第四章 固体废物的焚烧与热分解.
固体废物的热解
城市生活垃圾热分解产物比例与温度的关系
（2）加热速率
• 通过加热温度和加热速率的结合，可控制 热解产物中各组分的生成比例。
固体废物热解处理技术
• 本章主要内容为：固体废物热解定义，以 及与焚烧的区别，热解原理，热解适用对 象、国内外发展趋势。
• 了解固体废物热解定义，以及与焚烧的区 别，流态化热解及国外热解发展趋势。
• 理解热解原理，热解适用对象。 • 掌握典型的热解工艺。
• 8.1 概述
• 定义：有机物在无氧或缺氧状态下加热， 使之分解的过程称为热解。
•
• 3、热解法与焚烧的区别
• 热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程：
①焚烧的产物主要是二氧化碳和水, 而热解的产物主要是 燃的低分子化合物：气态的有氢气、甲烷、一氧化碳； 液态的有甲醇、丙烔、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶 剂油等；固态的主要是焦炭或炭黑。
②焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量的热量。 ③焚烧产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加
• 在低温-低速加热条件下，有机物分子有足 够的时间在其最薄弱的接点处分解，重新 结合为热稳定性固体，而难以进一步分解， 反而产物中固体含量增加；
• 而在高温-高速加热条件下，有机物分子结 构发生全面裂解，产生大范围的低分子有 机物，热解产物中气体的组分增加。
（3）保温时间
• 物料在反应器中的保温时间决定了物料分解 转化率。为了充分利用原料中的有机质，尽 量脱出其中的挥发分，应延长物料在反应器 中的保温时间。
固体废物的焚烧和热解)
二恶英等
有机硫化物 或氮化物
有害有机废物，经焚烧处理后要求：主要有害有机 组 成 物 的 破 坏 去 除 率 （ destruction and removal efficiency，简写为DRE）应达到99.9%以上。
DRE
进入焚烧炉的主要有机
有害组成物重量或浓度 排出焚烧炉的主要有机 有害组成物的重量或浓 进入焚烧炉的主要有机 有害组成物的重量或浓 度
水蒸汽
融渣或灰渣
典型的固定燃烧床热解反应器
排出气体 980～1650℉
破碎的 固体废物
1400～1800℉
灰渣
预热的 空气或O2
蒸汽
热燃料
流化床热解反应器
废物
燃料气体再循环
燃
烧
燃烧室
气
蒸馏容器
体
烧嘴
锅炉
回转炉热解反应器
残渣卸出
分离器 燃烧器出口
燃 烧 炉 产品气体
产品气体
气体冷却 洗涤器
去除焦油
流化床焚烧炉是近年发展起来的一种高效 焚烧炉，在工业上具有广泛应用。 优点是:
1） 焚烧时，流化床内粒子处于激烈运动 状态，粒子与气体之间的传热与传质速度 很快，因而单位面积的处理能力很大；
2） 因流化床内处于完全混合状态，所以 加到流化床的固体废物，除特别粗大的块 体之外，都可以瞬间分散均匀；
3） 流化床结构简单，适用于气态、液态、 固体废物的焚烧。
还原焙烧
固体废物中的高价金属氧化物 还原剂 还原焙烧低价金属氧化物或金属
生产中常用的还原剂：固体碳、气体CO和H2 凡是对氧的化学亲和力比对被还原的金属对氧 的化学亲和力大的物质都可以作为该金属氧化物 的还原剂使用。
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
固体废物的焚烧和热解
见光以及波长更短的紫外线。
火焰性状取决于温度和气流组成。通常温度在1000 ℃ 左右就能形成火焰。废物组分上的原子基团碰撞，还易使废 物分解。
3
2014-03-25
c、燃尽阶段
生成固体残渣的阶段。 特点：可燃物浓度减少，惰性物增加，氧化剂量相对
较大，反应区温度降低。 要改善燃尽阶段的工况，一般常采用的措施如翻动、
辅助燃料用量大 排出气体温度低，有
恶臭。
（三）流化床焚烧炉： 结构：垂直的衬耐火材料的钢
制容器，在焚烧炉的下部安装有气流分布板，板上装 有载热的惰性颗粒，典型的载热体多用砂子。
特点： 传热传质条件好，处理能力大 床层温度均一，易控制 结构简单，便宜，无机械传动零件， 流态化耗能。 大块废物需要提前破碎。 废气中粉尘多，不适合处理污泥。
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。净热值(低位发热量)，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。
用氧弹热量计测量的是高位发热量。
将粗热值转变成净热值可以通过下式计算：
NHV = HHV − 2420[WH2O + 9(WH - WCl - WF )] 35.5 19
MRC
=
投加废物质量－焚烧残渣质量 投加废物质量－残渣中不可燃烧物质量
×100％
