固体废弃物的热处理学PPT学习教案

1、会计学1固体废弃物的热处理学固体废弃物的热处理学第1页/共110页一、热处理定义一、热处理定义 以以高温分解高温分解和和深度氧深度氧化为主要手段，通过改化为主要手段，通过改变废物的变废物的化学、物理化学、物理或或生物特性和组成生物特性和组成来处理固来处理固体废物的过程。体废物的过程。第2页/共110页二、热处理主要技术二、热处理主要技术1 1、焚烧、焚烧利用加热氧化作用使有机物转换成无机废物，同时减少废利用加热氧化作用使有机物转换成无机废物，同时减少废物体积物体积作用作用缩减了废物体积缩减了废物体积灭绝了有害细菌和病毒灭绝了有害细菌和病毒破坏了有毒的有机化合物破坏了有毒的有机化合物提供了热能提

2、供了热能第3页/共110页二、热处理主要技术二、热处理主要技术2 2、热解热解在缺氧气氛中进行的热处理过程，经过热解的有机物，发在缺氧气氛中进行的热处理过程，经过热解的有机物，发生降解，产生多种次级产物形成可燃物，包括可燃气体、生降解，产生多种次级产物形成可燃物，包括可燃气体、有机液体和固体残渣。是个吸热过程有机液体和固体残渣。是个吸热过程操作过程操作过程生活垃圾生活垃圾分解分解在缺氧气氛在缺氧气氛中高温加热中高温加热热解装置热解装置筛选、破碎筛选、破碎可燃气体可燃气体有机液体有机液体固体残渣固体残渣第4页/共110页二、热处理主要技术二、热处理主要技术3 3、湿式氧化湿式氧化根据有机物的氧化

3、速率在高压下会大大增加的原理，用于根据有机物的氧化速率在高压下会大大增加的原理，用于处理高浓度、难降解有机废液处理高浓度、难降解有机废液操作过程操作过程有机废液有机废液通入氧气通入氧气发生氧化反应发生氧化反应升到一定温度升到一定温度加压加压有机物遭到破坏有机物遭到破坏第5页/共110页第6页/共110页一、概述一、概述1 1、焚烧定义、焚烧定义焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为温条件下（一般为900900左右，炉心最高温度可达左右，炉心最高温度可达11001100），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，

4、放，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成出热量，转化成高温烟气高温烟气和和性质稳定的固体残渣性质稳定的固体残渣。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、去除毒性并回收能源的目的，使其氧化分解，达到减容、去除毒性并回收能源的目的采用焚烧处理城市生活垃圾时，常将垃圾储坑里的渗滤液采用焚烧处理城市生活垃圾时，常将垃圾储坑里的渗滤液和臭气通过水泵或风机引入焚烧炉进行焚烧处理和臭气通过水泵或风机引入焚烧炉进行焚烧处理第7页/共110页2 2、焚烧技术发展过程、焚烧技术发展过程较高效率的烟气净化

5、系统较高效率的烟气净化系统19世纪中后期世纪中后期焚烧带病毒、病菌的垃圾焚烧带病毒、病菌的垃圾英、美、法等试验研究，英、美、法等试验研究，建立焚烧炉建立焚烧炉20世纪初世纪初机械化连续垃圾焚烧炉机械化连续垃圾焚烧炉处理能力、焚烧效果、治处理能力、焚烧效果、治污污1960大型机械化炉排大型机械化炉排多样化、多样化、T19701990自控、移动式机械炉排焚烧炉自控、移动式机械炉排焚烧炉除尘除尘资源化资源化智能化智能化多功能多功能综合化综合化我国始于我国始于1980第8页/共110页第9页/共110页缺点缺点v焚烧法对垃圾的热值有一定要求;v建设成本和运行成本相对高;v管理水平和设备维修要求高；v焚

6、烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成二次污染。v不同季节、年份垃圾热值的变化不同。第10页/共110页二、焚烧原理二、焚烧原理1 1、干燥、干燥利用焚烧系统热能，使入炉固体废物中的水分汽化、蒸发利用焚烧系统热能，使入炉固体废物中的水分汽化、蒸发的过程的过程进入焚烧炉的固体废物，通过高温烟气、火焰、高温炉料进入焚烧炉的固体废物，通过高温烟气、火焰、高温炉料的热辐射和热传导，进行加温蒸发、干燥脱水，改善固体的热辐射和热传导，进行加温蒸发、干燥脱水，改善固体废物的着火条件和燃烧效果，消耗较多热能废物的着火条件和燃烧效果，消耗较多热能固体废物含水率高低，决定干燥时间的长短，对于高水分固体废物含水率

