可燃固体废物的热处
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焓:是温度的函数
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净热值(Net Hot Value 又叫低位发热量)
作为产物的H2O为气态时的热值; 即粗热值中水为液态,而净热值中水为气态。
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热值(heating value)的计算
采用氧弹量热计测定粗热值,并由下式计算净热值:
N 净热 = H H 粗 值 V 热 - H 2值 V 4 H 2 2 O + 0 ( 9H - 3 C .5 5 l1 F ) 9
1干燥:利用焚烧系统热能,使入炉固体废物水分汽化、 蒸发的过程。进入焚烧炉的固废,通过高温烟气、火 焰、高温炉料的热辐射和热传导,首先进行加温蒸发、 干燥脱水、以改善固废的着火条件和燃烧效果。对于 高水分的固废,特别是污泥和废水等,常加入辅助燃 料。
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2热分解:固废中的有机可燃物质,在高温作用 下进行化学分解和聚合反应的过程。热分解既有 放热反应,也可能有吸热反应。热分解的转化率 取决于热分解反应的热力学特性和动力学行为。 通常热分解的温度越高,有机可燃物质的热分解 越彻底,热分解速率就越快。
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Dulong热值方程式 (dulong formula for heating value)
若废物的元素组成已知,则可以利用Dulong方程式近似计算出 净热值:
N H 2 .3 1 V 24 m C 0 40 5 (m 0 H 0 8 1 m 0 O ) 0 7m 6 C l4 05 m S 0
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解:∵生成物为水,消耗热值(假设条件:H完 全变成水,不含Cl、F)
∴可以直接用(1)式计算
NH H VH 2V4H 22O 0
160 -2040 200.215516K
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热损失
实际上,在焚烧装置中,存在各种热损失:
(1)不完全燃烧 (2)过量空气从烟气中带走的热量 (3)残渣带走的热量
∴ 在计算净热值时,还应减去上述三项热损失。
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已知固废的热值为11630KJ/kg。 • 固废中的元素组成:
即:能同时实现减量化,无害化和资源化的目的。 焚烧法是固废的一条重要的处理、处置途径。
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(2)焚烧法的处理对象
无机-有机物混合性固体废物(如城市垃圾); 某些特定的有机固体废物(如医院的带菌废物,
石油化工厂和塑料厂的具有毒性的中间产物 等); 多氯联苯类高稳定性的有机物。
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H2O,H,Cl,F-分别为废物中水、氢、氯、氟含 量的质量百分率(%)
粗热值与净热值之差就是水的汽化潜热,即水的汽化 热(=2420),从粗热值中扣除水的汽化热即为净 热值,但H、Cl、F的存在也有影响。
由上式可见,固体废物中的水份,烃基中H原子的分 解将消耗热量,Cl,F可以增加热值,如NaCl。
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3燃烧:是可燃物质的快速分解和高温氧化过程。根据可燃物质
种类和性质不同,燃烧过程不同,分为蒸发燃烧、分解燃烧和表面 燃烧。当可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行燃烧属于蒸发燃烧; 若可燃物质中的碳氢化合物等受热分解、挥发为较小分子可燃气体 后在进行燃烧,就是分解燃烧;而当可燃物质在未发生明显的蒸发、 分解反应时,与空气直接接触就直接进行燃烧反应,这种燃烧就是 表面燃烧。在生活垃圾焚烧过程中,垃圾中的纸类、木材类固体废 物的燃烧属于典型的分解燃烧过程,蜡质类固体废物的燃烧可视为 蒸发燃烧,垃圾中木炭、焦炭属于较典型的表面燃烧。完全燃烧或 理论燃烧反应:
6 固体废物的热处理
6.1焚烧处理 6.2热解处理
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6.1 可燃固体废物的焚烧
概述 热值的计算 固体废物的焚烧 焚烧过程污染物的产生与防治 焚烧残渣的处理和利用 焚烧设备
6.1.1概述
(1)焚烧法 (2)焚烧法的处理对象 (3)特点
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(1)焚烧法
一种高温分解和深度氧化的综合过程。焚烧法可 以使可燃性固体废物通过氧化分解,达到减容, 消毒,回收能量及副产品的多重目的。
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6.1.2 热值的计算
