固废第七章 可燃固体废的焚烧--new 最新

二、焚烧技术的发展
♣ 焚烧技术的发展史
1874年 雏形 1885年
间歇式固定 垃圾焚烧炉
20世纪初
大规模连续式 垃圾焚烧炉
目前
世界一些发达国家应用焚烧技术处理生活垃圾的概况
国家 日本 丹麦 瑞典 法国 荷兰 挪威 美国 英国 加拿大 焚烧比例％ 焚烧工厂数量 焚烧量（×106 t.a-1） 75 1893 32 71 60 42 40 22 19 13 8 38 23 170 12 94 168 30 17 1.7 1.8 7.6 2.8 2.7 28.6 2.5 1.7
NHV－燃烧的固体废物的低位热值，kJ/kg Vg－燃烧气体体积，m3 Cpg－废气在T0~T范围内的平均定压热容,
kJ/（m3 ℃）
●
T0－大气温度, ℃
T－燃烧烟气温度，可近似认作“绝热火焰温度”
由：
NHV＝Vg C pg (T－T0 )
推得：
NHV T＝V C +T 0 g pg
例 题：
若采用以下假设：过剩空气系数m=2，废气平 均比热（标准状态下），Cpg=0.333kcal/(m3. ℃)； 大气温度T0=20℃，NHV=1488kcal/kg；垃圾的 化学元素分析资料为：C=0.194kg/kg， H=0.027kg/kg，S=0.0004kg/kg，O=0.131kg/kg， W=0.5kg/kg，N=0.004kg/kg。 试求标准状态下的烟气量及燃烧温度
WPOHC 进－WPOHC 出 ×100% DRE(%) ＝ W
POHC 进
DRE>99.99%
二、有害有机废物焚烧后要求达到的三方面标准：
2、酸性气体的排放量 HCl、SO2、NOx
危险废物焚烧污染控制标准（GB18484-2001）
污染物
不同焚烧容量时最高允许排放限值（mg/m3）
≤300 (kg/h)
有机氮
有机物中的氢
主要产物：
有机氟化物 有机溴化物 有机碘化物 有机磷 HF CF4、 COF2（体系中氢不足） HBr，少量Br2 元素碘
P2O5 卤化物、硫酸盐、磷酸盐、 碳酸盐、氢氧化物、氧化物 等
金 属
二、有害有机废物焚烧后要求达到的三方面标准：
1、DRE：焚毁去除率
主要指有害有机成分（POHC）经焚烧后减 少的百分比
C A0－C A CA DRE＝ C ＝ 1 －C A0 A0 CA ＝ 1 － DRE C A0
A O2
C H S O ＝32(12 + 4 + 32 － 32 )
＝2.67 C + 8 H + S－O
由
A0＝ 0.2 3
AO2
得：
理论燃烧空气量（以质量表示）：
1 A0＝ 0.23 ( 2.67 C + 8 H + S－O )
2）、实际燃烧需要空气量：
A＝m A 0
A — 实际燃烧需要空气量 A0 — 理论燃烧需要空气量 m — 过剩空气系数
O ＝ 1.867 C + 5.6( H－ 8 ) + 0.7 S
由 A0＝
AO2 0.21
得：
理论燃烧空气量（以体积表示）：
1 O A0＝ 0.21 [1.867 C + 5.6( H－ 8 ) + 0.7 S ]
单位：m3/kg
1 A0 (kg / kg )＝ 0.23 (2.67C + 8H + S－O)
式中： A—干燥后原始焚烧残渣在室温下的质量，g。 B—焚烧残渣经600℃（±25 ℃ ）3h灼热后冷却至室温 的质量。
四、固体废物焚烧的控制参数 （3T1E原则） 焚烧温度：Temperature 焚烧停留时间： Time 搅拌混合程度（湍流度）：Turbulence 过剩空气量：Excess air
焚烧温度：Temperature 指废物中有害组分在高温下氧化、分解 直至破坏所需达到的温度
一般的焚烧温度在800～900℃ 焚烧大多数有机物时约在800～1100℃
例如：
►焚烧含碳氢化合物类废物的合适温度在900～1100℃
►焚烧处理多氯联苯废物时合适温度在1100～1200℃
►含氯化物的废物焚烧：温度在800～850℃以上
焚烧停留时间： Time 指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 焚烧垃圾：1～2秒 焚烧废液：0.3～2秒，实际多取0.6~1秒 焚烧废气（除臭）：一般在1秒以下
搅拌混合程度（湍流度）：Turbulence 主要是通过某种搅动方式以增大废物与 空气的接触和混合时间 主要搅动方式:
第七章 可燃固体废物的焚烧
概
述
一、焚烧技术的定义及特点
