固体废物的热处理
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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
第六章固体废物热处理-
焚烧炉烟囱周围半径200m距离内有建筑物烟囱应高出最高建筑物3m以上不能达到该要求的烟囱其大气污染物排放限值应按生活垃圾排放标准规定的限值严格50执行
第六章固体废物的热处理
固体废物的热处理
焚烧原理
焚 1.干燥 烧 2.热分解 蒸发燃烧 过 分解燃烧 程
3.燃烧 表面燃烧
粉尘：1~200 mm
LHV LHV
LHV
LHV
生活垃圾焚烧相应的标准
危险废物焚烧控制标准
生活垃圾焚烧必须采用袋式除尘器 生活垃圾焚烧：焚烧炉烟囱周围半径200 m距离内有建筑物， 烟囱应高出最高建筑物3 m以上，不能达到该要求的烟囱， 其大气污染物排放限值应按《生活垃圾排放标准》规定的限 值严格50%执行。 危险废物焚烧：新建集中式危险废物焚烧炉烟囱周围半径 200 m距离内有建筑物，烟囱应高出最高建筑物5 m以上。 焚烧炉必须有尾气净化系统、报警系统和应急处置装置
焚 颗粒污染物 烟雾：0.01~1μm 烧 污 染 物 气态污染物：SOx，COx，NOx，HCl
HF，PCDDs
垃圾的发热量：低位热值大于3350kJ/kg时， 垃圾即可实现自燃而无需添加助燃剂。
垃圾的发热量主要受垃圾的三成分影响：水分 （W）、灰分（A）和可燃分（R） W≤50%；A≤60%；R≥25%。
Hale Waihona Puke 例题某固体废物含可燃物60%、水分20%，惰性物即灰分20%， 固体废物的可燃物元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮 4%、硫1%。假设固体废物的热值为11630kJ/kg；炉栅残渣
含碳量5%；空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅残渣的
温度为650 ℃；残渣的比热为0.323 kJ/(kg.℃)；水的汽化热 2420kJ/kg；辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%；碳的热值 为32564kJ/kg。试计算这种废物燃烧后可利用的热值。
第六章固体废物的热处理
固体废物的热处理
焚烧原理
焚 1.干燥 烧 2.热分解 蒸发燃烧 过 分解燃烧 程
3.燃烧 表面燃烧
粉尘：1~200 mm
LHV LHV
LHV
LHV
生活垃圾焚烧相应的标准
危险废物焚烧控制标准
生活垃圾焚烧必须采用袋式除尘器 生活垃圾焚烧：焚烧炉烟囱周围半径200 m距离内有建筑物， 烟囱应高出最高建筑物3 m以上，不能达到该要求的烟囱， 其大气污染物排放限值应按《生活垃圾排放标准》规定的限 值严格50%执行。 危险废物焚烧：新建集中式危险废物焚烧炉烟囱周围半径 200 m距离内有建筑物，烟囱应高出最高建筑物5 m以上。 焚烧炉必须有尾气净化系统、报警系统和应急处置装置
焚 颗粒污染物 烟雾：0.01~1μm 烧 污 染 物 气态污染物：SOx，COx，NOx，HCl
HF，PCDDs
垃圾的发热量：低位热值大于3350kJ/kg时， 垃圾即可实现自燃而无需添加助燃剂。
垃圾的发热量主要受垃圾的三成分影响：水分 （W）、灰分（A）和可燃分（R） W≤50%；A≤60%；R≥25%。
Hale Waihona Puke 例题某固体废物含可燃物60%、水分20%，惰性物即灰分20%， 固体废物的可燃物元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮 4%、硫1%。假设固体废物的热值为11630kJ/kg；炉栅残渣
含碳量5%；空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅残渣的
温度为650 ℃；残渣的比热为0.323 kJ/(kg.℃)；水的汽化热 2420kJ/kg；辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%；碳的热值 为32564kJ/kg。试计算这种废物燃烧后可利用的热值。
固体废物的热处理
烟 气 系 统
17
工
艺
1
焚 烧
焚烧处理
灰渣系统 废水处理系统
其 它 系
余热系统
工
发电系统
艺
自动控制系统
统
– 焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英、美、法等试验研究，建立焚烧炉
3
1
