固体废物热解处理工艺

合集下载

固体废物的热解的技术

（2）加热速率对产品成分比例影响较大。一般，在较低和较高的加热速率下热解产品气体含量高。
（3）废料在反应器中的保温时间决定了物料分解转化率。保温时间长，分解转化率高，热解充分，但处理量少；保温时间短，则热解不完全，但处理量高。（4）废物成分：有机物成分比例大，热值高，可热解性较好，
产品热值高，可回收性好，残渣少；含水率低，干燥耗热少，升温到工作温度时间短；较小的颗粒尺寸促进热量传递，保证热解过程的顺利进行。
（5）反应器类型：一般固定燃烧床处理量大，而流态燃烧床温度可控性好。气体与物料逆流行进，转化率高，顺流行进可促进热传导，加快热解过程。
（二）热解工艺分类
一个完整的热解工艺包括进料系统、反应器、回收净化
系统、控制系统几个部分。其中，反应器部分是整个工艺的
核心，热解过程在其中发生，其类型决定了整个热解反应的
轮，成倾斜排列，相邻圆桶间旋转方向相反，有独立的一次空气导管，由圆桶底部经滚筒表面的送气孔到达废物层。
2、炉床型焚烧炉
采用炉床盛料，燃烧在炉床上物料表面进行，适于处理颗粒小或粉末状固体废物以及泥浆状废物，分为固定炉床和活动炉床两大类。（1）固定炉床－多段炉又叫多膛炉或机械炉，是一种有机械传动装置的多膛焚烧炉，可以长期连续运行、可靠性相当高的焚烧装置，广泛应用于污泥的焚烧处理。缺点：机械设备较多，需要较多维修与保养；需要二次燃烧除臭。固定床。
（2）活动炉床－旋转窑焚烧炉活动炉床：转盘式、隧道式、回转式。
旋转窑焚烧炉：应用最多的活动炉床焚烧炉。它是一个略微倾斜而内衬耐火砖的钢制空心圆筒，窑体通常很长，通过炉体整体转动达到固体废物均匀混合并沿倾斜角度向出料端移动。
根据燃烧气体和固体废物前进方向是否一致，旋转窑焚烧炉分为顺流和逆流两种。前者常用于处理高挥发性固废；后者常用于处理高

固体废物处理与处置热处理

〔3〕台阶式为倾斜床面,其中固定和可动炉排纵向交错配置,有阶段落差.
〔4〕履带式炉排由连续不断地运动
着的履带组成.较少使用.
〔5〕滚筒式炉排为5~7个圆筒形滚
轮,成倾斜排列,相邻圆桶间旋转方向相反,有独立的一次空气导管,由圆桶底部经滚筒表面的送气孔到达废物层.
2、流化燃烧技术
利用空气流和烟气流的快速运动,使媒介料和固体废物在燃烧过程中处于流态化状态, 并在流态化状态下进行固体废物的干燥、燃烧和燃烬.
焚烧温度多保持在400~ 980℃.
流化床焚烧炉
流化床焚烧炉
流化床型焚烧炉是利用炉底分布板吹出热风将废物悬浮呈沸腾状进行燃烧,并用石英砂作载体,加速传热和燃烧. 适用于粉状或泥状废物焚烧处理.
缺点：热效率低,处理低热值固废时需加辅助燃料.
四、焚烧的主要影响因素
1、固体废物的性质粗<高位>热值〔HHV〕 : 化合物在一定温度下
反应到达最终产物的焓的变化. 净<低位>热值〔NHV 〕: 意义与粗热值相同.不
过粗热值产物水为气态.净热值产物水为液态. 二者之差就是水的汽化潜热. 当生活垃圾的低位发热值3350kJ/kg时,焚烧过程通常需要添加入住燃料,如掺煤或喷油助燃. 一般城市生活垃圾的含水率≤50%,低位发热值多在3350~8374kJ/kg.
统
废水处理系统
灰渣收集及处理系统
城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图
1-倾卸平台 2-垃圾贮坑 3-抓斗 4-操作室 5-进料口 6-炉排干燥段 7-炉排燃烧段 8-炉排后燃烧段 9-焚烧炉 10-灰渣 11-出灰输送带 12-灰渣贮坑 13-出灰抓斗 14-废气冷却室 15-热交换器 16-空气预热器 17-酸性气体去除设备 18-滤袋集尘器 19-引风机 20-烟囱 21-飞灰输送带 22-抽风机 23-废水处理设备

