固废焚烧技术课件

五、固体废物典型焚烧系统：五、固体废物典型焚烧系统：国际上常用的四大焚烧系统：国际上常用的四大焚烧系统：机械炉床式焚烧炉机械炉床式焚烧炉旋转窑式焚烧炉旋转窑式焚烧炉流化床式焚烧炉流化床式焚烧炉模组式焚烧炉模组式焚烧炉五、固体废物典型焚烧系统：国际上常用的四大焚烧系统：机械炉床1固废焚烧技术课件2l贮存及进料子系统：贮存及进料子系统：l焚烧子系统：焚烧子系统：l废热回收子系统：废热回收子系统：l发电子系统：发电子系统：l给水处理子系统：给水处理子系统：l烟气处理子系统：烟气处理子系统：l废水处理子系统：废水处理子系统：1、焚烧系统的组成：、焚烧系统的组成：l灰渣收集及处理子系统：灰渣收集及处理子系统：贮存及进料子系统：焚烧子系统：废热回收子系统：发电子系统：给3l贮存及进料子系统贮存及进料子系统：称重称重卸料卸料贮存贮存进料进料贮存及进料子系统：称重卸料贮存进料4l焚烧子系统焚烧子系统：焚烧炉本体（炉床、燃烧室）焚烧炉本体（炉床、燃烧室）焚烧子系统：焚烧炉本体（炉床、燃烧室）5炉排炉排是构成焚烧炉燃烧室的最关键部件：是构成焚烧炉燃烧室的最关键部件：炉排类型：炉排类型：往复式炉排：往复式炉排：转动滚筒式炉排：转动滚筒式炉排：摇动式炉排：摇动式炉排：逆动式炉排：逆动式炉排：l焚烧子系统焚烧子系统：炉排是构成焚烧炉燃烧室的最关键部件：炉排类型：往复式炉排：转6炉排的种类：炉排的种类：炉排的种类：7炉排类型：炉排类型：转动滚筒式炉排：转动滚筒式炉排：炉排类型：转动滚筒式炉排：8炉膛温度：炉膛温度：炉膛内的温度一般为炉膛内的温度一般为7001000，最好控制在，最好控制在750950 炉膛内的温度炉膛内的温度下限设定下限设定：恶臭物质的氧化分解一般认为在恶臭物质的氧化分解一般认为在700以上时进行得比以上时进行得比较完全，较完全，低温时容易产生剧毒物质二恶英，当温度高于低温时容易产生剧毒物质二恶英，当温度高于700 时，时，二恶英及其前驱物由生成转向分解二恶英及其前驱物由生成转向分解炉膛内的温度炉膛内的温度上限设定上限设定：设备腐蚀和灰渣的结焦（焚烧灰熔融温度设备腐蚀和灰渣的结焦（焚烧灰熔融温度11001200）减少烟气中氮氧化物的生成减少烟气中氮氧化物的生成l焚烧子系统焚烧子系统：炉膛炉膛炉膛温度：炉膛内的温度一般为7001000，最好控制在79燃烧室：燃烧室：第一燃烧室第一燃烧室：第二燃烧室：第二燃烧室：l焚烧子系统焚烧子系统：主要完成固体物料的燃烧和挥发组分的火焰燃烧主要完成固体物料的燃烧和挥发组分的火焰燃烧主要对烟气中未燃尽组分和悬浮颗粒进行燃烧主要对烟气中未燃尽组分和悬浮颗粒进行燃烧燃烧室：第一燃烧室：第二燃烧室：焚烧子系统：主要完成固体物料10助燃空气：助燃空气：一次空气：一次空气：由炉排下方吹入，其作用是提供废物燃烧由炉排下方吹入，其作用是提供废物燃烧所需氧气，同时还可以防止炉排过热所需氧气，同时还可以防止炉排过热二次空气：二次空气：由炉排上方吹入，其主要作用使炉膛内气体产由炉排上方吹入，其主要作用使炉膛内气体产生搅动，造成良好的混合效果，同时为烟气中生搅动，造成良好的混合效果，同时为烟气中未燃尽可燃组分氧化分解提供所需的氧气未燃尽可燃组分氧化分解提供所需的氧气l焚烧子系统焚烧子系统：助燃空气：一次空气：由炉排下方吹入，其作用是提供废物燃烧所需11燃