焚烧 原理 热平衡及 烟气分析 焚烧 工艺 焚烧炉 系统
焚烧处理
– 燃烧、燃烧机理、燃烧技术、主要影响因素
– 固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算
– 焚烧工艺系统组成
– 焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评
4
1
焚 烧
焚烧处理
可燃物质 助燃物质 引燃火源
HHV LHV 能量 守恒
焚烧处理
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
HHV (湿) ( HHV 5.7 ) ( 干) 100 H 2O 100
Cl F LHV HHV 2420 H2 O 9 H 35.5 19
都用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统 的最终温度
10
1
空 气 和 烟 气 量 计 算
实际空气量 烟气量
焚烧处理
理论空气量 :完成燃烧反应的最少空气量
11
1
焚 烧
焚烧处理
空气系统 焚烧炉系统 烟气系统
工
艺
工艺 系统
进料系统 前处理系统 其它系统
12
1
操作
焚烧处理
前 接受 贮存 分选 破碎 定量给料 处 理 设备、设施 车辆、地衡、控制间、垃 及 构筑物 圾池、吊车、抓斗、破碎 进 和筛分设备、磁选机，以及臭气和渗 料 滤液收集、处理设施等。螺旋给料、 系 炉排进料、推进器给料等 统
固体废物的热处理
1、二噁英的产生与防治
多氯取代
1 9 1 8 7 4 9
O
2 3
O
2 3 4 6
8 7
O
6
PCDDs (75种)
PCDFs (135种)
二噁英(Dioxins)是目前发现的无意识合成的毒性最强的化 合物。人们通常所说的二噁英指的是多氯二苯并二噁英 (PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)的统称，共有210种同 族体。其中2，3，7，8-四氯二苯并二噁英(TCDD)毒性最 强， LD50（半致死剂量）是
控制焚烧厂产生的二噁英，应从控制来源、减少 炉内形成、避免炉外低温区再合成及去除四方面 来着手： 通过废物分类收集或预分拣分离，避免含氯成分 高的物质(如PVC塑料等)和重金属进入垃圾中。 焚烧炉燃烧室应保持足够的燃烧温度(不低于 850℃)及气体停留时间(不少于2s)，确保废气中 具有适当的氧含量(最好在6％～12 ％之间) 应缩短烟气在处理和排放过程中处于300 ～ 500 ℃温度域的时间 烟气末端净化采用活性碳喷射吸附法去除
第七章
固体废物的热处理
Thermal Treatment of Solid Waste
第一节
焚烧技术
焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过 剩空气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800-1200℃的高 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，而且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。
1）重金属飞灰的稳定化处理
为防止重金属再溶出，重金属飞灰须经过稳定化处理， 降低其浸出毒性，方能最终处置。一般采用固化或化学 稳定化处理： 水泥固化：一般采用波特兰（普通硅酸盐）水泥，但 对于重金属含量特别高的飞灰，应使用超快硬水泥等 特殊的水泥。 药剂稳定化：加入含氮和含硫的有机螯合剂与重金属 反应生成不溶性重金属化合物，使其沉积下来，多与 水泥固化混合使用。 熔融固化（玻璃化）：高温熔融反应，使重金属固结 在生成的玻璃体中。
第六章 固体废物的热处理
式中， 为减量比，％； 式中，MRC为减量比，％； 为减量比 ma为焚烧残渣的质量，kg； 为焚烧残渣的质量， ； 为焚烧残渣的质量 mb为投加的废物质量，kg； 为投加的废物质量， ； 为投加的废物质量 mc为残渣中不可燃物质量，kg。 为残渣中不可燃物质量， 。 为残渣中不可燃物质量
2. 热灼减量 指焚烧残渣在(600±25)℃经3h灼热后减少 灼热后减少 指焚烧残渣在 ± ℃ 灼热后 的质量占原焚烧残渣质量的百分数 的百分数， 的质量占原焚烧残渣质量的百分数，其计算 方法如下： 方法如下：
