第四章固体废物热处理课件

固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置1l 基本概念：焚烧、热值、热解、基本概念：焚烧、热值、热解、l 焚烧：焚烧原理；热平衡和烟气分析、焚烧工艺、焚烧：焚烧原理；热平衡和烟气分析、焚烧工艺、焚烧评价；焚烧炉系统、焚烧评价；焚烧评价；焚烧炉系统、焚烧评价；l 热解：热解原理热解：热解原理 本节重点本节重点第四章第四章 固体废物的处理固体废物的处理4.3 固体废物的热处理固体废物的热处理 基本概念：焚烧、热值、热解、2本节内容本节内容1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理3 固体废物的其他热处理固体废物的其他热处理4.3 固体废物的热处理固体废物的热处理本节内容1 固体废物的焚烧处理4.3 固体废物的热处理3处理方法处理方法1焚烧处理焚烧处理2热裂解热裂解3焙烧处理焙烧处理焚烧（焚烧（焚烧（焚烧（incinerationincineration）:生活生活生活生活垃圾和危险废物的燃烧（具有垃圾和危险废物的燃烧（具有垃圾和危险废物的燃烧（具有垃圾和危险废物的燃烧（具有强烈放热效应、有基态和电子强烈放热效应、有基态和电子强烈放热效应、有基态和电子强烈放热效应、有基态和电子激发态的自由基出现、并伴有激发态的自由基出现、并伴有激发态的自由基出现、并伴有激发态的自由基出现、并伴有光辐射的化学反应现象光辐射的化学反应现象光辐射的化学反应现象光辐射的化学反应现象 ）热解热解热解热解:是将有机物在无氧或是将有机物在无氧或是将有机物在无氧或是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成缺氧状态下加热，使之成缺氧状态下加热，使之成缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃为气态、液态或固态可燃为气态、液态或固态可燃为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过物质的化学分解过物质的化学分解过物质的化学分解过 程。程。程。程。焙烧焙烧焙烧焙烧:在低于熔点的温度下热处理在低于熔点的温度下热处理在低于熔点的温度下热处理在低于熔点的温度下热处理废物改变废物的物理化学性质以利废物改变废物的物理化学性质以利废物改变废物的物理化学性质以利废物改变废物的物理化学性质以利于后续资源化利用的处理过程于后续资源化利用的处理过程于后续资源化利用的处理过程于后续资源化利用的处理过程4.3 固体废物的热处理固体废物的热处理处理方法1焚烧处理2热裂解3焙烧处理焚烧（incinerat4焚烧处理焚烧处理 以以高温分解高温分解和和深度氧化深度氧化为主要手段，通过改为主要手段，通过改变废物的变废物的化学、物理化学、物理或或生物特性和组成生物特性和组成来处理固来处理固体废物的过程。体废物的过程。1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧处理 以高温分解和深度氧化为主要手段，通过改变废物5固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理：就是将固体废物进行高温分解和深度氧化：就是将固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。的处理过程。l 在燃烧过程中，具有强烈的放热效应并伴随着光辐射。l 一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在8001200的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化无害化、减量化、资源化的处理技术。1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧概述焚烧概述固体废物焚烧处理：就是将固体废物进行高温分解和深度氧化的处理6l对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质，以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。l目前在工业发达国家焚烧法已被作为城市垃圾处理的主要方法之一，得到广泛应用，我国也正在加快开发研究的速度，以推进城市垃圾的综合利用。