第四章固体废物的焚烧与热分解
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气混合后燃烧，固定碳和惰性物质留下，固定碳的表面与空气接触进 行表面燃烧，如木材和纸的燃烧。 （二）焚烧过程 1.干燥过程：利用热能使垃圾中的水分汽化并排出水蒸汽的过程。 2.热分解过程:垃圾中多种有机可燃物质在高温作用下分解或聚合的 化学反应过程，产物包括各种烃类、固定碳和一些不完全燃烧物质。 3.燃烧:垃圾中的有机可燃物质在有氧条件下进行的快速、剧烈的氧 化反应，同时释放一定热量的过程。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
四. 影响固体废物燃烧的因素
1. 固体废物性质 固体废物的热值、组分、含水率、粒度等是影响固体废物燃烧的
主要因素之一。 2. 焚烧温度
废物的焚烧温度指废物中有害组分在高温下氧化、分解直至破坏 需要达到的温度，它比废物的着火点高得多。 3. 停留时间
固体废物中的有害组分在焚烧过程中发生氧化、燃烧反应，使有 害物质变成无害物质所需的时间称为焚烧停留时间。 4. 混合强度
第四章 固体废物的焚烧与热分解
五. 焚烧处理技术指标
1. 减量比（MRC）
是可燃废物经焚烧处理后的质量减少量占废物投加总质量的百分 数，是衡量焚烧处理废物减量化效果的重要指标。
MRC ? mb ? ma ? 100%
ma：焚烧残渣质量，kg；
mb ? mc
mb：投加废物质量，kg；
mc：残渣中不可燃废物质量，kg。
混合强度指固体废物与助燃空气的混合程度。 5. 过剩空气
在实际焚烧系统中，氧气与可燃物无法完全达到理想的混合及反 应程度，为了使燃烧完全，需要提供比理论空气量更多的空气，保证 氧化过程占主导地位，同时使热解过程最小化。
通常把温度（Temperature）、停留时间(Time)、混合强度(Turb ulence)（一般称为3T） 和过剩空气率称为焚烧四大控制参数。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
三. 固体废物的焚烧过程
（一） 焚烧的分类 根据可燃物的种类，将燃烧方式分为： 蒸发燃烧：废物受热首先熔化成液体，然后化成蒸汽，与空气混
合后燃烧，如蜡烛的燃烧； 表面燃烧：受热后不发生熔化、蒸发和分解等过程，在固体表面
与空气进行燃烧，如木炭、焦炭等的燃烧； 分解燃烧：垃圾受热后首先分解，较轻的碳氢化合物挥发，与空
Win：进入焚烧炉的有机有害成分的质量流率； Wout：从焚烧炉流出的有机有害成分的质量流率。
DRE主要是评价难以焚烧处理的有害废物的破坏去除状况。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
4. 烟气排放浓度限制指标 （1）烟尘，常将颗粒物、黑度、总碳量作为控制指标； （2）有害气体，主要包括SO2、HCl、HF、CO和NOx等； （3）重金属元素单质或其它化合物，如Hg、Cd、Pb、Ni、Cr、As等； （4）有机污染物，如二噁英类物质，主要包括多氯代二苯并－对二 噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）
第四章 固体废物的焚烧与热分解
Chapter 4 Incineration & Pyrogenation of Solid Waste
第四章 固体废物的焚烧与热分解
第一节 固体废物的焚烧处理技术
焚烧是一种高温热处理技术，以一定量的过剩空气与被处理的 有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，减少废物中的有毒有害物 质及可燃废物的含量，使垃圾变成惰性残余物的处理方法，是一种 可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。
一. 可焚烧处理废物的类型
焚烧法既可处理固体废物，也可处理液体废物和气体废物；既 可处理城市垃圾和一般工业废物，也可处理危险废物。总的来说， 适宜焚烧处理的废物可燃有机成分含量多、热值高，如果废物中可 燃有机物组分的含量较少，需补加大量的燃料，这样会使运行费用 增高。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
（1）燃烧效率（CE），是评价焚烧处理城市垃圾及一般工业废物是 否达到预期处理效果的指标。
CE ? [CO2 ] ? 100% [CO2 ] ? [CO]
[CO2]、[CO]：烟道气中CO2、CO气体的浓度值。
（2）破坏去除效率（DRE），是评价焚烧处理危险性废物是否达到