7、高低，决定干燥时间的长短，对于高水分固体废物，需加辅助燃料来维持正常运行固体废物，需加辅助燃料来维持正常运行Organic matter + excess air N2 + CO2 + H2O + SO2 +ash + heat第11页/共110页2 2、热分解、热分解固体废物中的有机可燃物，在高温作用下进行化固体废物中的有机可燃物，在高温作用下进行化学分解和聚合反应的过程学分解和聚合反应的过程温度越高，有机可燃物热分解越彻底，热分解速温度越高，有机可燃物热分解越彻底，热分解速率越快率越快第12页/共110页3 3、燃烧、燃烧是可燃物质的是可燃物质的快速分解快速分解和和高温氧化高温氧化过程过程

8、根据可燃物种类和性质，燃烧机理可划分为根据可燃物种类和性质，燃烧机理可划分为蒸发燃烧、分解蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧燃烧和表面燃烧蒸发燃烧：可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行的燃烧反应蒸发燃烧：可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行的燃烧反应分解燃烧：可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、挥发为分解燃烧：可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、挥发为较小分子可燃气体后再进行燃烧较小分子可燃气体后再进行燃烧表面燃烧：可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时，与表面燃烧：可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时，与空气接触直接进行燃烧反应空气接触直接进行燃烧反应第13页/共110页燃烧段燃烧段原生垃圾焚烧过程原生

9、垃圾焚烧过程原生垃圾原生垃圾干干 燥燥气化燃烧气化燃烧火焰燃烧火焰燃烧静态燃烧静态燃烧炉渣炉渣水蒸气水蒸气还原性气体还原性气体火焰火焰剩余氧气剩余氧气料斗料斗原原生生垃垃圾圾干燥段干燥段H2O燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气15%75%10%灰灰炉渣炉渣燃烬段燃烬段O2、N2燃烧完了点燃烧完了点完完全全燃燃烧烧O2辐辐射射热热CmHnCO、NH3二次助燃空气二次助燃空气辐射热辐射热二次助燃空气二次助燃空气HClCO2NOxSOxO2火火 焰焰定量供料器定量供料器第14页/共110页三、焚烧特性三、焚烧特性1 1、固体废物的三组分、固体废物的三组分水分：物料含水率太高

10、，无法点燃，比如国内垃圾厨余含水分：物料含水率太高，无法点燃，比如国内垃圾厨余含量高，不宜点燃，欧美国家垃圾含水率低，较容易点燃量高，不宜点燃，欧美国家垃圾含水率低，较容易点燃可燃分：含量越高，越易燃烧可燃分：含量越高，越易燃烧灰分：灰分含量高时，相应的可燃分含量低，不易燃烧灰分：灰分含量高时，相应的可燃分含量低，不易燃烧2 2、热值、热值固体废物低位热值固体废物低位热值3350kJ/kg3350kJ/kg时，需添加辅助燃料燃烧时，需添加辅助燃料燃烧第15页/共110页废废物物煤矸石煤矸石芜湖垃圾芜湖垃圾19971997常州垃圾常州垃圾19971997杭州垃圾杭州垃圾19971997广州垃圾广

11、州垃圾19961996上海污水上海污水厂污泥厂污泥热热值值80080080008000286328633007300744524452441244121460014600第16页/共110页第17页/共110页第18页/共110页 解：(1)以100为基准，分别汁算各组分的重量 厨房废渣及果皮重量100X29.53%=29.53kg 同样方法计算出木屑、杂草的重量为2kg，纸张重量为1.35kg，塑料皮革等重量1.39kg。 (2)计算各组分产生的能量第19页/共110页四、焚烧效果评价四、焚烧效果评价1 1、目测法、目测法肉眼观测肉眼观测 观测焚烧烟气，判断焚烧效果，烟气越黑、气量越大，焚烧

12、观测焚烧烟气，判断焚烧效果，烟气越黑、气量越大，焚烧效果越差效果越差2 2、热灼减量率法、热灼减量率法指焚烧残渣经灼烧减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数指焚烧残渣经灼烧减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数可燃物氧化、焚烧越彻底，焚烧灰渣中残留可燃成分就越少可燃物氧化、焚烧越彻底，焚烧灰渣中残留可燃成分就越少，热灼减量率就越小，热灼减量率就越小100%cmmRm渣灰渣第20页/共110页3 3、二氧化碳法、二氧化碳法烟道排放气中烟道排放气中CO2CO2浓度占浓度占CO2CO2和和COCO浓度之和的百分比浓度之和的百分比二氧化碳相对浓度越高，固废焚烧越完全，二氧化碳相对浓度越高，固废焚烧越完全，焚烧