残渣中不可燃物质量= 残渣烧失量×焚烧残渣质量
残渣（600± 25）℃ 3h灼烧后减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数。
（三）固体废物的燃烧过程
从工程技术的观点看，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，总称为焚烧过程。它包 括以下三个阶段：
固体废物的处理与处置(焚烧热解)
一、概述
4、焚烧处理的发展
世界已经有2000多座现代化垃圾焚烧厂， 日本300多座，美国200多座，西欧利用焚 烧热能的工厂200多座，我国深圳、上海 已在建立垃圾焚烧厂。 对土地资源紧张的大城市可以优先考虑焚 烧处理的方法。
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固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
焚烧炉 系统
➢焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 9
焚烧处理评价指标
A、减量比：指可燃废物经焚烧处理后减少的质量占投加 废物总质量的百分比，即
MRC=（Mb-ma）/（mb-Mc）
B、热灼减量：指焚烧残渣在（600±25）℃条件下灼烧3 小时后减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数，即
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二、焚烧过程的技术原理 1、热值 垃圾的发热量主要受到水分（W）、灰分
（A），和可燃分（R）影响。 垃圾焚烧组分三元图：
可燃区的界限： W<=50% , A<=25%, R>=25%,
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2、燃烧过程
☻干燥加发应
☻燃尽阶段 生成稳定的灰渣2
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 16
二、焚烧过程的技术原理
1
➢除尘
垃圾焚烧演示
第四章-固体废物的焚烧与热分解课件
第四章 固体废物的焚烧与热分解
（二）焚烧废气的污染控制 固体废物焚烧采用的空气污染控制技术主要有湿式、干式及
半干式三种。 二氧化硫和盐酸等酸性气体可以用水喷射的方法把它们从烟 道气流中除去 。 烟尘的防治方法一般是在煤烟尚未凝集变大之前，增加氧气 浓度，提高温度，加速煤烟的燃烧速度。 二噁英的处置采用流动焚烧系统，整个系统由焚烧炉、燃烧 气连续测定仪和气体净化器组成 恶臭的防治，通常是利用辅助燃料将焚烧温度提高到1000oC， 使恶臭物质完全燃烧；或利用催化剂在150－400oC下进行催化燃 烧；利用水或酸、碱溶液也可以对恶臭物质进行吸收；活性炭、 分子筛、土粒、干鸡粪等作为吸附剂吸附废气中的恶臭；或采用 冷却的方法，将废气进行冷却，使恶臭物质冷却成液体从而与气 体分离。
混合强度指固体废物与助燃空气的混合程度。 5. 过剩空气
在实际焚烧系统中，氧气与可燃物无法完全达到理想的混合及反 应程度，为了使燃烧完全，需要提供比理论空气量更多的空气，保证 氧化过程占主导地位，同时使热解过程最小化。
通常把温度（Temperature）、停留时间(Time)、混合强度(Turb ulence)（一般称为3T） 和过剩空气率称为焚烧四大控制参数。
八. 焚烧设备
1. 固定炉排焚烧炉 2. 机械炉排式焚烧炉 3. 回转窑焚烧炉(见图） 4. 流化床焚烧炉(见图）
5. 二噁英零排放化固体废物焚烧炉
第四章 固体废物的焚烧与热分解
垃圾进料口
烟道
辅助燃料喷嘴
回转窑
二次燃烧室
余热锅炉
垃圾进料 口若悬河
烧嘴
炉膛
烟气
后燃尽段
炉渣出口
灰砂
热砂流化床
回转窑焚烧炉
第四章 固体废物的焚烧与热分解
第四章可燃固体废物的焚烧
1.1 焚烧目的
A
尽可能焚毁废物、达到无害化
回收利用废热 C
B
最大限度地减容尽 量避免新的污染物 质产生
1.2 可焚烧处理废物类型
液体废物 气体废物 固体废物 焚烧可处理的废物 城市垃圾
一般工业废物
危险废物
医院带菌性固体废物、石油化工厂和塑料厂的含毒性 副产品和焦状废渣、多氯联苯一类的高稳定性物质只 有用焚烧法才能奏效。
废物成分
不完全燃烧形成
两种或多种有机氯化 合物（如氯酚）存在下， 由于二聚作用，在适当的 温度和氧气条件下结合形 成PCDDs／ PCDFs；由 于氯及氯化物的存在，破 坏芳香族碳氢化合物的基 本结构而与木质素结合， 促使生成PCDDs／ PCDFs化合物。
多氯化二酚、多氯联 苯等一类化合物的不完全 燃烧，可生成PCDDs／ PCDFs（破坏分解温度 750～800℃）。如氧气不 足、混合度不够、炉温低、 停留时间太短而未及时分 解为CO2和H2O，均可造 成废物和废气中的氯化物 结合成PCDDs／ PCDFs。
