第6章 固体废物的焚烧处理技术
固体废物焚烧技术
当固体废物热值高于4000kJ/kg时理论上可自持 燃烧，适合焚烧处理。
环境学院：固体废物处理与处置
高位热值：是垃圾单位干重的发热量； 低位热值：是单位新鲜垃圾燃烧时的发热量，又称有 效发热量、净发热值。 两者的区别在于生成水的状态不同，前者生成水是液 态，而后者生成水以蒸气形态存在。 低位热值 = 高位热值 – 水分凝结热
环境学院：固体废物处理与处置
焚烧技术缺点：
建设费用昂贵、系统操作复杂、严格； 要求工作人员技术水平高； 易产生二次污染物如SO2、NOx、HCl、二噁英、粉尘 等污染质。
环境学院：固体废物处理与处置
武汉首座垃圾焚烧发电厂5月点火
文章来源： 长江日报 更新时间：2010-3-27 江城即将迈入垃圾焚烧处置时代。3月26日从市人大三 号议案办理工作会获悉，5月份，长山口垃圾焚烧发电厂 将点火试运行，这是我市第一座垃圾焚烧处置厂。 垃圾焚烧发电是发达城市流行的垃圾处置方式，可节 省大量土地，避免环境污染。目前，我市日产垃圾8300 多吨，全部采取填埋方式处置。针对全市垃圾仍不断增 长的趋势，政府制定垃圾处理“5焚烧、2填埋、1综合” 战略。 5座垃圾焚烧发电厂同时开建。据最新消息，长山口垃 圾焚烧发电厂已完成设备安装，将于5月份点火投入试运 行，这是我市第一座垃圾焚烧发电厂。汉口北垃圾焚烧 发电厂已完成主体结构，将于年内运行。锅顶山、新沟 垃圾焚烧发电厂将于年内完成主体结构和设备安装。群 环境学院：固体废物处理与处置 力村垃圾焚烧发电厂年内动工。
环境学院：固体废物处理与处置
固体废物的资源化与固体废物焚烧处理技术
焚烧炉：主要设备，用于固体废物的焚烧处理
余热锅炉：利用焚烧产生的热量产生蒸汽，用于发电或供热
烟气净化系统：包括除尘、脱硫、脱硝等设备，用于净化烟气，减少污染物排放
灰渣处理系统：包括灰渣收集、输送、处理等设备，用于处理焚烧后的灰渣
控制系统：包括自动化控制系统、安全保护系统等，用于控制焚烧处理过程的安全和稳定运行
03
减少二次污染：通过改进焚烧工艺和设备，减少焚烧过程中产生的二恶英、氮氧化物等二次污染物。
02
降低运行成本：通过改进焚烧工艺和设备，降低焚烧处理系统的运行成本，提高经济效益。
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提高焚烧效率：通过优化焚烧工艺和设备，提高焚烧效率，降低能耗和污染物排放。
降低成本：通过技术创新和设备改进，降低焚烧处理成本，提高经济效益。
热处理：通过高温处理将固体废物中的有害物质进行分解和去除
综合处理：将多种处理方法相结合，实现固体废物的资源化和无害化处理
04
03
减少环境污染：通过资源化处理，减少固体废物对环境的影响
01
节约资源：通过资源化利用，提高资源利用率，减少资源浪费
02
创造经济价值：通过资源化利用，产生新的经济价值，提高经济效益
促进可持续发展：通过资源化利用，实现可持续发展，提高社会效益
PART TWO
固体废物焚烧处理技术是一种通过高温燃烧将有害固体废物转化为无害物质的处理技术。
01
焚烧处理技术可以有效减少固体废物的体积，降低运输和处置成本。
02
焚烧处理技术可以消除有害物质，减少对环境的污染。
03
焚烧处理技术可以回收热能，实现能源的再利用。
固体废物的焚烧处理技术课件 (一)
固体废物的焚烧处理技术课件 (一)
随着城市化进程的不断加快，固体废物也在日益增加。
而这些固体废物对环境造成了极其严重的威胁，如何处理这些固体废物成为大家需要思考的问题。
近年来，固体废物焚烧处理技术被广泛应用。
本文将从几个方面，探讨固体废物焚烧处理技术。
一、技术概述
固体废物焚烧处理技术是指把固体废物投入到焚烧炉中，通过燃烧，把固体废物转变成可利用的灰渣和烟气的过程。
二、技术原理
固体废物焚烧处理技术主要依靠高温燃烧过程，将废弃物转变为灰渣和烟气两种物质。
三、技术优点
1.焚烧处理后，废物的体积减少了几十倍以上，处理量大；
2.灰渣可以用于混凝土或路基等工程建设；
3.烟气经过处理后可以达到排放标准。
四、技术缺点
1.反应需要高温，能量损失大；
2.焚烧的过程会产生大量烟气，对环境造成二次污染；
3.燃烧的废物易产生有害气体，如二噁英。
五、技术特点
1.焚烧处理技术逐步向高温技术方向发展；
2.焚烧前需要对废弃物进行分类，以保证废物能够顺利进入焚烧炉内；
