第七章 焚烧技术(2)讲解
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炉膛内的温度下限设定： 恶臭物质的氧化分解一般认为在700℃以上时进行得 比较完全， 低温时容易产生剧毒物质二恶英，当温度高于700 ℃ 时，二恶英及其前驱物由生成转向分解
炉膛内的温度上限设定： 设备的腐蚀和灰渣的结焦（焚烧灰熔融温度1100~1200 ℃） 减少烟气中氮氧化物的生成
焚烧子系统：
燃烧室的四种气流模式：
错流式：
适用于焚烧中等发热量的垃圾，即低位发热量 为1000~6300kJ/kg的垃圾。
二次回流式：
适于垃圾热值随四季变化较大
2、焚烧炉类型： 机 械 炉 床 焚 烧 炉
优点：
容量大 效率高， 焚烧彻底， 燃烧稳定， 余热利用高
缺点：
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
烟囱
飞灰
反应物 +飞灰
酸性气体控制技术
烟囱
湿式洗烟法
垃 圾
锅炉
冷却塔
引风扇
布袋 除尘器
反应物 +飞灰
洗涤塔 第二段
冷却塔
ห้องสมุดไป่ตู้
洗涤塔 第一段
中 和 槽
混合槽 特 殊 助
吸收剂 水 剂
重金属控制技术
各种洗烟塔 + 除尘设备
降温凝结
截获凝结颗粒
挥发性高的铅、镉及汞等少数重金属不易被 凝结去除
3）烟气中主要污染物控制技术
二噁英/呋喃控制技术
O
二噁英（PCDDs）：
指含有二个氧键连接二个苯 环的一类有机氯化合物。 O
呋喃（PCDFs）：
指含有一个氧键连接二个苯
O
环的一类有机氯化合物。
二恶英/呋喃控制技术 TCDD：2,3,7,8－四氯二苯二恶英
是现有化合物中最毒物质，毒性比氰化物大1000倍
PCDDs/PCDFs的浓度表示方式：
旋（回）转窑式焚烧炉：
回转窑焚烧炉
投料传送带 除尘器
二次燃烧室
旋风分离器 排风机
并流式回转窑焚烧炉 逆流式回转窑焚烧炉
并流式旋转窑焚烧炉：
逆流式旋转窑焚烧炉：
旋（回）转窑式焚烧炉：
在工业垃圾焚烧领域应用广泛
优点：
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 安全燃烧，残灰颗粒小 机械零部件少，发生故障的可能性小
当量浓度（TEQ）有所降低
PCDDs/PCDFs的测定：
属于超痕量级测试：GC-MS联机测定
七、焚烧产生的残渣及其控制：
细渣
灰渣种类：
底灰 锅炉灰 飞灰
属于危险废物，必须进行固化/稳定化处理
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： 图7-26（P220）：典型的灰渣处理处置技术 图7-27（P221）：典型的焚烧灰渣再利用技术
缺点：
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 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
适用范围：
适用于处理PCBs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的垃圾 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 垃圾的处理成本
PCDDs/PCDFs生成的典型温度：350±50℃ 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。
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
设置吸附剂的固定床吸附与除尘设备联合 湿法：对PCDDs/PCDFs总浓度影响不大，但可使毒性
PCDDs/PCDFs的产生：
废物本身所含有：
焚烧含微量PCDDs/PCDFs的垃圾
炉内形成：
炉内形成的不完全燃烧碳氢化合物与氯化物结合形成 生成PCDDs/PCDFs的前驱物质氯苯、苯酚
炉外低温合成：
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PCDDs/PCDFs
mg/m3 mg/m3 mg/m3
小时均值 150 小时均值 400 小时均值 260
6
硫化氢
mg/m3
小时均值 75
7
汞
8
镉
9
铅
10
二噁英类
mg/m3 mg/m3 mg/m3 ng/m3
测定均值 0.2 测定均值 0.1 测定均值 1.6 测定均值 1.0
注：表中规定各项标准限值，均以标准状态下含11％O2的干烟气为参考值换算
b.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 d.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（6~12%） f.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
g.通过监测系统和各种控制调节系统，确保燃烧完全
避免炉外低温再合成：
酸性气体控制技术
干式洗烟法 半干式洗烟法 湿式洗烟法
酸性气体控制技术
干式洗烟法
垃 圾
锅炉
旋风 除尘器
水
石灰粉
冷却塔
反应槽
飞灰
