固体废物焚烧工艺基础知识

（4）有机污染物的产生和特性
包括二噁英（PCDDs）、呋喃（PCDFs）及 多环芳香烃化合物（PAHs）。
四、焚烧技术的指标和标准
比较直接的是用肉眼观察垃圾焚烧产生的 烟气的“黑度”来判断焚烧效果，烟气越 黑，焚烧效果越差。也可用如下几项技术 指标来衡量焚烧处理结果。
（1）减量比 用于衡量焚烧处理废物减量化 效果的指标是减量比，可用下式计算
判断城市生活垃圾能否采用焚烧处理的依 据之一就是它的发热量能否支付对它自身 干燥，并维持一定高的焚烧温度。
简便的判断方法是用一种垃圾焚烧三元图。
对于焚烧工艺和焚烧炉的设计，必需做详 细的物质平衡和热量平衡计算。
二、固体废物的燃烧过程
从工程技术观点看，需焚烧的物料从送入 焚烧炉起，到形成烟气和固态残渣的整个 过程，可总称为焚烧过程。它包括了三个 阶段：
式中 [CO2]和[CO]——分别为烟道气中该种气体的浓度值。
（4）破坏去除效率 对危险废物，验证焚烧 是否可以达到预期的处理要求的指标还有 特殊化学物质『有机性有害主成分（POHCs） 的破坏去除效率（DRE），定义为
DRE Win Wout 100 % Win
式中 Win——进入焚烧炉的POHCs的质量流率； Wout——从焚烧炉流出的该种物质的质量流率。
（5）烟气排放浓度限制指标 废物在焚烧过程中会产 生一系列新污染物，有可能造成二次污染。对焚烧 设施排放的大气污染物控制项目大致包括以下四个 方面。
固体废物焚烧工艺基 础知识
从减容和回收能源的角度，对固体废物 进行焚烧处理，是目前很多国家普遍采 用的处理方式。
特点：无害化、减量化、资源化、经济 性、实用性。
一、垃圾热值
热值是单位质量的固体废物燃烧释放出来 的热量，以kJ/kg表示。
表示方法有两种，粗热值（高位发热量） 和净热值（低位发热量）。粗热值是指化 合物在一定温度下反应到达最终产物的焓 的变化。净热值是与粗热值意义相同的， 不同的是产物水的状态不同，前者是液态 水，后者是气态水。两者相差的正是水的 汽化潜热。
——
0.01～ 0.04（使 用除尘 器的场 合）
（2）无机有害气体的产生和特性
包括CO和酸性气体（HCl、HF、SOx、 NOx）。 其中NOx的生成有两个重要的因素， 燃烧区域的氧含量和火焰的温度。
（3）重金属的产生和特性
焚烧过程中产生的灰渣（包括炉渣和飞灰） 一般为无机物质，其中含有重金属化合物。
MRC mb ma 100 % mb mc
式中 MRC——减量比，％；
ma——焚烧残渣的质量，kg；
mb——投加的废物质量，kg； mc——残渣中不可燃物质量，kg。
（2）热灼减量 指焚烧残渣在（600±25）℃ 经3h灼热后减少的质量占原焚烧残渣质量 的百分数，计算方法如下
QR

ma md md
（1）干燥阶段 对机械送料的运动式炉排， 从物料送入焚烧炉起到物料开始析出挥发 分着火，都属于干燥阶段。在此阶段，水 分以蒸汽形态析出，需吸收大量的热量。 因此物料水分不易过高，否则炉温降低， 不易着火，需投入辅料来改善。
有时也可采用干燥段和焚烧段分开的设计。
（2）焚烧阶段
焚烧阶段包括三个同时发生的化学反应模式：
反应物
气－固、气 －气反应引 起的粉尘
1）纸屑等的卷 起；2）不完全燃 烧引起的未燃碳
分
不完全燃烧 引起的纸灰
——
1～6
1）烟气冷却引 起的盐分；
2）为去除有害 气体（HCl、 SOx）而投入的 Ca(OH)2引起的 反应生成物和未
反应物
——
—— 1～4
再度飞 散的粉 灰
——
微小粉 尘 （<1μm
）， 碱性盐 占多数
100 %
式中 QR——热灼减量，％； ma——焚烧残渣在室温时的质量，kg； md——焚烧残渣在（600±25）℃经3h灼热后冷却至室温的质
量，kg。
（3）燃烧效率 在焚烧处理生活垃圾及一般 工业废物时，多以燃烧效率（CE）作为评 估是否可以达到预期处理要求的指标。
CE [CO 2 ] 100 % [CO 2 ] [CO]
H
2O
2、燃烧过程污染物的产生 （1）粉尘的产生和特性
项目
炉室
燃烧室
锅炉室、烟道 除尘器 烟囱
无机烟尘
有机烟尘
粉尘浓 度/[g/m （标 准）]
1）燃烧空气卷起 的不燃物、可燃
灰分；2）高温燃 烧区域中低沸点
物质气化；3）有 害气体（HCl、 SOx去除时，投入 的CaCO3末引起的 反应生成物和未
影响燃烧过程的因素主要有：
（1）时间：一般来说，燃烧时间与固体粒度 的平房成正比。
（2）废物与空气的混合量比例：燃烧室内处 于少量过剩空气条件下，燃烧效率最高。
（3）温度：燃烧温度决定于燃料特性，例如 燃料的起燃温度、含水量以及炉子结构和 燃烧空气量等等。燃烧过程中常采用预热 空气来提高燃烧温度。
三、焚烧的产物
1、完全燃烧的产物：
可燃固体废物基本是有机物，由大量的C、
H、O元素组成，有些还含有N、S、P和卤等
元素。这些元素完全燃烧后，生成各种氧
化物或部分元素的氢化物。
CxH
yOz NuSvCl w
wk.baidu.com

(x

v

y
-w 4

z 2 )O 2

xCO 2

wHCl

u 2
N2


y
2
w
强氧化反应 即废物中的可燃组分发生完全燃 烧的反应。
热解 即在无氧或近乎无氧的条件下，利用热 能破坏含碳高分子化合物元素间的化学键， 使含碳化合物破坏或者进行化学重组。在焚 烧阶段，大分子含碳化合物总是先进行热解， 析出气态可燃成份，如CO、CH4等等。挥发分 析出的温度区间为200~800℃，物料在不同的 热解温度下析出的成分和数量都不相同。
原子基团碰撞 焚烧过程出现的火焰，实质 上是高温下富有含原子基团的气流，它们 的电子能量跃迁，以及分子的旋转和振动 产生量子辐射，它包括红外的热辐射、可 见光以及波长更短的紫外线。
温度在1000℃以上就能形成火焰。废物组 分上的原子基团碰撞，还易使废物分解。
（3）燃尽阶段
在燃尽阶段，灰层的形成和惰性气体增加， 氧气要穿透灰层与可燃成份反应也愈困难。 要使物料完全燃烧，必须保证足够的燃尽 时间，这与焚烧炉的几何尺寸直接相关。 一般措施有：翻动、拨火等措施来减少物 料表面的灰层，增加物料停留时间等。