固体废物的焚烧处理技术优秀课件
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固体废物的焚烧处理技术优秀 课件
本讲主要内容
垃圾焚烧及其特点 垃圾焚烧技术原理 垃圾焚烧炉系统 焚烧烟气污染控制技术
固体废物的焚烧处理
是将可燃性固体废物与空气中的氧在高温 下发生燃烧反应，使其氧化分解，达到减容、解 毒除害并回收能源的高温处理过程。
通过焚烧处理，废物的体积可减少80％～ 95％，残余物为化学性质比较稳定的无机质灰 渣，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后 可达标排放。
翻转及搅动
快速移动，物料流
➢炉型设计和配风 态化状态
设计
➢较成熟、效率高 ➢回转窑焚烧炉 ➢滚筒、抄板
PCDDs: TCDDs
PCDFs
A 控制燃烧温度和停 留时间；
B 减少烟气 200~500℃ 停 留 时 间；
C 有效净化
催化氧化
烟
酸性气体: HF、
气
SOX、NOX、HCl
化学吸收 氧化还原 湿式洗涤 物理吸附
燃烧法处置垃圾的优点
可大幅度减少垃圾体积(燃烧后体积可减少 90%以上)
垃圾的处理速度快,储存期短 垃圾就地燃烧,不需要长距离运输 可以回收能量用于发电和供热 通过合理组织燃烧及尾气净化可实现清洁燃烧
燃用原生垃圾的难点
1、垃圾的来源和组成成分十分复杂 (与常规燃料燃烧显著不同)
– 异比重
4th 2000 recovery of energy and materials
焚烧技术
层状燃ห้องสมุดไป่ตู้技术
流化燃烧技术
旋转燃烧技术
➢过程稳定、技术 ➢较成熟，可处理
成熟、应用广
低热值、高水分废
➢固定炉排焚烧炉、 物，但对入料要求
水平机械焚烧炉、 均匀化、细小化
倾斜机械焚烧炉等 ➢流化床焚烧炉
➢辐射、烟气对流， ➢空气流和烟气流
反应器
洗涤塔 吸附塔
系
统
重金属 汞、镉、铅
静电除尘 袋式过滤 离心分离 重力沉降
静电除尘器
布袋除尘器 旋风除尘器 沉降室
…
…
烟尘
灰渣系统
其
废水处理系统
它
系
余热系统
统
发电系统
自动控制系统
现代垃圾焚烧厂
Pu-Xi WTE Plant, Shanghai, China
Pu-dong WTE Plant, Shanghai, China
垃圾焚烧技术的特点
利用燃烧过程对垃圾进行高温处理，垃圾中病原体 破坏十分彻底，无害化、减量化效果好，还可以进行能量 回收。因此，“三化”都可以实现（无害化是针对垃圾本 身而言的）。
➢大气污染问题，特别是二噁英、重金属污染问题； ➢投资运行成本高，管理水平要求高。
应用领域：生活垃圾处理——Waste To Energy (WTE)； 危险废物（医疗废物）处理。
• 产生其他有害物质：
• H C l, H F， C l2 • 主 要 有 害 有 毒 有 机 物 (PO H C )：
多 氯 联 苯 并 二 恶 英 (PCDDs) 多 氯 联 苯 并 呋 南 (PCDFs) 多 氯 联 本 (PCBs)等 • 重 金 属 有 害 物 质 (铅 ,锌 ,铜 ,铬 ,汞 等 氧 化 物 的 超 细 颗 粒 )
国外学者对垃圾焚烧技术发展阶段的划分：
Historical waste incineration “generations” ：
0
Open air incineration
1st 1900 oven
2nd 1960 dust removal from flue gas
3rd 1985 chemical cleaning of flue gas
焚烧处理技术的发展
➢除尘 ➢资源化
5
....