l焚烧法适宜处理有机成分多、热值高的废物；当处理可燃有机物组分很少的废物时，需补加大量的燃料，这会使运行费用增高 1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物7焚烧技术发展过程焚烧技术发展过程较高效率的烟气净化系统较高效率的烟气净化系统19世纪中后期世纪中后期焚烧带病毒、病菌的垃圾焚烧带病毒、病菌的垃圾英、美、法等试验研究，英、美、法等试验研究，建立焚烧炉建立焚烧炉20世纪初世纪初机械化连续垃圾焚烧炉机械化连续垃圾焚烧炉处理能力、焚烧效果、治处理能力、焚烧效果、治污污1960大型机械化炉排大型机械化炉排多样化、多样化、T19701990自控、移动式机械炉排焚烧炉自控、移动式机械炉排焚烧炉除尘除尘资源化资源化智能化智能化多功能多功能综合化综合化我国始于我国始于19801 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧技术发展过程较高效率的烟气净化系统19世纪中后期焚烧带病8世界各国和地区使用焚烧法处理城市垃圾的统计数据世界各国和地区使用焚烧法处理城市垃圾的统计数据世界各国和地区使用焚烧法处理城市垃圾的统计数据世界各国和地区使用焚烧法处理城市垃圾的统计数据国家和地区填埋/%焚烧/%堆肥/%美国美国19966226(目前40%)2中国台湾199659401法国法国1994403822德国德国199560373日本日本199325741新加坡01000世界各国和地区使用焚烧法处理城市垃圾的统计数据国家和地区填埋9国内发展状况国内发展状况l发展：在我国，城市生活垃圾焚烧技术应用起步较晚。l现状：深圳1985年引进日本三菱重工垃圾焚烧技术设备，成为我国第一个现代化垃圾焚烧发电厂（深圳市政环卫综合处理厂）。85年开工，88年11月第1、2条生产线投产，每条生产线日处理能力150t。随后又扩建了生产线。l广州在垃圾发电厂为德国巴高克公司成套设备总投资6.3亿人民币。投产后日处理1000t/d，减容90t。珠江三角洲发达地区的生活垃圾的热值较高，达7000kJkg。国内发展状况发展：在我国，城市生活垃圾焚烧技术应用起步较晚。10第四章固体废物热处理课件11焚烧技术主要特点焚烧技术主要特点优点优点l减量效果好：垃圾焚烧后，一般可减重80%和减容90%以上l无害化程度高l可以靠近市区建厂l焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。l焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响；l充分实现垃圾处理的资源化：热能可以利用因此，焚烧能以最快的速度实现垃圾处理的无害化、减量化和资源化。目前，在发达国家已被广泛采用。缺点缺点l焚烧法对垃圾的热值有一定要求;l建设成本和运行成本相对高;l管理水平和设备维修要求高；l焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成二次污染。l不同季节、年份垃圾热值的变化不同。焚烧技术主要特点优点12 温度温度温度温度 着火条件着火条件着火条件着火条件 可燃物质可燃物质可燃物质可燃物质 助燃物质助燃物质助燃物质助燃物质 引燃火源引燃火源引燃火源引燃火源蒸发蒸发挥发挥发分解分解烧结、熔融烧结、熔融氧化还原氧化还原焚烧焚烧焚烧焚烧焚烧原理焚烧原理Organic matter+excess air N2+CO2+H2O+SO2+ash+heat 可燃物质 蒸发挥发分解烧结、熔融氧化还原焚烧焚烧131 1、干燥、干燥、干燥、干燥利用焚烧系统热能，使入炉固体废物中的水分汽化、蒸发的过程利用焚烧系统热能，使入炉固体废物中的水分汽化、蒸发的过程2 2、热分解、热分解、热分解、热分解固体废物中的有机可燃物，在高温作用下进行化学分解和聚合反应固体废物中的有机可燃物，在高温作用下进行化学分解和聚合反应的过程的过程3 3、燃烧、燃烧、燃烧、燃烧是可燃物质的是可燃物质的快速分解快速分解和和高温氧化高温氧化过程过程根据可燃物种类和性质，燃烧机理可划分为根据可燃物种类和性质，燃烧机理可划分为蒸发燃烧蒸发燃烧、分解燃烧分解燃烧和和表面燃烧表面燃烧l 蒸发燃烧蒸发燃烧：可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行的燃烧反应：可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行的燃烧反应 如：如：蜡蜡l 分解燃烧分解燃烧：可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、挥发为较小：可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、挥发为较小分子可燃气体后再进行燃烧分子可燃气体后再进行燃烧.如如木材和纸类；木材和纸类；l 表面燃烧表面燃烧：可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时，与空气：可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时，与空气接触直接进行燃烧反应接触直接进行燃烧反应.