13、效率焚烧效率越高越高4 4、有害有机物破坏去除率有害有机物破坏去除率指焚烧过程中有害有机物减少的质量占固体废物所含有害有指焚烧过程中有害有机物减少的质量占固体废物所含有害有机物质量的百分数机物质量的百分数焚烧越彻底，烟气、灰渣中有害有机物含量越少焚烧越彻底，烟气、灰渣中有害有机物含量越少22100%COCOCOcEcc100%mmDREminoutin第21页/共110页五、焚烧技术五、焚烧技术1 1、层状燃烧技术、层状燃烧技术过程稳定、技术成熟、应用广过程稳定、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

14、及搅动辐射、烟气对流，翻转及搅动炉型设计和配风设计炉型设计和配风设计第22页/共110页2 2、流化燃烧技术、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、细小化流化床焚烧炉流化床焚烧炉空气流和烟气流快速移动，物料流态化状态空气流和烟气流快速移动，物料流态化状态3 3、旋转燃烧技术、旋转燃烧技术较成熟，效率高较成熟，效率高回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉滚筒、抄板滚筒、抄板第23页/共110页六、焚烧的主要影响因素六、焚烧的主要影响因素1 1、固体废物性质、固体废物性质可燃分和有毒有害物质的种类及含量、水分含量等可燃分和有

15、毒有害物质的种类及含量、水分含量等热值：热值：低位热值低位热值3350kJ/kg3350kJ/kg时，需添加辅助燃料时，需添加辅助燃料固体废物尺寸：固体废物尺寸：尺尺寸越小，所需加热和燃烧时间越短，固体寸越小，所需加热和燃烧时间越短，固体物质燃烧时间与物料粒度物质燃烧时间与物料粒度1212次方次方成正比。此外，尺寸越小，成正比。此外，尺寸越小，比表面积越大，与空气接触越充分，利于提高焚烧效率比表面积越大，与空气接触越充分，利于提高焚烧效率第24页/共110页2 2、焚烧温度、焚烧温度(temperature)(temperature)焚烧温度越高，所需停留时间越短，焚烧速率越快，焚焚烧温度越高

16、，所需停留时间越短，焚烧速率越快，焚烧效率越高烧效率越高温度过高（高于温度过高（高于13001300），），会影响内衬耐火材料、会发会影响内衬耐火材料、会发生炉排结焦生炉排结焦温度太低（低于温度太低（低于700700），），会发生不完全燃烧，产生有会发生不完全燃烧，产生有毒副产物毒副产物最低温度要高于最低温度要高于物料燃点温度物料燃点温度第25页/共110页3 3、停留时间、停留时间(time)(time)固体废物在焚烧炉内停留时间和烟气在焚烧炉内停留时间固体废物在焚烧炉内停留时间和烟气在焚烧炉内停留时间停留时间越长，焚烧越彻底，焚烧效果越好停留时间越长，焚烧越彻底，焚烧效果越好停留时间过长，

17、停留时间过长，会使焚烧炉处理量减少，经济上不合理会使焚烧炉处理量减少，经济上不合理停留时间过短，停留时间过短，会造成不完全燃烧会造成不完全燃烧要求垃圾停留时间达到要求垃圾停留时间达到1.52h1.52h以上，烟气停留时间达到以上，烟气停留时间达到2s2s第26页/共110页4 4、搅动、搅动(turbulence)(turbulence)促进空气与废物充分混合，以达到完全燃烧促进空气与废物充分混合，以达到完全燃烧有机械搅拌（炉床搅拌）、气流动力搅动（流化床）有机械搅拌（炉床搅拌）、气流动力搅动（流化床）5 5、过剩空气、过剩空气(excess air)(excess air)焚烧所需氧气由空气

18、提供，通过提供足够空气保证完全反应焚烧所需氧气由空气提供，通过提供足够空气保证完全反应供给过多过剩空气会导致焚烧温度降低、烟气量增大供给过多过剩空气会导致焚烧温度降低、烟气量增大过剩空气是理论空气量的过剩空气是理论空气量的1.72.51.72.5倍倍第27页/共110页第28页/共110页第29页/共110页第30页/共110页第31页/共110页地中衡地中衡吊机吊机焚焚烧烧炉炉脱除脱除HCl装置装置除尘器除尘器引风机引风机烟囱烟囱灰渣吊机灰渣吊机灰渣池灰渣池吸铁器吸铁器出渣机出渣机空气预热器空气预热器蒸汽空气加热器蒸汽空气加热器二次风二次风一一次次风风二次风二次风鼓风机鼓风机垃圾贮槽垃圾贮槽