烧室的四种气流模式：燃烧室的四种气流模式：l焚烧子系统焚烧子系统：对流式对流式并流式并流式错流式错流式二次回流式二次回流式燃烧室的四种气流模式：焚烧子系统：对流式并流式错流式二次回流12可以使垃圾受到充分的干燥可以使垃圾受到充分的干燥适于焚烧适于焚烧低热值低热值（低位发热量（低位发热量20004000kJ/kg）及及高含水量高含水量的垃圾较适用；的垃圾较适用；对流式：对流式：燃烧室的四种气流模式：燃烧室的四种气流模式：并流式：并流式：燃烧气体对垃圾干燥效果较低燃烧气体对垃圾干燥效果较低常用于焚烧常用于焚烧高热值高热值(低位发热量低位发热量5000kJ/kg以上以上)及及低含水量低含水量的垃圾的垃圾可以使垃圾受到充分的干燥对流式：燃烧室的四种气流模式：并流式13适用于焚烧适用于焚烧中等发热量中等发热量的垃圾，即低位发热量的垃圾，即低位发热量为为10006300kJ/kg的垃圾。的垃圾。错流式：错流式：燃烧室的四种气流模式：燃烧室的四种气流模式：二次回流式：二次回流式：适于适于垃圾热值随四季变化较大垃圾热值随四季变化较大适用于焚烧中等发热量的垃圾，即低位发热量为10006300142、焚烧炉类型：、焚烧炉类型：机机械械炉炉床床焚焚烧烧炉炉2、焚烧炉类型：机械炉床焚烧炉15优点优点：容量大容量大效率高，效率高，焚烧彻底，焚烧彻底，燃烧稳定，燃烧稳定，余热利用高余热利用高缺点缺点：造价高，技术复杂，维修费高，运行管理要求高造价高，技术复杂，维修费高，运行管理要求高不适合于含水率特别高的污泥不适合于含水率特别高的污泥优点：缺点：16并流式回转窑焚烧炉并流式回转窑焚烧炉逆流式回转窑焚烧炉逆流式回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉二次燃烧室二次燃烧室二次燃烧室二次燃烧室投料传送带投料传送带投料传送带投料传送带旋风分离器旋风分离器旋风分离器旋风分离器排风机排风机排风机排风机除尘器除尘器除尘器除尘器旋（回）转窑式焚烧炉：旋（回）转窑式焚烧炉：并流式回转窑焚烧炉逆流式回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉二次燃烧室投17并流式旋转窑焚烧炉：并流式旋转窑焚烧炉：并流式旋转窑焚烧炉：18逆流式旋转窑焚烧炉：逆流式旋转窑焚烧炉：逆流式旋转窑焚烧炉：19旋（回）转窑式焚烧炉：旋（回）转窑式焚烧炉：优点优点：操作弹性大，能适应不同性状的废物操作弹性大，能适应不同性状的废物垃圾搅拌及干燥好，适合于中小容量，可高温垃圾搅拌及干燥好，适合于中小容量，可高温安全燃烧，残灰颗粒小安全燃烧，残灰颗粒小机械零部件少，发生故障的可能性小机械零部件少，发生故障的可能性小缺点缺点：连续传动装置复杂，炉内的耐火材料易损坏连续传动装置复杂，炉内的耐火材料易损坏燃烧效率低，处理低热值废物时必须加辅助燃料燃烧效率低，处理低热值废物时必须加辅助燃料炉体排出的尾气常带恶臭，需脱臭装置或导入高炉体排出的尾气常带恶臭，需脱臭装置或导入高温后燃烧室温后燃烧室在工业垃圾焚烧领域应用广泛在工业垃圾焚烧领域应用广泛旋（回）转窑式焚烧炉：优点：缺点：在工业垃圾焚烧领域应用广泛20适用范围：适用范围：适用于处理适用于处理PCBs等危险废物和一般工业废物等危险废物和一般工业废物特别是含多种难燃烧物质或水分变化