固体废弃物处理与处置-宁平-第六章

固体废物热处理ThermalTreatment

ofSolidWaste【概念】焚烧干燥热裂解焙烧热值燃烧温度DRE

热灼减量比焚烧效率【方法原理】

焚烧原理；热平衡和烟气分析；焚烧工艺系统组成；焚烧炉系统选择；热解原理；典型固体废物的热解；焙烧方法。本章重点处理方法焚烧处理热裂解焙烧处理其它热处理方法焚烧（incineration）:生活垃圾和危险废物的燃烧（具有强烈放热效应、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

）热解:是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。焙烧:在低于熔点的温度下热处理废物改变废物的物理化学性质以利于后续资源化利用的处理过程干燥脱水热分解烧成14231焚烧处理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19世纪中后期20世纪初1960’大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统1970~1990自控、移动式机械炉排焚烧炉、多样化、T↗除尘资源化智能化多功能综合性1234垃圾焚烧演示…..我国始于1980′1焚烧处理焚烧原理燃烧、燃烧机理、燃烧技术、主要影响因素热平衡及烟气分析固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算焚烧工艺焚烧工艺系统组成焚烧炉系统焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评1焚烧处理焚烧机理温度着火条件可燃物质助燃物质引燃火源蒸发挥发分解烧结、熔融氧化还原CxHyOzNuSvClw+(x+v+y/4–w/4–z/2)O2→xCO2+wHCl+0.5uN2+vSO2+(y-w)/2H2O

焚烧1焚烧处理焚烧技术层状燃烧技术过程稳定、技术成熟、应用广固定炉排焚烧炉、水平机械焚烧炉、倾斜机械焚烧炉等辐射、烟气对流，翻转及搅动炉型设计和配风设计流化燃烧技术较成熟，可处理低热值、高水分废物，但对入料要求均匀化、细小化流化床焚烧炉空气流和烟气流快速移动，物料流态化状态旋转燃烧技术较成熟、效率高回转窑焚烧炉滚筒、抄板1焚烧处理焚烧影响因素固体废物性质：可燃成份、有毒害物质、水分焚烧温度：850~950℃,1150℃供氧量和物料混合程度:过剩空气系数停留时间:>1.5~2h;>2s废物料层厚度、运动方式、预热温度进气方式、燃烧器性能、烟净化系统阻力３Ｔ－１Ｅ1焚烧处理固体废物热值:单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量Dulong公式、Steuer公式、Scheurer公式等氧弹量热计能量守恒废物热量+辅助燃料热量+助燃空气热量有用热量+化学不完全燃烧热损+机械热损+烟气显热+灰渣显热Q11焚烧处理固体废物燃烧温度:在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量都用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统的最终温度实际燃烧温度近似计算1焚烧处理空气和烟气量计算:完成燃烧反应的最少空气量实际空气量烟气量1焚烧处理焚烧工艺工艺系统空气系统前处理系统进料系统焚烧炉系统其它系统烟气系统1焚烧处理焚烧工艺前处理及进料系统

接受贮存分选破碎定量给料车辆、地衡、控制间、垃圾池、吊车、抓斗、破碎和筛分设备、磁选机，以及臭气和渗滤液收集、处理设施等。螺旋给料、炉排进料、推进器给料等操作设备、设施构筑物1焚烧处理焚烧工艺焚烧炉系统1焚烧处理焚烧工艺焚烧炉系统炉排有效面积A...燃烧室有效容积V...停留时间...1焚烧处理焚烧工艺空气系统主要设施通风管道、进气系统、风机和空气预热器等助燃空气一次助燃空气：60%~80%，干燥段15%、燃烧段75%、燃烬段10%二次助燃空气：20%~40%，火焰上和二次燃烧室空气换热器预热余热锅炉后，200~280℃1焚烧处理焚烧工艺烟气系统PCDDs:

TCDDs

PCDFs酸性气体:HF、SOX、NOX、HCl重金属汞、镉、铅烟尘催化氧化化学吸收氧化还原湿式洗涤物理吸附静电除尘袋式过滤离心分离重力沉降…反应器洗涤塔吸附塔静电除尘器布袋除尘器旋风除尘器沉降室…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1焚烧处理焚烧工艺其它系统灰渣系统废水处理系统余热系统发电系统自动控制系统1焚烧处理焚烧炉的选评炉型优点缺点机械焚烧炉容量大（单炉容量达100~500t/d）、效率高、焚烧彻底、公害易处理、燃烧稳定、控管容易、余热利用高造价高、技术复杂、维修费高，需连续运转、运行管理要求高回转式焚烧炉垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量（单炉容100~400t/d）、