如木炭、焦炭。如木炭、焦炭。燃烧过程燃烧过程1、干燥燃烧过程14燃烧段燃烧段原生垃圾焚烧过程原生垃圾焚烧过程原生垃圾原生垃圾干干 燥燥气化燃烧气化燃烧火焰燃烧火焰燃烧静态燃烧静态燃烧炉渣炉渣水蒸气水蒸气还原性气体还原性气体火焰火焰剩余氧气剩余氧气料斗料斗原原生生垃垃圾圾干燥段干燥段H2O燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气15%75%10%灰灰炉渣炉渣燃烬段燃烬段O2、N2燃烧完了点燃烧完了点完完全全燃燃烧烧O2辐辐射射热热CmHnCO、NH3二次助燃空气二次助燃空气辐射热辐射热二次助燃空气二次助燃空气HClCO2NOxSOxO2火火 焰焰定量供料器定量供料器燃烧段原生垃圾焚烧过程原生垃圾干 燥气化燃烧火焰燃烧静态燃烧15层状燃烧技术层状燃烧技术过程稳定、技术过程稳定、技术成熟、应用广成熟、应用广 固定炉排焚烧炉、固定炉排焚烧炉、水平机械焚烧炉、水平机械焚烧炉、倾斜机械焚烧炉倾斜机械焚烧炉等等 辐射、烟气对流，辐射、烟气对流，翻转及搅动翻转及搅动 炉型设计和配风炉型设计和配风设计设计流化燃烧技术流化燃烧技术较成熟，可处理较成熟，可处理低热值、高水分低热值、高水分废物，但对入料废物，但对入料要求均匀化、细要求均匀化、细小化小化 流化床焚烧炉流化床焚烧炉 空气流和烟气流空气流和烟气流快速移动，物料快速移动，物料流态化状态流态化状态旋转燃烧技术旋转燃烧技术较成熟、效率高较成熟、效率高 回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉 滚筒、衬板滚筒、衬板1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理燃烧技术燃烧技术层状燃烧技术过程稳定、技术成熟、应用广 流化燃烧技术较成熟，16焚烧影焚烧影 响因素响因素固体废物性质：可燃成份、固体废物性质：可燃成份、固体废物性质：可燃成份、固体废物性质：可燃成份、有毒害物质、水分有毒害物质、水分有毒害物质、水分有毒害物质、水分 焚烧温度：生活垃圾焚烧温度：生活垃圾焚烧温度：生活垃圾焚烧温度：生活垃圾850950 850950,医医医医疗疗垃圾垃圾垃圾垃圾、危危危危险废险废物物物物11501150 供氧量和物料混合程供氧量和物料混合程供氧量和物料混合程供氧量和物料混合程度度度度:过剩空气系数过剩空气系数过剩空气系数过剩空气系数 停留时间停留时间停留时间停留时间:1.52h;2s1.52h;2s 废物料层厚度、运废物料层厚度、运动方式、预热温度动方式、预热温度进气方式、燃烧器性进气方式、燃烧器性能、烟净化系统阻力能、烟净化系统阻力1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理Excess airTurbulenceTimeTemperatrue焚烧影 固体废物性质：可燃成份、有毒害物质、水分 焚烧温度：17固体废物的热值固体废物的热值固体废物的三组分固体废物的三组分l 水分：物料含水率太高，无法点燃，比如国内垃圾厨余含水分：物料含水率太高，无法点燃，比如国内垃圾厨余含量高，不宜点燃，欧美国家垃圾含水率低，较容易点燃量高，不宜点燃，欧美国家垃圾含水率低，较容易点燃l 可燃分：含量越高，越易燃烧可燃分：含量越高，越易燃烧l 灰分：灰分含量高时，相应的可燃分含量低，不易燃烧灰分：灰分含量高时，相应的可燃分含量低，不易燃烧固体废物低位热值固体废物低位热值3350kJ/kg3350kJ/kg时，需添加辅助燃料燃烧时，需添加辅助燃料燃烧1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理固体废物的热值固体废物的三组分1 固体废物的焚烧处理18:单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量热值热值热值热值HHVHHVLHVLHVDulongDulong公式、公式、公式、公式、ScheurerScheurer公式等公式等公式等公式等氧弹量热计能量能量能量能量 守恒守恒守恒守恒废物热量废物热量废物热量废物热量+辅助燃料热量辅助燃料热量辅助燃料热量辅助燃料热量+助燃空气热量助燃空气热量助燃空气热量助燃空气热量 有用热量有用热量有用热量有用热量+化学不完全燃烧热损化学不完全燃烧热损化学不完全燃烧热损化学不完全燃烧热损+机械热损机械热损机械热损机械热损+烟气显热烟气显热烟气显热烟气显热+灰渣显热灰渣显热灰渣显热灰渣显热QQ1 11 