比较热解和焚烧的工艺特点

比较热解和焚烧的工艺特点
热解和焚烧是两种常见的固体废物处理工艺，它们具有以下不同的特点：
1. 热解：热解是一种通过高温和无氧环境下将固体废物转化为可燃气体和固体残渣的过程。

其特点包括：
- 高温无氧：热解过程在高温下进行，通常在600-1000之间，同时排除氧气以避免燃烧反应。

- 产物利用：热解的产物主要包括可燃气体（如合成气、甲烷）和固体残渣。

这些产物可以进一步被利用，例如用作能源或化学原料。

- 热效率高：热解过程能够高效利用能量，因为产生的燃烧气体可以用来产生热能。

2. 焚烧：焚烧是一种通过高温和氧气完全氧化固体废物，将其转化为灰渣、烟气和热能的过程。

其特点包括：
- 完全氧化：焚烧过程需要充足的氧气供给，以确保固体废物完全燃烧。

因此，焚烧是在高温和氧气环境下进行的。

- 热能回收：通过焚烧可以产生高温烟气，可以用于产生蒸汽或直接转化为电能，从而回收能量。

- 烟气处理：焚烧产生的烟气中会含有一些有害气体和颗粒物，需要进行处理和净化，以满足排放标准。

综上所述，热解和焚烧的主要差别在于热解是在无氧环境下进行，产物主要是可
燃气体和固体残渣，而焚烧是在氧气环境下进行，产物包括灰渣、烟气和热能。

两种工艺都具有能源回收的特点，但是焚烧需要更多的氧气供给，并且需要进行烟气处理。

选取哪种工艺主要取决于废物的性质和处理要求。

固体废物的处理与处置(焚烧热解)

6
一、概述
4、焚烧处理的发展
世界已经有2000多座现代化垃圾焚烧厂，日本300多座，美国200多座，西欧利用焚烧热能的工厂200多座，我国深圳、上海已在建立垃圾焚烧厂。对土地资源紧张的大城市可以优先考虑焚烧处理的方法。
7
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
焚烧炉系统
➢焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 9
焚烧处理评价指标
A、减量比：指可燃废物经焚烧处理后减少的质量占投加废物总质量的百分比，即
MRC=（Mb-ma）/（mb-Mc）
B、热灼减量：指焚烧残渣在（600±25）℃条件下灼烧3 小时后减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数，即
12
二、焚烧过程的技术原理 1、热值垃圾的发热量主要受到水分（W）、灰分
（A），和可燃分（R）影响。垃圾焚烧组分三元图：
可燃区的界限： W<=50% , A<=25%, R>=25%,
13
2、燃烧过程
☻干燥加发应
☻燃尽阶段生成稳定的灰渣2
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 16
二、焚烧过程的技术原理
1
➢除尘
垃圾焚烧演示