3.为了降低排放烟气的危害，焚烧后烟气需要进行适当的处理。
总之，固体废物焚烧处理技术能够有效处理固体废物，将其转变为可
利用资源。
但同时也需要关注其环保问题，避免产生二次污染。
因此，在采用固体废物焚烧处理技术时，必须严格按照环保标准进行操作，
以确保不对环境造成污染。
张小平《固体废物污染控制工程》(第2版)课后习题(第4章 固体废物的预处理技术——第6章 固体废物的
第4章固体废物的预处理技术1．表示固体废物压实程度的指标有哪些？为何要进行压实处理？答：（1）表示固体废物压实程度的指标①空隙比和空隙率a．空隙比（e）的定义为；b．空隙率（ε）的定义为。
②湿密度与干密度a．湿密度（ρw）的定义为；b．干密度（ρd）的定义为。
③体积减少分数（R）式中，V i为压实前体积，m3；V f为压实后体积，m3。
④压缩比与压缩倍数a．压缩比（r）显然，r越小，压实效果越好。
b．压缩倍数（n）c．三者间的关系（2）进行压实处理的原因固体废物的压实是指通过消耗压力能来提高废物的容重和减小废物体积的过程，垃圾进行压实处理的目的是为了使固体废物减量化，便于运输、贮存和填埋。
压实主要用于处理压缩性能大而恢复性能小的固体废物，而对于某些较密实的固体则不宜采用，对于有些弹性废物也不宜采用压实处理，因为它们在解压后，体积又会增大。
2．破碎程度用什么指标来衡量？简述破碎的意义。
答：（1）破碎程度的衡量指标破碎比是指废物粒度在破碎过程中减少的倍数，是破碎程度的衡量指标。
破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关。
破碎比有以下两种表示方法。
①最大粒度法式中，为破碎前的最大粒度；为破碎后的最大粒度。
②平均粒度法式中，D ave为破碎前的平均粒度；d ave为破碎后的平均粒度。
（2）破碎的意义①使运输、焚烧、热解、熔化、压缩等操作能够或容易进行，更经济有效；②为分选和进一步加工提供合适的粒度，有利于综合利用；③增大比表面积，提高焚烧、热解、堆肥处理的效率；④破碎使固体废物体积减小，便于运输、压缩和高密度填埋，加速土地还原利用。
3．破碎流程有哪几种组合方式？分别是什么？答：破碎流程共有4种组合方式。
（1）单纯破碎工艺该破碎工艺具有简单、易操作、占地面积小等优点，但只适于对粒度要求不高的场合。
（2）带预先筛分的破碎工艺该工艺流程可预先分离出不需破碎的细粒物料，减少破碎量。
（3）先破碎后筛分工艺该工艺可将破碎产物中大于要求粒度的颗粒分离出来，返回破碎机再破碎，使产品粒度全部符合要求。
《固体废弃物处理处置工程》考试复习重点
精心整理固体废物处理处置复习重点第一章绪论1. 解释：固体废物，固体废物处理，固体废物处置，危险废物，减量化，资源化，无害化，清洁生产。
固体废物：指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。
固体废物处理：是指通过不同的物化或生化技术，将固体废物转化为便于运输、贮存、利用以法。
，施。
2.3.定的具有毒害性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性和放射性的废物。
4. 工业固废和生活垃圾的污染控制措施？要想减少工业固体废物的污染，可采取以下主要控制措施：1. 积极推行清洁生产审核，实现经济增长方式的转变，限期淘汰固体废物污染严重的落后生产工艺和设备。
2. 采用清洁的资源和能源。
3. 采用精料。
4. 改进生产工艺，采用无废或少废技术和设备。
5. 加强生产过程控制，提高管理水平和加强员工环保意识的培养。
6. 提高产品质量和寿命。
精心整理7. 发展物质循环利用工艺。
8. 进行综合利用。
9. 进行无害化处理与处置。
生活垃圾污染的控制措施：1. 鼓励城市居民使用耐用环保物质资料，减少对假冒伪劣产品的使用。
2. 加强宣传教育，积极推进城市垃圾分类收集制度。
3. 改进城市的燃料结构，提高城市的燃气化率。
4. 进行城市生活垃圾综合利用。
5. 进行城市生活垃圾的无害化处理与处置，通过焚烧处理、卫生填埋处置等无害化处理处置措施，减轻污染。
5. 我国有哪些固体废物管理制度？6.第二章固体废物的收集、贮存及清运1. 如何确定每个收集点的容器数量？ P212. 确定城市生活垃圾收集线路时主要应考虑哪些因素？1、收运路线尽可能紧凑，避免重复或断续。