19、第32页/共110页图4-4第33页/共110页1 1、前处理系统、前处理系统主要操作：固体废物的接收、贮存、分选或破碎主要操作：固体废物的接收、贮存、分选或破碎具体包括固体废物运输、计量、登记、进场、卸料、混料、具体包括固体废物运输、计量、登记、进场、卸料、混料、破碎、手选、磁选、筛分等破碎、手选、磁选、筛分等主要设施：车辆、地衡、控制间、垃圾池、吊车、抓斗、破主要设施：车辆、地衡、控制间、垃圾池、吊车、抓斗、破碎和筛分设备、磁选机，臭气和渗滤液收集、处理设施等碎和筛分设备、磁选机，臭气和渗滤液收集、处理设施等2 2、进料系统、进料系统主要作用：向焚烧炉定量给料主要作用：向焚烧炉定量给料主要

20、进料方法：炉排进料、螺旋给料、推料器给料主要进料方法：炉排进料、螺旋给料、推料器给料第34页/共110页第35页/共110页3 3、焚烧炉系统、焚烧炉系统主要作用：完成固体废物蒸发、干燥、热分解和燃烧主要作用：完成固体废物蒸发、干燥、热分解和燃烧焚烧炉类型：固定炉排焚烧炉、焚烧炉类型：固定炉排焚烧炉、水平链条炉排焚烧炉、倾斜水平链条炉排焚烧炉、倾斜机械炉排焚烧炉机械炉排焚烧炉、回转式焚烧炉、流化床焚烧炉、立式焚烧、回转式焚烧炉、流化床焚烧炉、立式焚烧炉、气化热解炉、气化熔融炉、电子束焚烧炉、离子焚烧炉炉、气化热解炉、气化熔融炉、电子束焚烧炉、离子焚烧炉、催化焚烧炉等、催化焚烧炉等第36页/共1

21、10页4 4、空气系统、空气系统作用：作用：为固体废物正常焚烧提供必需的为固体废物正常焚烧提供必需的助燃氧气助燃氧气；冷却；冷却炉排、混合炉料、炉排、混合炉料、控制烟气气流控制烟气气流一次助燃空气：一次助燃空气：指由炉排下送入焚烧炉的助燃空气。指由炉排下送入焚烧炉的助燃空气。6080%6080%，干燥段，干燥段15%15%，燃烧段，燃烧段75%75%，燃烬段，燃烬段10%10%二次助燃空气：二次助燃空气：指火焰上空气和二次燃烧室的空气。指火焰上空气和二次燃烧室的空气。2040%2040%换热器预热助燃空气：换热器预热助燃空气：能改善焚烧效果，提高焚烧系统能改善焚烧效果，提高焚烧系统的有用热，有

22、利于余热回收。设在余热锅炉后，的有用热，有利于余热回收。设在余热锅炉后，200280200280主要设施：主要设施：通风管道、进气系统、风机和空气预热器通风管道、进气系统、风机和空气预热器第37页/共110页5 5、烟气系统、烟气系统作用：作用：去除烟气中的颗粒状污染物和气态污染物，实现去除烟气中的颗粒状污染物和气态污染物，实现达标排放达标排放颗粒状污染物：颗粒状污染物：通过重力沉降、离心分离、静电除尘、通过重力沉降、离心分离、静电除尘、袋式过滤等手段去除袋式过滤等手段去除气态污染物：气态污染物：SOSOx x、NONOx x、HClHCl及有机气体，利用吸收、吸及有机气体，利用吸收、吸附、氧

23、化还原等技术净化，有干法、半干法、湿法工艺附、氧化还原等技术净化，有干法、半干法、湿法工艺第38页/共110页第39页/共110页第40页/共110页第41页/共110页恶英(dioxins,简称DXN)是指一类具有某种类似的化学结构且生物作用方式基本相同的化合物。 是一类多氯代三环芳烃类化合物的统称。v氯代二苯并二恶英(CDDs),有75种同类物;v氯代二苯并呋喃(CDFs),有135种同类物;v多氯联苯(PCBs),有209种同类物。 在这419种化合物中研究最多、毒性最强的化合物是2,3,7,8-TCDD。 第42页/共110页第43页/共110页第44页/共110页第45页/共110页

24、第46页/共110页第47页/共110页第48页/共110页第49页/共110页第50页/共110页第51页/共110页第52页/共110页第53页/共110页第54页/共110页脱臭方法原理适用恶臭物质水洗法将恶臭气体溶于水中易溶于水的臭气,如脂肪酸、胺类冷却法将含有水蒸汽的恶臭气体冷却溶解于凝结水中含有大量水蒸气的高温排气,如易溶于水的脂肪酸等吸附法恶臭气体用活性炭、硅胶、白土等吸附脂肪酸、胺类及其他易溶于水的臭气空气稀释法恶臭气体用大量的空气稀释,降低臭气强度适用于所有的臭气酸碱吸收法酸性气体用NaOH或Ca(OH)2水溶液吸收;碱性气体用稀硫酸吸收脂肪酸、胺类及其他易溶于水的臭气臭氧氧