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理固体废物的热值固体废物的热值:单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量热值HHVLHVD19:在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量都在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量都在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量都在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量都用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统的最用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统的最用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统的最用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统的最终温度终温度终温度终温度绝热燃烧温度绝热燃烧温度实际燃烧温度实际燃烧温度实际燃烧温度实际燃烧温度近似近似近似近似 计算计算计算计算1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧温度焚烧温度已知：已知：已知：已知：mm理空理空理空理空=1.510=1.510-3-3 LHVLHV/4.18=3.5910/4.18=3.5910-4-4 LHVLHV:在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量都用于提高系统温20:完成燃烧反应的最少空气量完成燃烧反应的最少空气量完成燃烧反应的最少空气量完成燃烧反应的最少空气量理论空气量理论空气量实际空气量实际空气量烟气量烟气量烟气量烟气量1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理空气和烟气量计算空气和烟气量计算V V理烟理烟理烟理烟=V=VCO2CO2+V+VSO2SO2+V+VN2N2+V+VH2OH2O:完成燃烧反应的最少空气量理论空气量实际空气量烟气量1 21工艺工艺 系统系统空气系统空气系统前处理系统前处理系统进料系统进料系统焚烧炉系统焚烧炉系统其它系统其它系统烟气系统烟气系统1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧工艺焚烧工艺工艺 空气系统前处理系统进料系统焚烧炉系统其它系统烟气系统122第四章固体废物热处理课件23地中衡地中衡吊机吊机焚焚烧烧炉炉脱除脱除HCl装置装置除尘器除尘器引风机引风机烟囱烟囱灰渣吊机灰渣吊机灰渣池灰渣池吸铁器吸铁器出渣机出渣机空气预热器空气预热器蒸汽空气加热器蒸汽空气加热器二次风二次风一一次次风风二次风二次风鼓风机鼓风机垃圾贮槽垃圾贮槽深圳垃圾焚烧厂主要工艺流程深圳垃圾焚烧厂主要工艺流程 规模规模300t/d300t/d。该厂于。该厂于19851985年年1111月破土动工，月破土动工，19881988年年6 6月试车月试车成功，同年成功，同年1111月正式投产，总投资月正式投产，总投资47294729万元。万元。地中衡吊机焚脱除HCl装置除尘器引风机烟囱灰渣吊机灰渣池吸铁24前前处处理理及及进进料料系系统统 接受接受 贮存贮存 分选分选 破碎破碎 定量给料定量给料 车辆、地衡、控制间、垃车辆、地衡、控制间、垃 圾池、吊车、抓斗、破碎圾池、吊车、抓斗、破碎和筛分设备、磁选机，以及臭气和渗和筛分设备、磁选机，以及臭气和渗滤液收集、处理设施等。滤液收集、处理设施等。螺旋给料、螺旋给料、炉排进料、推进器给料等炉排进料、推进器给料等 操作操作操作操作设备、设施设备、设施设备、设施设备、设施 构筑物构筑物构筑物构筑物1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧工艺焚烧工艺前 操作设备、设施 1 固体废物的焚烧处理焚烧工25第四章固体废物热处理课件26焚焚 烧烧 炉炉 系系 统统气化热解炉气化热解炉气化热解炉气化热解炉气化熔融炉气化熔融炉气化熔融炉气化熔融炉电子束焚烧电子束焚烧电子束焚烧电子束焚烧炉炉炉炉离子焚烧炉离子焚烧炉离子焚烧炉离子焚烧炉催化焚烧炉催化焚烧炉催化焚烧炉催化焚烧炉固定炉排固定炉排固定炉排固定炉排 焚烧炉焚烧炉焚烧炉焚烧炉水平链条炉水平链条炉水平链条炉水平链条炉 排焚烧炉排焚烧炉排焚烧炉排焚烧炉倾斜机械炉倾斜机械炉倾斜机械炉倾斜机械炉排焚烧炉排焚烧炉排焚烧炉排焚烧炉回转式焚烧回转式焚烧回转式焚烧回转式焚烧炉炉炉炉流化床焚烧流化床焚烧流化床焚烧流化床焚烧炉炉炉炉立式焚烧炉立式焚烧炉立式焚烧炉立式焚烧炉焚烧焚烧焚烧焚烧 炉炉炉炉1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧工艺焚烧工艺焚 气化热解炉气化熔融炉电子束焚烧炉离子焚烧炉催化焚烧炉固定27焚焚 烧烧 炉炉 系系 统统炉排有炉排有效面积效面积A.