2、收运路线应能平衡工作量，使每个作业阶段、每条路线的收集和清运时间大致相等。
3、收运路线应避免在交通拥挤的高峰时间段收集、清运垃圾。
4、收运路线应当首先收集地势较高地区的垃圾。
5、收集路线起始点最好位于停车场或车库附近。
第三章固体废物的预处理1. 预处理技术主要有哪些？固体废物预处理技术包括：收集、压实、破碎、分选、脱水等。
第6章 固体废物热处理-1
• 空气系统 助燃空气系统，供氧，冷却炉排，混合物料，控制烟气气 流
一次助燃空气：炉排下送入的火焰下空气，空气量的 60~80% 助燃，冷却炉排，搅动炉料
二次助燃空气：火焰上空气，2次燃烧室空气 助燃，控制气量的湍流程度
• 烟气系统 主要污染源。
颗粒污染物：重力沉降，静电除尘，袋除尘 气体污染物：NOx,SOx,HCl等，吸收，吸附，氧化还原
6 焚烧技术
• 层状燃烧 稳定，成熟。广泛 垃圾在炉排上燃烧，炉排，气流带动垃圾层松动，下落，
翻转。改善透气性。 影响因素：炉型的设计，配风设计 • 流化燃烧 利用空气流，烟气流带动固废处于流化态 需要对原料破碎，热强度高，适合处理低热值，高含水
率垃圾 • 旋转燃烧 回转窑焚烧炉：筒体转动对物料进行翻动
2．工艺方案
（2）生产线配置 垃圾焚烧处理生产线（包括烟气净化）3条，
汽轮发电机组2组
二 固体废物的燃烧工艺 1、概述 固体废物焚烧的产物
可燃的固体废物基本是有机物，由大量的碳、氢、
氧元素组成。有些还含有氮、硫、磷和卤族等元素 。（与氧反应生成各种氧化物或部分元素的氢化物 ） • 有机碳→CO2 • 有机物中的氢→H2O • 有机硫和有机磷→SO2、SO3、P2O5 • 有机氮化物→气态氮+氮氧化物[可忽略不计] • 有机氟化物→HF（CF4、COF2） • 有机氯化物→HCI
7、影响固体物质燃烧的因素 （一）固体废物 •粒度：燃烧需要的时间大约与粒度的1~2次方正比。 •含水率： •热值：能源结构，生活水平习惯，季节，地理 •成分：可燃性，污染物质
（二）温度的影响 温度高，停留时间短。对减量化，无害化有决定影响
不少有毒物质需要高温才能有效分解，焚烧 一般要求温度在850~950，医疗垃圾，危险废物>1150 有难氧化分解危险废物时，甚至加入催化剂
固体废物的焚烧处理
多段燃烧
• 在两段燃烧中，首先在一次燃烧过程中提供未充足的空气量，使废 物进行蒸发和热解燃烧，产生大量的CO、碳氢化合物气体和微细 的碳颗粒；
• 然后在第二次，第三次燃烧过程中，再供给充足空气使其逐次氧化 成稳定的气体。
• 多段燃烧的优点是燃烧所必须提供的气体量不需要太大，因此在第 一燃烧室内送风量小，不易将底灰带出，产生颗粒物的可能性较小。
不可燃成分
组分
重量 百分比
煤灰
63.08
陶瓷砖、石 2.65
65.73
固体废物焚烧组分三元图
废物热值的利用方式
• 发电 • 利用焚烧垃圾产生的余热进行发电解决焚烧厂内的用电需求 • 外售富余电
• 供热 • 利热交换器或废热锅炉产生热水或蒸汽
燃烧方式
• 蒸发燃烧
• 受热熔化成液体，继续受热成蒸汽与空气扩散混合燃烧，如蜡燃烧。
• 固体废物不象液体燃料，可直接挥发至气相中燃烧。必须先经过热 裂解，产生成分复杂的碳氢合物，继而从废物表面挥发，并与氧气 充分接触，经氧化反应，快速燃烧。
• 一般在分解燃烧中，几乎看不到火焰，或火焰颜色暗淡，只有充分 挥发气化与氧气接触燃烧后，才发现有光耀火焰燃烧。因此裂解是 一种非常重要的过程，也是有计划地控制燃烧反应的关键，因此才 有自控式焚烧炉的出现。
• 目前最常用的是两段燃烧。
热解燃烧
• 第一燃烧室与热解炉相似，利用部分燃烧炉体升温，向燃烧室内加 入少量的空气（约为理论空气量的20～30%）加速废物裂解反应 的进行；
• 产生部分可回收利用的裂解油，裂解后的烟气中仅有微量的粉尘与 大量的CO和碳氢化合物气体，加入充足的空气使其迅速燃烧放热。
• 此种燃烧型适合处理高热值废物，但目前技术尚未十分成熟。
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 ㎜
固体废物处理与处置课后答案
第１章绪论1.概念解释：固体废物：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质，以及法律、法规规定纳入固体废物管理的物质。
固体废物处理：将固体废物转化为便于运输、贮存、利用或最终处置的过程。