25、化法利用臭氧的强氧化作用氧化分解 不饱和有机化合物,硫化氢、硫醇类、醛类等燃烧法将可燃性恶臭气体燃烧分解适用于所有恶臭气体生物膜法恶臭气体通过滤层由细菌分解大部分恶臭气体常见的脱臭方法概况 第55页/共110页第56页/共110页6 6、其它工艺系统、其它工艺系统灰渣系统：灰渣系统：焚烧灰渣由底灰及飞灰共同组成，多采用分焚烧灰渣由底灰及飞灰共同组成，多采用分开收集方式。国外一些焚烧厂将飞灰固化或熔融后，再合开收集方式。国外一些焚烧厂将飞灰固化或熔融后，再合并底灰送到灰渣填埋场处置，以防止飞灰中的重金属或有并底灰送到灰渣填埋场处置，以防止飞灰中的重金属或有机性毒物产生二次污染机性毒物产生二次污染

26、废水处理系统：废水处理系统：将锅炉排放废水、生活污水、实验室废将锅炉排放废水、生活污水、实验室废水等合并在一起处理，达标后排放或回收再利用水等合并在一起处理，达标后排放或回收再利用余热系统：余热系统：主要通过燃烧室四周的锅炉炉管主要通过燃烧室四周的锅炉炉管( (即蒸发器即蒸发器) )、过热器、节热器、炉管吹灰设备、蒸汽导管、安全阀等、过热器、节热器、炉管吹灰设备、蒸汽导管、安全阀等装置回收余热。装置回收余热。发电系统：发电系统：由锅炉产生的高温高压蒸汽被导入发电机，由锅炉产生的高温高压蒸汽被导入发电机，在急速冷凝过程中推动发电机的涡轮叶片，产生电力在急速冷凝过程中推动发电机的涡轮叶片，产生电力

27、燃烧控制系统：燃烧控制系统：根据垃圾热值以及进料量，决定垃圾在根据垃圾热值以及进料量，决定垃圾在炉床上的停留时间，使其燃烧温度维持在高温状态。一般炉床上的停留时间，使其燃烧温度维持在高温状态。一般以调整炉床速度及控制助燃空气量，必要时加入辅助燃油以调整炉床速度及控制助燃空气量，必要时加入辅助燃油，维持稳定的炉温，维持稳定的炉温第57页/共110页 焚烧过程产生的灰渣（炉渣和飞灰）一般为无机物质，他们主要是金属的氧化物、氢氧化物和碳酸盐、硫酸盐以及硅酸盐。第58页/共110页第59页/共110页九、焚烧设备九、焚烧设备机械炉排焚烧炉机械炉排焚烧炉回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉流化床焚烧炉流化床焚烧炉第

28、60页/共110页1 1、机械炉排焚烧炉、机械炉排焚烧炉分为干燥段、主燃段、后燃段三段分为干燥段、主燃段、后燃段三段废物从进料端向出料端移动过程中，主要在炉废物从进料端向出料端移动过程中，主要在炉排上完成废物蒸发、干燥、热分解及燃烧反应排上完成废物蒸发、干燥、热分解及燃烧反应炉排可移动，起到输送废物和灰渣、混合物料炉排可移动，起到输送废物和灰渣、混合物料、传送空气的作用、传送空气的作用造价昂贵，一次性投资大，不适合不发达地区造价昂贵，一次性投资大，不适合不发达地区第61页/共110页吊车吊车机械炉排机械炉排抓斗抓斗炉体炉体装料装料通道通道废热锅炉废热锅炉出灰机出灰机第62页/共110页并列摇动

29、并列摇动式式台阶往复台阶往复式式逆动式逆动式台阶台阶式式履带履带式式滚筒式滚筒式第63页/共110页2 2、流化床焚烧炉、流化床焚烧炉流化床焚烧炉是一垂直的钢制容器，在焚烧炉的下部安有布风板，板上装有载热体，多用砂子。流化床焚烧炉是一垂直的钢制容器，在焚烧炉的下部安有布风板，板上装有载热体，多用砂子。空气从焚烧炉下部进入，经过布风板使床层流态化空气从焚烧炉下部进入，经过布风板使床层流态化固体废物由炉顶或炉侧进入炉内，与高温载热体及气流交换热量而被干燥、热分解并燃烧，产生的热量贮存于载热体中，并将气流的温度提高固体废物由炉顶或炉侧进入炉内，与高温载热体及气流交换热量而被干燥、热分解并燃烧，产生的