（2） 热灼减量
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，其计算方式：
Q R
ma
m d
ma
100%
Q ~ 热灼减量，％; R
ma ~ 为焚烧残渣在室温时的质量，kg; m ~ 为焚烧残渣在（600±25℃）经3h灼热后冷
d 却至室温的质量，kg。
（3） 焚烧效率
一氧化碳
酸性气体
由于CO燃烧所需的活化能很高，它是燃烧不完全 过程中的主要代表性产物。
焚烧产生的酸性气体主要包括SO2、HCI与HF，这 些污染物都是直接由废物中的S、CI、F等元素经过焚 烧反应而形成的。能举例说明哪些废物含S、CI、F？
第四章 固体废物处理方法
第四章固体废物处理方法一选择题:1.以下不属于固体废弃物的是：（）A 烟尘B生产废水C粪便D煤矸石2．土地耕作处置地温必须保持在（）A0℃以上B0℃以下C0℃左右D任意温度3．垃圾填埋后，由于微生物的生化降解作用，会产生（）气体。
A甲烷和二氧化碳B氢气和二氧化碳C氧气和二氧化碳D氮气和二氧化碳4．封场是土地填埋操作的最后一环，封场的目的是：（）A保护地下水免受污染。
B 及时排出产生的气体。
C获得最大的生物降解率。
D通过填埋场地表面的修筑来减少侵蚀并最大限度排水。
5．远洋焚烧是利用焚烧船在远海对固体废物进行焚烧处置的一种方法，适于处置（）A各种含氯有机废物B生物战剂、化学战剂或放射性战剂C强放射性废物D永久性惰性漂浮物质6．煤矸石的综合利用不包括（）A用煤矸石作燃料。
B用煤矸石生产砖、瓦。
C从煤矸石中提取金属。
D用煤矸石生产水泥。
7．垃圾焚烧迅速发展的原因：（）A 国内垃圾易于燃烧。
B 国内垃圾水分低。
C 国内垃圾热值高。
D市区土地压力大，填埋能力有限。
8．下面正确的说法：（）A垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在150～250℃。
B垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在250～350℃。
C垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在350～450℃。
D垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在850～950℃。
9．好氧堆肥的特点：（）A温度低。
B基质分解比较不完全。
C堆制周期短，异味大。
D可以大规模采用机械处理。
10．以下关于热解错误的说法：（）A热解是在缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解的过程。
B热解是吸热过程。
C热解的结果产生大量的废气和部分废渣，环保问题严重。
D热解的结果可产生可燃气、油等。
二多项选择题:1. 固体废物对环境的危害主要表现在以下方面：（）A污染大气B污染土壤C污染水体D 侵占土地2．我国于80年代中期提出的控制固体废物污染的技术政策包括（）A“无害化”B“减量化”C“资源化”D“快速化”3．固体废物压实处理具有以下优点：（）A便于运输；B减轻环境污染；C快速安全造地；D节省贮存或填埋场地；4．好氧堆肥和厌氧堆肥的区别：（）A好氧堆肥温度高，厌氧堆肥温度低；B好氧堆肥基质分解比较彻底，厌氧堆肥分解不够充分；C好氧堆肥堆制周期短，厌氧堆肥堆制周期长；D好氧堆肥异味小，厌氧堆肥异味浓烈；5．焚烧法是一种热化学处理过程，其特点包括：（）A能迅速大幅度地减容；B可彻底消除有害细菌和病毒，破坏毒性有机物；C回收能量及副产品；D残渣稳定安全；三填空题:1. 我国从固体废物管理的角度出发，将其分为工业固体废物、危险废物和（）等三类。
固体废物处理与处置复习
体废物处理与处置复习指导第一章绪论1、固体废物：指在生产、生活活动中产生的丧失原有利用价值，而被丢弃的固态或半固态物质。
（1）固体废物：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、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
（2）固体废物的分类①按照化学性质可分为：有机固体废物和无机固体废物②按照污染特性可将固体废物分为：一般固体废物、危险废物和放射性固体废物。
③根据固体废物的来源可将其分为：工矿业固体废物、生活垃圾和其他固体废物三类。
④按照固体废物的形态可分为：固态、半固态、容器中的液态或气态（3）危险废物：是指列入国家危险废物名录或者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。
危险废物的主要特征并不在于它们的相态，而在于它们的危险特性，即具有毒性、腐蚀性、传染性、反应性、浸出毒性、易燃性、易爆性等独特性质，对环境和人体会带来危害，须加以特殊管理的物质。
