固废的固化处理及热解与焚烧处理

固体废物的固化处理

利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性。固化所用的惰性材料称为固化剂。有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。固化方法：水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化

对固化处理的基本要求

（1）有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。

（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。

（3）固化工艺过程简单，便于操作。

水泥固化技术(Cement solidification)

水泥固化：是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法,从而达到减小表面积、降低渗透性，使之能在较为安全的条件下运输与处置的目的。

水泥固化原理：水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。

常用作固化剂的水泥：硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

石灰固化处理（ Lime solidification）

以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等）为固化基材，活性硅酸盐类为添加剂对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。

适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。

该法简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜，但石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。

热塑性材料固化处理

热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到对废物稳定化的目的的过程。

以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。

沥青－憎水性物质、良好的黏结性、化学稳定性、较高的耐腐蚀性。石油蒸馏的残渣，其化学成分包括沥青质、油分、游离碳、胶质、沥青酸和石蜡等。

热固性材料固化处理（Plastic solidification）

热固性塑料固化（脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂）

用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，在助凝剂和催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，从而在每个废物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。部分液体废物遗留，需干化。

特别适用于对有害废物和放射性固体废物的固化处理

玻璃固化处理（ Glass solidification）

概念玻璃原料为固化剂，将其与危险废物以一定的配料比混合后，在1000～1500℃的高温下熔融，经退火后形成稳定的玻璃固化体。主要适用于处理含高比放射性废物，不适宜于大型工业有害固体废物的固化处理

自胶结固化（Self-cementation solidification ）

●利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。

●该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物，如磷石膏、烟道气脱硫废渣等。

●CaSO4﹒2H2O或CaSO3﹒2H2O经煅烧成具自胶结作用半水，遇水后迅速凝固和硬化。

该方法不需要加入大量添加剂，废物也不需要完全脱水，工艺简单；固化体化学性质稳定，具有抗

渗透性高、抗微生物降解和污染物浸出速率低的特点，并且结构强度高；但只限于含有大量硫酸钙的废物，应用面较为狭窄。此外还要求熟练的操作和比较复杂的设备，煅烧泥渣也需要消耗一定的热量

固体废物的热转化技术;

在高温条件下使固体废物中可回收利用的物质转化为能源的过程，特别适合有机固体废物的资源化。 热转化： 热解，焚烧

热解：

1.热解原理与热解产物

有机固体废物+

热量无O2或缺O2 可燃气+液态油+固体燃料+炉渣 有机物+O2=CO2+H2O+其他简单无机物+热量

可燃气：主要包括C1~5的烃类、氢和CO 气体。

液态油：主要包括：C25的烃类、乙酸、丙酮、甲醇等液态燃料。 固体燃料：含纯碳和聚合高分子的含碳物

工艺：按供热方式：直接（内部）供热【供给适量空气使有机物部分燃烧，提供热解所需热量】，间接

（外部）供热【从外界供给热解所需热量】；按热解温度：高温热解；中温热解；低温热解

热解反应器:固定床，流化床，旋转炉，分段炉 固体废物的热分解：指晶体状的固体废物在较高温度下脱除其中吸附水及结合水或同时脱除其他易挥

发物质的过程，它是无机固体废物资源化的重要技术。

这些高温变化、高温液相的生成，对固体废物生产陶瓷、耐火材料、玻璃、铸石等高温材料具有重要作用

固体废物的焚烧

焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量与被处理的有机物在焚烧炉内进行氧化焚烧反应，可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。

固体废物焚烧原理：有机物或可燃无机物+O2=CO2+H2O+其他简单无机物+热量

某种废物的热量=某种废物的热值*该种废物的重量

固体废物的热值

热值：单位质量的固体废物完全燃烧所释放出来的热量，kJ/kg

根据经验，城市垃圾的热值大于3350kJ/kg时，燃烧过程无需加辅助燃料，易于实现自燃烧。

固体废物焚烧设施主要采用焚烧炉，焚烧炉的结构型式与废物的种类、性质和燃烧形态等因素有关。不同的焚烧方式有相应的焚烧炉与之相配合。目前世界上焚烧炉的型号已达200多种，其中较广泛应用炉型主要有：

（1）流化床焚烧炉

（2）多膛式焚烧炉

（3）转窑式焚烧炉

（4）敞开式焚烧炉

焚烧过程（特别是危险废物的焚烧）会产生大量的排放物，主要是酸性气体和未完全燃烧的有机组分及炉渣。如将其直接排入环境，必然会导致二次污染，因此需对其进行处理，将污染物的含量降至安全标准以下才能排放。

1、除臭

2、除酸

3、除尘

三、固体废物的热处理设备

回转窑、竖窑、隧道窑和倒焰窑四种