固体废物处置：将已无回收价值或确定不能再利用的固体废物长期置于符合环境保护规定要求的场所或设施而不再取回，从而与生物圈相隔离的技术措施。
城市生活垃圾：指城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。
危险废物：列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。
主要特征有：毒性、腐蚀性、传染性、反应性、易燃易爆性。
１资源化：指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。
无害化：指通过适当的技术对废物进行处理，使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。
减量化：指通过实施适当的技术减少固体废物的容积。
其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。
巴塞尔公约：正式名称为《控制危险废料越境转移及其处置巴塞尔公约》，1989年3月22日在联合国环境规划署于瑞士巴塞尔召开的世界环境保护会议上通过，1992年5月正式生效。
由序言、29项条款和6个附件组成，旨在遏止越境转移危险废料，特别是向发展中国家出口和转移危险废料。
2.略述固体废物分类方法。
按照《固体法》中的相关划定，通常将固体废物分为以下三大类。
①工业固体废物：指来自各工业生产部门的生产和加工过程及流通中所产生的废渣、粉尘、污泥、废屑等。
②城市生活垃圾：也称城市固体废物，主要指城市日常生活中２或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。
第六章 固体废物的焚烧处理(第一节2h)
（二）效果评价
（三）焚烧技术
（四）焚烧的主要影响因素
焚烧四大控制参数：“3 T 1 E” ❖ 气体停留时间（Time） ❖ 焚烧温度（Temperature） ❖ 搅拌混合程度（Turbulence ） ❖ 过剩空气率（Exceed Oxygen Rate)
1. 停留时间
主要是指物料在炉内的停留时间和烟气在炉内的 停留时间。
5. 其它系统
固体废物焚烧系统
五、焚烧炉系统
主体设备是焚烧炉，还包括受料斗、饲料 器、炉体、炉排、助燃器、出渣和进风装 置等设备和设施；
常用焚烧炉：机械炉排焚烧炉、流化床焚 烧炉和回转窑焚烧炉三种。
（一）焚烧炉
1. 机械炉排焚烧炉
炉排是层状燃烧技术的关键；机械焚烧炉排通 常分为三个区：预热干燥区（预热段）、燃烧 区（主燃段）和燃尽区（后燃段）。
3. 燃烧__Page 4(产物)
产物：固体废物及辅助燃料（O2）中的碳、氢、 氧、氮、硫、氯等分别转化为相应的氧化物、 氯化物及水组成的烟，不可燃物质、灰分等成 为炉渣；
危害：粉尘吸入肺部会引起各种肺部疾病，同 时粉尘上吸附的有机污染物（如苯并a芘）是高 毒性、强致癌物质，会直接威胁人体健康；
过剩空气系数 λ=V/V0 V----助燃空气量 V0---理论空气量
过剩空气率=(λ-1)×100%
过剩空气率经验数据
焚烧废液、废气时，过剩空气量一般取 20%~30%的理论空气量；
焚烧固体废物时，需要较高的数值，通常为理 论需氧量的50%~90%，过剩空气系数1.5~1.9， 有时甚至在2以上。
650 ℃温度下只需要0.3s。
2. 焚烧温度
固体废弃物处理与处置宁平第六章
固体废弃物是指在生产、生活和其他活动中被丢弃的固态和半固态物质，包括 日常生活垃圾、工业废弃物、农业废弃物等。这些废弃物不再具有原使用价值， 且会对环境造成负面影响。
固体废弃物的来源
总结词
固体废弃物主要来源于工业生产、城市生活和农业生产等活动。
详细描述
工业生产过程中会产生大量的工业废弃物，如废金属、废塑料、废纸等；城市生 活中产生的垃圾是城市固体废弃物的主要来源，包括生活垃圾、商业垃圾等；农 业生产过程中产生的废弃物包括农作物残余物、畜禽粪便等。
热解
在无氧或低氧环境下，通 过加热使固体废弃物分解 为气体、液体和固体，进 一步提取能源和资源。
填埋气体利用
将垃圾填埋后产生的气体 收集起来，经过处理后用 于发电、供热等。
材料化利用
再生资源回收
将固体废弃物中的可再生 资源，如纸张、塑料、玻 璃等进行分类回收，再加 工成新的材料或制品。
建筑材料利用
固体废弃物处理与处置宁平第 六章
目录
CONTENTS