30、热量贮存于载热体中，并将气流的温度提高焚烧温度不可太高，否则载热体会出现粘结焚烧温度不可太高，否则载热体会出现粘结需要破碎预处理，需分离回收石英砂，不断补充石英砂需要破碎预处理，需分离回收石英砂，不断补充石英砂适合焚烧低热值垃圾，适合在中小城镇采用适合焚烧低热值垃圾，适合在中小城镇采用第64页/共110页第65页/共110页燃烧气体（烟气）燃烧气体（烟气）助燃器助燃器流动媒体流动媒体散气板散气板二燃室二燃室供料器供料器二次助燃空气喷射口二次助燃空气喷射口流动媒体流动媒体( (砂砂) )循环装置循环装置不燃物排出装置不燃物排出装置振动分选振动分选不燃物排出管不燃物排出管流动空气流动空气废物废物第

31、66页/共110页第67页/共110页3 3、回转窑焚烧炉、回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉是一可旋转的倾斜钢制圆筒，炉体向下回转窑焚烧炉是一可旋转的倾斜钢制圆筒，炉体向下倾斜，分成干燥、燃烧、燃烬三段，固体废物旋转移动倾斜，分成干燥、燃烧、燃烬三段，固体废物旋转移动过程中，完成干燥、燃烧、燃烬过程。过程中，完成干燥、燃烧、燃烬过程。通过炉体缓慢转动，达到搅拌和输送废物的目的通过炉体缓慢转动，达到搅拌和输送废物的目的用于处理生活垃圾时，由于动耗较大，会增加处理用于处理生活垃圾时，由于动耗较大，会增加处理成本成本旋转窑转速及长径比控制垃圾停留时间，长径比高旋转窑转速及长径比控制垃圾停留时间，长径比高，停

32、留时间长，成本高；长径比低，垃圾不能达到完，停留时间长，成本高；长径比低，垃圾不能达到完全燃烧；转速大，垃圾易下滑，停留时间短全燃烧；转速大，垃圾易下滑，停留时间短第68页/共110页冷却用空气冷却用空气焚烧焚烧干燥干燥废物废物传送带传送带去集尘器去集尘器抽风机抽风机冷却空气冷却空气尾气再燃烧尾气再燃烧喷嘴喷嘴残渣残渣再利用再利用燃烧用空气燃烧用空气喷嘴喷嘴逆流式旋转窑焚烧炉逆流式旋转窑焚烧炉 第69页/共110页第70页/共110页深圳垃圾焚烧厂主要工艺流程深圳垃圾焚烧厂主要工艺流程 规模规模300t/d300t/d。该厂于。该厂于19851985年年1111月破土动工，月破土动工，1988

33、1988年年6 6月试月试车成功，同年车成功，同年1111月正式投产，总投资月正式投产，总投资47294729万元。万元。 第71页/共110页 汉城木洞焚烧厂始建于汉城木洞焚烧厂始建于1992年年11月，月，1996年年2月正式投入使用。月正式投入使用。该厂设计容量为该厂设计容量为400t/d，总投资折合人民币，总投资折合人民币3.2亿元。亿元。背压式蒸汽发电机背压式蒸汽发电机供热供热贮坑贮坑焚烧炉焚烧炉锅炉锅炉磁选机磁选机半干法半干法洗涤塔洗涤塔布布 袋袋除尘器除尘器SCR反应塔反应塔烟烟囱囱垃圾垃圾炉渣炉渣烟气烟气外排外排汉城木洞焚烧厂主要工艺流程汉城木洞焚烧厂主要工艺流程NOx: se

34、lective catalytic reduction (SCR)第72页/共110页座落在新加坡西海岸线工业区内的座落在新加坡西海岸线工业区内的Tuas，是新加坡第二座大型垃，是新加坡第二座大型垃圾焚烧厂。它由日本三菱重工承包建设，德国人设计。焚烧厂从圾焚烧厂。它由日本三菱重工承包建设，德国人设计。焚烧厂从1986年年10月正式投入运行，设计能力为月正式投入运行，设计能力为2000t/d（400t/d5台），台），耗资折合人民币将近耗资折合人民币将近12亿。亿。烟烟气气炉渣炉渣贮坑贮坑焚烧炉焚烧炉锅炉锅炉磁选机磁选机静静 电电除尘器除尘器干干 式式洗涤塔洗涤塔烟烟囱囱垃圾垃圾外排外排蒸汽蒸汽