3．按燃烧室空气供给量分类（第一燃烧室） ．按燃烧室空气供给量分类（第一燃烧室） (1)过氧燃烧 即第一燃烧室供给充足的空 过氧燃烧 即第一燃烧室供给充足的空 气量(即超过理论空气量 即超过理论空气量)。 气量 即超过理论空气量 。 (2)缺氧燃烧第一燃烧室供给理论空气量的 缺氧燃烧第一燃烧室供给理论空气量的 缺氧燃烧 70％一80％，第二燃烧室再供给充足空气 ％ ％ 使其氧化成稳定的气体。 使其氧化成稳定的气体。 相对产生的污染物较少， 相对产生的污染物较少，且在第一燃烧室供 给的空气量少， 给的空气量少，所带出的粒状物质也相对 较少。 较少。 目前焚烧炉设计与操作较常使用的模式。 为目前焚烧炉设计与操作较常使用的模式。
(三)废物焚烧炉的燃烧方式
按照燃烧气体的流动方向， 按照燃烧气体的流动方向，大致可分为反 气体的流动方向 向流、同向流及旋涡流等几类； 向流、同向流及旋涡流等几类； 按照助燃空气加入阶段数分类． 按照助燃空气加入阶段数分类．可分为单 助燃空气加入阶段数分类 段燃烧和多段燃烧， 段燃烧和多段燃烧， 按照助燃空气供应量，可分为过氧燃烧、 按照助燃空气供应量，可分为过氧燃烧、 助燃空气供应量 缺氧燃烧(控气式 和热解燃烧等方式 缺氧燃烧 控气式)和热解燃烧等方式。 控气式 和热解燃烧等方式。
第六章 固体废物的热处理
固体废物的热处理 第六章 固体废物的热处理
第一节 焚烧处理
焚烧、热（裂）解、 焚烧、 焙烧、烧成、煅烧、 焙烧、烧成、煅烧、 烧结等。 烧结等。
一、概述 1、定义 对固体废物进行高温分解 深度氧化的处理过程 高温分解和 的处理过程。 对固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。 2、焚烧目的 使废物无害化 减量化和资源化。最主要目的“无害化” 无害化、 使废物无害化、减量化和资源化。最主要目的“无害化” 3、适用范围 适用于有机成分多，热值高的废物。 适用于有机成分多，热值高的废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。
二、发展及应用现状
.. … 4 1970~1990 3 2 20世纪初 世纪初 1 19世纪中后期 世纪中后期 1960’
除尘 资源化 智能化 多功能 综合性
自控、 自控、移动式机械炉排焚 烧炉、多样化、 烧炉、多样化、T ↗ 大型机械化炉排； 大型机械化炉排；高效的烟气净化系统
机械化垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗ 机械化垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗
4、供氧量和物料混合程度 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。空气量过 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、进 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等， 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等，也对焚烧 过程产生影响。 过程产生影响。
（三）焚烧主要影响因素 1、固体废物性质 如废物的可燃成分 有毒有害物质、水分等物质的 可燃成分、 如废物的可燃成分、有毒有害物质、水分等物质的 含量和种类。 含量和种类。 2、温度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高， 减量化和无害化程度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高，燃烧速度 停留时间短；温度低，停留时间长。 快，停留时间短；温度低，停留时间长。 生活垃圾焚烧温度850℃ 950℃，医疗垃圾、 850℃～ 生活垃圾焚烧温度850℃～950℃，医疗垃圾、危险废 物焚烧温度1150℃以上。 1150℃以上 物焚烧温度1150℃以上。 3、停留时间 指固体废物在焚烧炉停留时间 烟气停留时间。 焚烧炉停留时间和 指固体废物在焚烧炉停留时间和烟气停留时间。 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间短废物燃烧不完全。 停留时间短废物燃烧不完全。
第一节 焚烧处理
焚烧、热（裂）解、 焚烧、 焙烧、烧成、煅烧、 焙烧、烧成、煅烧、 烧结等。 烧结等。