固体废物的热解的基本原理和处理技术

从热值为11619kJ/kg的垃圾1kg可以得到热值为1139kcal 的热解油0.150L，其他热量则通过残渣和炭黑损失掉了。在热解过程中还消耗掉1724kJ的外加能量，扣除这部分能量后，相当于只回收了3045kJ的能量。
（五）流化床系统
将垃圾破碎至50mm以下的粒径，经定量输送带传至螺杆进料器，由此投入热解炉内。
（四）常见污泥处理系统
(1)浓缩—机械脱水一处置脱水滤饼； (2)浓缩—机械脱水一焚烧—处置灰分； (3)浓缩—消化—机械脱水—处置脱水滤饼； (4)浓缩—消化—机பைடு நூலகம்脱水—焚烧—处置灰分
1. 污泥消化与调理
目的：提高污泥浓缩脱水效率，浓缩或脱水前的预处理
消化：厌氧、好氧——有机物稳定化
调理——洗涤(淘洗调节)、加药(化学调节)、加热加压及冷冻熔融法（使内部水游离）。
物的生成反应，不能以此来简单地评价城市垃圾的热解效果。
Kaiser等人曾对城市垃圾中各种有机物进行过实验室的间歇实验，得到的气体产物组成，随热解操作条件的变化而变化
三、废塑料热解原理
废塑料的种类：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯 (Ps)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛树脂、脲醛树脂、PET、 ABS树脂等。
废塑料高热值——焚烧——损伤焚烧设备；焚烧产物——二噁英的主要来源所以，各国制定……限制大量焚烧废塑料
——塑料热解制油技术的发展
第一节热解原理及方法
一、热解的定义
热解在英文中使用“pyrolysis”一词．在工业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之分解为：
①以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体；
竖式炉内由上向下移动与？？相遇——换热——？？

固体废物的热解的基本原理和处理技术

二、热解过程及产物
1. 有机物的热解反应可以用下列通式来表示：
上述反应产物的收率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度及速度。
如Shafizadeh等人对纤维素的热解过程进行了较为详细的研究后．提出了用下图描述纤维素的热解和燃烧过程。
2. 热解反应所需的能量取决于各种产物的生成比，而生成比又与加热的速度、温度及原料的粒度有关。
他认为通过部分燃烧热解产物来直接提供热解所需热量的情况，应该称为部分燃烧 (Partial-combustion)或缺氧燃烧 (starved-air-combustion)。
他还提倡将二者统称为PTGL(Pyrolysis, Thermal Gasfication or Liquification) 过程。美国化学会为了表示对J．Jones的尊敬采纳了这一倡议，而将在欧洲和日本广为流行的不进行破碎、分选，直接焚烧的方式称为mass burning。
(4)由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；
(5)NOx的产生量少。
美国：微生物学、热化学两条技术路线
热化学：
(1)以产生热、蒸汽、电力为目的的燃烧技术；
(2)以制造中低热值燃料气、燃料油和炭黑为目的的热解技术；
(3)以制造中低热值燃料气或NH3、CH30H等化学物质为目的的气化热解技术
废塑料高热值——焚烧——损伤焚烧设备；焚烧产物——二噁英的主要来源所以，各国制定……限制大量焚烧废塑料
——塑料热解制油技术的发展
第一节热解原理及方法
一、热解的定义
热解在英文中使用“pyrolysis”一词．在工业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之分解为：

固体废物热解处理

环境专业课：固体废物处理与处置
（1）新日铁系统
是一种热解和熔融为一体的综合处理工艺，通过控制炉温及供氧条件，使垃圾在同一炉内完成干燥、热解、燃烧和熔融。
系统采用竖式热解熔融炉。系统采用空气作为助燃气。
环境专业课：固体废物处理与处置
干燥段温度约为 300oC；
热解段温度为 300~1000oC；
环境专业课：固体废物处理与处置
按热解温度分类：
低温热解：热解温度一般在600oC以下，适用于农~ 700oC之间，适用于单一物料（如废轮胎、塑料）的热解转化。
高温热解：热解温度一般在1000oC以上。
环境专业课：固体废物处理与处置
环境专业课：固体废物处理与处置
以纤维素热分解为例：
环境专业课：固体废物处理与处置
热解产物
热解过程的主要产物有：
可燃性气体：H2、CO、CH4、C2H4和其它少量高分子碳氢化合物气。热值可达6390~10230kJ/kg(固体废物)，而维持热解过程所需的热量约为2560kJ/kg(固体废物)，故剩余气体变成热解过程的有使用价值的产品。
环境专业课：固体废物处理与处置
4、热解工艺分类
按加热方式分类：
间接加热：将物料与直接供热介质在热解反应器（或热解炉）中分开的一种热解过程。可利用间壁式导热或以一种中间介质（热砂料）来传热，加热被热解物料。适用于小规模处理场合。
直接加热：热解反应所需的热量是被热解物料直接燃烧（注：物料部分燃烧或热解产物燃烧）或向热解反应器提供的补充燃料燃烧产生的热。
环境专业课：固体废物处理与处置
环境专业课：固体废物处理与处置
热解的主要特点
可将固体废物中的有机物转化为以燃料气、油和炭黑为主的储存性能源；