燃烧室燃烧室有效容有效容积积V 停留时停留时间间.1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧工艺焚烧工艺焚 炉排有效面积A.燃烧室有效容积V 停留时间.1 28现代生活垃圾焚烧炉主要参数：l火焰温度：8501050；l焚烧炉的炉排机械负荷Q质：150400 kg/m2.h；l焚烧炉的炉排热负荷Q热:(1.253.75)106 kJ/m2.hl负荷允许变化范围：60110l燃烧室出口烟气CO的浓度小于60mg/mN3l燃烧室出口烟气O2的体积分数为816.现代生活垃圾焚烧炉主要参数：29空空 气气 系系 统统主要主要 设施设施通风管道、进气系统、风机和空气预热器等助燃助燃空气空气一次助燃空气：60%80%，干燥段15%、燃烧段75%、燃烬段10%作用：作用：作用：作用：助燃、冷助燃、冷助燃、冷助燃、冷却炉排搅动炉料作用却炉排搅动炉料作用却炉排搅动炉料作用却炉排搅动炉料作用 二次助燃空气：20%40%，火焰上和二次燃烧室空气.作用：作用：作用：作用：助燃和控制气量的湍流程度助燃和控制气量的湍流程度助燃和控制气量的湍流程度助燃和控制气量的湍流程度 换热换热器预器预热热余热锅炉后，预热空气温度2002801 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧工艺焚烧工艺空 主要 通风管道、进气系统、风机和空气预热器等助燃空气一次30烟烟 气气 系系 统统PCDDs:TCDDs PCDFs酸性气体酸性气体:HF、SOX、NOX、HCl重金属重金属 汞、镉、铅汞、镉、铅烟尘烟尘催化氧化催化氧化催化氧化催化氧化 化学吸收化学吸收化学吸收化学吸收 氧化还原氧化还原氧化还原氧化还原 湿式洗涤湿式洗涤湿式洗涤湿式洗涤 物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附 静电除尘静电除尘静电除尘静电除尘 袋式过滤袋式过滤袋式过滤袋式过滤 离心分离离心分离离心分离离心分离 重力沉降重力沉降重力沉降重力沉降 反应器反应器反应器反应器 洗涤塔洗涤塔洗涤塔洗涤塔 吸附塔吸附塔吸附塔吸附塔 静电除尘器静电除尘器静电除尘器静电除尘器 布袋除尘器布袋除尘器布袋除尘器布袋除尘器 旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器 沉降室沉降室沉降室沉降室 A A 控制燃烧控制燃烧控制燃烧控制燃烧温度和停留温度和停留温度和停留温度和停留时间；时间；时间；时间；B B 减减减减少烟气少烟气少烟气少烟气200500200500停留时间；停留时间；停留时间；停留时间；C C 有效净化有效净化有效净化有效净化1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧工艺焚烧工艺烟 PCDDs:酸性气体:HF、SOX、NOX、HC31 焚烧烟气中污染物的种类：l粉尘：废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不完全燃烧物质等；l酸性气体：包括氯化氢、卤化氢（氯以外的卤素）、硫氧化物（SO2、SO3）、氮氧化物（NOx）以及磷酸；l重金属污染物：包括Pb、Hg、Cr、Cd、As等的元素态、氧化态及氯化物等；l有机污染物：PCDDs（多氯二苯二恶英）、PCDFs（多氯二苯呋喃）焚烧烟气系统焚烧烟气系统 焚烧烟气中污染物的种类：焚烧烟气系统321）粉尘控制l焚烧尾气中粉尘:的主要成分为惰性无机物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物和重金属氧化物等。l视运转条件、废物种类和焚烧炉类型等的不同，其含量的变化范围很大（45022500mg/m3）。l方法：静电除尘、袋式过滤、离心分离、重力沉降l在垃圾焚烧厂中常用的有多管离心除尘器、布袋除尘器。焚烧烟气系统焚烧烟气系统1）粉尘控制焚烧烟气系统332）酸性气体控制技术l包括氯化氢、硫氧化物、氟化物等 处理方法：干式洗气法干式洗气法是用压缩空气将碱性固体粉末（消石灰或碳酸氢纳）直接喷入烟管或反应器内，使之与酸性废气充分接触和发生反应，从而达到中和酸性气体并加以去除的目的半干式洗气半干式洗气：实际上是一个喷雾干燥系统。它利用高效雾化器将一定浓度的消石灰泥浆喷入干燥吸收塔中，使之与酸性气体充分接触并发生反应，以去除酸性气体。