有害废物的焚烧,理论上其热值要大于 18600KJ/kg,低于此值,就需要补加辅助燃 料;实际上大于3000KJ/kg即可用焚烧法处理。
热值有两种表示法: 粗热值 净热值
热值的计算
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粗热值(High Hot Value 又叫高位发热量) 化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓的 变化。
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(3)焚烧法的原理
燃烧与焚烧区别
燃烧-具有强烈的放热效应、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。燃烧过程可以产生
火焰,燃烧火焰又能在一定的条件和适当可燃介质中自行 传播。人们常说的燃烧就是指有焰燃烧。
焚烧-包括蒸发、挥发、分解、烧结、熔融和氧化还原等一 系列复杂的物理化学和化学反应,以及相应的传质和传热 的综合过程。生活垃圾和医疗废物。
y wz CxHyOzNuSvCw l (xv442)O2 xCO 2 wHCl
1
(yw)
u 2
N2 vS
O 2
2
H2O
式中 CxHyOzNuSvCw l为可燃物质化学 。组成式
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(4)特点
优点:
减量(80~90%以上); 消毒(彻底); 资源化(能源和副产品)。
缺点
二次污染(大气); 投资及运行管理费高; 过程控制严格。
进行燃烧具备三个基本条件:可燃物质、助燃物质和引燃 火源,并在着火条件下燃烧。
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原理
可燃物质燃烧,特别是生活垃圾的焚烧过程,是一系 列复杂的物理变化和化学反应过程,通常可将焚烧过 程划分为干燥、热分解、燃烧三个阶段。焚烧过程实 际上是干燥脱水、热化学分解、氧化还原反应的综合 作用过程。
NHV-净热值,KJ/kg mC、 mO、 mH、 mCl、 mS-分别代表……的质量分数 (H2O的分子量为18,H的比率为2/18=1/9。其意义为:H的一
部分将与空气中的O2生成水而耗热。剩余部分产生热,称为有 效氢。)
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例1:
某废物的粗热值为16000KJ/kg,每公斤 废物燃烧时产生0.2kg水,计算此废物的 净热值。
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净热值(Net Hot Value 又叫低位发热量)
作为产物的H2O为气态时的热值; 即粗热值中水为液态,而净热值中水为气态。
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热值(heating value)的计算
采用氧弹量热计测定粗热值,并由下式计算净热值:
N 净热 = H H 粗 值 V 热 - H 2值 V 4 H 2 2 O + 0 ( 9H - 3 C .5 5 l1 F ) 9
1干燥:利用焚烧系统热能,使入炉固体废物水分汽化、 蒸发的过程。进入焚烧炉的固废,通过高温烟气、火 焰、高温炉料的热辐射和热传导,首先进行加温蒸发、 干燥脱水、以改善固废的着火条件和燃烧效果。对于 高水分的固废,特别是污泥和废水等,常加入辅助燃 料。
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2热分解:固废中的有机可燃物质,在高温作用 下进行化学分解和聚合反应的过程。热分解既有 放热反应,也可能有吸热反应。热分解的转化率 取决于热分解反应的热力学特性和动力学行为。 通常热分解的温度越高,有机可燃物质的热分解 越彻底,热分解速率就越快。
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Dulong热值方程式 (dulong formula for heating value)
若废物的元素组成已知,则可以利用Dulong方程式近似计算出 净热值:
N H 2 .3 1 V 24 m C 0 40 5 (m 0 H 0 8 1 m 0 O ) 0 7m 6 C l4 05 m S 0
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解:∵生成物为水,消耗热值(假设条件:H完 全变成水,不含Cl、F)
∴可以直接用(1)式计算
NH H VH 2V4H 22O 0
160 -2040 200.215516K
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热损失
实际上,在焚烧装置中,存在各种热损失:
(1)不完全燃烧 (2)过量空气从烟气中带走的热量 (3)残渣带走的热量
∴ 在计算净热值时,还应减去上述三项热损失。
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已知固废的热值为11630KJ/kg。 • 固废中的元素组成:
即:能同时实现减量化,无害化和资源化的目的。 焚烧法是固废的一条重要的处理、处置途径。
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(2)焚烧法的处理对象
无机-有机物混合性固体废物(如城市垃圾); 某些特定的有机固体废物(如医院的带菌废物,
石油化工厂和塑料厂的具有毒性的中间产物 等); 多氯联苯类高稳定性的有机物。
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H2O,H,Cl,F-分别为废物中水、氢、氯、氟含 量的质量百分率(%)
粗热值与净热值之差就是水的汽化潜热,即水的汽化 热(=2420),从粗热值中扣除水的汽化热即为净 热值,但H、Cl、F的存在也有影响。
由上式可见,固体废物中的水份,烃基中H原子的分 解将消耗热量,Cl,F可以增加热值,如NaCl。
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3燃烧:是可燃物质的快速分解和高温氧化过程。根据可燃物质
种类和性质不同,燃烧过程不同,分为蒸发燃烧、分解燃烧和表面 燃烧。当可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行燃烧属于蒸发燃烧; 若可燃物质中的碳氢化合物等受热分解、挥发为较小分子可燃气体 后在进行燃烧,就是分解燃烧;而当可燃物质在未发生明显的蒸发、 分解反应时,与空气直接接触就直接进行燃烧反应,这种燃烧就是 表面燃烧。在生活垃圾焚烧过程中,垃圾中的纸类、木材类固体废 物的燃烧属于典型的分解燃烧过程,蜡质类固体废物的燃烧可视为 蒸发燃烧,垃圾中木炭、焦炭属于较典型的表面燃烧。完全燃烧或 理论燃烧反应:
6 固体废物的热处理
6.1焚烧处理 6.2热解处理
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6.1 可燃固体废物的焚烧
概述 热值的计算 固体废物的焚烧 焚烧过程污染物的产生与防治 焚烧残渣的处理和利用 焚烧设备
6.1.1概述
(1)焚烧法 (2)焚烧法的处理对象 (3)特点
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(1)焚烧法
一种高温分解和深度氧化的综合过程。焚烧法可 以使可燃性固体废物通过氧化分解,达到减容, 消毒,回收能量及副产品的多重目的。
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6.1.2 热值的计算
有害废物的焚烧,理论上其热值要大于 18600KJ/kg,低于此值,就需要补加辅助燃 料;实际上大于3000KJ/kg即可用焚烧法处理。
热值有两种表示法: 粗热值 净热值
热值的计算
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粗热值(High Hot Value 又叫高位发热量) 化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓的 变化。
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(3)焚烧法的原理
燃烧与焚烧区别
燃烧-具有强烈的放热效应、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。燃烧过程可以产生
火焰,燃烧火焰又能在一定的条件和适当可燃介质中自行 传播。人们常说的燃烧就是指有焰燃烧。
焚烧-包括蒸发、挥发、分解、烧结、熔融和氧化还原等一 系列复杂的物理化学和化学反应,以及相应的传质和传热 的综合过程。生活垃圾和医疗废物。
y wz CxHyOzNuSvCw l (xv442)O2 xCO 2 wHCl
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(yw)
u 2
N2 vS
O 2
2
H2O
式中 CxHyOzNuSvCw l为可燃物质化学 。组成式
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(4)特点
优点:
减量(80~90%以上); 消毒(彻底); 资源化(能源和副产品)。
缺点
二次污染(大气); 投资及运行管理费高; 过程控制严格。
进行燃烧具备三个基本条件:可燃物质、助燃物质和引燃 火源,并在着火条件下燃烧。
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原理
可燃物质燃烧,特别是生活垃圾的焚烧过程,是一系 列复杂的物理变化和化学反应过程,通常可将焚烧过 程划分为干燥、热分解、燃烧三个阶段。焚烧过程实 际上是干燥脱水、热化学分解、氧化还原反应的综合 作用过程。
NHV-净热值,KJ/kg mC、 mO、 mH、 mCl、 mS-分别代表……的质量分数 (H2O的分子量为18,H的比率为2/18=1/9。其意义为:H的一
部分将与空气中的O2生成水而耗热。剩余部分产生热,称为有 效氢。)
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例1:
某废物的粗热值为16000KJ/kg,每公斤 废物燃烧时产生0.2kg水,计算此废物的 净热值。