一、概述 1、定义 对固体废物进行高温分解 深度氧化的处理过程 高温分解和 的处理过程。 对固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。 2、焚烧目的 使废物无害化 减量化和资源化。最主要目的“无害化” 无害化、 使废物无害化、减量化和资源化。最主要目的“无害化” 3、适用范围 适用于有机成分多，热值高的废物。 适用于有机成分多，热值高的废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。
二、发展及应用现状
.. … 4 1970~1990 3 2 20世纪初 世纪初 1 19世纪中后期 世纪中后期 1960’
除尘 资源化 智能化 多功能 综合性
自控、 自控、移动式机械炉排焚 烧炉、多样化、 烧炉、多样化、T ↗ 大型机械化炉排； 大型机械化炉排；高效的烟气净化系统
机械化垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗ 机械化垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗
4、供氧量和物料混合程度 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。空气量过 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、进 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等， 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等，也对焚烧 过程产生影响。 过程产生影响。
（三）焚烧主要影响因素 1、固体废物性质 如废物的可燃成分 有毒有害物质、水分等物质的 可燃成分、 如废物的可燃成分、有毒有害物质、水分等物质的 含量和种类。 含量和种类。 2、温度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高， 减量化和无害化程度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高，燃烧速度 停留时间短；温度低，停留时间长。 快，停留时间短；温度低，停留时间长。 生活垃圾焚烧温度850℃ 950℃，医疗垃圾、 850℃～ 生活垃圾焚烧温度850℃～950℃，医疗垃圾、危险废 物焚烧温度1150℃以上。 1150℃以上 物焚烧温度1150℃以上。 3、停留时间 指固体废物在焚烧炉停留时间 烟气停留时间。 焚烧炉停留时间和 指固体废物在焚烧炉停留时间和烟气停留时间。 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间短废物燃烧不完全。 停留时间短废物燃烧不完全。
3章 固体废物预处理技术 第4节 固体废物的热处理
FeS + O →FeS+ SO ↑
500～800° C
4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 ↑
(4)氧化铁的热分解 (4)氧化铁的热分解 氧化气氛中:1250 开始分解, 氧化气氛中:1250 ℃开始分解,1370 ℃下发生急剧反应
2Fe2O3 → 4FeO + O2 ↑
3,隧道干燥器 ,
是一种循环履带干燥器,一种废物在窑内可以流动(运动前进) 是一种循环履带干燥器,一种废物在窑内可以流动(运动前进)的 大型干燥室.一般采用逆流干燥,热气流方向与废物移动方向相 大型干燥室.一般采用逆流干燥, 可使废物平稳均匀升温,逐渐被干燥. 反,可使废物平稳均匀升温,逐渐被干燥.废物的移动可采用窑 车或采用链板或网带等,可连续工作,也可间歇操作. 车或采用链板或网带等,可连续工作,也可间歇操作.利用率和 生产效率高,干燥质量稳定,便于调节控制. 生产效率高,干燥质量稳定,便于调节控制.但须避免介质气体 出口温度过低,且进口的湿料温度要高于气体出口的气体温度. 出口温度过低,且进口的湿料温度要高于气体出口的气体温度.
CaO+ H2O →Ca(OH)2
轻质碳酸钙的粒度极细,白度很高,是优良的填料,涂料, 轻质碳酸钙的粒度极细,白度很高,是优良的填料,涂料,广泛作 为化工原料.同样方法可以制备轻质碳酸镁, 是生产碳酸盐, 为化工原料.同样方法可以制备轻质碳酸镁,而CO2是生产碳酸盐, 是生产碳酸盐 干冰和饮料的重要原料
3,分解熔融 一些硅酸盐矿物,如尾矿,在高温下热解,易转变成新的结晶矿物, 一些硅酸盐矿物,如尾矿,在高温下热解,易转变成新的结晶矿物, 同时产生具有补充组分的液相.对固体废物生产陶瓷,耐火材料, 同时产生具有补充组分的液相.对固体废物生产陶瓷,耐火材料, 玻璃,铸石等高温材料具有重要作用. 玻璃,铸石等高温材料具有重要作用.