烟囱
引风扇 布袋 除尘器 回流槽
反应物 +飞灰
酸性气体控制技术
半干式洗烟法
水 吸收剂
垃 圾
锅炉
旋风 除尘器
吸收 准备槽
半干式 吸收塔
布袋 除尘器
引风扇
贮存及进料子系统：称重—卸料—贮存—进料
焚烧子系统：焚烧炉本体（炉床、燃烧室）
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： 摇动式炉排： 转动滚筒式炉排： 逆动式炉排：
炉排的种类：
炉排类型： 转动滚筒式炉排：
焚烧子系统：
炉膛温度：
炉膛内的温度一般为700~1000℃，最好控制在 750~950 ℃
模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：
优点：
适用于中小容量，构造简单，装置可移动，机 动性强
缺点：
燃烧不完全，燃烧效率低，使用年限短（5~10 年），平均建造成本高
模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：
适用范围：
已成为主要的小型废物焚烧炉，普遍为一般学 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 也可用于焚烧其他一般固体、液体及污泥废物 但不十分适合危险废物焚烧使用
五、固体废物典型焚烧系统： 国际上常用的四大焚烧系统：
机械炉床式焚烧炉 旋转窑式焚烧炉 流化床式焚烧炉 模组式焚烧炉
1、焚烧系统的组成：
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： 给水处理子系统： 烟气处理子系统： 废水处理子系统： 灰渣收集及处理子系统：
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， NOX，HCl， HF，重金属，二恶英/呋喃，N2，H2O
2）排放标准
《GB 18485-2001 生活垃圾焚烧污染控制标准》 《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：
总量浓度（ng/m3, ng/kg,ng/L ） 毒性当量浓度（TEQ）：
以2,3,7,8－TCDD为基准（系数1.0）
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 80
2
烟气黑度
林格曼黑度，级 测定值
1
3
一氧化碳
4
氮氧化物
5
二氧化硫
焚烧子系统： 燃烧室的四种气流模式：
对流式
错流式
并流式
二次回流式
燃烧室的四种气流模式：
对流式：
可以使垃圾受到充分的干燥 适于焚烧低热值（低位发热量2000~4000kJ/kg） 及高含水量的垃圾较适用；
并流式：
燃烧气体对垃圾干燥效果较低 常用于焚烧高热值(低位发热量5000kJ/kg以上) 及低含水量的垃圾
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
流化床式焚烧炉 （Fluidized bed incineration, FBI）
循环流化床焚烧炉（CFB）
流化床式焚烧炉：
优点：
容量适中，热导性好，燃烧效率高 炉床单位面积处理能力大 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 障，造价便宜
燃烧室：
第一燃烧室： 主要完成固体物料的燃烧和挥发组分的火焰 燃烧
第二燃烧室： 主要对烟气中未燃尽组分和悬浮颗粒进行燃 烧
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 所需氧气，同时还可以防止炉排过热
二次空气： 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 未燃尽可燃组分氧化分解提供所需的氧气
缺点：
动力消耗较多 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 和尾气夹带量，燃烧温度和焚烧完全性
流化床式焚烧炉：
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
可用于处理污泥、油渣以及多种有机废液和小 颗粒废物等
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70~80%
3）烟气中主要污染物控制技术 粒状污染物控制技术 氮氧化物控制技术 酸性气体控制技术 重金属控制技术 二恶英/呋喃控制技术
氮氧化物控制技术
氮氧化物的产生： 燃料型氮氧化物： 热力型氮氧化物
（火焰温度在1000℃以上时会大量产生）
氮氧化物的控制技术： 燃烧控制法： 湿法（较少用于垃圾焚烧） 干法（选择性非催化还原和选择性催化还原）
PCDDs/PCDFs的防治：
控制来源：
避免含PCDDs/PCDFs物质和含氯成分高的物质 （如PVC）进入垃圾
减少炉内形成：
共“a-g”七条措施
重点：保证足够的燃烧温度和停留时间 焚烧温度≥850℃,停留时间≥ 2s 焚烧温度≥ 1000℃,停留时间≥ 1s
避免炉外低温再合成：
