固体废物处理与资源化固体废弃物焚烧处理
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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
不同组成废物，其热值不同。城市垃圾典型组成及 热值可查表。
焚烧后实际可利用的热量＝焚烧获得的总热量－∑各种热损失
垃圾的热值变化很大，主要受垃圾的三成分，即水分 （W）、灰分（A）和可燃分（R）的影响，因此，可通 过“三成分”对垃圾的可燃烧性质进行定性的判别。
• 热值有两种表示方法，高位（粗）热值和低位（净） 热值 。
• 将高位热值转变成低位热值可以通过下式计算：
将高位热值转变成低位热值可以通过下式计算：
NHV HHV 2420[H 2O 9 (H Cl F )] 35.5 19
式中：NHV－低位热值；HHV－高位热值；H2O焚烧产物中水
的质量分数，%；
§7-1 可燃固体废物的热值
• 固体废物的热值是指单位质量的固体废物 完全燃烧所释放出来的热量，一般以kJ/kg 计。
• 要使固体废物维持燃烧，则要求其燃烧释 放出来的热量足以提供加热废物达到燃烧 温度所需要的热量和发生燃烧反应所必须 的活化能 。
一、热值的计算
• 废物的热值可通过标准实验测定，即通过氧弹测热 仪测量或通过元素组成作近似计算。
DRE＝WPOHC进 - WPOHC出 100％ WPOHC进
(2) HCl的排放量
从燃烧炉烟气排出的HCl量在进入洗涤
设备之前小于1.8kg/h。
（3）烟囱的排放颗粒物含量应≤100、80、65mg/m3。（标态、 11%O2（干空气）作为换算基准换算后的浓度。不同焚烧容量 ≤300kg/h、300～2500kg/h、≥2500kg/h）。
（1）C
CO2 在T＜983℃时，可能有CO产生；
（2）H
H20 若有F、Cl存在时，可能生成氢化物；
（3）S、P
SO2、SO3、P2O5；
（4）N 气态氮，也有少量氮氧化物生成，如NO，一般固体废
物中N元素含量很小（相对空气中的N2），因此，一般可忽略不计
（5）有机氟化物
HF，若体系中H的量不足以与所有的F结
T
1.254
[1
NHV 3.59 10 4
NHV
(1
EA)]
298
NHV
1
EA
1.254 (T 298) 3.59104 NHV
1
1.254 (T 298) NHV 1 4.49 104 (1 EA)(T 298)
EA为过量空气率
二．固体废物的燃烧过程
• 燃烧形式有：蒸发燃烧、分解燃烧（裂 解燃烧）、扩散燃烧与表面燃烧。其中液 体燃烧反应以蒸发燃烧和分解燃烧为主； 气体燃烧以扩散燃烧为主；固体燃料燃烧 包括分解燃烧、蒸发燃烧、表面燃烧与扩 散燃烧。
若已知废物的元素组成，则可用Dulong方程式近似计算出 净热值：
1 NHV 2.32[14000mc 45000(mH mo) 760mcl 4500ms]
3
式中：mc、mH、mo、mcl、ms分别代表碳、氢、氧、氯和 硫的摩尔质量。
2、通过比例求和法计算
如果混合固体废物总量已知，废物中各组成的重量和热值 已测定，则混合固体废物的热值可用下式计算：
QR
m a
m d
ma
100 %
热灼减率要求<5%
式中：QR为热灼减量（％）；ma为焚烧炉渣在室温时的质量 （kg)；md为焚烧炉渣在(600±25）℃经3小时灼热后冷却至室温 时的质量（kg)
（3）一氧化碳法（燃烧效率）：烟气中CO的含量越高，废物的 焚烧效果越差。用烟气中CO含量表示焚烧效率计算公式如下：
H、Cl、F分别为废物中氢、氯、氟
含量的质量百分数，%。
也可用下式计算：
NHV HHV 6(9H W )
式中：NHV——垃圾的低位热值，kJ/kg(湿基）； HHV——垃圾的高位热值，kJ/kg(湿基）； H——湿基垃圾中的氢元素含量，%； W——湿基垃圾的水分，%；
1、通过元素组成作近似计算
CE Cco2 100% Cco Cco2
式中：CE为燃烧效率（％）；CCO为烟气中CO含量（％）； CCO2为烟气中CO2含量（％）；
（4）有害有机物的焚毁去除率（DRE）: 应达到99.99%以上。 （医院临床废物要求≥99.999%),多氯联苯要求≥99.9999%),
4．焚烧烟气温度的近似计算
3、焚烧效果的评价