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。
固体废物热处理
环境综合影响
综合评估
01 必须综合考虑大气、土壤、水和噪音污染等多方面影响，制定 综合的环境保护方案
监管与执行
02 加强环境监管，严格执行环保法规，确保固体废物热处理不会 对周围环境造成严重影响
03
环境保护重要性
固体废物热处理的环境影响直接关系到人类健 康和生态平衡的保护。只有充分认识到这些影 响，采取有效的环保措施，才能实现可持续发 展的目标。
03
固体废物热处理技术的最新进展
利用多能源的绿色热处理 技术
结合太阳能、生物质能 等多种能源进行废物热 处理
废物热处理与资源回收 的一体化技术
将废物热处理与资源回 收结合，实现资源的最 大化利用
总结
固体废物热处理技术是一种重要的环保技术， 随着科技的不断发展，不同的热处理技术不断 涌现，为废物处理和资源回收提供了新的途径。 在未来，固体废物热处理技术将继续发展，为 环保事业做出更大的贡献。
资源回收
03 政策鼓励固体废物热处理企业开展资源回收利用，实现循环经 济
可持续发展
经济
可持续发展需要企业具 备经济上的长期发展能 力 投入更多资源研发高效、 低耗的固废处理技术
环境
减少固体废物对环境的 污染 推动固废资源化、无害 化处理
社会
提高员工技能，推动行 业发展 积极参与公益事业，履 行社会责任
固体废物热处理领域可能出现新技术，如先进 的焚烧设备、热解技术等，这些新技术有望提 高固体废物处理效率，降低能耗，并减少对环 境的影响。
环保政策
法规要求
01 各国环保政策对固体废物热处理提出了严格的法规要求，要求 企业遵守规定的排放标准
技术创新
02 环保政策促使企业不断进行技术创新，以满足环保要求
第七章_固体废物的热处理技术——焚烧
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。 焚烧炉所采用的搅动方式有： 空气扰动 机械炉排扰动 流态化扰动 旋转扰动等。
中小型焚烧炉多数属固定炉床式，扰动多由空 气流动产生．包括： (1)炉床下送风 助燃空气自炉床下送风，由废物 层孔隙中窜出，这种扰动方式易将不可燃的底 灰或未燃碳颗粒随气流带出，形成颗粒物污染， 废物与空气接触机会大，废物燃烧较完全，焚 烧残渣热灼减量较小； (2)炉床上送风 助燃空气由炉床上方送风，废物 进入炉内时从表面开始燃烧，优点是形成的粒 状物较少，缺点是焚烧残渣热灼减量较高。
3.焚烧基本原理
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 用焚烧来处理。在焚烧处理城市生活垃圾是， 也常常将垃圾焚烧处理前的暂时贮存过程中产 生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。
其中（H-O/8）称为有效氢，因为燃料中的氧 是以结合水的状态存在，在燃烧中无法利用这 些与氧结合成水的氢，故需要将其从全氢中减 去
实际需要燃烧空气量
实际空气量A与理论空气量的关系： A=mA0
（2）.焚烧烟气量及组成
烟气产生量 假定废物以理论空气量完全燃烧时的燃烧烟气量称为 理论烟气产生量。
4.焚烧的四大控制参数
焚烧温度（Temperature） 搅拌混合程度（Turbulence ） 气体停留时间（Time）（一般称为3T） 过剩空气率
焚烧温度
废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下 氧化，分解直至被破坏所需达到的温度。它一 般比废物的着火温度高得多。 一般所提高焚烧温度有利于废物中的有机毒物 的分解和破坏，并可抑制黑烟的产生。 过高的温度不仅增加了燃料的消耗量，而且会 增加废物中金属的挥发量及氧化氮的数量，引 起二次污染。并且会对炉体产生影响。因此不 宜随意确定较高的焚烧温度。
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。
固体废物处理与处置(热处理)
资源化的目的。
焚烧过程
包括干燥、热解、燃烧和燃尽等阶 段，其中燃烧温度和空气过剩系数 是影响焚烧效果的重要因素。
焚烧产物
主要包括烟气、灰渣和废水等，其 中烟气中含有大量的热能、酸性气 体、重金属和二噁英等污染物，需 要进行净化处理。