2、固体废物污染带来的危害（1）对土壤环境的影响①占用大量的土地，破坏地貌和植被，破坏土壤的性质和结构；②杀灭土壤中的微生物使土壤丧失腐解能力；③有害物质还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。
（2）对大气环境的影响①堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染②固体废物在运输和处理过程中，也能产生有害气体和粉尘。
（3）对水环境的影响固体废物随天然降水或地表径流进入河流，湖泊，或随风飘迁落入河流、湖泊、污染地面水，并随渗滤液渗透到土壤中，进入地下水，使地下水污染；废渣直接排入河流，湖泊或海洋，能造成更大的水体污染。
3、固体废物管理（1）三化原则：“减量化” “无害化”“资源化”（2）3C原则：避免产生（Clean）；综合利用（Cycle）；妥善处置（Control）（3）3R原则：减量化Reduce；再使用Reuse；再循环Recycle（4）全过程管理原则：产生一一收集一一运输一一综合利用一一处理一一贮存一一处置第二章固体废物的收集、贮存及清运1、城市垃圾贮存方式（p20）（1）家庭贮存（2）单位贮存（3）公共贮存（4）转运站贮存2、城市垃圾的清运方式（1）连续收集系统（2）非连续收集系统3、移动容器操作方法是指将装满垃圾的容器使用垃圾运输工具运往转运站或处理场，垃圾卸空后再将容器送回原处或其他垃圾集装点，如此重复循环进行垃圾清运。
固体废物的热解处理PPT精选文档
结构及原理（见图8-2）
物料由上部给入，并向下移动，预热的空气和氧气从底部给 入并向上移动，热解气体从顶部排出，残渣通过炉蓖由底部 排出。上部的预热区温度约93～315℃，高温区的温度可达 980～1650℃。
特点：
采用逆流式物流方向，延长了反应时间； 上升气流的阻力大，流速相对较低，热解气体中夹带的固体
产物
产物因塑料而异 例如：塑料中含Cl-、CN－基团，热分解产物中一般
就有HCl、HCN；又，塑料制品中的S含量低，热分 解得到的油品的S含量也低，是一种优质低S燃料油 ，根据这一特性，日本开发了以废塑料和高S重油 混合热解制取低S燃料油的工艺。
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（2）塑料的分类
按照塑料的性质可分为两类 热固性塑料：在加热和化学固化剂的作用下交联生成的不溶不熔
在燃烧塔内装有热媒体(石英砂)，吸收热量并被流化气推动 成流态化，经管道流入热解塔与垃圾相遇，供给热解能量， 然后再经管道返回燃烧塔，重新加热后再返回热解塔，往复 地在燃烧塔和热解塔内受热和供热。
固体废物的处理与处置(焚烧热解)
受热后分解为挥发性组分和固定碳，尔后挥
发性组分中的可燃性气体进行扩散燃烧，而
碳颗粒则进行表面固相燃烧。
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固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1
焚烧处理
可燃物质
助燃物质
焚
引燃火源
烧
焚烧
机
温度
理 着火条件
蒸发 挥发 分解 烧结、熔融 氧化还原
4、系统组成：燃料或可燃物；☆氧化物；☆惰性物质。 反应方程 ★通式：
CxHyOzNuSvClw (x v
yw
z )O2
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xCO2 wHCl uN 2 / 2 vSO2 ( y w)H 2O 2
★碳氢化合物焚烧方程：（HC）n+O2→CO2+H2O+Q ★含氮化合物焚烧方程：N2+x O2 →2 Nox ★含硫化合物焚烧方程：2H2S+3O2 →2SO2+2H2O
DRE=（Win-Wout）/Win*100%
D、烟气排放浓度限制指标 10
二、焚烧过程的技术原理 1、热值 -----指单位质量的固体废物燃烧所释放出的
热量。kJ/Kg 要使固体废物燃烧，就要求废物燃烧所释
放出来的热量足够供给废物达到燃烧温 度所需要的热量和发生燃烧反映所必须 的活化能。 否则，就需要借助辅助燃料才能维持燃 烧。（一般就不采用焚烧处理）
4、焚烧温度（Temperature）： 焚烧温度越高，废物燃烧所需要的停留时 间越短，焚烧效率越高；
21
三、影响燃烧过程的主要因素
5、过剩空气（Excess air coefficient）：
供氧量大，有利于加快焚烧速度。但供氧量过大，
初级固体废物处理练习题
第一章：绪论一、是非题1、由于时间条件的变化，固体废物又被称为“放错地点的资源”。
（√）2、易燃易爆性是生活垃圾的显著特征。
（×）3、改革生产工艺以及对材料的综合利用是减少固废产生的主要措施。
（√）4、进行无害化处理与处置是控制固体废物污染的唯一途径。
（×）二、选择题1、危险废物的特性不包括____C_____。