（1）目测法：通过肉眼观察焚烧产生的烟气的“黑度”来判断焚 烧效果，烟气越黑，焚烧效果越差。
（2）热灼减量法：根据焚烧炉渣中有机可燃物的量（即未燃尽的 固定碳）来评价焚烧效果的方法。
热灼减率指生活垃圾焚烧炉渣中的可燃物在高温(600±25）℃ 、 保持3小时、空气过量的条件下被充分氧化后，单位质量焚烧炉渣 的减少量。热灼减率越小，燃烧反应越完全，焚烧效果越好。热灼 减率的计算如下：
• 通常由热分解、熔融、蒸发和化学反应 等传热、传质过程组成
燃烧过程涉及下列重要内容
(1)物质平衡：按反应物确定生成物量； (2)能量平衡：确定燃烧系统中能量转化；（包括辅助燃 料的投入量） (3)热力学分析：揭示燃烧系统的化学组分变化情况； (4)动态分析：揭示燃烧系统可能发生的变化的快慢； (5)传热问题：决定燃烧系统中的温度场结构； (6)扰动混合：决定反应的废物成分是否与氧气能有效地 接触； (7)停留时间：决定燃烧室的容积尺寸。
可燃区的限值： Wy≤50%， Ay≤60%， Ry≥25%（Ry——为 可燃成分）
§7-2 固体废物的燃烧
一、概述
通常把具有强烈放热效应、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称为燃烧。
1Байду номын сангаас固体焚烧的产物
可燃烧的固体废物基本上是有机物，由大量的C、H、 O元素组成，还有N、S、P和卤素等元素。这些元素在燃 烧过程中与空气中的反应，生成各种氧化物或部分元素的 氢化物。
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。
2．有害有机废物焚烧后要求达到的三个标准 （美国危险废物焚烧标准）
（1）有害有机废物，经焚烧处理后要求：主要有害有机物的焚 毁去除率（DRE）应达到99.99%以上。（医院临床废物要求 ≥99.999%)
合生成HF时，可能出现四氟化碳、或二氟氧碳（COF2），若有金 属存在时，可与氟结合成金属氟化物；
（6）有机氯化物
HCl 由于氧与氯的电负性相近，存在
可逆反应：
2 HCl＋0.5O2 有游离氯气产生；
Cl2＋H20 ，当体系中，氢量不足时，则
（7）有机溴化物及碘化物焚烧后生成溴化氢及少量溴气以及元素
固体废物总重
不同组成废物，其热值不同。城市垃圾典型组成及 热值可查表。
焚烧后实际可利用的热量＝焚烧获得的总热量－∑各种热损失
垃圾的热值变化很大，主要受垃圾的三成分，即水分 （W）、灰分（A）和可燃分（R）的影响，因此，可通 过“三成分”对垃圾的可燃烧性质进行定性的判别。
• 热值有两种表示方法，高位（粗）热值和低位（净） 热值 。
• 将高位热值转变成低位热值可以通过下式计算：
将高位热值转变成低位热值可以通过下式计算：
NHV HHV 2420[H 2O 9 (H Cl F )] 35.5 19
式中：NHV－低位热值；HHV－高位热值；H2O焚烧产物中水
的质量分数，%；
§7-1 可燃固体废物的热值
• 固体废物的热值是指单位质量的固体废物 完全燃烧所释放出来的热量，一般以kJ/kg 计。
• 要使固体废物维持燃烧，则要求其燃烧释 放出来的热量足以提供加热废物达到燃烧 温度所需要的热量和发生燃烧反应所必须 的活化能 。
一、热值的计算
• 废物的热值可通过标准实验测定，即通过氧弹测热 仪测量或通过元素组成作近似计算。
DRE＝WPOHC进 - WPOHC出 100％ WPOHC进
(2) HCl的排放量
从燃烧炉烟气排出的HCl量在进入洗涤
设备之前小于1.8kg/h。
（3）烟囱的排放颗粒物含量应≤100、80、65mg/m3。（标态、 11%O2（干空气）作为换算基准换算后的浓度。不同焚烧容量 ≤300kg/h、300～2500kg/h、≥2500kg/h）。
（1）C
CO2 在T＜983℃时，可能有CO产生；
（2）H
H20 若有F、Cl存在时，可能生成氢化物；
（3）S、P
SO2、SO3、P2O5；
（4）N 气态氮，也有少量氮氧化物生成，如NO，一般固体废
物中N元素含量很小（相对空气中的N2），因此，一般可忽略不计
（5）有机氟化物
HF，若体系中H的量不足以与所有的F结
T
1.254
[1
NHV 3.59 10 4
NHV
(1
EA)]
298
NHV