热处理设备简介
01
热解设备
主要包括回转窑、固定床和流化床等类型，其中回转窑具有处理量大、
加强固体废物分类与预处理技术研究：通过改进 固体废物分类和预处理技术，提高废物组分的均 匀性和热值，为热处理提供优质的原料，降低处 理难度和成本。
开发高效、低能耗的热处理技术：针对当前热处 理技术存在的能耗高、处理效率低等问题，研发 新型高效、低能耗的热处理技术，提高固体废物 处理的经济性和环保性。
热处理技术可实现废物无害化
在高温条件下，有害物质如重金属、有机污染物等可被固化或分解，降低其对环境的危害 。
热处理过程中可回收能源和资源
通过热解、气化等技术，可将固体废物中的能源和资源进行回收，提高资源利用率。
未来展望
深入研究热处理技术机理及影响因素：针对不同 类型的固体废物，深入研究其热处理过程中的反 应机理、动力学特性以及影响因素，为优化工艺 参数提供理论支持。
无害化效果评价
有害物质去除率
检测废物处理前后有害物质的含量变化，计算去除率，以评估无害 化效果。
排放物达标情况
监测废物处理过程中产生的排放物，如废气、废液等，是否达到国 家和地方的环保标准。
环境风险评估
对废物处理处置过程可能产生的环境风险进行评估，包括对人体健康 和生态环境的影响。
05 热处理技术发展趋势与挑 战
固体废物处理与处置(热处理)
目录
• 固体废物概述 • 热处理技术原理 • 热处理技术应用 • 热处理效果评价 • 热处理技术发展趋势与挑战 • 结论与展望
焚烧过程
包括干燥、热解、燃烧和燃尽等阶 段，其中燃烧温度和空气过剩系数 是影响焚烧效果的重要因素。
焚烧产物
主要包括烟气、灰渣和废水等，其 中烟气中含有大量的热能、酸性气 体、重金属和二噁英等污染物，需 要进行净化处理。
热处理设备简介
01
热解设备
主要包括回转窑、固定床和流化床等类型，其中回转窑具有处理量大、
加强固体废物分类与预处理技术研究：通过改进 固体废物分类和预处理技术，提高废物组分的均 匀性和热值，为热处理提供优质的原料，降低处 理难度和成本。
开发高效、低能耗的热处理技术：针对当前热处 理技术存在的能耗高、处理效率低等问题，研发 新型高效、低能耗的热处理技术，提高固体废物 处理的经济性和环保性。
热处理技术可实现废物无害化
在高温条件下，有害物质如重金属、有机污染物等可被固化或分解，降低其对环境的危害 。
热处理过程中可回收能源和资源
通过热解、气化等技术，可将固体废物中的能源和资源进行回收，提高资源利用率。
未来展望
深入研究热处理技术机理及影响因素：针对不同 类型的固体废物，深入研究其热处理过程中的反 应机理、动力学特性以及影响因素，为优化工艺 参数提供理论支持。
无害化效果评价
有害物质去除率
检测废物处理前后有害物质的含量变化，计算去除率，以评估无害 化效果。
排放物达标情况
监测废物处理过程中产生的排放物，如废气、废液等，是否达到国 家和地方的环保标准。
环境风险评估
对废物处理处置过程可能产生的环境风险进行评估，包括对人体健康 和生态环境的影响。
05 热处理技术发展趋势与挑 战
固体废物处理与处置(热处理)
目录
• 固体废物概述 • 热处理技术原理 • 热处理技术应用 • 热处理效果评价 • 热处理技术发展趋势与挑战 • 结论与展望
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、
固体废物热解处理工艺
01 02 03 04
政策支持
政府对固体废物资源化利用和减 量化处理的重视将推动热解技术 的进一步发展和应用。
国际合作与交流
加强国际间的技术合作与交流， 引进先进技术和管理经验，有助 于推动我国热解处理工艺的发展 。
THANKS
感谢观看
农业废弃物处理
农业废弃物如农作物秸秆、畜禽 粪便等可通过热解技术转化为生 物炭、燃气等产品，用于土壤改
良和能源利用。
热解处理工艺面临的挑战
热解处理工艺的设备投资和运行 成本相对较高，限制了其在一些 地区的推广应用。
热解过程中可能产生二次污染物 ，需要采取严格的排放控制措施 ，确保环境安全。
技术成熟度 投资与运行成本 产物利用与市场 环保与排放控制
将预处理后的固体废物送入热 解反应器，在高温环境下进行 热解反应。固体废物中的有机 物质在高温下分解产生可燃气 体、焦油等产物。
热解过程中产生的废气经过废 气处理系统进行处理，去除其 中的有害物质，以减少对环境 的污染。