尾气与喷入泥浆的接触方式有多种，可同向流动、也可逆向流动湿式洗气湿式洗气：将过量的石灰浆（多用氢氧化钠）喷入烟气净化反应器中，净化酸性气体。净化效率高。但是温度低，湿度高，影响后续的布袋过滤处理。焚烧烟气系统焚烧烟气系统2）酸性气体控制技术焚烧烟气系统343 3）二）二恶英产生于控制恶英产生于控制二二恶英恶英的定义指含有二个氧键连结二个苯环的有机氯化合物 v氯代二苯并二恶英(CDDs),有75种同类物;v氯代二苯并呋喃(CDFs),有135种同类物;v多氯联苯(PCBs),有209种同类物。在这419种化合物中研究最多、毒性最强的化合物是2,3,7,8-TCDD。2,3,7,8-四氯二苯二恶英焚烧烟气系统焚烧烟气系统3）二恶英产生于控制2,3,7,8-四氯二苯二恶英焚烧烟气系35二恶英的分子结构焚烧烟气系统焚烧烟气系统二恶英的分子结构焚烧烟气系统36v二恶英的毒性二恶英的毒性 在8个取代位置上，毒性最大的是2、3、7、8四氯二苯二恶英（简写为：TCDD），其毒性是：氰化钾的氰化钾的10001000倍倍 马钱子碱的马钱子碱的500500倍倍 一盎司（一盎司（28.3528.35克）可以杀死克）可以杀死100100万人。万人。TCDD在700以下，相对稳定,高温时开始分解（所以对炉子的要求很高)。焚烧烟气系统焚烧烟气系统二恶英的毒性焚烧烟气系统37 一般来说，垃圾焚烧中二恶英的形成有下列途径：l垃圾中自身含有的二恶英类物质或者或其前驱体物质。在焚烧不完全时进入烟气；l垃圾在燃烧过程中二恶英类前驱体物质，如氯苯、氯酚、聚氯酚类物质（PCBs）等可能会反应生成二恶英类物质，在焚烧不完全时进入烟气；l炉外生成二恶英：在较低温度下（），二恶英前驱体在飞灰催化作用遇适量的触媒物质（主要为重金属,特别是铜等）,则在高温燃烧中已经分解的二恶英将会重新生成。l 垃圾焚烧厂中二恶英的生成途径垃圾焚烧厂中二恶英的生成途径焚烧烟气系统焚烧烟气系统 一般来说，垃圾焚烧中二恶英的形成有下列途径：垃圾焚烧38焚烧厂二恶英防治措施焚烧厂二恶英防治措施l）控制燃烧温度和固体废物和烟气停留时间控制燃烧温度和固体废物和烟气停留时间：l 二恶英的最佳生成温度为300，但是在400以上时，仍然有二恶英生成的可能。当温度达到9001000时，二恶英将无法生成。因此，维持燃烧温度高于 1000 是防止二恶英生成的首要条件；l 气体停留时间（不少于2s），确保废气中具有适当的氧含量（最好在6%12之间），2 2）减少烟气在）减少烟气在200500200500温度段的停留时间，避免炉外合成。温度段的停留时间，避免炉外合成。3 3）对烟气进行净化处理以去除微量的二恶英：）对烟气进行净化处理以去除微量的二恶英：焚烧烟气系统焚烧烟气系统焚烧厂二恶英防治措施l）控制燃烧温度和固体废物和烟气停留时间39灰渣系统灰渣系统废水处理系统废水处理系统余热系统余热系统发电系统发电系统自动控制系统自动控制系统1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧工艺焚烧工艺其其 它它 系系 统统灰渣系统废水处理系统余热系统发电系统自动控制系统1 固体40炉型炉型 优点优点 缺点缺点 机械焚烧炉机械焚烧炉 容量大（单炉容量达容量大（单炉容量达100500t/d）、效）、效率高、焚烧彻底、公害易处理、燃烧稳率高、焚烧彻底、公害易处理、燃烧稳定、控管容易、余热利用高定、控管容易、余热利用高 造价高、技术复杂、维修费高，造价高、技术复杂、维修费高，需连续运转、运行管理要求高需连续运转、运行管理要求高 回转式焚烧回转式焚烧炉炉 垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量（单炉容（单炉容100400t/d）、）、可高温安全燃可高温安全燃烧，烧，残灰颗粒小残灰颗粒小 连续传动装置复杂、炉内的耐连续传动装置复杂、炉内的耐火材料易损坏火材料易损坏 控气式焚烧控气式焚烧炉炉 适用中小容量（单炉容量适用中小容量（单炉容量150t/d）、）、构造简单、装置可移动、机动性强构造简单、装置可移动、机动性强 燃烧不完全、燃烧效率低、燃烧不完全、燃烧效率低、使使用年限短、用年限短、平均建造成本较高平均建造成本较高 流化床焚烧流化床焚烧炉炉 容量适中（单炉容量容量适中（单炉容量50200t/d）、）、燃烧温度较低（燃烧温度较低（750850）、）、热传导热传导好、公害低、好、公害低、烧效率高烧效率高 操作技术高、燃料种类受到限操作技术高、燃料种类受到限制、进料颗粒较小、单位处理制、进料颗粒较小、单位处理量所需动力高、炉床材料易冲量所需动力高、炉床材料易冲蚀损坏蚀损坏 垃圾衍生燃垃圾衍生燃料焚烧炉料焚烧炉 适用大容量（单炉容适用大容量（单炉容200750t/d）焚烧、）焚烧、余热利用率高、可资源回收余热利用率高、可资源回收 