%，則理論空氣量為2.08m3/kg。

3、根據(jù)上述公式得煙氣量：λ

=1，V理空=2.08,C=0.2033,H=0.028,W=0.491,S=0.0002,N=0.0045V=(λ

-0.21)*V理空+22.4*(C/12+H/2+W/18+S/32+N/28)=(1-0.21)*2.08+22.4*(0.2033/12+0.028/2+0.491/18+0.0002/32+0.0045/28)=2.95(m3/kg)127感謝你的欣賞2019-9-30解：1、僅考慮可燃分B，根據(jù)上述公式得理論空氣量：V理空=1燃燒過程的平均停留時間假設(shè)燃燒為一級反應(yīng)，則：根據(jù)（Arrhenius)阿倫尼烏斯定律式中：CA0，CA－A組分的初始濃度和經(jīng)過燃燒時間t后的濃度

k－反應(yīng)速度常數(shù)

A－Ar-rhenius（阿倫尼斯常數(shù)，查表或由試驗確定）

E－活化能，cal/g，（查表，或由試驗確定）

R－通用氣體常數(shù)R＝1.987T－絕對溫度128感謝你的欣賞2019-9-30燃燒過程的平均停留時間根據(jù)（Arrhenius)阿倫尼【例】試計算在800℃的焚燒爐中焚燒氯苯，當(dāng)DRE（破壞去除率）分別為99%、99.9%、99.99%時的停留時間。已知：A=1.34×1017s-1；E=76600cal·g-1；R=1.987kcal/(g.mol.k)。注：T(K)=t(c)+273.15

129感謝你的欣賞2019-9-30【例】試計算在800℃的焚燒爐中焚燒氯苯，當(dāng)DRE（破壞去除解：（1）求800℃時的速率常數(shù)

代入已知數(shù)據(jù)，得到（2）求不同轉(zhuǎn)化率的停留時間

130感謝你的欣賞2019-9-3049感謝你的欣賞2019-9-30131感謝你的欣賞2019-9-3050感謝你的欣賞2019-9-30四、焚燒工藝由前處理系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)組成132感謝你的欣賞2019-9-30四、焚燒工藝由前處理系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、煙1、前處理系統(tǒng)主要操作：固體廢物的接收、貯存、分選或破碎具體包括固體廢物運輸、計量、登記、進場、卸料、混料、破碎、手選、磁選、篩分等主要設(shè)施：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，臭氣和滲濾液收集、處理設(shè)施等2、進料系統(tǒng)主要作用：向焚燒爐定量給料主要進料方法：爐排進料、螺旋給料、推料器給料133感謝你的欣賞2019-9-301、前處理系統(tǒng)主要操作：固體廢物的接收、貯存、分選或破碎2、3、焚燒爐系統(tǒng)主要作用：完成固體廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解和燃燒焚燒爐類型：固定爐排焚燒爐、水平鏈條爐排焚燒爐、傾斜機械爐排焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、流化床焚燒爐、立式焚燒爐、氣化熱解爐、氣化熔融爐、電子束焚燒爐、離子焚燒爐、催化焚燒爐等134感謝你的欣賞2019-9-303、焚燒爐系統(tǒng)主要作用：完成固體廢物蒸發(fā)、干燥、熱分解和燃燒3、焚燒爐系統(tǒng)爐排有效面積燃燒室有效容積Q質(zhì)——爐排機械負荷，kg/(m2·h)；Q為單位時間固體廢物和燃料低位發(fā)熱量熱值kJ/h；Q熱——爐排熱力負荷，kJ/(m2·h)；W為單位時間垃圾和燃料質(zhì)量；Q體熱——燃燒室容積熱力負荷，kJ/(m3·h)；qV——煙氣體積流量，qV

=γW/(3600ρ)，m3/s；θ煙——煙氣停留時間，s。135感謝你的欣賞2019-9-303、焚燒爐系統(tǒng)爐排有效面積燃燒室有效容積Q質(zhì)——爐排機械負荷3、焚燒爐系統(tǒng)停留時間Q’——單位質(zhì)量固體廢物和燃料熱值，kJ/kg；qv,空——空氣流量，m2/s；m——垃圾質(zhì)量和燃料質(zhì)量，kg；θ固——固體停留時間，≥1.5~2h；θ煙——煙氣停留時間，≥2s；136感謝你的欣賞2019-9-303、焚燒爐系統(tǒng)停留時間Q’——單位質(zhì)量固體廢物和燃料熱值，k4、空氣系統(tǒng)作用：為固體廢物正常焚燒提供必需的助燃氧氣；冷卻爐排、混合爐料、控制煙氣氣流一次助燃空氣：指由爐排下送入焚燒爐的助燃空氣。60~80%，干燥段15%，燃燒段75%，燃燼段10%二次助燃空氣：指火焰上空氣和二次燃燒室的空氣。20~40%換熱器預(yù)熱助燃空氣：能改善焚燒效果，提高焚燒系統(tǒng)的有用熱，有利于余熱回收。設(shè)在余熱鍋爐后，200~280℃主要設(shè)施：通風(fēng)管道、進氣系統(tǒng)、風(fēng)機和空氣預(yù)熱器137感謝你的欣賞2019-9-304、空氣系統(tǒng)作用：為固體廢物正常焚燒提供必需的助燃氧氣；冷卻5、煙氣系統(tǒng)作用：去除煙氣中的顆粒狀污染物和氣態(tài)污染物，實現(xiàn)達標(biāo)排放顆粒狀污染物：通過重力沉降、離心分離、靜電除塵、袋式過濾等手段去除氣態(tài)污染物：SOx、NOx、HCl及有機氣體，利用吸收、吸附、氧化還原等技術(shù)凈化，有干法、半干法、濕法工藝138感謝你的欣賞2019-9-305、煙氣系統(tǒng)作用：去除煙氣中的顆粒狀污染物和氣態(tài)污染物，實現(xiàn)5、煙氣系統(tǒng)二惡英類物質(zhì)(PCDDs)：指含有二個氧鍵連結(jié)二個苯環(huán)的有機氯化合物，有兩類：氯苯并二惡英(TCDDs)和二苯呋喃類物質(zhì)(PCDFs)生成途徑：①垃圾中含有