• 固体废弃物的来源与分类 • 固体废弃物处理技术 • 固体废弃物的资源化利用 • 固体废弃物的处置方法 • 固体废弃物处理与处置的未来发展趋势
01
CHAPTER
固体废弃物的来源与分类
固体废弃物的定义
总结词
固体废弃物是指人类在生产、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质。
政府和社会将进一步推广固体废弃物 的资源化利用，鼓励企业开展废弃物 再生利用，减少对自然资源的消耗。
循环经济的推进
在循环经济的理念下，将固体废弃物 视为资源，实现从“无害化”到“资 源化”的转变，促进经济社会的可持 续发展。
THANKS
谢谢
05
固废处理焚烧工艺
固废处理焚烧工艺固体废物处理是一个重要的环境问题，而焚烧工艺是其中一种常用的处理方式。
本文将就固废处理焚烧工艺进行详细介绍。
一、固废处理焚烧工艺简介固体废物处理焚烧工艺是指通过高温将固体废物转化为无害的气体和灰渣的过程。
该工艺主要通过控制燃烧过程中的温度、氧气供应和废气排放，实现固体废物的无害化处理。
1. 垃圾预处理在焚烧前，需要对固体废物进行预处理，主要包括破碎、分离和分类。
通过破碎设备将大块固体废物破碎成较小颗粒，然后利用分离设备将可回收物和有害物质分离出来，最后对剩余的固体废物进行分类。
2. 燃烧过程将预处理后的固体废物送入燃烧炉中，加入燃料以提供燃烧所需的热能。
在燃烧过程中，需要控制炉内的温度、氧气供应和混合物的搅拌，以确保固体废物能够完全燃烧。
同时，还需要对废气进行处理，以减少对环境的污染。
3. 余热回收在焚烧过程中，会产生大量的余热。
为了提高能源利用效率，可以利用余热进行发电或供暖。
通过余热回收设备，将产生的余热转化为电能或热能，实现能源的再利用。
4. 废渣处理燃烧后的固体废物会生成灰渣，需要进行进一步处理。
一般情况下，灰渣会经过冷却、固化和资源化处理。
冷却后的灰渣可以用于建筑材料生产，固化后的灰渣可以用于填埋或土壤改良，资源化处理可以将灰渣中的有用物质回收利用。
三、固废处理焚烧工艺的优势1. 减少固体废物体积：焚烧工艺能够将固体废物减少到原来的10%左右，大大减少了废物的体积。
2. 无害化处理：焚烧工艺能够将固体废物转化为无害的气体和灰渣，减少对环境和人体健康的影响。
3. 能源利用：焚烧过程中产生的余热可以用于发电或供暖，提高能源利用效率。
4. 资源回收：焚烧后的灰渣中还存在一定的有用物质，可以进行资源化处理，实现资源的回收利用。
四、固废处理焚烧工艺的不足1. 对环境的影响：焚烧过程中会产生废气和废水，如果处理不当，会对周围环境造成污染。
2. 能耗较高：焚烧工艺需要耗费大量的能源，如果能源供应不稳定或成本较高，将会影响其应用。
固体废物的焚烧处理技术
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
能 量 守 恒
质 量 守 恒
黑度，烟气量
…
…
1
2
3
4
目测法
热灼减量法
二氧化碳法
DRE
焚 烧 效 果 评 价 指 标
（1）有机碳的焚烧产物是二氧化碳气体. （2）有机物中氢的焚烧产物是水；若有氟或氯存在,也可能有它们的氢化物生成。 （3）固体废物中的有机硫和有机磷，在焚烧过程中生成二氧化硫或三氧化硫以及五氧化二磷。 （4）有机氮化物的焚烧产物主要是气态的氮，也有少量的氮氧化物生成。 （5）有机氟化物的焚烧产物是氟化氢。 （6）有机氯化物的焚烧产物是氯化氢。 （7）有机溴化物和碘化物焚烧后生成溴化氢及少量溴气以及元素碘。 （8）根据焚烧元素的种类和焚烧温度，金属在焚烧以后可生成卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物等。
温度（ºC）
温度（ºF）
剩余量
燃烧产物——有机物快速分解动力学
二噁英的危害
二恶英的最大危害是具有不可逆的三致毒性,即致畸、致癌、致突变.根据病例报告和动物实验的最新报告结果，一生持续摄入1pg/kg 的2,3,7,8-TCDD，其致癌概率可达1/1000~1/100。 二恶英类物质是目前已经认识的环境激素或内分泌干扰物质中毒性最大的一种。二恶英又是一类持久性有机污染物POPs，在环境中持久存在并不断富集。一旦摄入生物体就很难分解或排出，会随食物链不断传递和积累放大。人类处于食物链的顶端，是此类污染的最后集结地。 二恶英对人的影响可谓“一棰定音”。一般的污染物质要达到一定的剂量才会产生明显的有害作用(即作用阈值)，而至今还没有研究出二恶英的作用阈值，只要“超微量”的剂量，就可能产生危害，对于婴幼儿的损害更明显和无可挽回。 二恶英危害的另一个特点是它的长期性和隐匿性，在表现出明显的症状之前有一个漫长的潜伏过程，它影响的可能是人类的子孙后代。因此，有科学家甚至担心，人类的进化是否将会被这类物质终止。
