向贵州各界的朋友致敬

向贵州各界的朋友致敬 为了人类的又一个千年可持续发展与能源利用 中国的能源结构 表2 年1990199520002015煤76 276 171 362 6油16 617 124 026 9一次能源天然气2 102 002 747 06水电5 104 802 012 6消耗比例 核能 0 210 79 我国燃煤设备的平均能源利用率 燃煤设备效率工业锅炉60 65火电发电厂30 35 热效率为80 90 工业炉窑20 30民用炉窑16燃煤机车5 8用能设备的平均效率为30 左右总能源利用率为9 10 1998年全国PH值等值线图 贵州省煤炭情况 总探明储量 532亿吨 全国第五位水城 138亿吨盘江 100亿吨含硫 0 46 5 20 一般大于2 贵阳市二氧化硫污染情况 贵阳全世界排名第一位贵州省全国排名第二位 近200万吨 达10 安顺工业 8 5万吨遵义工业 10 8万吨凯里工业 6 7万吨 贵州主要火电厂煤质 贵阳电厂 4 34 都匀电厂 5 20 金沙电厂 0 96 凯里电厂 4 60 遵义电厂 4 30 盘县电厂 0 46 安顺电厂 2 45 水城电厂 1 88 清镇电厂 4 34 垃圾焚烧及二恶英污染控制 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术结论与建议 国外固体废弃物发展概况 部分发达国家垃圾组成及热值国家美国日本西德瑞士法国英国有机物 6084 250 5658063无机物 19 27 849 5352018其它20 88 19热值 kJ kg 116421100083831001293149780含水量 25 35353525发达国家垃圾特点 有机物含量高 热值高 有利于能源化处理 国外固体废弃物发展概况 在发达国家 通常先将垃圾进行分类和筛选 提取其中高价值的可回收部分 再将剩余部分制成垃圾衍生燃料 RDF 进行燃烧 国外垃圾锅炉焚烧主要方式 1 炉排炉 2 流化床焚烧炉 3 回转炉 4 等离子弧燃烧 城市生活垃圾中各成分的灰分 水分与发热量 成分灰分 含水量热量 kcal kg 范围典型 范围典型食品废弃物2 8570800 17001100纸张4 8662800 45004000熟料6 201026700 89007800纺织品2 42 5103600 45004200橡胶8 201025000 67005600木材0 6 2 01 5204200 47004500玻璃96 9998230 6040非铁金属90 99963 铁金属94 9998360 300200灰60 80708 中国城市生活垃圾现状 2000年垃圾产量达1 4亿吨目前垃圾的年增长率大于7 累计有60亿吨垃圾围了200多个城市年无害化处理垃圾量小于总量的5 中国垃圾特点及发展趋势 主要特点 1 组成复杂多变 2 有机物含量相对较低 3 水多 灰多 热值低 发展趋势 1 产量日益增加 2 有机物含量升高 中国垃圾特点 组成复杂多变 有机物含量相对较低 30 水多 灰多 热值低 产量日益增加 年增速率大于7 有机物含量逐渐升高 年增速率5 垃圾处理原则 无害化减容化资源化 国内垃圾处理现状我国垃圾处理技术较落后 目前以 填埋 为主 堆肥 为辅 还存在露天堆放情况 只在少数城市建立了垃圾焚烧厂 已建成的垃圾焚烧厂有深圳四台300吨 天 引进技术 珠海 即将筹建或正在建造的城市有 北京 哈尔滨 青岛 上海 天津 广州 成都等 还有一批小型垃圾炉 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术结论与建议 固体废弃物的污染治理及其资源化利用处理固体废弃物的常用方法及其比较1 卫生填埋2 堆肥处理3 焚烧处理4 热分解5 其它 如填海 筑路等 方法处理时间能源回收率占地面积降低二次污染能力填埋几年最低最多弱堆肥十几个月低多最弱焚烧 2小时高少强 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 多组分多颗粒尺度 多污染源高水分 多着火点多热值 受热面存在高温腐蚀 