固体废物热解处理技术

城市生活垃圾热分解产物比例与温度的关系
（2）加热速率
➢ 通过加热温度和加热速率的结合，可控制热解产物中各组分的生成比例。 1）在低温-低速加热条件下，有机物分子有足够的时间在其最薄弱的接点处分解，重新结合为热稳定性固体，而难以进一步分解，反而产物中固体含量增加； 2）而在高温-高速加热条件下，有机物分子结构发生全面裂解，产生大范围的低分子有机物，热解产物中气体的组分增加。
（4）物料性质
1）物料的性质如有机物成分、含水率（如下图）和尺寸大小等对热解过程有重要影响。 2）有机物成分比例大、热值高的物料，其可热解性相对就好、产品热值高、可回收性好、残渣也少。 3）物料的含水率低，加热到工作温度所需时间短，干燥和热解过程的能耗就少。热解生成物与残渣占原有固体之比不受含水率的影响。 4）较小的颗粒尺寸有利于促进热量传递、保证热解过程的顺利进行，尺寸过大时，情况则相反。
2、热解过程及产物
➢ 有机固体废物的热解是一个复杂、连续的化学反应过程，在反应中包含着复杂的有机物断键、异构化等化学反应。热解过程可用如下总反应方程式表示：
➢ 有机固体废物→H2、CH4、CO、CO2等＋有机酸热解温度、加热速率、保温时间、物料性质、反应器类型以及供气供氧等。
➢ 每个参数都会对热解反应过程和热解产物产生影响。
（1）热解温度
➢ 温度变化对产品产量、成分比例有较大的影响。 1）在较低温度下，有机废物大分子裂解成较多的中小分子，油类含量相对较多。 2）随着温度的升高，除大分子裂解外，许多中间产物也发生二次裂解， C5 以下分子及H2成分增多，气体产量成正比增长，而各种酸、焦油、炭渣产量相对减少。城市生活垃圾热分解产物比例与温度的关系（如下图）。
(2)热解温度将预处理的废轮胎计量、装釜、加热，温度控制在300℃ ～600℃ 之间，如果温度低，胶块反应不彻底，部分胶块呈糊状；如果温度高，胶块结胶，炭黑失去活性。

固体废弃物的热解

1 热解过程与产物大分子键的断裂，异构化，小分子的聚合
有机固废气体（H 2 , CH 4 , CO2 , CO）有机液体
（有机酸，芳烃，焦油）固体（炭黑，灰渣）例如纤维素的热解：（ 3 C6 H10O5） 8H 2 0 C6 H 8O(可燃油) 2CO 2C2O CH 4 H 2 7C
•热解产物中有C,H,O等，可以用H/C来评价热解效果 •有机物组分不同，热解起始温度不同。
•不同温度区间反应各异，产物不同。大分子裂解小分子聚合同时存在
2 有机固废热解工艺
• 按照热解温度高温热解 >1000度中温热解 600~700度低温热解 600度以下 • 按照热解炉构造固定床，移动床，流化床，旋转炉
3 常见热解工艺流程 1城市垃圾热解技术 • 新日铁系统图6-6 • Puro系统图6-7 • Landgard系统图6-8 • Occidental系统图6-9 • 双塔循环热解图6-10 • Garret热分解美哥伦比亚大学对以日处理1000t 投资15年偿还年息7%.经济技术分析结果表6-7
第二节炭，重油裂解一、热解原理有机物热不稳定，缺氧高温下发生裂解形成可燃物质。焚烧是高电极电位下氧化放热分解反应，热解是低电极电位下吸热分解反应。热解特点： •固废中有机物转化为燃料气，燃料油，炭黑等 •无氧，缺氧分解导致排气量少，减少环境污染 •废物中的硫，重金属多固定在炭黑中 •NOx生成少，Cr3+ 不会转化为Cr6+