较大的垃特别是含多种难燃烧物质或水分变化较大的垃圾，对处理多种混合固体废物有利圾，对处理多种混合固体废物有利处理城市生活垃圾时会因动力消耗大而增加处理城市生活垃圾时会因动力消耗大而增加垃圾的处理成本垃圾的处理成本处理高粘度污泥时，易在炉内干燥区粘附结处理高粘度污泥时，易在炉内干燥区粘附结块而影响传热效率块而影响传热效率适用范围：适用于处理PCBs等危险废物和一般工业废物处理城市21流化床式焚烧炉流化床式焚烧炉（Fluidized bed incineration,FBI）如何分离热载体与灰渣？如何分离热载体与灰渣？流化床式焚烧炉如何分离热载体与灰渣？22优点优点：容量适中，热导性好，燃烧效率高容量适中，热导性好，燃烧效率高炉床单位面积处理能力大炉床单位面积处理能力大床层温度易于控制床层温度易于控制本体结构简单，无机械传动部件，不易产生故本体结构简单，无机械传动部件，不易产生故障，造价便宜障，造价便宜流化床式焚烧炉：流化床式焚烧炉：缺点缺点：动力消耗较多动力消耗较多废气中粉尘较多废气中粉尘较多空气分布必须均匀，否则发生偏流影响流化状态空气分布必须均匀，否则发生偏流影响流化状态和尾气夹带量，燃烧温度和焚烧完全性和尾气夹带量，燃烧温度和焚烧完全性优点：流化床式焚烧炉：缺点：23一种综合性能优越的城市垃圾焚烧方式，尤其一种综合性能优越的城市垃圾焚烧方式，尤其适合我国垃圾热值低的国情适合我国垃圾热值低的国情流化床式焚烧炉：流化床式焚烧炉：可用于处理生活垃圾、污泥、油渣以及多种有可用于处理生活垃圾、污泥、油渣以及多种有机废液和小颗粒废物等。机废液和小颗粒废物等。一种综合性能优越的城市垃圾焚烧方式，尤其适合我国垃圾热值低的24模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：一次燃烧室助燃空气量为理论空气量的一次燃烧室助燃空气量为理论空气量的7080%模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：一次燃烧室助燃空气量为理25优点优点：适用于中小容量，构造简单，装置可移动，机适用于中小容量，构造简单，装置可移动，机动性强动性强模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：缺点缺点：燃烧不完全，燃烧效率低，使用年限短（燃烧不完全，燃烧效率低，使用年限短（510年），平均建造成本高年），平均建造成本高优点：模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：缺点：26适用范围：适用范围：已成为已成为主要的小型废物焚烧炉主要的小型废物焚烧炉，普遍为一般学，普遍为一般学校、机关、医院、工厂及小型乡镇使用。校、机关、医院、工厂及小型乡镇使用。适用于废纸、城市垃圾和医疗垃圾的处理适用于废纸、城市垃圾和医疗垃圾的处理也可用于焚烧其他一般固体、液体及污泥废物也可用于焚烧其他一般固体、液体及污泥废物但但不十分适合危险废物不十分适合危险废物焚烧使用。焚烧使用。