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术结论与建议 何谓二口恶口英 所谓二口恶口英是对多氯二苯并二口恶口英 polychlor inateddibenzo p dioxin 简称PCDD 和多氯二苯并呋喃 polychlorinateddibenzofuran 简称PCDF 的俗称 PCDDs和PCDFs分别由75个和135个同族体构成 化学结构 6 9 8 7 1 2 3 4 O O 6 9 8 7 1 2 3 4 O PCDD PCDF 同族体的TEQ 毒性当量系数 17种 210 世界卫生组织 TEF 总的PCDD PCDF中相应的TEQS 城市垃圾焚烧 医用垃圾焚烧 水泥窑等 有害垃圾焚烧与锅炉 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术结论与建议 人们关心的二恶英的量与问题 目前标准和建议标准中的值对于新的大型城市垃圾焚烧总量13ng dscm或0 2TEQ O2 7 对于新的大型医用焚烧炉 227kg h 总量25ng dscm或0 6TEQ新的大型有害废物焚烧炉总量0 2TEQ什么是ng dscm每干的标准立方米中含的纳克10ng dscm相当于一万亿分之0 6 即0 6 10 12如果房间的尺寸为30米 30米 3米 则 如果二恶英浓度为1ng dscm 室内有0 000003gm的二恶英 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术二恶英的监测结论与建议 PCDD PCDF的测量 人工取样实验室分析采用第5号修正方法收集在过滤器和树脂上玻璃探头和取样系统的部件复杂与烦锁的实验室分析清洁与QA QC是最基本的劳动力与时间强度 钱现场取样一般要3 5天 典型的实验室分析要3 6周典型的分析从开始到结束要3个月可用的方法EPA 23 23A 0010 8290 加利福尼亚 428 加拿大EPA方法可以在网上找到 http 134 67 104 12 html emtic ctrprom htm 现场取样 三次试验 典型的为三个10 12小时 4 6小时的取样时间加按装和取样恢复时间3 4小时 一个工人 典型4 5个全样品 每个全样品做4 6个现场分样 共有16 30个样品送到实验室 二恶英数据的报告 探测限的处理零 半探测或在探测限TEQ处理选择TEF协议测量技术取样与分析过程的细节能明显影响结果可以使数据比较困难污染浓度氧分压 美国7 欧州11 换算关系 欧州数据 1 404 美国数据不同的舍入误差空白与复原数据的报告与处理 测量的局限 现场数据常有很大的变化一般可以估计 PCDD PCDF数据达二个变化值大的因子控制的排放浓度数据常常低于现场空白数据变化的来源过程变化取样变化取样条件变化现场取样队伍取样重现分析变化浓缩与峰的重现边际效应滞后效应 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术二恶英的监测结论与建议 基本原理 有机物在燃烧条件下 高温和氧存在条件 热力学平衡下有机物的水平是可以忽略的分解的火焰 氧化化学很快导致有机物形成的因素有 混合不佳 熄火 冷焰存在 气固反应 颗粒未燃尽 碳黑形成 热力学 除了非常富有的条件下平衡水平是很低的 摩尔分数 过量空气系数 有机动力学 快速分解动力学 模型数据1227度 2240F 10ms 在均匀搅拌反应器中 摩尔分数 过量空气系数 分解动力学 快速分解动力学 温度 C 温度 F 剩余量 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术二恶英的监测结论与建议 二恶英的形成机理 1 废弃物和燃料中存在的PCDD PCDF未消灭2 气相生成 从炉内到500 C 3 固相颗粒机理 500 C 二恶英形成机理 1 废弃物和燃料中存在的PCDD PCDF未消灭 二恶英形成机理 2 气相形成 气相机理 二恶英形成机理 2 气相机理 富燃料时形成芳香类的途径 富燃料时PAH形成途径 气相机理 二恶英形成机理 3 固相颗粒机理 500 C 二恶英形成机理 3adenovo合成 