固体废物的焚烧处理技术课件

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Open air incineration
1st 1900 oven
2nd 1960 dust removal from flue gas
3rd 1985 chemical cleaning of flue gas
4th 2000 recovery of energy and materials
1996
1997
1997
1997
污泥
热 800 ～ 值 8000
4412
4452
7300
2863
14600
某市垃圾成分的湿基含量及垃圾低位湿基热值
焚烧机理
可燃物质 助燃物质 引燃火源
温度
焚烧
着火条件
蒸发 挥发 分解 烧结、熔融 氧化还原
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
产物的ຫໍສະໝຸດ Baidu的变化。
▪ 低位热值：与高位热值的意义相同，只是产物水的状态不同，
前者水是液态，后者水是气态，二者之差，就是水的汽化潜热。 废物的发热量或热值可以通过标准实验测定，即用氧弹量热计 实验测出废物的高位热值，然后用下式计算低位热值。
垃圾热值的计算
NHV=HHV-2420(H2O+9(H-Cl/35.5-F/19)
20世纪初
➢大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统
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、美、法等试验研究，建立焚烧炉
国外学者对垃圾焚烧技术发展阶段的划分：
Historical waste incineration “generations” ：
燃烧法处置垃圾的优点
可大幅度减少垃圾体积(燃烧后体积可减少 90%以上)
垃圾的处理速度快,储存期短 垃圾就地燃烧,不需要长距离运输 可以回收能量用于发电和供热 通过合理组织燃烧及尾气净化可实现清洁燃烧
燃用原生垃圾的难点
1、垃圾的来源和组成成分十分复杂 (与常规燃料燃烧显著不同)
– 异比重
式中：mc、mo、mH、mCl、ms分别代表废物中碳、氧、氢、氯和硫的 质量分数。
如果混合固体废物总重量已知，废物中各组成物的重量和热值已测 定，则混合固体废物的热值可用下式计算：
固体废物总热值＝ （各组成物热值 各组成物重量）
固体废物总重量
几种典型废物的热值（kJ/kg）
废 物
煤矸石
广州垃圾 杭州垃圾 常州垃圾 芜湖垃圾 上海污水厂
式中，NHV－净热值，kJ/kg； HHV－粗热值，kJ/kg； H2O－焚烧产物中水的质量分数，％；
H 、Cl、F－分别为废物中氢、氯、氟含量的质量分数，％。 若废物的元素组成已知，则可利用Dulong方程式近似计算出低位热
值：
NHV=2.32[14000mc+45000(mH-1/3mo)-760mCl+4500ms]
固体废物的焚烧过程
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，可总称为焚烧过程。根据可燃物质的性质，固 体的燃烧过程可以有蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧等三种形式。
垃圾焚烧技术的特点
利用燃烧过程对垃圾进行高温处理，垃圾中病原体 破坏十分彻底，无害化、减量化效果好，还可以进行能量 回收。因此，“三化”都可以实现（无害化是针对垃圾本 身而言的）。
➢大气污染问题，特别是二噁英、重金属污染问题； ➢投资运行成本高，管理水平要求高。
应用领域：生活垃圾处理——Waste To Energy (WTE)； 危险废物（医疗废物）处理。
固体废物的焚烧处理技术
本讲主要内容
垃圾焚烧及其特点 垃圾焚烧技术原理 垃圾焚烧炉系统 焚烧烟气污染控制技术
固体废物的焚烧处理
是将可燃性固体废物与空气中的氧在高温 下发生燃烧反应，使其氧化分解，达到减容、解 毒除害并回收能源的高温处理过程。
通过焚烧处理，废物的体积可减少80％～ 95％，残余物为化学性质比较稳定的无机质灰 渣，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后 可达标排放。
多氯联苯并二恶英(PCDDs) 多氯联苯并呋南(PCDFs) 多氯联本(PCBs)等 • 重金属有害物质(铅,锌,铜,铬,汞等氧化物的超细颗粒)
焚烧处理技术的发展
➢除尘 ➢资源化
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....
➢智能化 ➢多功能
我国始于1980′
2
3
1960’
4
1970~1990
➢综合性
➢自控、移动式机械炉排焚 烧炉、多样化、T ↗
静电除尘 袋式过滤 离心分离 重力沉降
静电除尘器
布袋除尘器 旋风除尘器 沉降室
…
…
烟尘
灰渣系统
其
废水处理系统
它
系
余热系统
统
发电系统
自动控制系统
现代垃圾焚烧厂
Pu-Xi WTE Plant, Shanghai, China
Pu-dong WTE Plant, Shanghai, China
回转式垃圾焚烧炉
流化床式垃圾焚烧炉
垃圾焚烧技术原理
▪ 固体废物的热值：是指单位质量的固体废物完全燃烧时所释
放出的热量，以kJ/kg表示。
热值常用高位热值（High heat value HHV）和低位热值 （Net heat value NHV）两种方法表示。
▪ 高位热值：是指化合物（物料）在一定温度下反应到达最终
焚烧技术
层状燃烧技术
流化燃烧技术
旋转燃烧技术
➢过程稳定、技术 ➢较成熟，可处理
成熟、应用广
低热值、高水分废
➢固定炉排焚烧炉、 物，但对入料要求
水平机械焚烧炉、 均匀化、细小化
倾斜机械焚烧炉等 ➢流化床焚烧炉
➢辐射、烟气对流， ➢空气流和烟气流
翻转及搅动
快速移动，物料流
➢炉型设计和配风 态化状态
设计
➢较成熟、效率高 ➢回转窑焚烧炉 ➢滚筒、抄板
PCDDs: TCDDs
PCDFs
A 控制燃烧温度和停 留时间；
B 减少烟气 200~500℃ 停 留 时 间；
C 有效净化
催化氧化
烟
酸性气体: HF、
气
SOX、NOX、HCl
化学吸收 氧化还原 湿式洗涤 物理吸附
反应器
洗涤塔 吸附塔
系
统
重金属 汞、镉、铅
－多组分
– 多颗粒尺度
– 高水分
– 多热值 蚀
－多污染源 －多着火点 －受热面存在高温腐
燃用燃用原原生生垃垃圾圾的的难难点 点
2、垃圾燃烧过程中有毒有害物质的
生成和迁移规律十分复杂
• 垃圾燃烧过程中产生常规的有害气体 (NOx, SO2, CO等 )
• 产生其他有害物质：
• HCl, HF，Cl2 • 主要有害有毒有机物(POHC)：