模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：适用范围：模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：271）焚烧产生的废气组成）焚烧产生的废气组成粒状污染物，粒状污染物，CO，SO2，SO3，NOX，HCl，HF，重金属，二恶英，重金属，二恶英/呋喃，呋喃，N2，H2O2）排放标准）排放标准GB 18485-2001 生活垃圾焚烧污染控制标准生活垃圾焚烧污染控制标准危险废物焚烧污染控制标准危险废物焚烧污染控制标准GB 18484-2001 六、焚烧产生的大气污染物及其控制：六、焚烧产生的大气污染物及其控制：1）焚烧产生的废气组成粒状污染物，CO，SO2，SO3，283）烟气中主要污染物控制技术）烟气中主要污染物控制技术l 粒状污染物控制技术粒状污染物控制技术l 氮氧化物控制技术氮氧化物控制技术l 酸性气体控制技术酸性气体控制技术l 重金属控制技术重金属控制技术l 二恶英二恶英/呋喃控制技术呋喃控制技术六、焚烧产生的大气污染物及其控制：六、焚烧产生的大气污染物及其控制：3）烟气中主要污染物控制技术 粒状污染物控制技术 氮氧化物控29l 粒状污染物控制技术粒状污染物控制技术静电除尘器静电除尘器布袋除尘器布袋除尘器旋风除尘器旋风除尘器湿法除尘设备湿法除尘设备 粒状污染物控制技术静电除尘器30l 氮氧化物控制技术氮氧化物控制技术氮氧化物的产生：氮氧化物的产生：燃料型氮氧化物：燃料型氮氧化物：热力型氮氧化物热力型氮氧化物（火焰温度在（火焰温度在1000以上时会大量产生）以上时会大量产生）氮氧化物的控制技术：氮氧化物的控制技术：燃烧控制法：燃烧控制法：湿法湿法（较少用于垃圾焚烧）（较少用于垃圾焚烧）干法干法（选择性非催化还原选择性非催化还原和选择性催化还原）和选择性催化还原）空气中的氮空气中的氮燃料中的氮燃料中的氮 氮氧化物控制技术氮氧化物的产生：燃料型氮氧化物：热力型氮氧31l 酸性气体控制技术酸性气体控制技术干式洗烟法干式洗烟法半干式洗烟法半干式洗烟法湿式洗烟法湿式洗烟法 酸性气体控制技术干式洗烟法半干式洗烟法湿式洗烟法32l 酸性气体控制技术酸性气体控制技术干式洗烟法干式洗烟法锅炉锅炉锅炉锅炉旋风旋风旋风旋风除尘器除尘器除尘器除尘器冷却塔冷却塔冷却塔冷却塔反应槽反应槽反应槽反应槽布袋布袋布袋布袋除尘器除尘器除尘器除尘器回流槽回流槽回流槽回流槽垃垃垃垃圾圾圾圾飞灰飞灰飞灰飞灰石灰粉石灰粉石灰粉石灰粉反应物反应物反应物反应物+飞灰飞灰飞灰飞灰引风扇引风扇引风扇引风扇烟囱烟囱烟囱烟囱水水水水去除效率：去除效率：HCl 60%，SO2 30%左右。左右。酸性气体控制技术干式洗烟法锅炉旋风冷却塔反应槽布袋回流槽垃33l 酸性气体控制技术酸性气体控制技术半干式洗烟法半干式洗烟法锅炉锅炉锅炉锅炉旋风旋风旋风旋风除尘器除尘器除尘器除尘器吸收吸收吸收吸收准备槽准备槽准备槽准备槽半干式半干式半干式半干式吸收塔吸收塔吸收塔吸收塔布袋布袋布袋布袋除尘器除尘器除尘器除尘器垃垃垃垃圾圾圾圾飞灰飞灰飞灰飞灰吸收剂吸收剂吸收剂吸收剂反应物反应物反应物反应物+飞灰飞灰飞灰飞灰引风扇引风扇引风扇引风扇烟囱烟囱烟囱烟囱水水水水去除效率：去除效率：90%以上。以上。