固体废物的热解技术

3 台阶式为倾斜床面,其中固定和可动炉排纵向交错配置, 有阶段落差。
4 履带式炉排由连续不断地
运动着的履带组成。较少使用。
5 滚筒式炉排为5~7个圆筒形滚
轮,成倾斜排列,相邻圆桶间旋转方向相反,有独立的一次空气导管,由圆桶底部经滚筒表面的送气孔到达废物层。
2、炉床型焚烧炉
采用炉床盛料,燃烧在炉床上物料表面进行, 适于处理颗粒小或粉末状固体废物以及泥浆状废物,分为固定炉床和活动炉床两大类。 1 固定炉床－多段炉又叫多膛炉或机械炉, 是一种有机械传动装置的多膛焚烧炉,可以长期连续运行、可靠性相当高的焚烧装置,广泛应用于污泥的焚烧处理。缺点：机械设备较多, 需要较多维修与保养；需要二次燃烧除臭。固定床。
分解是从脱水开始的：如两分子苯酚聚合脱水；其次是脱甲基或脱氢、生成水与架桥部分的分解次甲基键进行反应生成CO和H2。
温度再高时,生成的芳环化合物再进行裂解、脱氢、缩合、氢化等反应。
反应没有明显的阶段性,许多反应是交叉进行的,热解总的反应方程式可表示为：
有机固体废物加热高中分子有机液体焦油和芳香烃 +低分子有机液体+多种有机酸和芳香烃+炭渣+CH4+H2+H2O +CO+CO2+NH3+H2S+HCN
态燃料。
固体燃料主要含纯碳和聚合高分子的含碳物。
废物类型不同,热解反应条件不同,热解产物有差异。但产生可燃气量大,特别是温度较高情况下,废物有机成分的50%以上都转化成气态产物。热解后,减容量大, 残余碳渣较少。
3、热解过程控制
1 温度变化对产品产量、成分比例有较大的影响。是最重要的控制参数。

固体废物的热解

按热解温度
中温热解： T=600～700℃，主要用在比较单一的废物的热解，如废轮胎、废塑料热解油化
低温热解： T< 600℃。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，生产出的炭视其原料和加工的深度不同，可作不同等级的活性炭和水煤气原料。
四、典型固体废物的热解
一个完整的热解工艺包括：进料系统、反应器、回收净化系统、控制系统几个部分。热解反应器包括：固定床、流化床、旋转炉、分段炉等
中分开的热解方法
热解温 ➢高温热解（>1000）、中温热解（600-700）、
三度不同
低温热解（<600）、
热
解
热解炉结构
➢固定床、移动床、流化床和旋转炉
工
艺分
产物物理形态
➢气化方式、液化方式、炭化方式
类热解、
燃烧位 ➢单塔式和双塔式
置
是否生 ➢造渣型和非造渣型
成炉渣
高温热解：T>1000℃，供热方式几乎都是直接加热
污染
研究报道表明，热解烟气量是焚烧的1/2，NO是焚烧的1/2，HCl是焚烧的1/25，灰尘是焚烧的1/2。
（二）热解的过程及产物
固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包括大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应，最后生成各种较小的分子。
有机固体废物
+ 可燃性气体（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有机液体（有机酸、芳烃、焦油）
预热的空气或O2
蒸汽
热燃料
流化床热解反应器
气体流速足够高，固体物料始终悬浮。反应性能好，分解效率高、尺寸小；热损失大，洁净度差，避免灰渣结块，也适于含水量大的物料。