A：反应性B：腐蚀性C：难降解性D：传染性2、固体废物的“三化”管理基本原则是：____A____。
A：减量化、资源化、无害化B：减量化、能量化、管理化C：减量化、回收化、填埋化D：资源化、减量化、管理化3、根据固体法的规定，固体废物的分类不包括：____D____。
A：生活垃圾B：危险废物C：工业废物D：农业废物4、固体废物按其化学组成来分，可以分为 C 。
A、有害固体废物和一般固体废物B、工业固体废物和城市生活垃圾C、有机固体废物和无机固体废物D、生活垃圾、工业固体废物和危险废物三、概念题1、固体废物：答：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、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
2、生活垃圾：答：是指在日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。
3、无害化：答：是指对已产生又无法或暂时不能利用的固体废物，尽可能采用物理、化学或者生物手段，加以无害化或低危害的安全处理、处置，达到消毒、解毒或稳定化，以防止并减少固体废物对环境的污染影响。
四、问答题1、固体废物污染的危害是什么？答：固体废物对人类环境的危害，主要表现在以下几个方面：（1）侵占土地。
我国城市利用市郊堆存城市垃圾，侵占了大量农田。
（2）污染土壤。
固体废物中的很多有害成分随着风化、雨淋、地表径流的侵蚀，容易渗入到土壤中，破坏了土壤的循环腐解能力，从而影响农作物的正常生长。
固废的固化处理及热解与焚烧处理
固体废物的固化处理利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性。
固化所用的惰性材料称为固化剂。
有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。
固化方法：水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化对固化处理的基本要求（1）有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。
（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。
（3）固化工艺过程简单，便于操作。
水泥固化技术(Cement solidification)水泥固化：是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法,从而达到减小表面积、降低渗透性，使之能在较为安全的条件下运输与处置的目的。
水泥固化原理：水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。
水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。
常用作固化剂的水泥：硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。
石灰固化处理（ Lime solidification）以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等）为固化基材，活性硅酸盐类为添加剂对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。
适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。
该法简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜，但石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。
热塑性材料固化处理热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到对废物稳定化的目的的过程。
以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。
《固体废物处理与处置》章节笔记
《固体废物处理与处置》章节笔记第一章：固体废物概述一、引言固体废物是现代社会不可避免的现象，随着工业化和城市化进程的加快，固体废物的产量和种类也在不断增加。
固体废物的处理与处置问题已成为全球性的环境问题，对人类健康和生态环境构成了严重威胁。
二、固体废物的定义与分类1. 定义固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的，失去了原有使用价值或被抛弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、物质。