酸性气体控制技术半干式洗烟法锅炉旋风吸收半干式吸收塔布袋垃34l 酸性气体控制技术酸性气体控制技术湿式洗烟法湿式洗烟法锅炉锅炉锅炉锅炉布袋布袋布袋布袋除尘器除尘器除尘器除尘器冷却塔冷却塔冷却塔冷却塔洗涤塔洗涤塔第一段第一段中中中中和和和和槽槽槽槽垃垃垃垃圾圾圾圾反应物反应物反应物反应物+飞灰飞灰飞灰飞灰引风扇引风扇引风扇引风扇烟囱烟囱烟囱烟囱水水水水冷却塔冷却塔冷却塔冷却塔洗涤塔洗涤塔第二段第二段混合槽混合槽混合槽混合槽特特特特殊殊殊殊助助助助剂剂剂剂吸收剂吸收剂吸收剂吸收剂去除效率：去除效率：90%以上。以上。NaOH或或Ca(OH)2。SO2HCl 酸性气体控制技术湿式洗烟法锅炉布袋冷却塔洗涤塔中和槽垃圾反35l 重金属控制技术重金属控制技术降温凝结降温凝结截获凝结颗粒截获凝结颗粒挥发性高的挥发性高的铅、镉及汞铅、镉及汞等少数重金属不易被等少数重金属不易被凝结去除凝结去除各种洗烟塔各种洗烟塔除尘设备除尘设备+重金属控制技术降温凝结截获凝结颗粒挥发性高的铅、镉及汞等少363）烟气中主要污染物控制技术）烟气中主要污染物控制技术l 二噁英二噁英/呋喃控制技术呋喃控制技术二噁英（二噁英（PCDDs）：）：指含有二个氧键连接二个苯指含有二个氧键连接二个苯环的一类有机氯化合物。环的一类有机氯化合物。OOO呋喃（呋喃（PCDFs）：）：指含有一个氧键连接二个苯指含有一个氧键连接二个苯环的一类有机氯化合物。环的一类有机氯化合物。3）烟气中主要污染物控制技术 二噁英/呋喃控制技术二噁英（P37TCDD：2,3,7,8四氯二苯二恶英四氯二苯二恶英l 二恶英二恶英/呋喃控制技术呋喃控制技术是现有化合物中最毒物质，毒性比氰化物大是现有化合物中最毒物质，毒性比氰化物大1000倍倍PCDDs/PCDFs的浓度表示方式：的浓度表示方式：总量浓度总量浓度（ng/m3,ng/kg,ng/L）毒性当量浓度（毒性当量浓度（TEQ）：）：以以2,3,7,8TCDD为基准（系数为基准（系数1.0）TCDD：2,3,7,8四氯二苯二恶英 二恶英/呋喃控制技38序号序号项目项目单位单位数值含义数值含义限值限值1烟尘烟尘mg/m3测定均值测定均值802烟气黑度烟气黑度林格曼黑度，级林格曼黑度，级测定值测定值13一氧化碳一氧化碳mg/m3小时均值小时均值1504氮氧化物氮氧化物mg/m3小时均值小时均值4005二氧化硫二氧化硫mg/m3小时均值小时均值2606硫化氢硫化氢mg/m3小时均值小时均值757汞汞mg/m3测定均值测定均值0.28镉镉mg/m3测定均值测定均值0.19铅铅mg/m3测定均值测定均值1.610二噁英类二噁英类二噁英类二噁英类ng/mng/mng/mng/m3 3 3 3测定均值测定均值测定均值测定均值1.01.01.01.0注：表中规定各项标准限值，均以标准状态下注：表中规定各项标准限值，均以标准状态下含含1111O O2 2的干烟气的干烟气为参考值换算为参考值换算生活垃圾焚烧炉大气污染物排放限值（生活垃圾焚烧炉大气污染物排放限值（GB18485-2001）序号项目单位数值含义限值1烟尘mg/m3测定均值802烟气黑39PCDDs/PCDFs的产生：的产生：废物本身所含有：废物本身所含有：炉内形成：炉内形成：焚烧含微量焚烧含微量PCDDs/PCDFs的垃圾的垃圾炉内形成的不完全燃烧碳氢化合物与氯化物结合形成炉内形成的不完全燃烧碳氢化合物与氯化物结合形成排出燃烧室外的烟气中氯苯、苯酚等前驱物在特定排出燃烧室外的烟气中氯苯、苯酚等前驱物在特定 