第6章固体废物热处理

第六章 固体废物热处理 Thermal Treatment of Solid Waste

焚烧处理 ft

(incineration)

（培烧、干燥脱水

.热分解和烧成） 。叢热处理

【概念］

焚烧热解焙烧热值停留时间

燃烧温度过剩空气系数烟气量焚烧效率热灼减量比率热灼减量率有害有机物破坏去除率（DRE）【方法原理】

⑴焚烧原理；⑵热平衡和烟气分析；（3）垃圾焚烧的物质转化

分析；（4）影响焚烧的因素；（5）焚烧工艺；（6）焚烧系统组成；（7）三种焚烧炉；（8）焚烧效果评价；（9）焚烧

过程中污染物的产生和防治；（10）热解原理；（11）典型固体

废物的热解；（12）焙烧方法。

第1节焚烧处理

Section 1 Incineration Treatment

♦概述

♦焚烧原理

♦热平衡和烟气分析

♦焚烧工艺

♦焚烧系统

—、概述

1、焚烧处理的概念

将固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。

(过剩空气+垃圾)T高温(800^1200°C )氧化、燃烧、分解

（1）优点

♦减量化效果显著（一般可减重80%和减容90%以上）

♦无害化程度彻底（彻底毁坏废物中的毒性物质，避免造成二次污染）； ♦可以充分实现垃圾处理的资源化（回收利用焚烧产生的废热，用来供

热或发电）:

♦经济性。垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以 靠近市区建厂，既节约用地又缩短了垃圾的运输距离，随着对垃圾填 埋的环境措施要求的提高，焚烧法的操作费用有望低于填埋。

♦实用性。焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响。 （2）缺点

♦焚烧法投资大，占用资金周期长;

♦焚烧对垃圾的热值有一定要求，一般不能低于3360kJ/kg,限制了

♦焚烧过程中也可能产生较为严重的二恶英问题，必须对烟气投入很 1=

它的应用范

高的资金进行处理。思考题「对城市生活垃圾处理，试比较堆肥与焚烧的利与弊。答：(1)堆肥法的优点：在实现生活垃圾无害化的同时，生产出含腐殖质较高的有机堆肥，回收资源。

局限性主要表现在：①我国城市垃圾均为混合收集，其中含石块、塑料、玻璃、金属等非堆肥物相当多，使处理效率低、成品率低，从而垃圾减量化效果不高，也造成堆肥质量不佳；②即使采用了分选工艺，生活垃圾中的不利于堆肥处理的组分也不能完全剔除，许多有毒有害物质进入堆肥，如农田长期大量使用堆肥，可能会造成潜在污染，特别是一些重金属在土壤中富集将随食物链浸入人体。

(3)焚烧法具有减量化程度高，处理周期短，占地面积小，选址灵活，燃烧的热量可用来发电等优点。

该法局限性：建厂投资高、操作运行费用较高、设备比较复杂；对含水率高的生活垃圾，需要更多辅助燃料，此外生活垃圾中灰土含量也会影响焚烧效果，最终导致焚烧成本上升；产生的烟气必须净化，净化技术难度大、运行成本高；焚烧产生的残渣还必须消化。

二、焚烧原理(principle of incineration)

，■可燃物质助燃物质u引燃火源温度

着火条件

!6

k v -i- y/4- w/4 - z/2)02^ 1A C0? + rvHCI + ZZ5t/N? + 点0乙+ (y-w)/2 H?0

国外某垃圾焚烧厂焚烧过程的物质转化示意

活性眾石灰浆氢氧化钠水气体排出

垃圾

空气

炉渣飞灰飞灰

思考题2：生活垃圾焚烧后其产物包括哪些？这些产物是如何形成的？

答:生活垃圾基本是有机物。由大量的碳.氢.氧元素组成,有些还含有氯.硫.

磷和卤等元素。这些元素在焚烧过程中与空气中的氧起反应＞生成各种氧化物或部分元素的氢化物。

①有机碳的焚烧产物是二氧化碳气体；

②有机物中氢的焚烧产物是水；若有氟或氛存在,也可能有它们的氢化物生

成。

③固体废物中的有机硫和有机磷,在焚烧过程中生成二氧化硫或三氧化硫以

及五氧化二磷。

④有机氮化物的焚烧产物主要是气态的氮，也有少量的氮氧化物生成。

⑤有机氟化物的焚烧产物是氟化氢。

⑥有机氯化物的焚烧产物是氯化氢。

⑦有机漠化物和碘化物焚烧后生成漠化氢及少量漠气以及元素碘。

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.

碳酸盐.氢氧化物和氧化物等。

思考题3：焚烧炉中烟气和残渣分别由什么成分组成?

(1 )焚烧炉烟气由颗粒污染物和气态污染物组成。颗粒污染物主要是由于燃烧气体带出的颗粒物和不完全燃烧形成的灰分颗粒,包括粉尘和烟雾。焚烧炉烟气的气态污染物种类很多,如SO" COx. NOx. HC1、

HF、二恶英类物质等。

(2 )残渣一般为无机物质,它们是的钙、硅、铁、铝、

镁、铅等重金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐、磷酸盐以及硅酸盐,其物理性质和化学性质较为稳定。

层状魅烧技主」逹化魅烧技术）靛转燃烧技术 A 过程殆定、.技术

成熟、应用广 A 固定炉排焚烧 炉、水平机械焚 烧炉、倾斜机械 费烧炉等 A 较成熟•可处理

A 较成熟、效率 A 辐射、烟气对 流，翻转及搅动 A 炉型设计和配凤 设计

低热值、 言水分

Z1 废物.但对入料 要求均匀化、细

小化

A 流化床焚烧炉

A 空气流和烟气流 快速移动，物料 流态化状态

A 回转窑焚烧炉 A 滚筒、抄板

“3T+1E"原贝

I]

过剩空气系数