处理效果的指标。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
DRE ? Win ? Wout ? 100% Win
二. 焚烧处理技术的特点
（一）焚烧技术的优点
? 焚烧处理无害化程度高 ? 焚烧处理减量效果好 ? 焚烧处理实现了废物的资源化 ? 焚烧处理节约土地资源和运输、管理成本； ? 焚烧处理可全天候运行，不易受天气影响。
（二）焚烧技术的局限性
? 焚烧法一次性投资大，占用资金周期长； ? 应用范围小； ? 焚烧过程造成大气污染； ? 影响废物的回收利用。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
（二）焚烧废气的污染控制
固体废物焚烧采用的空气污染控制技术主要有湿式、干式及 半干式三种。 ? 二氧化硫和盐酸等酸性气体可以用水喷射的方法把它们从烟 道气流中除去 。 ? 烟尘的防治方法一般是在煤烟尚未凝集变大之前，增加氧气 浓度，提高温度，加速煤烟的燃烧速度。 ? 二噁英的处置采用流动焚烧系统，整个系统由焚烧炉、燃烧 气连续测定仪和气体净化器组成 ? 恶臭的防治，通常是利用辅助燃料将焚烧温度提高到 1000oC， 使恶臭物质完全燃烧；或利用催化剂在 150－400oC下进行催化燃 烧；利用水或酸、碱溶液也可以对恶臭物质进行吸收；活性炭、 分子筛、土粒、干鸡粪等作为吸附剂吸附废气中的恶臭；或采用 冷却的方法，将废气进行冷却，使恶臭物质冷却成液体从而与气 体分离。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
六. 城市固体废物焚烧废气及污染控制
（一）焚烧废气中的有害成分 1. 烟尘 是固体废物焚烧过程中产生的飞散颗粒状物质。 2. 氯化氢 焚烧废气中的HCl主要来源于氯乙烯系列塑料，另外 食盐等无机氯化物和水、SO2反应生成HCl。 3. 硫氧化物 垃圾中的纸类、蛋白质系列的厨房垃圾及含硫橡胶 等都含有硫元素。 4. 氮氧化物 NOx的来源主要有燃料中的有机氮氧化生成的燃料 性NOx和空气中氮氧化生成的热性NOx。 5. 汞（Hg）主要来源于废干电池、体温计和荧光灯等。 6. 二噁英类物质 二噁英类物质是由两个氧键连结两个苯环的 有机氯化合物
2. 热灼减量（QR） 是指焚烧残渣在（600±25）℃经3小时灼烧后减少的质量占原焚烧
残渣质量的百分数。
QR
?
ma ? md ma
? 100%
ma：残渣在室温时质量，kg； md：残渣在(600±25)0C经3h灼热后冷却至室温质量，kg。
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3. 燃烧效率及破坏去除效率
第四章 固体废物的焚烧与热分解
四. 影响固体废物燃烧的因素
1. 固体废物性质 固体废物的热值、组分、含水率、粒度等是影响固体废物燃烧的
主要因素之一。 2. 焚烧温度
废物的焚烧温度指废物中有害组分在高温下氧化、分解直至破坏 需要达到的温度，它比废物的着火点高得多。 3. 停留时间
固体废物中的有害组分在焚烧过程中发生氧化、燃烧反应，使有 害物质变成无害物质所需的时间称为焚烧停留时间。 4. 混合强度
第四章 固体废物的焚烧与热分解
五. 焚烧处理技术指标
1. 减量比（MRC）
是可燃废物经焚烧处理后的质量减少量占废物投加总质量的百分 数，是衡量焚烧处理废物减量化效果的重要指标。
MRC ? mb ? ma ? 100%
ma：焚烧残渣质量，kg；
mb ? mc
mb：投加废物质量，kg；
mc：残渣中不可燃废物质量，kg。
混合强度指固体废物与助燃空气的混合程度。 5. 过剩空气
在实际焚烧系统中，氧气与可燃物无法完全达到理想的混合及反 应程度，为了使燃烧完全，需要提供比理论空气量更多的空气，保证 氧化过程占主导地位，同时使热解过程最小化。
通常把温度（Temperature）、停留时间(Time)、混合强度(Turb ulence)（一般称为3T） 和过剩空气率称为焚烧四大控制参数。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
三. 固体废物的焚烧过程
（一） 焚烧的分类 根据可燃物的种类，将燃烧方式分为： 蒸发燃烧：废物受热首先熔化成液体，然后化成蒸汽，与空气混
合后燃烧，如蜡烛的燃烧； 表面燃烧：受热后不发生熔化、蒸发和分解等过程，在固体表面
与空气进行燃烧，如木炭、焦炭等的燃烧； 分解燃烧：垃圾受热后首先分解，较轻的碳氢化合物挥发，与空
Win：进入焚烧炉的有机有害成分的质量流率； Wout：从焚烧炉流出的有机有害成分的质量流率。