这些废物可能包含有机物、无机物、生物体、化学品等多种成分。
2. 分类（1）按来源分类：- 工业固体废物：来源于工业生产过程中的废渣、废料、废品等。
- 生活固体废物：居民日常生活中产生的垃圾，如厨余、塑料、纸张、玻璃、金属等。
- 农业固体废物：农业生产过程中产生的废弃物，如秸秆、粪便、农膜等。
- 危险固体废物：具有毒性、腐蚀性、感染性、放射性等特性的废物，如废电池、废药品、医疗废物等。
（2）按性质分类：- 有机废物：含有碳元素的废物，如食物残渣、植物秸秆、皮革等。
- 无机废物：不含碳元素的废物，如玻璃、陶瓷、砖瓦等。
- 生物废物：来源于生物体或与生物活动相关的废物，如动物尸体、粪便等。
- 放射性废物：含有放射性元素的废物，如核工业产生的废料。
三、固体废物的来源与特征1. 来源- 工业来源：矿山开采、制造业、建筑业、化工等行业产生的固体废物。
- 农业来源：种植业、养殖业、农产品加工等过程中产生的固体废物。
- 生活来源：居民日常生活、商业、服务业等活动中产生的固体废物。
- 其他来源：如医疗机构、科研单位、教育机构等产生的特殊废物。
2. 特征- 物理性质：包括形状、大小、颜色、密度、含水率、堆积密度等。
- 化学性质：包括酸碱性、氧化还原性、稳定性、可燃性、反应性等。
- 生物性质：包括腐败性、传播疾病的能力、生物降解性等。
四、固体废物处理与处置的重要性1. 环境影响- 土壤污染：固体废物中的有害成分渗入土壤，影响土壤结构和肥力。
固废的固化处理及热解与焚烧处理
固体废物的固化处理利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性。
固化所用的惰性材料称为固化剂。
有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。
固化方法：水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化对固化处理的基本要求（1）有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。
（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。
（3）固化工艺过程简单，便于操作。
水泥固化技术(Cement solidification)水泥固化：是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法,从而达到减小表面积、降低渗透性，使之能在较为安全的条件下运输与处置的目的。
水泥固化原理：水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。
水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。
常用作固化剂的水泥：硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。
石灰固化处理（ Lime solidification）以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等）为固化基材，活性硅酸盐类为添加剂对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。
适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。
该法简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜，但石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。
热塑性材料固化处理热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到对废物稳定化的目的的过程。
以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。
化工固废的处理与资源化 化工固废的焚烧与热解
逆流回转焚烧炉
一、化工固废的焚烧
流化床焚烧炉特点： ➢ 气固混合强烈，过剩 空气系数较小，燃烧 效率高；传热均匀， 床温易于控制；构造 简单，造价低，故障 率亦低；大块物料需 预破碎，废气中粉尘 含量高；动力消耗很 大。
流化床焚烧炉 1-污泥供料管；2-泡罩；3-热电偶；4-分配板；
5-补助燃烧喷嘴；6-耐火材料；7-燃烧室
一、化工固废的焚烧
多段炉的特点： ➢ 废物在炉内停留时 间长，能挥发较多 水分，特别适合处 理含水多、热值低 的污泥，目前世界 70%的污泥焚烧都使 用多段炉。但其结 构复杂，移动零件 多，易出故障，维 修费用高。
立式多段焚ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ炉
02