造价昂贵、设备构造复杂、技造价昂贵、设备构造复杂、技术复杂、不适合高水分垃圾术复杂、不适合高水分垃圾 1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧炉焚烧炉炉型 优点 缺点 机械焚烧炉 容量大（单炉容量达1005041机械炉排焚烧炉机械炉排焚烧炉分为干燥段、主燃段、后燃段三段分为干燥段、主燃段、后燃段三段废物从进料端向出料端移动过程中，主要在炉排废物从进料端向出料端移动过程中，主要在炉排上完成废物蒸发、干燥、热分解及燃烧反应上完成废物蒸发、干燥、热分解及燃烧反应炉排可移动，起到输送废物和灰渣、混合物料、炉排可移动，起到输送废物和灰渣、混合物料、传送空气的作用传送空气的作用造价昂贵，一次性投资大，不适合不发达地区造价昂贵，一次性投资大，不适合不发达地区机械炉排焚烧炉分为干燥段、主燃段、后燃段三段废物从进料端向出42吊车吊车机械炉排机械炉排抓斗抓斗炉体炉体装料装料通道通道废热锅炉废热锅炉出灰机出灰机吊车机械炉排抓斗炉体装料废热锅炉出灰机43并列摇动式并列摇动式台阶往复式台阶往复式逆动式逆动式台阶式台阶式履带式履带式滚筒式滚筒式并列摇动式台阶往复式逆动式台阶式履带式滚筒式44链条式机械炉排焚烧炉 链条式机械炉排焚烧炉 45第四章固体废物热处理课件46燃烧气体（烟气）燃烧气体（烟气）助燃器助燃器流动媒体流动媒体散气板散气板二燃室二燃室供料器供料器二次助燃空气喷射口二次助燃空气喷射口流动媒体流动媒体(砂砂)循环装置循环装置不燃物排出装置不燃物排出装置振动分选振动分选不燃物排出管不燃物排出管流动空气流动空气废物废物燃烧气体（烟气）助燃器流动媒体散气板二燃室供料器二次助燃空气47第四章固体废物热处理课件48冷却用空气冷却用空气焚烧焚烧干燥干燥废物废物传送带传送带去集尘器去集尘器抽风机抽风机冷却空气冷却空气尾气再燃烧尾气再燃烧喷嘴喷嘴残渣残渣再利用再利用燃烧用空气燃烧用空气喷嘴喷嘴逆流式旋转窑焚烧炉逆流式旋转窑焚烧炉 冷却用空气焚烧干燥废物传送带去集尘器抽风机冷却空气尾气再燃烧49焚焚 烧烧 效效 果果黑度，烟气量黑度，烟气量 1 2 3 4 目测法目测法目测法目测法热灼减量法热灼减量法热灼减量法热灼减量法二氧化碳法二氧化碳法二氧化碳法二氧化碳法DREDRE1 固体废物的焚烧处理固体废物的焚烧处理焚烧炉焚烧炉焚 黑度，烟气量 1 2 3 4 目测法热灼减量法二氧50热解热解 原理原理热解定义及特点、热解过程及产物、有机固热解定义及特点、热解过程及产物、有机固体废物热解机理体废物热解机理热解热解 工艺工艺热解工艺分类热解工艺分类典型固典型固体废物体废物的热解的热解城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污泥城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃物的的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃物的热解热解2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理热解 热解定义及特点、热解过程及产物、有机固体废物热解机理热51热热 解解 与与 焚焚烧烧 比比较较需氧需氧需氧需氧 放热放热放热放热 二氧化碳、水二氧化碳、水二氧化碳、水二氧化碳、水 就地利用就地利用就地利用就地利用 二次污染大二次污染大二次污染大二次污染大无氧或缺氧无氧或缺氧无氧或缺氧无氧或缺氧 吸热吸热吸热吸热 气、油、炭黑气、油、炭黑气、油、炭黑气、油、炭黑 贮存或远距离运输贮存或远距离运输贮存或远距离运输贮存或远距离运输 二次污染较小二次污染较小二次污染较小二次污染较小热裂解热裂解焚烧焚烧氧需求氧需求氧需求氧需求氧需求氧需求氧需求氧需求能量能量能量能量产物产物产物产物利用利用利用利用污染污染污染污染生物质、塑料类、橡胶等生物质、塑料类、橡胶等2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理热 需氧 无氧或缺氧 热裂解焚烧氧需求氧需求能量产物利用污染52热热 解解 的的 特特 点点铬铬不转为不转为NOx产产 量少量少转为可贮转为可贮 存性能源存性能源排气量小排气量小硫、重金硫、重金 属等大都属等大都 被固定被固定2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理热 铬不转为NOx产 转为可贮 排气量小硫、重金 2 53热热解解过过程程及及产产物物有机固体废物 气体（H2、CH4、CO、CO2）+有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+固体(炭黑、灰)3(C6H10O5)8H2O+C6H8O（可燃油）+2CO+2CO2+CH4+H2+7C 大分子键断裂、异构化和小分子聚合大分子键断裂、异构化和小分子聚合大分子键断裂、异构化和小分子聚合大分子键断裂、异构化和小分子聚合 废物组成、裂解温度、催化剂等废物组成、裂解温度、催化剂等废物组成、裂解温度、催化剂等废物组成、裂解温度、催化剂等Eg.Eg.