固体废物热解处理工艺

纯碳与玻璃、金属、土
砂等混合形成的炭黑的化学分解过程
炭黑
有机物
可燃性
气体
以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化合物为主
在常温下为液态的包
括乙酸、丙酮、甲醇等化合物
燃料油
二、热解过程及产物
• 固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包括大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应，最后生成各种较小的分子。
• 炭黑加热到760℃返回热解反应器供热
• 80℃急冷得到燃料油 • 热解油平均热值24401kJ/kg
（五）流化床系统
将垃圾破碎至50mm以下的粒径，经定量输送带传至螺杆进料器，由此投入热解炉内。载体：石英砂热分解温度：500℃
分离出的热解气一部分用于燃烧，用来加热辅助流化空气，残余的热解气作为流化气回流到热解塔中。当热解气不足时，由热解油提供所需的那部分热量。
1、热解定义
最经典定义：在不向反应器内通入氧、水蒸气或加热的一氧化碳的条件下，通过间接加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料(气体、液体和炭黑)的过程”。
热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的干馏，所得到的焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。
将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之分解
（三）Torrax系统
• 由气化炉、二燃室、一次空气预热器、热回收系统和尾气净化系统构成。 • 垃圾不经预处理直接投入竖式气化炉中 • 垃圾干燥和热解所需的热量由炉底部通入的预热至 1000℃的空气和炭黑燃烧提供。
(四)Occidental系统
• 特点：垃圾前处理环节多，设备复杂 • 热解：不锈钢制筒式反应器
将有机物在状态下砂等混合形成的炭黑的化学分解过程炭黑可燃性有机物气体以氢气一氧化碳甲烷等低分子碳氢化合物为主在常温下为液态的包括乙酸丙酮甲醇等化合物燃料固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程

固体废物的热处理

第七章固体废物的热处理第一节概述焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量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、资源化的处理技术。

焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。

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。

焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体废物和气体废物；不但可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。

危险废物中的有机固态、液态和气态废物，常常采用焚烧来处理。

在焚烧处理城市生活垃圾时，也常常将垃圾焚烧处理前暂时贮存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。

焚烧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含量很少的废物时，需补加大量的燃料，这会使运行费用增高。

但如果有条件辅以适当的废热回收装置，则可弥补上述缺点，降低废物焚烧成本，从而使焚烧法获得较好的经济效益。

1.1 废物焚烧处理方式处理废物的焚烧场可分为城市垃圾焚烧场、一般工业废物焚烧场和危险废物焚烧场。

数量最多的焚烧场是城市生活垃圾焚烧场。

焚烧场按处理规模和服务范围来看，又有区域集中处理场和就地分散处理场之分。

集中处理场规模大、设备先进、能保证达到无害化处理要求，同时也有利于能源的回收和利用。

1、焚烧处理方式：废物焚烧处理的工艺流程及其焚烧炉的结构，主要由废物种类、形态、燃烧特性和补充燃料的种类来决定，同时还与系统的后处理以及是否设置废热回收设备等因素有关。

