第六章固体废物的热处理选编课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,第六章固体废物热处理,Thermal Treatment,of Solid Waste,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,【,概念,】,焚烧 干燥,热裂解 焙烧,热值 燃烧温度,DRE,热灼减量比 焚烧效率,【,方法原理,】,焚烧原理；热平衡和烟气分析；焚烧工艺系统组成；焚烧炉系统选择；热解原理；典型固体废物的热解；焙烧方法。,本章重点,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,处理方法,焚烧处理,热裂解,焙烧处理,其它热,处理方法,焚烧（,incineration,）,:,在高温（,800-1100,）条件下，固体废物中的有机成分与一定的过量空气量进行氧化燃烧反应，放出热量，废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化（,减量,80,，减容,90,）,、资源化的处理技术。,热解,:,是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。,焙烧,:,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于后续资源化利用的处理过程。,干燥脱水,热分解,烧成,1,4,2,3,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污,焚毁带病毒、病菌的垃圾。,英、美、法等试验研究，建立焚烧炉,19,世纪中后期,20,世纪初,1960,大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统,19701990,自控、移动式机械炉排焚烧炉、多样化、,T,除尘,资源化,智能化,多功能,综合性,1,2,3,4,垃圾焚烧演示,.,我国始于,1980,1988,年在深圳建立第一座生活垃圾焚烧厂,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,焚烧,原理,燃烧、燃烧机理、主要影响因素,热平衡及烟气分析,固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算,焚烧,工艺,焚烧工艺系统组成、焚烧技术,焚烧炉系统,焚烧效果、余热利用系统、焚烧炉选评,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,焚,烧,机,理,温度,着火条件,可燃物质,助燃物质,引燃火源,蒸发,挥发,分解,烧结、熔融,氧化还原,CxHyOzNuSvClw +,(x + v + y/4 w/4 z/2),O,2,x,CO,2,+,w,HCl,+,0.5u,N,2,+,v,SO,2,+,(y-w) /2,H,2,O,焚烧,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,焚烧影,响因素,固体废物性质：可燃成份、有毒害物质、水分,焚烧温度,：,850950, 1150,供氧量和物料,混合程度,:,过剩空气系数,停留时间,:,生活垃圾,1.52h;,烟气,2s,废物料层厚度、运动方式、预热温度,进气方式、燃烧器性能、烟净化系统阻力,主要由实验及试焚烧决定,Turbulence,Excessive Air,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,固体废物热值,:,单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量,Dulong,公式、,Steuer,公式、,Scheurer,公式等,氧弹量热计,能量,守恒,（废物热量,+,辅助燃料热量,+,助燃空气热量）,(,有用热量,+,化学不完全燃烧热损,+,机械热损,+,烟气显热,+,灰渣显热,),焚烧获得的总热量（,A,）,焚烧后实际可利用的热量（,B,）,各种热损失（,C,）,A=B+C,城市垃圾典型组成及热值,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,固体废物热值,维持燃烧,固体废物燃烧释放的热量,加热固体废物达到燃烧所需的热量,发生燃烧反应所需的活化能,+,固体废物燃烧释放的热量,加热固体废物达到燃烧所需 的热量,发生燃烧反应所需的活化能,+,850,），,“三,T”,技术,Time,延长停留时间（,2s,），,Turbulence,采用优化炉型和二次喷入空气的方法增强湍流度,3,）燃烧后控制,：,减少颗粒物在温度（,250-,400,）的停留时间；,抑制飞灰表面催化性；,在烟气中喷氨。,4,）终端控制,：,控制颗粒物排放；,用活性碳或其他物质吸附二,噁英,分解或催化还原,二,噁英。,二,噁英类污染物（,PCDDs/PCDFs,）的控制,a,氨与氯的结合能力比前驱物强。,b,氨使铜等金属催化剂失去催化作用。,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,焚,烧,工,艺,其,它,系,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,焚烧灰渣：,（,1,）底灰（,slag,）：,一般固体废物,（,2,）飞灰（,fly ash,）：,危险废物（,HW18,）,重金属,有机毒物,底灰的处理方法：,可直接或回收铁、玻璃等物质后用作建材,飞灰的处理方法：,李坑垃圾焚烧厂飞灰处理方法,飞灰的水泥固化体,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,焚烧炉的选评,焚,烧,效,果,黑度，烟气量,1,2,3,4,目测法,热灼减量法,二氧化碳法,DRE,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,焚,烧,工,艺,典,型,工,艺,系,统,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,焚,烧,工,艺,典,型,工,艺,系,统,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,工程应用,HCl,排放量应符合从焚烧炉烟囱排出的,HCl,量在进入洗涤设备之前,1.8kg/h,，若不，则洗涤设备除去,HCl,的最小洗涤率应为,99.0,。,深圳,垃圾,焚烧厂的主要工艺流程,飞灰,（,底灰,）,流化床焚烧炉焚烧,污泥,的工艺流程,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,1,焚烧处理,参,考,资,料,1,张益，赵由才主编,.,生活垃圾焚烧技术,.,化学工业出版社,. 2000,年,8,月,2,汉才主编,.,燃烧与污染,.,华中理工大学出版社,.1992,年,7,月,3,曹本善编著,.,垃圾焚化厂兴建与操作务实,.,中国建筑工业出,版社,. 