DRE主要是评价难以焚烧处理的有害废物的破坏去除状况。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
4. 烟气排放浓度限制指标 （1）烟尘，常将颗粒物、黑度、总碳量作为控制指标； （2）有害气体，主要包括SO2、HCl、HF、CO和NOx等； （3）重金属元素单质或其它化合物，如Hg、Cd、Pb、Ni、Cr、As等； （4）有机污染物，如二噁英类物质，主要包括多氯代二苯并－对二 噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）
第四章 固体废物的焚烧与热分解
Chapter 4 Incineration & Pyrogenation of Solid Waste
第四章 固体废物的焚烧与热分解
第一节 固体废物的焚烧处理技术
焚烧是一种高温热处理技术，以一定量的过剩空气与被处理的 有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，减少废物中的有毒有害物 质及可燃废物的含量，使垃圾变成惰性残余物的处理方法，是一种 可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。
一. 可焚烧处理废物的类型
焚烧法既可处理固体废物，也可处理液体废物和气体废物；既 可处理城市垃圾和一般工业废物，也可处理危险废物。总的来说， 适宜焚烧处理的废物可燃有机成分含量多、热值高，如果废物中可 燃有机物组分的含量较少，需补加大量的燃料，这样会使运行费用 增高。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
（1）燃烧效率（CE），是评价焚烧处理城市垃圾及一般工业废物是 否达到预期处理效果的指标。
CE ? [CO2 ] ? 100% [CO2 ] ? [CO]
[CO2]、[CO]：烟道气中CO2、CO气体的浓度值。
（2）破坏去除效率（DRE），是评价焚烧处理危险性废物是否达到
处理效果的指标。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
DRE ? Win ? Wout ? 100% Win
二. 焚烧处理技术的特点
（一）焚烧技术的优点
? 焚烧处理无害化程度高 ? 焚烧处理减量效果好 ? 焚烧处理实现了废物的资源化 ? 焚烧处理节约土地资源和运输、管理成本； ? 焚烧处理可全天候运行，不易受天气影响。
（二）焚烧技术的局限性
? 焚烧法一次性投资大，占用资金周期长； ? 应用范围小； ? 焚烧过程造成大气污染； ? 影响废物的回收利用。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
（二）焚烧废气的污染控制
固体废物焚烧采用的空气污染控制技术主要有湿式、干式及 半干式三种。 ? 二氧化硫和盐酸等酸性气体可以用水喷射的方法把它们从烟 道气流中除去 。 ? 烟尘的防治方法一般是在煤烟尚未凝集变大之前，增加氧气 浓度，提高温度，加速煤烟的燃烧速度。 ? 二噁英的处置采用流动焚烧系统，整个系统由焚烧炉、燃烧 气连续测定仪和气体净化器组成 ? 恶臭的防治，通常是利用辅助燃料将焚烧温度提高到 1000oC， 使恶臭物质完全燃烧；或利用催化剂在 150－400oC下进行催化燃 烧；利用水或酸、碱溶液也可以对恶臭物质进行吸收；活性炭、 分子筛、土粒、干鸡粪等作为吸附剂吸附废气中的恶臭；或采用 冷却的方法，将废气进行冷却，使恶臭物质冷却成液体从而与气 体分离。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
六. 城市固体废物焚烧废气及污染控制
（一）焚烧废气中的有害成分 1. 烟尘 是固体废物焚烧过程中产生的飞散颗粒状物质。 2. 氯化氢 焚烧废气中的HCl主要来源于氯乙烯系列塑料，另外 食盐等无机氯化物和水、SO2反应生成HCl。 3. 硫氧化物 垃圾中的纸类、蛋白质系列的厨房垃圾及含硫橡胶 等都含有硫元素。 4. 氮氧化物 NOx的来源主要有燃料中的有机氮氧化生成的燃料 性NOx和空气中氮氧化生成的热性NOx。 5. 汞（Hg）主要来源于废干电池、体温计和荧光灯等。 6. 二噁英类物质 二噁英类物质是由两个氧键连结两个苯环的 有机氯化合物
2. 热灼减量（QR） 是指焚烧残渣在（600±25）℃经3小时灼烧后减少的质量占原焚烧
残渣质量的百分数。
QR
?
ma ? md ma
? 100%
ma：残渣在室温时质量，kg； md：残渣在(600±25)0C经3h灼热后冷却至室温质量，kg。
第四章 固体废物的焚烧与热分解
3. 燃烧效率及破坏去除效率