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)
《生态环境保护概论》6 固体废物处理与资源化
6.1 概述
6.1.3 固体废物来源与分类
• 按来源划分
①工矿业固体废物 ②生活垃圾 ③其他固体废物
6.1 概述
6.1.3 固体废物来源与分类
• 按形态划分
①固态 ②半固态 ③液态（气态）
6.1 概述
6.1.3 固体废物来源与分类
• 按化学性质划分
①有机固体废物 ②无机固体废物
6.1 概述
6.1.3 固体废物来源与分类
6.1 概述
6.1.4 固体废物污染及危害
3. 污染大气
固体废物一般通过如下途径污染大气： a）以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风飘逸 ; b）一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被微生物分解 ，能释放出有害气体和恶臭; c）固体废物在处理(如焚烧)时会产生大量污染物。
典型的例子是煤矸石的自燃，曾在各地煤矿多次发生，散 发出大量的SO2、CO2、NH3等气体，造成严重的大气污染
6.1 概述
6.1.4 固体废物污染及危害
4. 影响环境卫生，传播疾病
固体废物中的病原体和有毒物质，经大气、水体、生物 为媒介传播和扩散，危害人体健康。许多传染病，如鼠疫等 都同固体废物处置不当有关。
危险废物对人类的短期危害可能是通过摄入、吸入、接 触等而引起毒害，也可能是燃烧、爆炸等恶性事故引起伤害 ;对人类的长期危害包括重复接触导致的长期中毒、致癌、 致畸、致突变等。化学品中如某些重金属镉(Cd)和砷（As） ，有机化合物(C7H8、CCl4)是致病物质，汞是致突变物质， 可能使脑、脊髓、神经或肾脏受到伤害。
6.2 城市生活垃圾处理与资源化利用
压实
常用固定式压实器(用于垃圾、金属压实) 水平式压实器 三向联合压实器 回转式压实器
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云垃圾焚烧厂和深圳垃圾焚烧厂
进入21世纪以后，垃圾焚烧与热能利用技术得到了快速
发展。国内相继建立了许多生活垃圾焚烧厂
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焚烧的概念
焚烧
垃圾在高温焚烧炉内(800~1000℃)，垃圾中的可燃成分
与空气中的氧气发生剧烈的化学反应，转化为高温的烟 气和性质稳定的固体残渣，并放出大量的热量。
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搅拌混合强度
要使废物燃烧完全，减少污染物形成，必须要使废物与 助燃空气充分接触、燃烧气体与助燃空气充分混合—— 扰动方式是关键所在，常用的扰动方式：
空气流扰动
– 炉床下送风 – 炉床上送风
机械炉排扰动 流态化扰动 旋转扰动
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过剩空气量
垃圾焚烧主要污染物：焚烧灰渣、焚烧烟气
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6.1.3 焚烧效果的评价
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
ma md QR 100% ma
垃圾焚烧后要求：QR＜5%
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燃烧效率
在焚烧处理城市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，它是 指烟道排出气体中二氧化碳含量与一氧化碳和二氧化碳 含量之和的比值
– 实际的固体废物的焚烧过程非常复杂，可能同时包含了几种燃 烧方式。