PART
化工固废的热解
二、化工固废的热解
1.热解概念 ➢ 热解(pyrolysis)在工业上也称为干馏。固体废物热解是利用有机 物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。
一、化工固废的焚烧
3.焚烧炉 （1）机械炉排焚烧炉
➢ 机械炉排焚烧炉的心脏是机 械炉排及燃烧室。
➢ 炉排的主要作用是运送固体 废物和炉渣通过炉体，还可 以不断地搅动固体废物，并 在搅动的同时使从炉排下方 吹入的空气穿过固体燃烧层，
使燃烧反应进行得更加充分。
机械炉排焚烧炉结构示意图
固体废物的处理与处置
固体废物的处理与处置第一章绪论1.固体废物：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、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
2.固体废物具有二重性：具有时间和空间的相对性。
时间：暂时无法加以利用，今天的废物势必成为明天的资源。
如：废铁屑处理氯代有机物，废旧塑料作防水材料。
空间：放错地点的原料。
如：粉煤灰制砖，高炉渣生产水泥。
3.固体废物的分类：(1)按其组成可分为：有机废物、无机废物。
(2)按其形态可分为：固态废物、半固态废物和液态(气态)废物。
(3)按其污染特性分为：危险废物和一般废物。
(4)根据《固体法》分为：工业固体废物(废石尾矿、粉煤灰)、城市生活垃圾(废纸、厨余物)、危险废物(废电池、电镀污泥)。
4.城市生活垃圾：在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。
5.危险废物：危险废物是指列入国家危险废物名录或是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。
6.固体废物污染危害：(1)污染大气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。
(2)污染水体固体废物随天然降水或地表径流进入河流、湖泊或随风飘迁落入河流、湖泊。
污染地面水，并随渗滤水渗透到土壤中，进入地下水，使地下水污染。
(3)污染土壤当污染土壤的病原微生物与其他有害物质随天然降水或径流等进入水体后就可能进一步危害人体健康。
5.固体废物处理方法：是指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。
(1)物理处理物理处理是通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。
物理处理方法包括压实、破碎、分选、增稠、吸附等。
(2)化学处理化学处理是采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而使其达到无害化。
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第四章 固体废物的焚烧与热分解
（二）焚烧废气的污染控制
固体废物焚烧采用的空气污染控制技术主要有湿式、干式及 半干式三种。 二氧化硫和盐酸等酸性气体可以用水喷射的方法把它们从烟 道气流中除去 。 烟尘的防治方法一般是在煤烟尚未凝集变大之前，增加氧气 浓度，提高温度，加速煤烟的燃烧速度。 二噁英的处置采用流动焚烧系统，整个系统由焚烧炉、燃烧 气连续测定仪和气体净化器组成 恶臭的防治，通常是利用辅助燃料将焚烧温度提高到 1000oC ， 使恶臭物质完全燃烧；或利用催化剂在 150－400oC下进行催化燃 烧；利用水或酸、碱溶液也可以对恶臭物质进行吸收；活性炭、 分子筛、土粒、干鸡粪等作为吸附剂吸附废气中的恶臭；或采用 冷却的方法，将废气进行冷却，使恶臭物质冷却成液体从而与气 体分离。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
三. 固体废物的焚烧过程
（一） 焚烧的分类 根据可燃物的种类，将燃烧方式分为： 蒸发燃烧：废物受热首先熔化成液体，然后化成蒸汽，与空气混 合后燃烧，如蜡烛的燃烧； 表面燃烧：受热后不发生熔化、蒸发和分解等过程，在固体表面 与空气进行燃烧，如木炭、焦炭等的燃烧； 分解燃烧：垃圾受热后首先分解，较轻的碳氢化合物挥发，与空 气混合后燃烧，固定碳和惰性物质留下，固定碳的表面与空气接触进 行表面燃烧，如木材和纸的燃烧。 （二）焚烧过程 1.干燥过程：利用热能使垃圾中的水分汽化并排出水蒸汽的过程。 2.热分解过程:垃圾中多种有机可燃物质在高温作用下分解或聚合的 化学反应过程，产物包括各种烃类、固定碳和一些不完全燃烧物质。 3.燃烧:垃圾中的有机可燃物质在有氧条件下进行的快速、剧烈的氧 化反应，同时释放一定热量的过程。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
4. 烟气排放浓度限制指标