一般说来，对于易处理、数量少、种类单一及间歇操作的废物处理，工艺系统及焚烧炉本体尽量设计得比较简单，不必设置废热回收设施。

对于数量大的废物，并需连续进行焚烧处理时，焚烧炉设计要保证高温，除将废物焚毁外，应尽可能地考虑废热回收措施，以充分利用高温烟气的热能。

第六章固体废物的热处理

系
–余热锅炉后，200~280℃
统
16
1
焚烧处理
PCDDs:
A 控制燃烧
焚
TCDDs PCDFs
温度和停留时间； B 减少烟气
催化氧化化学吸收
反应器
烟
烧
酸性气体: HF、 SOX、NOX、HCl
200~500℃ 氧化还原停留时间；湿式洗涤 C 有效净化物理吸附
洗涤塔吸附塔
气
工重金属汞、镉、铅
流化燃烧技术
旋转燃烧技术
焚
– 过程稳定、技术 – 较成熟，可处理 – 较成熟、效率高
成熟、应用广
低热值、高水分 – 回转窑焚烧炉
烧
– 固定炉排焚烧炉、废物，但对入料水平机械焚烧炉、要求均匀化、细
– 滚筒、抄板
倾斜机械焚烧炉
小化
技等
– 流化床焚烧炉
– 辐射、烟气对流， – 空气流和烟气流
术
翻转及搅动 – 炉型设计和配风
热解
造气
常
用
工
艺
造油
双塔循环式转窑式
管式快速热解电炉法
28
2 固体废物热解处理
SW热解造气是使其在一定温度下转变成
气体燃料。
热解常
1、双塔循环式工艺： 1）原料定量投入热解炉内；
热解
用 2）与来自燃烧炉返回的砂混合；
造
工 3）热解炉内400-700℃热解生成燃气。气
艺 4）气体进入净化系统，一部分供燃烧炉，
油
气液分离后，得到热解油和可燃气。
SW
一次破碎
5㎝
风选
干燥金属类、玻璃
筛分
二次破碎 0.36 ㎜

固体废物热处理

废煤矸广州
物石
垃圾
杭州垃圾
常州垃圾
芜湖垃圾
上海污水厂污泥
热 800 ～值 8000
4412
4452
7300
2863
14600
根据经验，城市垃圾的热值大于3350kJ/kg时，燃烧过程无需加辅助燃料，易于实现自燃烧。
①通过氧弹测热仪测量计算将高位热值转变成低位热值可以通过下式计算：
即生成固体残渣的阶段。
三个阶段并非界限分明，尤其对混合垃圾之类的焚烧过程更是如此。
从炉内实际过程看，送入的垃圾有的物质还在预热干燥，而有的物质已经开始燃烧，甚至已燃尽了。
对同一物料来说，物料表面已进入了燃烧阶段，而内部还在加热干燥。
1、干燥------水分汽化、蒸发传导干燥、对流干燥和辐射干燥 2、热分解------化学分解、聚合反应放热反应，吸热反应 3、燃烧------可燃物质的快速分解和高温氧化过程蒸发燃烧（蜡质类）、分解燃烧（纸、木材）、
1
垃圾和危险废物的燃烧（具有
焚烧处理强烈放热效应、有基态和电子激发态的自由基出现、并伴有
光辐射的化学反应现象）
其它热处理方法
4
处理方法
2
热解
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。
焙烧热解:是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成
处理为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。 3
表面燃烧（木炭、焦炭）
（三）影响固体废物焚烧的因素
在实际的燃烧过程中，由于焚烧炉内的操作条件不能达到理想效果，致使燃烧不完全。严重的情况下将会产生大量的黑烟，并且从焚烧炉排出的炉渣中还含有有机可燃物。

5固体废物处理与处置-固体废物的热处理

7300
2863
14600
17
5.1.3 固体废物的燃烧过程
可燃物质
助燃物质引燃火源
必备条件
焚烧
温度着火条件
蒸发挥发分解烧结、熔融氧化还原
理论式
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
6
焚烧技术的发展史
我国始于1980′
除尘
资源化
智能化
..
多功能
… 综合性
4
除尘/脱硫/脱硝技术发展
1970~1990 烟气净化投资占1/2~2/3
3 1960’
自控、移动式机械炉排焚烧炉，多样化，焚烧温度↗850-1100℃以上
2
大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统
20世纪初
（机械、静电除尘和洗涤）
1
机械化连续垃圾焚烧炉，处理能力、焚烧效果、治污↗
19世纪中后期
旋风收尘
焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英1874、美1885、法等试验研究，建立间歇式固定床焚烧炉，效率低，残渣量大，无烟气、残渣处理设施
7
垃圾发电站
高温焚烧已经发展成为一种应用最广、最有前途的生活垃圾和危险废物的处理方法之一。集焚烧、发电、供热和环境美化为一体。德、法、美、日
从炉内实际过程看，送入的垃圾有的物质还在预热干燥，而有的物质已经开始燃烧，甚至已燃尽了。
对同一物料来说，物料表面已进入了燃烧阶段，而内部还在加热干燥。
21
1、干燥------水分汽化、蒸发传导干燥、对流干燥和辐射干燥 2、热分解------化学分解、聚合反应放热反应，吸热反应 3、燃烧------可燃物质的快速分解和高温氧化过程蒸发燃烧（蜡质类）、分解燃烧（纸、木材）、表面燃烧（木炭、

