9-10-第七八章焚烧+热解-(2-3h)

NHV T 298 CP (1 mst EA mst ) NHV 298 4 1.254 1 ( EA 1))(3.5910 NHV)] [
2.经验公式计算:
LHV wi c pi (T2 T1 )
1
Байду номын сангаас
n
LHV-地位热值；T1-室温；T2-焚烧炉火焰温度；wi-烟气中 第i种成分的质量分数；cpi-为烟气中第n种成分的热容， kJ/kg.K
第八章-可燃固体废物的焚烧
7-4 燃烧过程污染物的产生与防治
7.3--固体物质的燃烧
四、焚烧温度的推估
1)工程简算法： 在温度为25℃，许多烃类化合物燃烧产生的净热值 为4.18kJ时，约需理论空气量（mst）为1.5×10-3kg。 mst＝1.5×10-3NHV/4.18＝3.59×10-4 NHV （纯碳氢 化合物） 以废物与辅助燃料混合物1kg为基准。主要产物： CO2、H2O、N2。废气的近似热容在16～1100℃范围 内约为1.254kJ/（kg.℃）

（四）恶臭的产生与防治







在焚烧废物的过程中，常会产生恶臭。 恶臭物质也是未完全燃烧的有机物，多为有机硫化物或氮 化物，它们刺激人的嗅觉器官，引起人们厌恶或不愉快， 有些物质亦可损害人体健康。 恶臭防治： ①在二次燃烧室中利用辅助燃料将温度提高到1000℃， 使恶臭物直接燃烧； ②可利用催化剂在150-400℃下进行催化燃烧； ③也可用水或酸、碱溶液吸收恶臭物质； ④用活性炭、分子筛等吸附剂来吸附废气中恶臭； ⑤用含有微生物的土粒、干鸡粪等多孔物做吸附剂，让微 生物分解恶臭物质； ⑥将气体冷却，使恶臭物冷凝成液体而与气体分离。
4.空气系统（助燃空气系统）
主要 设施
通风管道、进气系统、风机和空气预热器
等
一次助燃空气：炉排下送入,60%~80%:干
焚 烧 工 艺
助燃 空气 换热 器预 热
燥段15%;燃烧段75%;燃烬段10% 二次助燃空气：20%~40%，包括：火焰 上空气和二次燃烧室空气
助燃空气通过余热锅炉后换热器进行预热，
m m灰 MRC m m渣
或者：
m渣 m灰 R= 100% m渣

式中：MRC－热灼减量比, R-热灼量率；m渣－焚烧残渣的 质量，kg；m－废物质量，kg；m灰－残渣中不可燃物质量， 在(600±25)℃经3h灼热后冷却至室温的质量，kg； 生活垃圾焚烧炉设计热灼减量：R<5% 大型连续化作业的机械焚烧炉热灼减量： R<3%
五、空气和烟气量的计算
1、空气量 空气中的氧是助燃物质，与固体废物中可燃分反应后形 成烟气。完成燃烧反应最少空气量就是理论空气量（化 学计量的空气量）空气量＝烟气量＋过剩空气量。 计算过程：可先利用可燃物质中C、H、S、O等元素的 含量计算焚烧需要的理论空气量，然后通过空气过剩系 数计算实际空气量（空气量）
3.焚烧炉系统（核心系统）
气化热解炉 立式焚烧炉 气化熔融炉 电子束焚烧 炉
焚 烧 工 艺
流化床焚烧 炉 回转式焚烧 炉 倾斜机械炉 排焚烧炉 水平链条炉 排焚烧炉 固定炉排 焚烧炉
焚烧 炉种类
离子焚烧炉
催化焚烧炉
3.焚烧炉系统（核心系统）
炉排有 效面积 A
...
Q质－炉排的机械负荷,kg/m2.h Q－ 固体废物和燃料的低位热 值，kJ/h；W－单位时间固体废物和燃料的质量,kg/h； Q热－炉排的热力负荷, kJ/m2.h
焚 烧 工 艺
燃烧室 有效容 积V

Q Q体热－燃烧室容积热力负 V max ，qV 烟 荷 Q体热 3
kJ/m .h； qv－烟气的体积 流量；θ烟－烟气停留时间,s。
固体废 物和烟 气停留 时间
...
θ烟≥2S
θ固≥1.5~2h
现代生活垃圾焚烧炉主要参数：