纤维素分子裂解纤维素分子裂解纤维素分子裂解纤维素分子裂解2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理热解过程及产物有机固体废物 气体（H2、CH454热热 解解 工工 艺艺 分分类类是否生是否生成炉渣成炉渣渣造型和非造渣型热解、热解、燃烧位燃烧位置置单塔式和双塔式产物物产物物理形态理形态气化方式、液化方式、炭化方式热解炉热解炉结构结构固定床、移动床、流化床和旋转炉热解温热解温度不同度不同高温热解、中温热解、低温热解供热方供热方式式直接加热、间接加热2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理热 是否生成炉渣渣造型和非造渣型热解、燃烧位置单塔式和双塔式55l高温热解：热解温度一般都在1000以上。l中温热解：热解温度一般都在600700以上，主要用在比较单一的物料作能源和资源回收的工艺上，如废轮胎、废塑料转化成重油物质的工艺。l低温热解：热解温度一般都在600以下。农业、林业和农业产品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭就可采用这种方式。按热解温度的分类按热解温度的分类高温热解：热解温度一般都在1000以上。按热解温度的分类56城城市市生生活活垃垃圾圾的的热热解解主要热主要热 解技术解技术Occidental系统系统新日铁系统新日铁系统Purox系统系统Landgard系统系统流化床系统流化床系统Garret系统系统各各系系统统优优缺缺点点?2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理城市生活垃圾的热解主要热 Occidental系统新日铁系统57废废塑塑料料的的热热解解产产产产物物物物是是是是燃燃燃燃料料料料油油油油或或或或化化化化工工工工原原原原料料料料2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理废塑料的热解产物是燃料油或化工原料2 固体废物的热解处理58废废塑塑料料的的热热解解槽式槽式槽式槽式(聚合浴、分解槽聚合浴、分解槽聚合浴、分解槽聚合浴、分解槽)管式（管式蒸馏、螺旋式）管式（管式蒸馏、螺旋式）管式（管式蒸馏、螺旋式）管式（管式蒸馏、螺旋式）流化床流化床流化床流化床管式蒸馏法热分解技术管式蒸馏法热分解技术管式蒸馏法热分解技术管式蒸馏法热分解技术螺旋式热分解系统螺旋式热分解系统螺旋式热分解系统螺旋式热分解系统流化床热分解系统流化床热分解系统流化床热分解系统流化床热分解系统比较简单地把废比较简单地把废PS制成液状单体，制成液状单体，而且用于回收单体而且用于回收单体的分解设备、反应的分解设备、反应温度和停留时间均温度和停留时间均可随意控制。可随意控制。由于抽料泵会造成减由于抽料泵会造成减压，物料在分解管内停压，物料在分解管内停留时间不稳定；留时间不稳定；高温高温分解时气化率高；分解时气化率高；分分解速度慢的聚合物不能解速度慢的聚合物不能完全实现轻质化；完全实现轻质化；由由于是外部加热，所以耗于是外部加热，所以耗能比较大。能比较大。热解原料的分热解原料的分散不够均匀，散不够均匀，颗粒与气体的颗粒与气体的热交换效率低，热交换效率低，管线容易结焦管线容易结焦等。等。2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理废塑料的热解槽式(聚合浴、分解槽)管式（管式蒸馏、螺旋式59污污泥泥的的热热解解污泥脱水 干燥 热解 炭灰分离 油气冷凝 热量回收 二次污染防治 2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理污泥的热解污泥脱水 2 固体废物的热解处理60废废橡橡胶胶的的热热解解轮胎破碎 分（磁）选 干燥预热 橡胶热解 油气冷凝 热量回收 废气净化 2 固体废物的热解处理固体废物的热解处理废橡胶的热解轮胎破碎 2 固体废物的热解处理61固固体体废废物物的的焙焙烧烧 方方法法还原焙烧还原焙烧硫酸化焙烧硫酸化焙烧氯化焙烧氯化焙烧钠化焙烧钠化焙烧离析焙烧离析焙烧烧结焙烧烧结焙烧分解焙烧分解焙烧氧化焙烧氧化焙烧各各各各种种种种焙焙焙焙烧烧烧烧的的的的适适适适用用用用对对对对象象象象？各各各各种种种种焙焙焙焙烧烧烧烧方方方方法法法法的的的的原原原原理理理理？2 固体废物的其他热处理固体废物的其他热处理固体废物的焙烧 方法还原焙烧硫酸化焙烧氯化焙烧钠化焙烧离析焙62谢谢！63