热解产生的可燃气体经过净化 后可作为燃料使用，焦油可以 进一步提取有价值的化学物质 ，剩余的固体残渣可进行安全 处置或利用。
有高效、节能、环保等优点，但设备成本较高。
02
等离子体热解技术
通过等离子体产生的高温环境对固体废物进行热解处理。此技术处理效
率高，且能够有效降低污染物的排放，但运行成本较高。
03
催化热解技术
在热解过程中添加催化剂，降低固体废物热解所需的温度，提高热解效
率。此技术具有较低的能耗和较高的处理效率，但催化剂的选择和成本
固体废物热解处理工艺
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目录
• 固体废物热解处理工艺概述 • 固体废物热解处理技术 • 固体废物热解处理工艺的设备与流程 • 热解处理工艺的应用、挑战及前景
第四章固体废物的热处理
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。若有氟和氯存在， 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SO2或SO3以及P2O5。
4．有机氮化物的焚烧产物主要是气态的氮，也有少 量的氧化物生成。由于高温时空气中的氧和氮也可结 合生成一氧化氮，相对空气中的氮来说，固体废物中 的氮很小，一般可忽略不计。
式中：NHV～净热值，kJ/kg mp～废气质量分数 cP～近似热容，1.254KJ/Kg ℃ me～废气中过量空气质量分数 T～绝热火焰温度，K。 mP=1+mSt
则：
NHV=（1+mst）（1.254）（T - 298）+ me（1.254）（T - 298） =（1+3.59×10-4NHV+ me）（1.254）（T – 298）
实际需要燃烧空气量
实际供给的空气量A与理论空气量A0的关系为：
A mA
0
（5～3）
焚烧烟气量及组成
烟气产生量
假定废物以理论空气量完全燃烧时的燃烧烟气量 成为理论烟气产生量。如果废物组成已知，以C、H、
N、O、S、Cl、W表示单位废物中碳、氢、氮、氧、 硫、氯和水分的质量比，则理论燃烧湿基烟气量为：
分析C、H、O、N、S、Cl等元素；水分、灰分的含量。 它们可用CxHyOzNuSvClw表示。
一个完全燃烧的氧化反应可表示为：
CxH
yOz NuSvCIw
(x
v
y
4
w
z )O 22
xCO wHCI u N vSO ( y w))H O
2
22
2
2
2
事实上完全燃烧反应只是一种理论上的假说，在实际燃 烧过程中要考虑废物与氧气混合的传质问题、燃烧温度 与热传导问题等，包括流场及扩散现象。通过加入足够 的氧气、保持适当温度和反应停留时间，控制燃烧反应 使之接近理论燃烧，不致产生有毒气体。若燃烧控制不 良可能产生有毒气体，包括二恶英、多环碳氢化合物 （PAH）和醛类。
2．有机物中氢的焚烧产物是水。若有氟和氯存在， 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SO2或SO3以及P2O5。
4．有机氮化物的焚烧产物主要是气态的氮，也有少 量的氧化物生成。由于高温时空气中的氧和氮也可结 合生成一氧化氮，相对空气中的氮来说，固体废物中 的氮很小，一般可忽略不计。
式中：NHV～净热值，kJ/kg mp～废气质量分数 cP～近似热容，1.254KJ/Kg ℃ me～废气中过量空气质量分数 T～绝热火焰温度，K。 mP=1+mSt
则：
NHV=（1+mst）（1.254）（T - 298）+ me（1.254）（T - 298） =（1+3.59×10-4NHV+ me）（1.254）（T – 298）
实际需要燃烧空气量
实际供给的空气量A与理论空气量A0的关系为：
A mA
0
（5～3）
焚烧烟气量及组成
烟气产生量
假定废物以理论空气量完全燃烧时的燃烧烟气量 成为理论烟气产生量。如果废物组成已知，以C、H、
N、O、S、Cl、W表示单位废物中碳、氢、氮、氧、 硫、氯和水分的质量比，则理论燃烧湿基烟气量为：
分析C、H、O、N、S、Cl等元素；水分、灰分的含量。 它们可用CxHyOzNuSvClw表示。
一个完全燃烧的氧化反应可表示为：
CxH
yOz NuSvCIw
(x
v
y
4
w
z )O 22