火焰温度：850～1050℃；


焚烧炉的炉排机械负荷Q质：150－400 kg/m2.h；
焚烧炉的炉排热负荷Q热:(1.25～3.75)×106 kJ/m2.h 负荷允许变化范围：60～110％ 燃烧室出口烟气CO的浓度小于60mg/mN3 燃烧室出口烟气O2的体积分数为8～16％.
操作 ：接受 贮存 分选 破碎 具体包括 ：废物的运输、计量、登 记、进场、卸料、混料、破碎、手选、磁选、 筛分等。 设备、设施 车辆、地衡、控制间、垃 构筑物 圾池、吊车、抓斗、破碎
和筛分设备、磁选机，以及臭气和渗 滤液收集、处理设施等。
2. 进料系统
作用 ：定量给料 ；将垃圾池中的垃
圾与焚烧炉的高温火焰和高温烟气隔 焚 开、密闭，以防焚烧火焰通过进料口 烧 向垃圾池垃圾反烧和高温烟气反窜。 工 进料方法 艺 螺旋给料、炉排进料、推进器给料等
半干式洗气：实际上是一个喷雾干燥系统。它利用 高效雾化器将一定浓度的消石灰泥浆喷入干燥吸 收塔中，使之与酸性气体充分接触并发生反应， 以去除酸性气体。尾气与喷入泥浆的接触方式有 多种，可同向流动、也可逆向流动 湿式洗气：将过量的石灰浆（多用氢氧化钠）喷 入烟气净化反应器中，净化酸性气体。净化效率 高。但是温度低，湿度高，影响后续的布袋过滤 处理。


（3） PCDDs/PCDFs炉外再合成现象，多发生在锅炉内 （尤其在节热器的部位）或在粒状污染物控制设备前。 有 些研究指出，主要的生成机制为铜或铁的化合物在悬浮微粒 的表面催化了二恶英的先驱物质，并遇300-500℃的温度环 境，因此应缩短烟气在处理和排放过程中处于300-500℃温 度域的时间。 （4）近年来，工程上普遍采用半干式洗气塔与布袋除尘器 搭配的方式。在干式处理流程中，最简单的方法为喷入活性 炭粉或焦炭粉，以吸附及去除烟气中的PCDDs/PCDFs。

或者：
六、焚烧工艺
空气系统 焚烧炉系统 烟气系统
工艺 系统
进料系统 前处理系统 其它系统
一个固体废物 焚烧厂包括诸多系统 (设备)，主要有废物 贮存及进料系统、焚 烧系统、废热回收系 统、灰渣收集与处理 系统、烟气处理系统 等。这些系统各自独 立，又相互关联成为 统一主体
1.
前处理系统
焚 烧 工 艺
防治二恶英：

（1）通过废物的分粒类收集，加强资源回收，避免含 PCDDs、PCDFs物质及含氯成分高的物质（如PVC塑料 等）进入垃圾中。 （2）焚烧炉燃烧室应保持足够的燃烧温度（不低于 850℃）及气体停留时间（不少于2s），确保废气中具有 适当的氧含量（最好在6%～12％之间），以分解破坏垃 圾内含有的PCDDs/PCDFs，避免产生氯苯及氯酚等物质。
V理烟＝VCO2 VSO2 VN 2 VH 2O VCO2 1.866 wC VSO2 0.7 wS VN 2 0.79V理空＋0.8wN VH 2O 11.1wH 1.24 wH 2O 0.016V理空

由理论烟气量和过剩空气系数可求得烟气量：
V V理烟＋(－）V理空＋0.016(－）V理空 1 1
酸性气体控制技术比较
（三）二恶英（Dioxin）的产生与防治
二恶英(Dioxin)是指含有二 个氧键连结二个苯环的有机 氯化合物
可以有二至八个氯原子在取代位置上，共生成75种不同的化 合物，都是多氯二苯二恶英（PCDD）一般统称氯化二苯二恶 英（CDD）。 其中毒性最大的是2,3,7,8-四氯二苯二恶英(TCDD）它的毒 性比氰化物大一千倍，比马钱子碱大五百倍。 多氯二苯二恶英在700℃以下对热稳定，高温时开始分解。
min mout DRE 100% min
min为进入焚烧炉的有害有机物的质量； mout为从焚烧炉流出的该种物质的质量。 ②氯化氢的排放量应符合从焚烧炉烟囱排出的氯化氢量在 进入洗涤设备之前小于1.8kg/h，若达不到这个要求，则 经过洗涤设备除去氯化氢的最小洗涤率应为99%； ③烟囱的排放颗粒物应控制在183mg/m3，空气的过量率 为50％。如果大于或小于50％，应折算成50％的排放量。
③二氧化碳法 在固体废物燃烧的烟气中，物料中的碳会转化成一氧化碳 或二氧化碳。固体废物焚烧越完全，二氧化碳的浓度越 高，即焚烧效率越高。因此可以利用一氧化碳和二氧化 碳的浓度或分压的相对比例，反映固体废物中可燃物质 在焚烧过程中的氧化和焚烧的程度。焚烧效率：
E
CCO2 CCO2 CCO
100%
二恶英的产生：