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、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
炉膛内的温度上限设定： 设备的腐蚀和灰渣的结焦（焚烧灰熔融温度1100~1200 ℃） 减少烟气中氮氧化物的生成
焚烧子系统：
燃烧室的四种气流模式：
错流式：
适用于焚烧中等发热量的垃圾，即低位发热量 为1000~6300kJ/kg的垃圾。
二次回流式：
适于垃圾热值随四季变化较大
2、焚烧炉类型： 机 械 炉 床 焚 烧 炉
优点：
容量大 效率高， 焚烧彻底， 燃烧稳定， 余热利用高
缺点：
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
烟囱
飞灰
反应物 +飞灰
酸性气体控制技术
烟囱
湿式洗烟法
垃 圾
锅炉
冷却塔
引风扇
布袋 除尘器
反应物 +飞灰
洗涤塔 第二段
冷却塔
ห้องสมุดไป่ตู้
洗涤塔 第一段
中 和 槽
混合槽 特 殊 助
吸收剂 水 剂
重金属控制技术
各种洗烟塔 + 除尘设备
降温凝结
截获凝结颗粒
挥发性高的铅、镉及汞等少数重金属不易被 凝结去除
3）烟气中主要污染物控制技术
二噁英/呋喃控制技术
O
二噁英（PCDDs）：
指含有二个氧键连接二个苯 环的一类有机氯化合物。 O
呋喃（PCDFs）：
指含有一个氧键连接二个苯
O
环的一类有机氯化合物。
二恶英/呋喃控制技术 TCDD：2,3,7,8－四氯二苯二恶英
是现有化合物中最毒物质，毒性比氰化物大1000倍
PCDDs/PCDFs的浓度表示方式：
旋（回）转窑式焚烧炉：
回转窑焚烧炉
投料传送带 除尘器
二次燃烧室
旋风分离器 排风机
并流式回转窑焚烧炉 逆流式回转窑焚烧炉
并流式旋转窑焚烧炉：
逆流式旋转窑焚烧炉：
旋（回）转窑式焚烧炉：
在工业垃圾焚烧领域应用广泛
优点：
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 安全燃烧，残灰颗粒小 机械零部件少，发生故障的可能性小
当量浓度（TEQ）有所降低
PCDDs/PCDFs的测定：
属于超痕量级测试：GC-MS联机测定
七、焚烧产生的残渣及其控制：
细渣
灰渣种类：
底灰 锅炉灰 飞灰
属于危险废物，必须进行固化/稳定化处理
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： 图7-26（P220）：典型的灰渣处理处置技术 图7-27（P221）：典型的焚烧灰渣再利用技术
缺点：
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 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
适用范围：
适用于处理PCBs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的垃圾 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 垃圾的处理成本
PCDDs/PCDFs生成的典型温度：350±50℃ 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。
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
设置吸附剂的固定床吸附与除尘设备联合 湿法：对PCDDs/PCDFs总浓度影响不大，但可使毒性
PCDDs/PCDFs的产生：
废物本身所含有：
焚烧含微量PCDDs/PCDFs的垃圾
炉内形成：
炉内形成的不完全燃烧碳氢化合物与氯化物结合形成 生成PCDDs/PCDFs的前驱物质氯苯、苯酚
炉外低温合成：
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PCDDs/PCDFs
mg/m3 mg/m3 mg/m3
小时均值 150 小时均值 400 小时均值 260
6
硫化氢
mg/m3
小时均值 75
7
汞
8
镉
9
铅
10
二噁英类
mg/m3 mg/m3 mg/m3 ng/m3
测定均值 0.2 测定均值 0.1 测定均值 1.6 测定均值 1.0
注：表中规定各项标准限值，均以标准状态下含11％O2的干烟气为参考值换算
b.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 d.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（6~12%） f.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
g.通过监测系统和各种控制调节系统，确保燃烧完全
避免炉外低温再合成：
酸性气体控制技术
干式洗烟法 半干式洗烟法 湿式洗烟法
酸性气体控制技术
干式洗烟法
垃 圾
锅炉
旋风 除尘器
水
石灰粉
冷却塔
反应槽
飞灰
烟囱
引风扇 布袋 除尘器 回流槽
反应物 +飞灰
酸性气体控制技术
半干式洗烟法
水 吸收剂
垃 圾
锅炉
旋风 除尘器
吸收 准备槽
半干式 吸收塔
