固废计算题答题要点

11题：
生活垃圾中的恒湿水分忽略不计。

生活垃圾的低位热值=1kg 湿垃圾中可燃分的质量×可燃分的高位热值‒1kg 湿垃
圾中水分的质量×水的蒸发潜热（注意单位！）
1）教材P239页例题中，垃圾可燃分高位热值为5175kcal/kg ，以此为基准估算： （5175kcal/kg×0.35kg ‒600kcal/kg×0.5kg ）/
（5175kcal/kg×0.3kg ‒600kcal/kg×0.6kg ）=1.267，因此生活垃圾低位热值上升26.7%
2）若参考教材表2-14中，20%含水率和20%灰分城市生活垃圾低位热值
11600kJ/kg 数据，则：
垃圾中可燃分的高位热值=（1kg 湿垃圾的低位热值+1kg 湿垃圾中水分的质量×
水的蒸发潜热）/1kg 湿垃圾中可燃分的质量=（11600kJ/kg+0.2kg×600kcal/kg×
4.2kcal/kJ ）/（1kg ‒0.2kg ‒0.2kg ）=20173kJ/kg
（20173kJ/kg×0.35kg ‒600kcal/kg×4.2kcal/kg×0.5kg ）/（20173kJ/kg×0.3kg
‒600kcal/kg×4.2kcal/kg×0.6kg ）=1.278，因此生活垃圾低位热值上升27.8%
13题：
题目本意是试求理论燃烧温度（垃圾与空气混合后完全燃烧，没有热损失情况下
燃烧烟气所能达到的最高温度）。

可通过下列公式近似计算（以20℃为基准，垃圾和空气带入显热为0，灰渣带走热量忽略不计）
()L L p 00p
Q Q Gc T T T T Gc =-⇒=+ 1）选择合适的空气过剩系数。

为确保垃圾充分燃烧，焚烧标准一般要求烟气中
剩余的氧气浓度在6v/v%~12v/v%左右，因此垃圾焚烧的空气过剩系数一般取1.8-2（辅助燃料的空气过剩系数一般取1.1~1.3）。

大家从ppt 的例题3
也可以看到，空气过剩系数为2时，烟气中氧浓度7.5%。

2）计算烟气量。

如果烟气的定压比热容单位为kcal 或kJ/kg·℃，则空气量和烟
气量以质量计算：
如果烟气的定压比热容单位为kcal 或kJ/Nm 3·℃，则空气量和烟气量以体积计算
（见ppt 中例题3）。

3）计算定压比热容。

查询各种烟气组分（CO 2、N 2等）在不同温度下的定压比热容（大家会发现随温
度变化幅度不大）。

考虑到垃圾含水率比较高，焚烧温度不会超过850℃，可以选择400℃左右（20℃和850℃的平均值为435℃）下的定压比热容，加和计算混合烟气的定压比热容（参考书241页）
4）计算温度
()L L p 00p 704=+20=6173.440.343
Q Q Gc T T T T Gc =-⇒=+⨯℃ Q L 为垃圾的湿基低位热值=W W H l 016009704 kcal/kg 100100100H H ωωω⎛⎫⎛⎫=--⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
考虑更为复杂的话，可以把灰渣带走热量（假设灰渣温度与烟气温度相同）计算
进去。

就是在上述公式右边加上灰渣带走热量（灰渣质量*灰渣比热容*温差）。

一般情况下，如果题目中没有告诉垃圾和灰渣比热这类详细的参数（像15题一样），在近似计算里可忽略这两部分的热量输入输出。

14题
1）根据干固体分子式C 12H 20O 11，计算C 、H 和O 百分含量，由分子式可知该污
泥的可燃分含量为20%，灰分含量0%
利用经验公式计算可燃分的高位热值，然后计算污泥湿基低位热值：
C O S H 0181003400025001001008100100H ωωωω''''⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-⨯+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭
，元素含量是以可燃分为基准的百分含量，也就是C 含量为12*12/（12*12+20*1+11*16）
W W H l 016009100100100H H ωωω⎛⎫⎛⎫=--⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
2）选择合适的空气过剩系数。

如污泥选2，重油选1.3。

计算空气量和烟气量。

3）计算烟气比热容。

排烟温度为800℃，因此取平均值410℃，查询各组分的
Cp 值。

因F 未知，以污泥焚烧烟气组成为依据计算混合烟气的Cp 。

4）假设重油用量为F 。

助燃空气常温下进入焚烧炉。

热量无损失。

H in =1kg 污泥湿基低位热值+重油低位热值*F
H out =（1kg 垃圾烟气量+1kg 重油烟气量*F ）*Cp*(800-20)
F ，根据计算得到的F 可以校核一下，由（污泥+燃料）燃烧得到混合烟气400℃
下的Cp 与上面使用的数值相差大不大。

大的话可以调整Cp 再计算。

15题：
1）题目里“固体废物的热值”实际是指湿基低位热值，没有说清楚（但大家可
以根据元素组成和水分含量自己去计算校核一下——根据元素组成用经验公式计算可燃分高位热值，然后根据水分和可燃分含量计算湿基低位热值）。

2）残渣含碳量5%，因此1kg 固体废物焚烧产生残渣的量为0.2/(1-0.05)=0.21kg ，
未燃尽C 的量为0.01kg （每1kg 固体废物）
3）选择空气过剩系数，计算空气量（注意：因部分C 未燃烧，所以计算C 燃烧
生成CO 2的时候，C 的量应为0.28-0.01=0.27kg ，其余元素完全燃烧，用元素组成含量的值代入）
4）Hin=1kg 固体废物湿基低位热值（11630kJ ） ‒ 未燃尽C 质量（0.01kg ）*C
热值（32564kJ/kg）+助燃空气量（Akg）*65℃空气比热*（65-20）
Hout=辐射损失（Hin*0.006）+炉渣质量（0.21kg）*炉渣比热容*（650-20）+烟气余热量（=烟气量*烟气比热容*温差）
得到烟气余热量。