xCO wHCI u N vSO ( y w))H O
2
22
2
2
2
事实上完全燃烧反应只是一种理论上的假说，在实际燃 烧过程中要考虑废物与氧气混合的传质问题、燃烧温度 与热传导问题等，包括流场及扩散现象。通过加入足够 的氧气、保持适当温度和反应停留时间，控制燃烧反应 使之接近理论燃烧，不致产生有毒气体。若燃烧控制不 良可能产生有毒气体，包括二恶英、多环碳氢化合物 （PAH）和醛类。
6-固体废物的热处理
1 19世纪中后期
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
9
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
净热值NHV（水是气态）。
LHV 2.32[14000 mc 45000 (m H 1 mo ) 760m 4500 ms ] cl 8
Cl F LHV HHV 2420 H 2O 9 H 35.5 19
能量 守恒
6.1 焚烧处理
焚烧 原理
燃烧、燃烧机理、燃烧技术、主要影响因素
热平衡及 固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算 烟气分析 焚烧 工艺
焚烧工艺系统组成（前处理，进料，焚烧炉，
空气，烟气，其它系统：灰渣，废水，余热， 发电，自动化）
焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评
焚烧炉 系统
15
6.1.1 焚烧原理
思考题1：对城市生活垃圾处理，试比较堆肥与焚烧的利与弊。
答：（1）堆肥法的优点：在实现生活垃圾无害化的同时，生产出含腐殖 质较高的有机堆肥，回收资源。 局限性主要表现在：①我国城市垃圾均为混合收集，其中含石块、塑 料、玻璃、金属等非堆肥物相当多，使处理效率低、成品率低，从而垃圾 减量化效果不高，也造成堆肥质量不佳；②即使采用了分选工艺，生活垃 圾中的不利于堆肥处理的组分也不能完全剔除，许多有毒有害物质进入堆 肥，如农田长期大量使用堆肥，可能会造成潜在污染，特别是一些重金属 在土壤中富集将随食物链浸入人体。 （3）焚烧法具有减量化程度高，处理周期短，占地面积小，选址灵活， 燃烧的热量可用来发电等优点。 该法局限性：建厂投资高、操作运行费用较高、设备比较复杂；对含 水率高的生活垃圾，需要更多辅助燃料，此外生活垃圾中灰土含量也会影 响焚烧效果，最终导致焚烧成本上升；产生的烟气必须净化，净化技术难 度大、运行成本高；焚烧产生的残渣还必须消化。
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桥
• 目前全国主要城市均已建设了生活垃圾焚 烧处理场； • 许多小城镇、医院等，也建有相应的固体 废物焚烧处理设施。 • 现在我国生活垃圾虽然仍然以卫生填埋为 主，但生活垃圾的焚烧处理，呈快速增长 的良好发展势头，可以断言，焚烧技术也 必然在今后成为我国城市生活垃圾、危险 废物处理的最主要的方法之一。
低位热值（净热值LHV）与高位热值（粗热值HHV）的意义相同，只是产物水的 状态不同，前者水是气态，后者水是液态。所以，二者之差，就是水的汽化潜热。
主要指柱状、颗粒状和块状的d-RDF
动画模拟
动画模拟
动画模拟
厂 厂
固体废物的焚烧原理
燃烧过程可以产生火焰，而燃烧火焰又能在一定的条件和适当的可燃介质中 可燃物质 自行传播。人们常说的燃烧一般都是指有火焰燃烧。 生活垃圾和危险废物的燃烧，称为焚烧，是包含蒸发、挥发、分解、烧结、 熔融和氧化还原等一系列复杂的物理变化和化学反应，以及相应的传质传热的 综合过程。
固体废物的焚烧原理
固体废物的热处理
王晓东
固体废物的热处理：
热处理的优点：
热处理存在的问题：
生活垃圾和危险废物焚烧技术日趋完善，移动式机械炉 排焚烧炉以及成有了空前 快速的发展： • 日本，数千座垃圾焚烧炉，数百座垃圾发 电站，垃圾发电容量达到2000MW以上； • 美国，垃圾焚烧率高达40%以上，垃圾发 电容量也高达2000MW以上； • 英国，最大的垃圾电站建于伦敦，有5台滚 动炉排式焚烧炉，年处理垃圾达40万吨； • 法国，现有垃圾焚烧炉300多台，可处理 40%以上的城市垃圾； • 德国建有世界上效率最高的垃圾发电厂； • 新加坡，垃圾100%进行高温焚烧处理。