2,3,7,8-四氯二苯二恶英 （1）燃烧含微量PCDD垃圾，在排出废气中含PCDD。 （2）二种或多种有机氯化物（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PCDD。 （3）多氯化二酚、多氯联苯等一类化合物的不完全燃烧， 也可生成PCDD。 （4）由于氯及氯化物的存在，破坏碳氢化合物（芳香族） 的基本结构而与木质素结合，促使生成PCDD、PCDF （多氯二苯呋喃）的化合物。
预热空气的温度：200~280℃
5.烟气系统
PCDDs: TCDDs PCDFs
焚 烧 工 艺
酸性气体: HF、 SOX、NOX、HCl
重金属 汞、镉、铅
烟尘 等等….
处理方法： 催化氧化 化学吸收 氧化还原 湿式洗涤 物理吸附 静电除尘 袋式过滤 离心分离 重力沉降 …
设备和设施： 反应器 洗涤塔 吸附塔 静电除尘器 布袋除尘器 旋风除尘器 沉降室 …
（一）粉尘控制技术

焚烧尾气中粉尘的主要成分为惰性无机物质，如 灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物和重金属 氧化物等。视运转条件、废物种类和焚烧炉类型 等的不同，其含量的变化范围很大（450～ 22500mg/m3）。在垃圾焚烧厂中常用的有多管 离心除尘器、布袋除尘器。
（二）酸性气体控制技术

包括氯化氢、硫氧化物、氟化物等 用于控制焚烧厂尾气中酸性气体的方法主要有湿 式洗气法、干式洗气法和半干式洗气法三种。 干式洗气法是用压缩空气将碱性固体粉末（消石 灰或碳酸氢纳）直接喷入烟管或反应器内，使之 与酸性废气充分接触和发生反应，从而达到中和 酸性气体并加以去除的目的
NHV=mpCp（T－298）＋meCp（T－298） ＝（1＋mst）Cp（T－298）＋meCp（T－298） ∵EA＝me/ mst 其中：mp－废气的质量分数；me－废气中过量空气质量 分数。EA－空气过量率。 NHV=（1＋mst＋me）Cp（T－298） ＝（1＋mst＋EA· st）Cp（T－298） m
6. 其他系统
灰渣系统
焚 烧 工 艺
废水处理系统 余热系统 发电系统 自动控制系统
7-4 燃烧过程污染物的产生与防治
一、焚烧处理指标、标准及要求
1、焚烧处理技术指标 ①目测法：比较直接。是用肉眼观察垃圾焚烧产生的 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
焚烧越彻底，焚烧灰渣中残留的可燃分就会越少，灰渣的热 灼减量就越少。
V理氧＝1.866wC 5.56wH 0.7wS 0.7wO V理氧 V理空＝ 8.89wC 26.5wH 3.33wS 3.33wO 0.21

空气过剩系数为：
实际空气量：
V空 V理空 V空＝ 理空 V

2. 烟气量
计算焚烧的烟气量，常常是首先利用烟气的成分和经验公式 计算出理论烟气量，然后再通过过剩空气系数计算烟气量。


二、燃烧过程污染物的产生与防治


焚烧烟气中污染物的种类： ①不完全燃烧产物：碳氢化合物燃烧后主要的产物为无害 的水蒸气及二氧化碳，可以之间排入大气中。不完全燃烧 物（简称PIC）是燃烧不良而产生的副产品包括一氧化碳、 炭黑、烃、烯。酮、醇、有机酸及聚合物等； ②粉尘： 废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不完 全燃烧物质等； ③酸性气体： 包括氯化氢、卤化氢（氯以外的卤素）、 硫氧化物（SO2、SO3）、氮氧化物（NOx）以及磷酸； ④重金属污染物： 包括Pb、Hg、Cr、Cd、As等的元素 态、氧化态及氯化物等； ⑤有机污染物 ： PCDDs（多氯二苯二恶英）、PCDFs （多氯二苯呋喃）
2、焚烧处理技术标准及限值 我国目前关于废物焚烧处理仅有两个行业标准； 《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GWKB-2000 )和 适用于医疗垃圾焚烧的《医疗垃圾焚烧环境卫生 标准》（CJ 3036-1995）。
3、有害有机废物焚烧后要求达到三个标准 有害有机废物经焚烧处理后，要求达到三个标准: ①主要有害有机物组成的破坏去除效率（DRE）要达到 99.99%以上，DRE定义为：