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完全燃烧或理论燃烧反应
C x H y Oz N u S v Cl w ( x v ( y w) H 2O 2 y w z 1 )O2 xCO2 wHCl uN2 vSO2 4 4 2 2
• 在燃烧温度范围内，可以取Cpg=1.254kJ/(kg· °C) ；T为 最终烟气温度，oC
T
LHV T0 m Cpg
若系统损失为ΔH，则实际燃烧温度为：
LHV H T T0 m Cpg
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若以烃类化合物替代固体废物，并设25°C时烃类化合物 燃烧时每产生4.18kJ低位热值约需1.5×10-3kg理论空气
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停留时间
废物中有害组分在焚烧炉内处于焚烧条件下，该组分发 生氧化、燃烧，使有害物质变成无害物质所需的时间称 之为焚烧停留时间。包括废物在焚烧炉内的停留时间和 烟气在焚烧炉内的停留时间
取决于燃烧反应的速率、有害物质破坏速率
停留时间的长短直接影响焚烧的完全程度，也是决定炉体 容积尺寸的重要依据 影响因素：废物入炉的形态(固体废物颗粒大小，液体雾 化后液滴的大小以及粘度等)对焚烧所需停留时间影响甚 大。 一般要求固体废物的停留时间能达到1.5~2h以上，可以用 残渣热灼减量控制。而烟气停留时间一般要求大于2s。
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焚烧原理
干燥
含水率较低的固体废物可以在焚烧炉内利用燃烧时产生的 高温烟气进行干燥 含水率非常高的固体废物，如污泥，则必须在进入焚烧炉 之前采用适当的措施降低其含水率，以满足焚烧的要求， 或采用添加辅助燃烧的方法进行焚烧。
热分解
热分解是固体废物中的有机可燃物质，在高温作用下进行 化学分解和聚合反应的过程
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T0 25o C 9835 T 25 1270o C 1.254 [1 3.59104 98351 0.5)] (
T0 150o C T 9835 o 150 1395 C 1.254 [1 3.59104 98351 0.5)] (
CE [CO2 ] 100% [CO] [CO2 ]
对于危险废物的焚烧要求CE＞99.9%。而生活垃圾的焚 烧则仅规定了CO的浓度不超过120mg/m3。
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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[有机有害主成分(POHCS)]的破 坏去除效率(DRE)，定义为：
费用较高
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6.1.1 固体废物的焚烧特性
能否采用焚烧技术处理固体废物，取决于固体废物 的燃烧特性，物质最主要的燃烧特性包括固体废物 的组成和热值
固体废物的三组分
水分 与固体废物的性质和来源等有关，焚烧处理时总 希望水分越低越好，过高的水分会导致固体废物不能自持 燃烧，需要辅助燃料。 可燃分 固体废物中的可燃分一般包括挥发分和固定碳 。挥发分指标准状态下加热废物所失去的质量分数。 灰分 固体中的灰分变化较大，一般主要是无机组分
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燃烧
可燃物的快速分解和高温氧化 蒸发燃烧 指可燃物质受热后先融化为液体，进一步受热 产生燃料蒸气，再与空气混合燃烧，如蜡。这类燃烧的速率 受物料的蒸发速度和空气中的氧与燃料蒸气之间的扩散速度 控制。 分解燃烧 指可燃物质受热后分解为挥发性小分子可燃气 体后再进行燃烧。其燃烧速率受物料的传热速度影响。如木 材、纸张等的燃烧。 表面燃烧 指受热后不经过融化、蒸发、分解等过程，而 直接燃烧。其燃烧速度受燃料表面的扩散速度和化学反应速 度控制。如木炭、焦炭等的燃烧。
发展
发展
上世纪60年代以后，各国相继建立了很多垃圾焚烧厂。
垃圾焚烧技术也得到了快速发展