2002,年,4,月,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,热解,原理,热解定义及特点、热解过程及产物、有机固体废物热解机理,热解,工艺,热解工艺分类,典型固体废物的热解,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,热解,原理,热解,工艺,典型固体废物的热解,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、农林废弃物的热解,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,热,解,与,焚烧,比较,需氧,放热,二氧化碳、水,就地利用,二次污染大,无氧或缺氧,吸热,气、油、炭黑,贮存或远距离运输,二次污染较小,热裂解,焚烧,氧需求,氧需求,能量,产物,利用,污染,生物质、塑料类、橡胶等有机组分,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,热,解,的,特,点,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,热解过程及产物,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(C,6,H,10,O,5,) 8H,2,O+C,6,H,8,O,（可燃油）,+2CO+2CO,2,+CH,4,+H,2,+7C,过程：大分子键断裂、异构化和小分子聚合,脱水,-,脱甲基,-,裂解,-,脱氢,-,缩合,-,氢化,Eg.,纤维素分子裂解,废物组成、裂解温度、催化剂等,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,热,解,动,力,学,N=1,，直线,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,热,解,工,艺,分类,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,产物物理形态,气化方式、液化方式、炭化方式,热解炉结构,固定床、移动床、流化床和旋转炉,热解温度,高温热解、中温热解、低温热解,供热方式,直接加热,、间接加热,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,废塑料的热解,设备,槽式,(,聚合浴、分解槽,),管式（管式蒸馏、螺旋式）,流化床,管式蒸馏法热分解技术,螺旋式热分解系统,流化床热分解系统,比较简单地把废,PS,制成液状单体，而且用于回收单体的分解设备、,停留时间长、反应温度和停留时间均可随意控制。,由于抽料泵会造成减压，物料在分解管内停留时间不稳定； 高温分解时,气化率高,；,分解速度慢的聚合物不能完全实现轻质化,； 由于是外部加热，所以耗能比较大。,热解原料的分散不够均匀时，颗粒与气体的热交换效率低。内部加热、,热效率高、分解速率快,。,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,废塑料的热解,产物是燃料油或化工原料,不同塑料的热解图,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,城市生活垃圾的热解,主要热,解技术,Occidental,系统,新日铁系统,Purox,系统,Landgard,系统,流化床系统,Garret,系统,各系统优缺点,?,新日铁系统,该系统将热解和熔融一体化的设备，通过控制炉温和供氧条件，使垃圾在同一炉体内完成,干燥、热解、燃烧和熔融,。干燥段温度为,300,，热解段温度为,300,1000 ,，熔融段温度为,1700,1800 ,。,Purox,系统,1650oC,90oC,竖式热解炉（从上至下：干燥段热解段熔融段,),纯,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,污泥的热解,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,污泥热解工艺,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,废橡胶的热解,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,天然橡胶热解产品组成与温度关系,人工合成橡胶不宜热解,热解产生,HCl,和,HCN,。,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,农林废物的热解,气化分四个过程,（,4,）干燥,（,3,）干馏（热解）,（,2,）还原,（,1,）氧化,燃料准备层,气化层,（,1,）农林废物生产草煤气,气化原理,（,3,）干馏层（热解层）,部分热解产物（,CO,、,H,2,、油）,（,1,）氧化层（燃烧层）,C + O,2,=,CO,2,+ 408.8kJ/mol,2C + O,2,= 2CO + 246.4kJ/mol,（,2,）还原层,C + CO,2,= 2CO 162.4kJ/mol,C + H,2,O(g) = CO + H,2,118.8kJ/mol,C + 2H,2,O(g) = CO,2,+ 2H,2, 75.2kJ/mol,CO + H,2,O(g) = CO,2,+,H,2,+43.6kJ/mol,C + 2H,2,=,CH,4,+87.38kJ/mol,（,4,）干燥层,固废表面水、吸附水被蒸发，热解产物被干燥,气化炉,（上吸式）,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,2,固体废物热解处理,农林废物的热解,木材,热分解,木醋液,木煤气,木焦油,（,2,）农林废物热解生产化工原料,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,3,固体废物热解处理,参,考,资,料,1 George Tchobanoglous, Hilary Theisen, Samuel Vigil Integrated Solid Waste ManagementM . McGraw-Hill,：,New York. 2000.03,2,姚向君等,.,生物质能资源清洁转化利用技术,M.,北京：化工出版社,.2005,年,3,陈勇等,.,固体废弃物能源利用,M.,广州：华南理工大学出版社,.2002,年,4,刘均科等,.,塑料废弃物的回收与利用技术,M.,北京：石化出,版社,.2001,年,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,3,其它热处理,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,离析焙烧,烧结焙烧,分解焙烧,氧化焙烧,各种焙烧的适用对象？,各种焙烧方法的原理,？,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,3,其它热处理,参,考,资,料,1,彭长琪主编,.,固体废物工程,M.,武汉 ：武汉理工大学出版社,.2004,年,2,娄性义主编,.,固体废物处理与利用,M.,北京：冶金工业出版社,.1996,年,3,杨慧芬，张强编著,.,固体废物资源化,.,北京：化学工业出版社,.2004,年,固体废物处理与处置,Treatment and Disposal of Solid Waste,谢谢,QUESTION,？,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,