35、发电机发电机自用自用25%外售外售75%外运外运磁性产物磁性产物新加坡新加坡Tuas垃圾焚烧厂主要工艺流程垃圾焚烧厂主要工艺流程第73页/共110页烟囱排放烟囱排放轻质物轻质物轻质物轻质物小粒径小粒径生活垃圾生活垃圾破碎破碎磁选磁选铁系金属回收铁系金属回收筛选筛选二次破碎二次破碎风选风选气流密度分选气流密度分选人工分选人工分选分级精筛选分级精筛选燃料贮槽燃料贮槽大物件大物件重质残留物重质残留物焚烧炉焚烧炉干式洗烟塔干式洗烟塔静电除尘器静电除尘器底灰底灰底灰底灰填埋填埋废热锅炉废热锅炉汽涡轮发电汽涡轮发电冷却塔冷却塔锅炉水处理锅炉水处理美国佛罗里达州棕榈滩的焚烧厂工艺流程美国佛罗里达州棕榈滩的焚

36、烧厂工艺流程第74页/共110页十一、废物热值利用方式 固体废物焚烧热的利用包括供热和发电，在用于发电时，一般在下列设备中进行：产生蒸汽的锅炉、蒸汽透平机或气体透平机以及发电机。这三种设备大致有三种不同的组合方式，见下图的示意图。第75页/共110页第76页/共110页第77页/共110页存在的问题：能效损失很大，热效率不高第78页/共110页第79页/共110页第80页/共110页第81页/共110页天然天然：橡胶、木材，纸张，蛋白质，橡胶、木材，纸张，蛋白质，淀粉、纤维素、麦杆，废油脂和污泥淀粉、纤维素、麦杆，废油脂和污泥固废中有机物固废中有机物人工合成人工合成：塑料，合成橡胶、合成：塑料

37、，合成橡胶、合成纤维纤维可作为热解对可作为热解对象象一、概述一、概述第82页/共110页第83页/共110页生物质、塑料类、橡胶类等生物质、塑料类、橡胶类等第84页/共110页第85页/共110页第86页/共110页二、热解原理二、热解原理 固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包含大分子的键断裂，异构化和小分子的聚。包含大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应，最后生成各种较小的分子。热解过合等反应，最后生成各种较小的分子。热解过程可以用通式表示如下；程可以用通式表示如下；有机固体废物热量有机固体废物热量气体气体(H2(H2、CH4CH4、COC

38、O、CO2) CO2) 有机液体有机液体( (有机酸、芳烃、焦油有机酸、芳烃、焦油) ) 固体固体( (炭黑、灰渣炭黑、灰渣) )如纤维素热解：如纤维素热解：3(C6H10O5) 8H2O3(C6H10O5) 8H2OC6H8OC6H8O2CO+2CO22CO+2CO2CH4CH4H2H27C7C 其中：其中：C6H8OC6H8O代表液态的油品代表液态的油品第87页/共110页第88页/共110页第89页/共110页四、热解工艺：四、热解工艺：按两种方法分按两种方法分按供热方式按供热方式直接（内部）供热：供给适量空气使直接（内部）供热：供给适量空气使有机物部分燃烧，提供热解所需热量有机物部分燃

39、烧，提供热解所需热量间接（外部）供热：从外界供给热间接（外部）供热：从外界供给热解所需热量解所需热量 不同的废物类型，不同的热解反应条件，热解产物都有差异。第90页/共110页 中温热解：中温热解： T=600T=600700700，主，主要用在比较单一的废物的热解，如废要用在比较单一的废物的热解，如废轮胎、废塑料热解油化轮胎、废塑料热解油化按热解温度按热解温度 高温热解：高温热解：T1000T1000，供热方式，供热方式几乎都是直接加热几乎都是直接加热 低温热解：低温热解： T 600T 600。农业、林。农业、林业和农业产品加工后的废物用来生产低业和农业产品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭

40、，生产出的炭视其原料和加硫低灰的炭，生产出的炭视其原料和加工的深度不同，可作不同等级的活性炭工的深度不同，可作不同等级的活性炭和水煤气原料。和水煤气原料。 第91页/共110页解聚反应型塑料解聚反应型塑料随机分解型塑料随机分解型塑料中间分解型塑料中间分解型塑料第92页/共110页 解聚反应型塑料受热分解时聚合物解离、分解成单体解聚反应型塑料受热分解时聚合物解离、分解成单体，主要是切断了单体分子之间的结合键。，主要是切断了单体分子之间的结合键。 聚氧化甲烯、聚聚氧化甲烯、聚- -甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、四氟乙烯塑料等。四氟乙烯塑料等。 随机分解型塑料受热分解时