第六章固体废物热处理技术

对生活垃圾来说，当 LHV＜3344kJ/kg时，不能满足焚烧条件；当3344＜LHV＜4180（kJ/kg）时，理论上可不借助辅助燃料焚烧，但废热利用价值不大；当4180＜LHV＜5000（kJ/kg）时，供热和发电均可；当LHV＞6000kJ/kg时，稳定焚烧，供热发电皆稳定。
热值与可焚烧性
机械炉排焚烧炉
分级混合好；燃烧效果好；一次空气分布可控；
可使焚烧操作操作自动、连续化。
焚烧炉内的垃圾燃烧火焰
机械炉排焚烧炉

炉排的作用：
输送废物及炉渣通过炉膛搅拌和混合物料
使从炉排下方进入的一次空气顺利通过燃烧层

按构造不同可分为：
摇动式
往复式
逆动式履带式

低位热值(LHV)=
高位热值-蒸发水分消耗的热量（水的汽化潜热）水由废物中含有的水分和燃烧时生成的水分共同组成

Hlow= Hhigh-(W%+H%∗8.937)∗24.45 kJ/kg
通常使用低位热值！
固体废物热值

由灰分、VS和水分计算
LHV = Hdaf*0.01*VS - 24.45*W [kJ/kg]
第六章固体废物热处理技术（1）
——焚烧
热处理技术

定义（Thermal treatment）
段，通过改变废物的物理、化学、生物特性或组成来处理固体废物的过程。
热处理过程：在设备中以高温分解和深度氧化为主要手

分类
焚烧热裂解高温焙烧熔融湿式氧化
热处理技术
熔融湿式氧化
Denmark (COWI)
Austria (CEWEP)

固体废物的热解教学课件

筛分
去除固体废物中的异物，如金属、玻璃等。
干燥
去除固体废物中的水分，以降低热解过程中的能耗。
热解
加热
将预处理后的固体废物加热到热解温度，使其中的有机物发生热
解反应。
热解产物
热解产物包括气体、液体和固体，其中气体和液体是重要的能源
和化工原料。
热解温度
热解温度是影响热解产物的重要因素，不同的废物需要不同的热
料和炭的化学过程。
热解过程
热解过程包括干燥、热解、燃烧和炭化等阶段，其中有机物在高温下热解成可燃气体、液体燃料和炭。
热解产物
热解产物包括可燃气体、液体燃料和炭，其中可燃气体和液体燃料是热解的主要产物，具有较高的能源利用价值。
技术
固定床热解技术
回转窑热解技术
固定床热解技术是将固体废物放置在固定床反应器中进行热解，产物通过冷凝器进行冷凝，分为气体、液体和固体三相。
特点
具有污染性、资源性和社会性。
分类
01
02
03
按来源分类
工业固体废物、生活垃圾以及其他固体废物。
按危害特性分类
一般固体废物和危险固体废物。
按处理方式分类
可回收利用的废物、不可回收利用的废物以及有害废物。
02
热解的原理与技术
原理
热解原理
热解是将固体废物在无氧或少量氧的条件下，通过高温加热，使有机物转化为可燃气体、液体燃
热解装备研发
研发新型高效、低耗、环保的热解反应器及配套设备，提升
热解技术的工程应用能力。
THANKS
感谢观看
开发高效热解炉
研究和开发新型高效热解炉，提高热解效率，降低能耗和投资成本。