条件下被金属氧化物催化合成条件下被金属氧化物催化合成PCDDs/PCDFs炉外低温合成：炉外低温合成：生成生成PCDDs/PCDFs的前驱物质氯苯、苯酚的前驱物质氯苯、苯酚PCDDs/PCDFs的产生：废物本身所含有：炉内形成：焚烧40 控制来源：控制来源：减少炉内形成：减少炉内形成：避免炉外低温再合成：避免炉外低温再合成：重点：保证足够的燃烧温度和停留时间重点：保证足够的燃烧温度和停留时间 焚烧温度焚烧温度850,停留时间停留时间 2s 焚烧温度焚烧温度 1000,停留时间停留时间 1s避免含避免含PCDDs/PCDFs物质和含氯成分高的物质物质和含氯成分高的物质（如（如PVC）进入垃圾）进入垃圾共共“a-g”七条措施七条措施PCDDs/PCDFs的防治：的防治：控制来源：减少炉内形成：避免炉外低温再合成：重点：保证41a.在燃烧室设计时采取适当的炉体热负荷，以保持足在燃烧室设计时采取适当的炉体热负荷，以保持足够的燃烧温度、气体停留时间、燃烧段和后燃烧段的够的燃烧温度、气体停留时间、燃烧段和后燃烧段的不同空气量及预热温度等不同空气量及预热温度等b.炉床上的二次空气量要充足炉床上的二次空气量要充足c.燃烧室的气流模式宜采用顺流式燃烧室的气流模式宜采用顺流式d.高温阶段炉室体积应足以确保废气有足够的停留时间高温阶段炉室体积应足以确保废气有足够的停留时间e.操作上，确保废气中有适当的过氧浓度（操作上，确保废气中有适当的过氧浓度（612%）f.在启炉、停炉或炉温不足时，应确保启动助燃器达到既在启炉、停炉或炉温不足时，应确保启动助燃器达到既定炉温定炉温g.通过监测系统和各种控制调节系统，确保燃烧完全通过监测系统和各种控制调节系统，确保燃烧完全a.在燃烧室设计时采取适当的炉体热负荷，以保持足够的燃烧温度42对于烟气中已生成的对于烟气中已生成的PCDDs/PCDFs：干法或半干法：喷入吸附剂（如活性炭或焦炭粉）或干法或半干法：喷入吸附剂（如活性炭或焦炭粉）或 设置吸附剂的固定床吸附与除尘设备联合设置吸附剂的固定床吸附与除尘设备联合湿法：对湿法：对PCDDs/PCDFs总浓度影响不大，但可使毒性总浓度影响不大，但可使毒性 当量浓度当量浓度（TEQ）有所降低有所降低 避免炉外低温再合成：避免炉外低温再合成：PCDDs/PCDFs生成的典型温度：生成的典型温度：35050主要发生在锅炉内（尤其在节热器部位）或粒主要发生在锅炉内（尤其在节热器部位）或粒状污染物控制设备前。状污染物控制设备前。对于烟气中已生成的PCDDs/PCDFs：避免炉外低温再合43PCDDs/PCDFs的测定：的测定：属于超痕量级测试：属于超痕量级测试：GC-MS联机测定联机测定PCDDs/PCDFs的测定：属于超痕量级测试：GC-MS联44七、焚烧产生的残渣及其控制：七、焚烧产生的残渣及其控制：灰渣种类：灰渣种类：细渣细渣底灰底灰锅炉灰锅炉灰飞灰飞灰属于危险废物，必须进行固化属于危险废物，必须进行固化/稳定化处理稳定化处理七、焚烧产生的残渣及其控制：灰渣种类：细渣底灰锅炉灰飞灰属于45焚烧灰渣的处理处置及再利用：焚烧灰渣的处理处置及再利用：图图7-26（P220）：典型的灰渣处理处置技术）：典型的灰渣处理处置技术图图7-27（P221）：典型的焚烧灰渣再利用技术）：典型的焚烧灰渣再利用技术七、焚烧产生的残渣及其控制：七、焚烧产生的残渣及其控制：焚烧灰渣的处理处置及再利用：七、焚烧产生的残渣及其控制：46