布袋 除尘器
引风扇
贮存及进料子系统：称重—卸料—贮存—进料
焚烧子系统：焚烧炉本体（炉床、燃烧室）
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： 摇动式炉排： 转动滚筒式炉排： 逆动式炉排：
炉排的种类：
炉排类型： 转动滚筒式炉排：
焚烧子系统：
炉膛温度：
炉膛内的温度一般为700~1000℃，最好控制在 750~950 ℃
模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：
优点：
适用于中小容量，构造简单，装置可移动，机 动性强
缺点：
燃烧不完全，燃烧效率低，使用年限短（5~10 年），平均建造成本高
模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）：
适用范围：
已成为主要的小型废物焚烧炉，普遍为一般学 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 也可用于焚烧其他一般固体、液体及污泥废物 但不十分适合危险废物焚烧使用
五、固体废物典型焚烧系统： 国际上常用的四大焚烧系统：
机械炉床式焚烧炉 旋转窑式焚烧炉 流化床式焚烧炉 模组式焚烧炉
1、焚烧系统的组成：
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： 给水处理子系统： 烟气处理子系统： 废水处理子系统： 灰渣收集及处理子系统：
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， NOX，HCl， HF，重金属，二恶英/呋喃，N2，H2O
2）排放标准
《GB 18485-2001 生活垃圾焚烧污染控制标准》 《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：
总量浓度（ng/m3, ng/kg,ng/L ） 毒性当量浓度（TEQ）：
以2,3,7,8－TCDD为基准（系数1.0）
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 80
2
烟气黑度
林格曼黑度，级 测定值
1
3
一氧化碳
4
氮氧化物
5
二氧化硫
焚烧子系统： 燃烧室的四种气流模式：
对流式
错流式
并流式
二次回流式
燃烧室的四种气流模式：
对流式：
可以使垃圾受到充分的干燥 适于焚烧低热值（低位发热量2000~4000kJ/kg） 及高含水量的垃圾较适用；
并流式：
燃烧气体对垃圾干燥效果较低 常用于焚烧高热值(低位发热量5000kJ/kg以上) 及低含水量的垃圾
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
流化床式焚烧炉 （Fluidized bed incineration, FBI）
循环流化床焚烧炉（CFB）
流化床式焚烧炉：
优点：
容量适中，热导性好，燃烧效率高 炉床单位面积处理能力大 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 障，造价便宜
燃烧室：
第一燃烧室： 主要完成固体物料的燃烧和挥发组分的火焰 燃烧
第二燃烧室： 主要对烟气中未燃尽组分和悬浮颗粒进行燃 烧
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 所需氧气，同时还可以防止炉排过热
二次空气： 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 未燃尽可燃组分氧化分解提供所需的氧气
缺点：
动力消耗较多 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 和尾气夹带量，燃烧温度和焚烧完全性
流化床式焚烧炉：
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
可用于处理污泥、油渣以及多种有机废液和小 颗粒废物等
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70~80%
3）烟气中主要污染物控制技术 粒状污染物控制技术 氮氧化物控制技术 酸性气体控制技术 重金属控制技术 二恶英/呋喃控制技术
氮氧化物控制技术
氮氧化物的产生： 燃料型氮氧化物： 热力型氮氧化物
（火焰温度在1000℃以上时会大量产生）
氮氧化物的控制技术： 燃烧控制法： 湿法（较少用于垃圾焚烧） 干法（选择性非催化还原和选择性催化还原）
PCDDs/PCDFs的防治：
控制来源：
避免含PCDDs/PCDFs物质和含氯成分高的物质 （如PVC）进入垃圾
减少炉内形成：
共“a-g”七条措施
重点：保证足够的燃烧温度和停留时间 焚烧温度≥850℃,停留时间≥ 2s 焚烧温度≥ 1000℃,停留时间≥ 1s
避免炉外低温再合成：
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、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