可高温安全燃烧，

残灰颗粒小连续传动装置复杂、炉内的耐火材料易损坏控气式焚烧炉适用中小容量（单炉容量150t/d）、

构造简单、装置可移动、机动性强燃烧不完全、燃烧效率低、

使用年限短、

平均建造成本较高流化床焚烧炉容量适中（单炉容量50~200t/d）、

燃烧温度较低（750~850℃）、

热传导好、公害低、

烧效率高操作技术高、燃料种类受到限制、进料颗粒较小、单位处理量所需动力高、炉床材料易冲蚀损坏垃圾衍生燃料焚烧炉适用大容量（单炉容200~750t/d）焚烧、余热利用率高、可资源回收造价昂贵、设备构造复杂、技术复杂、不适合高水分垃圾1焚烧处理焚烧炉的选评焚烧效果黑度，烟气量……1234目测法热灼减量法二氧化碳法DRE1焚烧处理参考资料[1]张益，赵由才主编.生活垃圾焚烧技术.化学工业出版社.2000年8月[2]汉才主编.燃烧与污染.华中理工大学出版社.1992年7月[3]曹本善编著.垃圾焚化厂兴建与操作务实.中国建筑工业出版社.2002年4月2固体废物热解处理热解原理热解定义及特点、热解过程及产物、有机固体废物热解机理热解工艺热解工艺分类典型固体废物的热解城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃物的热解2固体废物热解处理热解与焚烧比较需氧放热二氧化碳、水就地利用二次污染大无氧或缺氧吸热气、油、炭黑贮存或远距离运输二次污染较小热裂解焚烧氧需求氧需求能量产物利用污染生物质、塑料类、橡胶等2固体废物热解处理热解的特点2固体废物热解处理热解过程及产物有机固体废物气体（H2、CH4、CO、CO2）+有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+固体(炭黑、灰)3(C6H10O5)

8H2O+C6H8O（可燃油）+2CO+2CO2+CH4+H2+7C大分子键断裂、异构化和小分子聚合废物组成、裂解温度、催化剂等Eg.纤维素分子裂解2固体废物热解处理热解动力学2固体废物热解处理热解工艺分类是否生成炉渣渣造型和非造渣型热解、燃烧位置单塔式和双塔式产物物理形态气化方式、液化方式、炭化方式热解炉结构固定床、移动床、流化床和旋转炉热解温度不同高温热解、中温热解、低温热解供热方式直接加热、间接加热2固体废物热解处理城市生活垃圾的热解主要热解技术Occidental系统新日铁系统Purox系统Landgard系统流化床系统Garret系统各系统优缺点?2固体废物热解处理废塑料的热解产物是燃料油或化工原料2固体废物热解处理废塑料的热解槽式(聚合浴、分解槽)——管式（管式蒸馏、螺旋式）——流化床管式蒸馏法热分解技术螺旋式热分解系统流化床热分解系统比较简单地把废PS制成液状单体，而且用于回收单体的分解设备、反应温度和停留时间均可随意控制。

由于抽料泵会造成减压，物料在分解管内停留时间不稳定；高温分解时气化率高；分解速度慢的聚合物不能完全实现轻质化；由于是外部加热，所以耗能比较大。

热解原料的分散不够均匀，颗粒与气体的热交换效率低，管线容易结焦等。

2固体废物热解处理污泥的热解污泥脱水干燥热解炭灰分离油气冷凝热量回收二次污染防治

2固体废物热解处理废橡胶的热解轮胎破碎分（磁）选干燥预热橡胶热解油气冷凝热量回收废气净化

3固体废物热解处理参考资料[1]GeorgeTchobanoglous,HilaryTheisen,SamuelVigilIntegratedSolidWasteManagement[M].McGraw-Hill：NewYork.2000.03[2]姚向君等.生物质能资源清洁转化利用技术[M].北京：化工出版社.2005年[3]陈勇等.固体废弃物能源利用[M].广州：华南理工大学出版社.2002年[4]刘均科等.塑料废弃物的回收与利用技术[M].北京：石化出版社.2001年3其它热处理固体废物的焙烧方法还