（1）烟尘，常将颗粒物、黑度、总碳量作为控制指标； （2）有害气体，主要包括SO2、HCl、HF、CO和NOx等； （3）重金属元素单质或其它化合物，如Hg、Cd、Pb、Ni、Cr、As等； （4）有机污染物，如二噁英类物质，主要包括多氯代二苯并－对二 噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）
QR ma md 100% ma
ma：残渣在室温时质量，kg； md：残渣在(600±25)0C经3h灼热后冷却至室温质量，kg。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
3. 燃烧效率及破坏去除效率 （1）燃烧效率（CE），是评价焚烧处理城市垃圾及一般工业废物是 否达到预期处理效果的指标。
CE [CO2 ] 100% [CO2 ] [CO]
[CO2]、[CO]：烟道气中CO2、CO气体的浓度值。 （2）破坏去除效率（DRE），是评价焚烧处理危险性废物是否达到 处理效果的指标。
DRE Win Wout 100% Win
Win：进入焚烧炉的有机有害成分的质量流率； Wout：从焚烧炉流出的有机有害成分的质量流率。
DRE主要是评价难以焚烧处理的有害废物的破坏去除状况。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
六. 城市固体废物焚烧废气及污染控制
（一）焚烧废气中的有害成分
1. 烟尘 是固体废物焚烧过程中产生的飞散颗粒状物质。 2. 氯化氢 焚烧废气中的HCl主要来源于氯乙烯系列塑料，另外 食盐等无机氯化物和水、SO2反应生成HCl。 3. 硫氧化物 垃圾中的纸类、蛋白质系列的厨房垃圾及含硫橡胶 等都含有硫元素。 4. 氮氧化物 NOx的来源主要有燃料中的有机氮氧化生成的燃料 性NOx和空气中氮氧化生成的热性NOx。 5. 汞（Hg）主要来源于废干电池、体温计和荧光灯等。 6. 二噁英类物质 二噁英类物质是由两个氧键连结两个苯环的 有机氯化合物
第四章 固体废物的焚烧与热分解
五. 焚烧处理技术指标
1. 减量比（MRC）
是可燃废物经焚烧处理后的质量减少量占废物投加总质量的百分 数，是衡量焚烧处理废物减量化效果的重要指标。
MRC
ma：焚烧残渣质量，kg； mb：投加废物质量，kg；
mb ma 100% mb mc
mc：残渣中不可燃废物质量，kg。 2. 热灼减量（QR） 是指焚烧残渣在（600±25）℃经3小时灼烧后减少的质量占原焚烧 残渣质量的百分数。
一. 可焚烧处理废物的类型
焚烧法既可处理固体废物，也可处理液体废物和气体废物；既 可处理城市垃圾和一般工业废物，也可处理危险废物。总的来说， 适宜焚烧处理的废物可燃有机成分含量多、热值高，如果废物中可 燃有机物组分的含量较少，需补加大量的燃料，这样会使运行费用 增高。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
Chapter 4 Incineration & Pyrogenation of Solid Waste
第四章 固体废物的焚烧与热分解
第四章 固体废物的焚烧与热分解 第一节 固体废物的焚烧处理技术
焚烧是一种高温热处理技术，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，减少废物中的有毒有害物 质及可燃废物的含量，使垃圾变成惰性残余物的处理方法，是一种 可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。Biblioteka 第四章 固体废物的焚烧与热分解
四. 影响固体废物燃烧的因素
1. 固体废物性质 固体废物的热值、组分、含水率、粒度等是影响固体废物燃烧的 主要因素之一。 2. 焚烧温度 废物的焚烧温度指废物中有害组分在高温下氧化、分解直至破坏 需要达到的温度，它比废物的着火点高得多。 3. 停留时间 固体废物中的有害组分在焚烧过程中发生氧化、燃烧反应，使有 害物质变成无害物质所需的时间称为焚烧停留时间。 4. 混合强度 混合强度指固体废物与助燃空气的混合程度。 5. 过剩空气 在实际焚烧系统中，氧气与可燃物无法完全达到理想的混合及反 应程度，为了使燃烧完全，需要提供比理论空气量更多的空气，保证 氧化过程占主导地位，同时使热解过程最小化。 通常把温度（Temperature）、停留时间(Time)、混合强度(Turb ulence)（一般称为3T） 和过剩空气率称为焚烧四大控制参数。
二. 焚烧处理技术的特点
（一）焚烧技术的优点
焚烧处理无害化程度高 焚烧处理减量效果好 焚烧处理实现了废物的资源化 焚烧处理节约土地资源和运输、管理成本； 焚烧处理可全天候运行，不易受天气影响。
（二）焚烧技术的局限性 焚烧法一次性投资大，占用资金周期长； 应用范围小； 焚烧过程造成大气污染； 影响废物的回收利用。