1、固体废物的焚烧：
被处理的废物在焚烧炉内与过量空气进行氧 化燃烧反应，废物中的有害物质在高温下 （800～1200℃）氧化、热解而被破坏。
2、固体废物焚烧技术的特点：
♣ 优 点：
减量、解毒、除害
♣ 缺 点：
费用昂贵、操作复杂、严格 产生二次污染物
空气搅动 机械炉排搅动 流态化搅动 旋转搅动
过剩空气量：Excess air
♣ 焚烧所需空气量
理论空气量： 根据废物组成元素与氧发生化学反应方 程式计算求得的空气量 理论空气量 焚烧所需空气量
过剩空气量
过剩空气量：Excess air
♣ 过剩空气系数：m
实际空气量与理论空气量的比值
A m＝ A 0
300~2500 (kg/h)
≥2500 (kg/h)
二氧化硫
氯化氢 氮氧化物
400
100
300
70 500
200
60
二、有害有机废物焚烧后要求达到的三方面标准：
3、烟尘颗粒物的排放量
►焚烧过程中产生的烟尘颗粒物：
废物中的不可燃物
受高温氧化的无机盐类
因燃烧过程不完全的生成物
二、有害有机废物焚烧后要求达到的三方面标准：
22.4 3 3 ＝(m－0.21) A0 + 12 (C + 8 S + 7 N )
3、烟气温度：
♣ 绝热火焰温度：
燃料与空气混合燃烧后，在没有任何热量 损失的情况下，燃烧烟气所能达到的最高 温度
♣ 绝热火焰温度的计算方法：
精确计算方法： 近似计算方法：
绝热火焰温度的近似计算方法：
式 中：
NHV T＝V C +T 0 g pg
N V N 2 ＝0.79 mA0 + 22 .4 28
根据上述方程式，总烟气量为：
V＝VO2 +VCO2 +VSO2 +VH2O +VN2
22.4 3 2 3 ＝(m－0.21) A0 + 12 (C + 8 S + 6 H + 3 W + 7 N )
若不考虑烟气含水量，则总干烟气量为：
Vdry＝VCO2 + VSO2 + VN2 + VO2
♣ 我国焚烧技术的发展
第一节
可燃固体废物的热值
♣ 固体废物的热值：
指单位质量的固体废物燃烧释放出来的热量， 以kJ/kg表示。
►高位热值（粗热值）：
指化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓 的变化（产物中水是液态的）
► 低位热值（净热值）：
指化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓 的变化（产物中水是气态的）
♣ 热值的确定：
►高位热值（粗热值）：HHV
用氧弹量热计测定
► 低位热值（净热值）：NHV
由高位热值计算
利用Dulong方程式计算
由高位热值计算NHV：
Cl F NHV ＝HHV －2420[ H 2O + 9( H－ 35.5 －19 )]
式中： NHV－低位热值，kJ/kg
HHV－高位热值，kJ/kg
式 中： C、H、O、S — 1kg固体废物中碳、氢、氧、 硫元素的质量 碳燃烧： C + O2 → CO2 硫燃烧： S + O2 → SO2
C 12×32
kg kg
S 32 ×32
H 4 ×32
氢燃烧： 2H 2 + O2 → 2H 2 O
固废中的氧：2O → O2
kg
kg
O 32×32
燃烧的理论需氧量（以质量表示）：
例题1：表7－2是我国武汉市城市垃圾的组分，假设
各组分的热值与美国城市垃圾的典型组分热值相同， 试计算武汉市垃圾的热值。
♣ 废物热值利用方式：
►发 电 焚烧炉
锅炉
蒸气轮机
发电机
η＝63％ η＝20％
η＝30％
►供 热
第二节
固体物质的燃烧
一、固体废物焚烧的产物：
主要产物：
有机碳 有机硫 CO2 SO2、 SO3 N2、少量NOX H2O HCl、HF（有氟、氯存在时） 有机氯化物 HCl Cl2 ( HCl+O2 Cl2+H2O)
1 O 3 A0 (m / kg )＝ 0.21 [1.867 C + 5.6( H－ 8 ) + 0.7 S ]
式 中： C、H、O、S — 1kg固体废物中碳、氢、氧、 硫元素的质量 碳燃烧： C + O2 → CO2 硫燃烧： S + O2 → SO2
C 12×22.4 m3
S 32 ×22.4
3、烟尘颗粒物的排放量
►烟尘颗粒物的排放标准：
危险废物焚烧污染控制标准（GB18484-2001）
污染物
不同焚烧容量时最高允许排放限值（mg/m3）
≤300 (kg/h)
300~2500 (kg/h)
≥2500 (kg/h)