快速发展
进入90年代，伴随着能源危机，垃圾焚烧技术与热能技
术相结合，得到了快速发展
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我国的垃圾焚烧技术发展
最早在30年代在上海租界内建立的焚烧炉
真正意义上的垃圾焚烧厂是始建于1988年的四川乐山凌
T0 350o C T 9835 350 1595o C 1.254 [1 3.59104 98351 0.5)] (
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焚烧空气量
理论燃烧空气量
理论燃烧空气量是指废物(或燃料)完全燃烧时，所需要的 最低空气量，其计算方法是将固体废物分成可燃组分和不 可燃组分两部分，其中可燃组分的成分由碳、氢、氮、氧 、硫以及水分构成，通过这些组成与氧气发生完全反应所 需的氧气量来计算理论燃烧需要量 完全燃烧反应式
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6.1 焚烧处理技术
1 2
3 4 5 固体废物的焚烧特性 焚烧原理 焚烧效果的评价 焚烧过程的影响因素
焚烧主要参数及热平衡分析
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焚烧技术的历史
开始
最早的垃圾焚烧炉建于1874年英国的Nottingham市。
随后相继在美国、德国、法国等国开始建立，并得到了
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体积基准 －理论空气需要量
V理氧 1.867C 5.56H 0.7S 0.7O
V理空 V理氧 8.89C 26.5H 3.33S 3.33O 0.21
C x H y Oz N u S v Cl w ( x v ( y w) H 2O 2
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y w z 1 )O2 xCO2 wHCl uN2 vSO2 4 4 2 2
碳燃烧 氢燃烧 硫燃烧 燃料中的氧
C+O2 → CO2 C/12×22.4=1.866m3 H+O2→H2O H/2×22.4/2=5.56m3 S+O2→SO2 S/32×22.4=0.7m3 O→1/2O2 O/16×22.4/2=0.7m3
m理空 1.5 10 3 LHV 3.59 10 4 LHV 4.18
助燃空气的过剩率EA＝m过空/m理空，并设助燃空气的初 始温度为25°C ，则
T LHV 25 4 1.254 [1 3.59 10 LHV (1 EA)]
T
LHV H 25 4 1.254 [1 3.5910 LHV (1 EA)]
空气过剩系数 实际空气供给量与理论空气需要量之 比，一般在1.5~2.0之间
固体废物的性质
主要是生活垃圾的热值和尺寸
热值越高，越有利垃圾的焚烧和热能的利用 垃圾尺寸越小，越有利于垃圾焚烧完全和提高焚烧速率
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建筑工程学院四个控制参源自之间的关系参数变化 燃烧温度上升 过剩空气率增加
固废污染控制工程
教师：盛广宏
第6章 固体废物的热处理
焚烧处理技术 焚烧工艺与设备 焚烧过程的二次污染形成与控制 固体废物的热解
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热处理技术
固体废物的热处理：在设备中以高温分解和深度氧化为 主要手段，通过改变废物的化学、物理或生物特性和组 成来处理固体废物的过程。 常用的热处理技术：焚烧、热解、熔融、干化、湿式氧 化、烧结等
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热值
热值：物质在完全燃烧时释放的热量，一般可以表示为高 位发热值（HHV）和低位发热值（LHV）。
– 低位热值是高位热值减去水分凝结热
实验测定
– 氧弹法
经验公式计算
– Dulong公式
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– 高位热值与低位热值
LHV HHV 2420[ w水 9( wH wCl wF )] 35.5 19