➢智能化 ➢多功能
我国始于1980′
2
3
1960’
4
1970~1990
➢综合性
➢自控、移动式机械炉排焚 烧炉、多样化、T ↗
20世纪初
➢大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统
1
19世纪中后期 ➢机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗
➢焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英、美、法等试验研究，建立焚烧炉
式中：mc、mo、mH、mCl、ms分别代表废物中碳、氧、氢、氯和硫的 质量分数。
如果混合固体废物总重量已知，废物中各组成物的重量和热值已测 定，则混合固体废物的热值可用下式计算：
固体废物 （ 总各 热组 值成 ＝ 各 物 组 热 成 值 物重 固体废物总重量
几种典型废物的热值（kJ/kg）
废 物
回转式垃圾焚烧炉
流化床式垃圾焚烧炉
垃圾焚烧技术原理
▪ 固体废物的热值：是指单位质量的固体废物完全燃烧时所释
放出的热量，以kJ/kg表示。
热值常用高位热值（High heat value HHV）和低位热值 （Net heat value NHV）两种方法表示。
▪ 高位热值：是指化合物（物料）在一定温度下反应到达最终
产物的焓的变化。
▪ 低位热值：与高位热值的意义相同，只是产物水的状态不同，
前者水是液态，后者水是气态，二者之差，就是水的汽化潜热。 废物的发热量或热值可以通过标准实验测定，即用氧弹量热计 实验测出废物的高位热值，然后用下式计算低位热值。
垃圾热值的计算
NHV=HHV-2420(H2O+9(H-Cl/35.5-F/19)
式中，NHV－净热值，kJ/kg； HHV－粗热值，kJ/kg； H2O－焚烧产物中水的质量分数，％；
H 、Cl、F－分别为废物中氢、氯、氟含量的质量分数，％。 若废物的元素组成已知，则可利用Dulong方程式近似计算出低位热
值：
NHV=2.32[14000mc+45000(mH-1/3mo)-760mCl+4500ms]
煤矸石
广州垃圾 杭州垃圾 常州垃圾 芜湖垃圾 上海污水厂
1996
1997
1997
1997
污泥
热 800 ～ 值 8000
4412
4452
7300
2863
14600
某市垃圾成分的湿基含量及垃圾低位湿基热值
焚烧机理
可燃物质 助燃物质 引燃火源
焚烧
温度
着火条件
蒸发 挥发 分解 烧结、熔融 氧化还原
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
－多组分
– 多颗粒尺度 – 高水分 – 多热值
－多污染源 －多着火点 －受热面存在高温腐蚀
燃 用燃用原原生生垃垃圾圾的的难难点点
2、 垃 圾 燃 烧 过 程 中 有 毒 有 害 物 质 的
生成和迁移规律十分复杂
• 垃 圾 燃 烧 过 程 中 产 生 常 规 的 有 害 气 体 (N O x, SO 2, CO 等 )
本讲主要内容
垃圾焚烧及其特点 垃圾焚烧技术原理 垃圾焚烧炉系统 焚烧烟气污染控制技术
固体废物的焚烧处理
是将可燃性固体废物与空气中的氧在高温 下发生燃烧反应，使其氧化分解，达到减容、解 毒除害并回收能源的高温处理过程。
通过焚烧处理，废物的体积可减少80％～ 95％，残余物为化学性质比较稳定的无机质灰 渣，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后 可达标排放。
翻转及搅动
快速移动，物料流
➢炉型设计和配风 态化状态
设计
➢较成熟、效率高 ➢回转窑焚烧炉 ➢滚筒、抄板
PCDDs: TCDDs
PCDFs
A 控制燃烧温度和停 留时间；
B 减少烟气 200~500℃ 停 留 时 间；
C 有效净化
催化氧化
烟
酸性气体: HF、
气
SOX、NOX、HCl
化学吸收 氧化还原 湿式洗涤 物理吸附
燃烧法处置垃圾的优点
可大幅度减少垃圾体积(燃烧后体积可减少 90%以上)
垃圾的处理速度快,储存期短 垃圾就地燃烧,不需要长距离运输 可以回收能量用于发电和供热 通过合理组织燃烧及尾气净化可实现清洁燃烧
燃用原生垃圾的难点
1、垃圾的来源和组成成分十分复杂 (与常规燃料燃烧显著不同)
– 异比重
4th 2000 recovery of energy and materials
焚烧技术
层状燃ห้องสมุดไป่ตู้技术
流化燃烧技术
旋转燃烧技术
➢过程稳定、技术 ➢较成熟，可处理
成熟、应用广
低热值、高水分废
➢固定炉排焚烧炉、 物，但对入料要求
水平机械焚烧炉、 均匀化、细小化
倾斜机械焚烧炉等 ➢流化床焚烧炉
➢辐射、烟气对流， ➢空气流和烟气流
反应器
洗涤塔 吸附塔