41、链的断裂是随机的，因此随机分解型塑料受热分解时链的断裂是随机的，因此产生无一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合产生无一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物。塑料有：聚乙烯、聚氯乙烯等物。塑料有：聚乙烯、聚氯乙烯等 大多数塑料的受热分解，二者兼而有之。各种分解产大多数塑料的受热分解，二者兼而有之。各种分解产物的比例，随塑料的种类、分解的温度而不同一般物的比例，随塑料的种类、分解的温度而不同一般温度越高，气态的温度越高，气态的( (低级的低级的) )碳氢化合物的比例越高。碳氢化合物的比例越高。 第93页/共110页（2 2）、热解流程、热解流程特点：特点： 导热系数较低导热系数较低0.07

42、-0.3kcal/(m.h.) (0.07-0.3kcal/(m.h.) (相当于干相当于干木材木材) )，当加热到熔点温度，当加热到熔点温度(100-250)(100-250)时，时，中心温度还很低，继续加热，外部温度可达中心温度还很低，继续加热，外部温度可达500500以上以上并产生碳化，而内部温度才达到可熔化的程度。由并产生碳化，而内部温度才达到可熔化的程度。由于外部炭化妨碍内部的分解，故热效低下。于外部炭化妨碍内部的分解，故热效低下。 塑料品种多，废塑料品种混杂，分选困难。塑料品种多，废塑料品种混杂，分选困难。 因此开发了独特的废塑料热解流程。因此开发了独特的废塑料热解流程。日本三洋电

43、机根据塑料导热系数低的特点开发利用微波炉与热风炉加日本三洋电机根据塑料导热系数低的特点开发利用微波炉与热风炉加热、减压蒸馏的流程热、减压蒸馏的流程第94页/共110页第95页/共110页第96页/共110页聚烯烃浴热解流程聚烯烃浴热解流程( (低温热分解流程低温热分解流程) )第97页/共110页第98页/共110页2 2、城市垃圾的热解产物及工艺流程、城市垃圾的热解产物及工艺流程 一一) )城市垃圾热解产物城市垃圾热解产物城市垃圾中含可燃组分、纸张、塑料以及合城市垃圾中含可燃组分、纸张、塑料以及合成纤维等占有很大比重。因此，城市垃圾作为成纤维等占有很大比重。因此，城市垃圾作为资源回收也是一个

44、重要的方面。热解以回收燃资源回收也是一个重要的方面。热解以回收燃料油及燃料气是一种资源回收途径，其产物的料油及燃料气是一种资源回收途径，其产物的组分与垃圾成分、热解温度以及热解装置有关组分与垃圾成分、热解温度以及热解装置有关。 ( (二二) )热解工艺流程热解工艺流程说明：不同国家垃圾的组分不同，流程也不大相同说明：不同国家垃圾的组分不同，流程也不大相同，以美国和日本开发的热解工艺为例，以美国和日本开发的热解工艺为例第99页/共110页（1 1）、移动床热分解工艺）、移动床热分解工艺说明：说明：经碎除去去重组分的城市垃圾经碎除去去重组分的城市垃圾从炉顶进入热解炉，从炉底送从炉顶进入热解炉，从炉

45、底送入约入约600600的空气的空气水蒸气混水蒸气混合气炉子的温度由上到下逐渐合气炉子的温度由上到下逐渐增加。炉顶为预热区，依次为增加。炉顶为预热区，依次为热分解区和气化区。垃圾经过热分解区和气化区。垃圾经过各区分解后产生的残渣经回转各区分解后产生的残渣经回转炉栅从炉底排出。炉栅从炉底排出。生成的气体：生成的气体：N N2 2、H H2 2、COCO、COCO2 2、CHCH4 4、C C2 2H H6 6、C C2 2H H4 4等等含含N N2 2高，热值低高，热值低600600第100页/共110页（2 2）双塔循环式流动床热分解的工艺）双塔循环式流动床热分解的工艺原理：该工艺由荏原原理：该工艺由荏原工技院及月岛机械分别开发。二者共工技院及月岛机械分别开发。二者共同点都是将热分解及燃烧反应分开在两个塔中进行，热解同点都是将热分解及燃烧反应分开在两个塔中进行，热解所需的热量由热解生成的固体炭或燃料气在燃烧塔内燃烧所需的热量由热解生成的固体炭或燃料气在燃烧塔内燃烧来供给。惰性的热媒体来供给。惰性的热媒体( (砂砂) )在燃烧炉内吸收热量并被流化在燃烧炉内吸收热量并被流化气鼓动成流态化，经连络管到热分解塔与垃圾相遇，供给气鼓动成流态化，经连络管到热分解塔与垃圾相遇，供给热分解所需的热量，经连络管返回燃烧炉内，再被加热返热分解所需的热量，经