1
EA
1.254 (T 298) 3.59104 NHV
1
1.254 (T 298) NHV 1 4.49 104 (1 EA)(T 298)
EA为过量空气率
二．固体废物的燃烧过程
• 燃烧形式有：蒸发燃烧、分解燃烧（裂 解燃烧）、扩散燃烧与表面燃烧。其中液 体燃烧反应以蒸发燃烧和分解燃烧为主； 气体燃烧以扩散燃烧为主；固体燃料燃烧 包括分解燃烧、蒸发燃烧、表面燃烧与扩 散燃烧。
若已知废物的元素组成，则可用Dulong方程式近似计算出 净热值：
1 NHV 2.32[14000mc 45000(mH mo) 760mcl 4500ms]
3
式中：mc、mH、mo、mcl、ms分别代表碳、氢、氧、氯和 硫的摩尔质量。
2、通过比例求和法计算
如果混合固体废物总量已知，废物中各组成的重量和热值 已测定，则混合固体废物的热值可用下式计算：
QR
m a
m d
ma
100 %
热灼减率要求<5%
式中：QR为热灼减量（％）；ma为焚烧炉渣在室温时的质量 （kg)；md为焚烧炉渣在(600±25）℃经3小时灼热后冷却至室温 时的质量（kg)
（3）一氧化碳法（燃烧效率）：烟气中CO的含量越高，废物的 焚烧效果越差。用烟气中CO含量表示焚烧效率计算公式如下：
H、Cl、F分别为废物中氢、氯、氟
含量的质量百分数，%。
也可用下式计算：
NHV HHV 6(9H W )
式中：NHV——垃圾的低位热值，kJ/kg(湿基）； HHV——垃圾的高位热值，kJ/kg(湿基）； H——湿基垃圾中的氢元素含量，%； W——湿基垃圾的水分，%；
1、通过元素组成作近似计算
CE Cco2 100% Cco Cco2
式中：CE为燃烧效率（％）；CCO为烟气中CO含量（％）； CCO2为烟气中CO2含量（％）；
（4）有害有机物的焚毁去除率（DRE）: 应达到99.99%以上。 （医院临床废物要求≥99.999%),多氯联苯要求≥99.9999%),
4．焚烧烟气温度的近似计算
3、焚烧效果的评价
（1）目测法：通过肉眼观察焚烧产生的烟气的“黑度”来判断焚 烧效果，烟气越黑，焚烧效果越差。
（2）热灼减量法：根据焚烧炉渣中有机可燃物的量（即未燃尽的 固定碳）来评价焚烧效果的方法。
热灼减率指生活垃圾焚烧炉渣中的可燃物在高温(600±25）℃ 、 保持3小时、空气过量的条件下被充分氧化后，单位质量焚烧炉渣 的减少量。热灼减率越小，燃烧反应越完全，焚烧效果越好。热灼 减率的计算如下：
• 通常由热分解、熔融、蒸发和化学反应 等传热、传质过程组成
燃烧过程涉及下列重要内容
(1)物质平衡：按反应物确定生成物量； (2)能量平衡：确定燃烧系统中能量转化；（包括辅助燃 料的投入量） (3)热力学分析：揭示燃烧系统的化学组分变化情况； (4)动态分析：揭示燃烧系统可能发生的变化的快慢； (5)传热问题：决定燃烧系统中的温度场结构； (6)扰动混合：决定反应的废物成分是否与氧气能有效地 接触； (7)停留时间：决定燃烧室的容积尺寸。
可燃区的限值： Wy≤50%， Ay≤60%， Ry≥25%（Ry——为 可燃成分）
§7-2 固体废物的燃烧
一、概述
通常把具有强烈放热效应、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称为燃烧。
1Байду номын сангаас固体焚烧的产物
可燃烧的固体废物基本上是有机物，由大量的C、H、 O元素组成，还有N、S、P和卤素等元素。这些元素在燃 烧过程中与空气中的反应，生成各种氧化物或部分元素的 氢化物。
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。
2．有害有机废物焚烧后要求达到的三个标准 （美国危险废物焚烧标准）
（1）有害有机废物，经焚烧处理后要求：主要有害有机物的焚 毁去除率（DRE）应达到99.99%以上。（医院临床废物要求 ≥99.999%)
合生成HF时，可能出现四氟化碳、或二氟氧碳（COF2），若有金 属存在时，可与氟结合成金属氟化物；
（6）有机氯化物
HCl 由于氧与氯的电负性相近，存在
可逆反应：
2 HCl＋0.5O2 有游离氯气产生；
Cl2＋H20 ，当体系中，氢量不足时，则
（7）有机溴化物及碘化物焚烧后生成溴化氢及少量溴气以及元素