系
统
重金属 汞、镉、铅
静电除尘 袋式过滤 离心分离 重力沉降
静电除尘器
布袋除尘器 旋风除尘器 沉降室
…
…
烟尘
灰渣系统
其
废水处理系统
它
系
余热系统
统
发电系统
自动控制系统
现代垃圾焚烧厂
Pu-Xi WTE Plant, Shanghai, China
Pu-dong WTE Plant, Shanghai, China
垃圾焚烧技术的特点
利用燃烧过程对垃圾进行高温处理，垃圾中病原体 破坏十分彻底，无害化、减量化效果好，还可以进行能量 回收。因此，“三化”都可以实现（无害化是针对垃圾本 身而言的）。
➢大气污染问题，特别是二噁英、重金属污染问题； ➢投资运行成本高，管理水平要求高。
应用领域：生活垃圾处理——Waste To Energy (WTE)； 危险废物（医疗废物）处理。
• 产生其他有害物质：
• H C l, H F， C l2 • 主 要 有 害 有 毒 有 机 物 (PO H C )：
多 氯 联 苯 并 二 恶 英 (PCDDs) 多 氯 联 苯 并 呋 南 (PCDFs) 多 氯 联 本 (PCBs)等 • 重 金 属 有 害 物 质 (铅 ,锌 ,铜 ,铬 ,汞 等 氧 化 物 的 超 细 颗 粒 )
国外学者对垃圾焚烧技术发展阶段的划分：
Historical waste incineration “generations” ：
0
Open air incineration
1st 1900 oven
2nd 1960 dust removal from flue gas
3rd 1985 chemical cleaning of flue gas
焚烧处理技术的发展
➢除尘 ➢资源化
5
....
➢智能化 ➢多功能
我国始于1980′
2
3
1960’
4
1970~1990
➢综合性
➢自控、移动式机械炉排焚 烧炉、多样化、T ↗
20世纪初
➢大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统
1
19世纪中后期 ➢机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗
➢焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英、美、法等试验研究，建立焚烧炉
式中：mc、mo、mH、mCl、ms分别代表废物中碳、氧、氢、氯和硫的 质量分数。
如果混合固体废物总重量已知，废物中各组成物的重量和热值已测 定，则混合固体废物的热值可用下式计算：
固体废物 （ 总各 热组 值成 ＝ 各 物 组 热 成 值 物重 固体废物总重量
几种典型废物的热值（kJ/kg）
废 物
回转式垃圾焚烧炉
流化床式垃圾焚烧炉
垃圾焚烧技术原理
▪ 固体废物的热值：是指单位质量的固体废物完全燃烧时所释
放出的热量，以kJ/kg表示。
热值常用高位热值（High heat value HHV）和低位热值 （Net heat value NHV）两种方法表示。
▪ 高位热值：是指化合物（物料）在一定温度下反应到达最终
产物的焓的变化。
▪ 低位热值：与高位热值的意义相同，只是产物水的状态不同，
前者水是液态，后者水是气态，二者之差，就是水的汽化潜热。 废物的发热量或热值可以通过标准实验测定，即用氧弹量热计 实验测出废物的高位热值，然后用下式计算低位热值。
垃圾热值的计算
NHV=HHV-2420(H2O+9(H-Cl/35.5-F/19)
式中，NHV－净热值，kJ/kg； HHV－粗热值，kJ/kg； H2O－焚烧产物中水的质量分数，％；
H 、Cl、F－分别为废物中氢、氯、氟含量的质量分数，％。 若废物的元素组成已知，则可利用Dulong方程式近似计算出低位热
值：
NHV=2.32[14000mc+45000(mH-1/3mo)-760mCl+4500ms]
煤矸石
广州垃圾 杭州垃圾 常州垃圾 芜湖垃圾 上海污水厂
1996
1997
1997
1997
污泥
热 800 ～ 值 8000
4412
4452
7300
2863
14600
某市垃圾成分的湿基含量及垃圾低位湿基热值
焚烧机理
可燃物质 助燃物质 引燃火源
焚烧
温度
着火条件
蒸发 挥发 分解 烧结、熔融 氧化还原
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
－多组分
– 多颗粒尺度 – 高水分 – 多热值
－多污染源 －多着火点 －受热面存在高温腐蚀
燃 用燃用原原生生垃垃圾圾的的难难点点
2、 垃 圾 燃 烧 过 程 中 有 毒 有 害 物 质 的
生成和迁移规律十分复杂
• 垃 圾 燃 烧 过 程 中 产 生 常 规 的 有 害 气 体 (N O x, SO 2, CO 等 )