催化前期产物机理 铜 II 与氯酚产生 过程温度的影响 催化前期产物机理 不同金属对含氯苯酚形成二恶英的影响 催化前期产物机理 不同铁氧化物状态对氯酚产生 的影响 二恶英形成的主要区域 内容简介 我国垃圾排放形势垃圾焚烧的优点与缺点二恶英的结构二恶英的浓度二恶英的测量二恶英的机理二恶英的形成化学二恶英的控制技术结论与建议 二口恶口英来源及危害 1 来源 80 90 源于垃圾中PCB和氯乙烯等氯化物的不完全燃烧 垃圾燃烧后产生的二口恶口英约90 以上存在于炉灰和飞灰中 而烟道气中只含约6 7 2 危害 在二口恶口英类中毒性最强的为2 3 7 8 TCDD 这类有毒有机固体因熔点高 难溶于水 易溶于脂肪等特点而对人类产生促畸变 致突变和致癌作用 垃圾焚烧二次污染与我们的对策 粉尘高效除尘器 旋风 布袋 静电等 CO强化炉内燃烧SO2和HCl炉内添加石灰石建立起HCl的测试系统NOx分级均匀燃烧 二口恶口英生成的可能原因垃圾里有机物在炉内分解产生分解产物在炉内或在静电除尘器中与HCl等反应产生抑制二口恶口英生成的对策炉内温度均匀保持在850 左右停留时间大于2秒燃烧室内成分混合炉内脱氯 垃圾焚烧二次污染与我们的对策 燃烧条件的作用 除尘器温度 燃烧状况不好 好的燃烧状况 烟道中形成 炉内形成 烟道中形成 炉内形成 垃圾与煤混烧后的效果 与二恶英的关系 好燃烧条件不好燃烧条件 二恶英控制的小结 良好的燃烧控制可以减少75 的二恶英生成加煤混烧后可减少二恶英生成50 以上措施可以使二恶英生成减少82 85 用CO HCl 飞灰排放可以有效地进行在线的相关测量 结论与建议 二恶英的污染情况非常低浓度测量非常困难测量方法与结果相关测量无法直接在线测量方法相关测量方法 来表示燃烧状况 控制温度 方法是可能的直接测量方法 结论与建议 形成机理主要的形成途经已经找到机理的动力学问题尚没有找到重要的研究包括 好的燃烧实践颗粒问题 控制温度的研究 对二恶英形成有利的因素 燃烧状况不佳 混合 温度 熄火 中间产物结碳条件高 和总碳氢化合物燃烧过程高颗粒浓度与燃烧不佳 高含碳 除尘在危险温度下运行 存在有利于二恶英催化形成的含金属颗粒垃圾与燃料中含有复杂的有机污染物存在有足够的氯 建议 仔细研究有利于二恶英形成的设计与运行条件仔细研究目前相似的过程中二恶英污染的测量数据对实际的燃烧过程中 形成的机理与预测方法的研究支持对污染源进行现场测量 在线测量与控制技术的研究 清华焚烧技术 垃圾 秋季 理化特性 可燃物 27 48 不可燃物 72 52 水分 24 84 灰分 47 70 发热量 4676 75 kj kg 废纸 3 3 废塑料 3 3 动植物类 24 2 金属类 0 78 玻璃 1 0 砖瓦石 2 9 煤渣 19 6 灰尘细粒 42 1 氮 0 30 硫 0 09 氯 0 76 碳 16 90 氢 1 98 氧 7 43 示范工程特点 垃圾与煤混烧垃圾动态变化保证处理城市垃圾维持稳定供热发电 同方技术思路 垃圾合理分选破碎 保证燃烧高效和锅炉运行安全多功能焚烧炉 适应垃圾变化 维持蒸汽参数高效烟尘净化系统 控制二次污染 满足环保要求 关键技术问题 垃圾预处理燃烧过程控制锅炉腐蚀与防护二口恶口英 Dioxins 控制混燃灰渣再利用 垃圾预处理 分选 筛分 破碎合理搭配 保证运行安全可靠 便于垃圾合理利用 同方技术特点 1 清华同方处理垃圾特点 垃圾预处理 人工与机械相结合 低成本 运行稳定 易于资源回收 综合利用 去除部分污染源 保持锅炉运行安全稳定 垃圾预处理流程示意图 多功能焚烧炉焚烧炉燃料适应性强 适应垃圾变化 实现炉内控污与防腐保证炉渣利用品质 同方技术特点 2 炉内防腐措施 添加脱氯 脱硫添加剂增加炉内扰动局部优质材料 清华同方处理垃圾特点 垃圾焚烧 采用组合式循环流化床锅炉 燃烧稳定 充分 强烈扰动 炉内脱氯 脱硫 防腐 产生蒸汽可发电和供热 组合式循环流化床垃圾焚烧炉 空气 水 烟气 飞灰 给料 给料 烟气 全方位控制二次污染 特别是控制二口恶口英的生成与排放 同方技术特点 3 二口恶口英控制措施 六道屏障 炉前分选炉内脱氯高硫煤混烧燃烧连续 均匀 充分强化灰渣 飞灰管理相关法连续监测与控制 清华同