chapter 05固体废物热化学处理技术

1、12345全系统包括：处理部分、能量回收部分、物质回收部分、全系统包括：处理部分、能量回收部分、物质回收部分、尾气净化部分以及尾水、尾渣处理部分尾气净化部分以及尾水、尾渣处理部分热处理热处理热回收热回收尾气净化尾气净化物质回收物质回收水处理水处理废料废料燃料燃料空气空气尾渣、污水尾渣、污水固态或液态产物固态或液态产物尾气排放尾气排放尾渣尾渣达标排放达标排放6789主要工业发达国家城市垃圾处理中焚烧所占的比例（主要工业发达国家城市垃圾处理中焚烧所占的比例（% %）1011121314kmdtdmv式中：式中：m固体废物的质量（固体废物的质量（g） k反应常数（反应常数（s-1 ）焚烧原理及热工计

2、算焚烧原理及热工计算1516171819a ad dx x2 2d da aa aa ax xd da aa aa ax xs sx xk kk k1 1) )k k1 1x xk k1 1x xk k1 1( (4 41 1) )k k1 1x xk k1 1x xk k1 1( (2 21 1R R1 1焚烧原理及热工计算焚烧原理及热工计算2122drRsdtTrst0023（CO2+CO）CO2CE=100%24252627282930313233343536373839404142焚烧热工计算焚烧热工计算焚烧灰渣带走的显热焚烧灰渣带走的显热H03H03 =aCas（ as-0 ）式中：

3、式中： Cas ：焚烧灰渣的比热：焚烧灰渣的比热(kcal/kg)，约等于，约等于0.3； as ：焚烧灰渣出口温度：焚烧灰渣出口温度()。炉壁散热损失炉壁散热损失H04 H04=式中：式中： he ：对流传热系数；：对流传热系数； s ：炉外壁表面温度：炉外壁表面温度()；Ts：炉外壁表面温度：炉外壁表面温度(K)； s ：环境大气温度：环境大气温度()； Ta：环境电器温度：环境电器温度(K)；F：炉外壁面积：炉外壁面积(m2)； ：炉：炉外壁表面辐射率。外壁表面辐射率。 H04= (i-s ) F/L式中：式中： ：炉壁的导热系数；：炉壁的导热系数； i ：炉内壁温度；：炉内壁温度；L：

4、壁厚：壁厚(m). H04= H04/M 式中：式中：M：单位时间的投料量：单位时间的投料量FTTFhasase)100()100(88. 4)(44434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778污染物污染物欧盟欧盟德国德国奥地利奥地利荷兰荷兰瑞士瑞士瑞典瑞典HCl101010102050HF110.7122SO2505050405050NO22001007080CO10050505050100烟尘101015151030Hg0.050.050.050.050.10.2Cd0.050.50.050

5、.050.10.1重金属0.50.52111二恶英0.10.10.10.10.10.179我国生活垃圾焚烧烟气排放环保标准我国生活垃圾焚烧烟气排放环保标准 （mg/m3） 序序 号号项项 目目监测方案监测方案限限 值值150t/d（含）以下（含）以下150t/d以上以上1烟（粉）尘烟（粉）尘小时均值小时均值100802烟气（格林曼黑度）烟气（格林曼黑度）小时均值小时均值113一氧化碳一氧化碳小时均值小时均值1001004氮氧化物氮氧化物小时均值小时均值2402405二氧化硫二氧化硫小时均值小时均值3001006氯化氢氯化氢小时均值小时均值100507汞汞测定均值测定均值0.30.18镉镉测定均

6、值测定均值0.30.19铅铅测定均值测定均值2.01.510二恶英（二恶英（I-TEQ）测定均值测定均值0.08（1.0）0.03（0.5）8081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152%100)1 (abaABI%100)(abaI1531541

7、55156157158159160161162破碎碳粒二炉除去金属热风400-450 6.7104 pa冷却热化163164气体气体油品（油品（C C7 7-C-C3030）HCLHCL水洗塔水洗塔回收回收作燃烧气（作燃烧气（C C1 1-C-C4 4）冷凝塔冷凝塔回收回收流程：把PVC、PE、PP、PS加入到380-400 的PE、PP、PS的热浴媒体中 PVC首先脱HCL汽化 PE、PS、PP熔融形成热浴媒体 根据时间长短PE、PP、2 2、聚烯烃浴热解流程（低温热解流程）、聚烯烃浴热解流程（低温热解流程）PSPS逐渐分解逐渐分解165媒体（媒体（0.3mm0.3mm砂）砂）热风热风400

8、-450400-450废塑料废塑料破碎破碎5-20mm5-20mm分解分解热量（部分塑料燃烧）热量（部分塑料燃烧）供给分解所需能量供给分解所需能量流程：流程：分解炉分解炉166167168废轮胎废轮胎剪切剪切破碎破碎5mm5mm分离磁选分离磁选轮胎粒子轮胎粒子金属丝金属丝电加热电加热反应器反应器热解气热解气除尘器除尘器固体固体静电沉积器静电沉积器炭灰炭灰冷凝油品冷凝油品深度冷却器深度冷却器气液分离器气液分离器未冷凝的气体未冷凝的气体燃料气燃料气流化气流化气缺点：废轮胎要经过剪切破碎，预加工费用较大缺点：废轮胎要经过剪切破碎，预加工费用较大169170城市垃圾城市垃圾预热区、热分解区预热区、热分

9、解区100-200 700100-200 700600 600 的空气的空气水蒸气混合气水蒸气混合气从炉底从炉底气化区气化区800 800 破碎破碎除去重组分除去重组分热解炉热解炉分解分解回转炉栅回转炉栅炉顶出口炉顶出口从炉底从炉底残渣残渣气体（气体（N N2 243%43%，H H2 221%21%，CO21%CO21%，COCO2 212%12%，CHCH4 41.8%1.8%，C C2 2H H6 6+C+C2 2H H4 41%1%）热值低热值低171垃圾垃圾热解炉热解炉热量热量分解分解无机物及残渣无机物及残渣炭及油品（作燃料）炭及油品（作燃料）气体气体连络管连络管燃烧炉燃烧炉砂砂热媒

10、体热媒体吸收热量吸收热量流化气鼓动流化气鼓动流态化流态化产品产品加热媒体加热媒体172173磁选磁选浮选浮选玻璃金属玻璃金属（70%70%）1 1吨垃圾可得吨垃圾可得136L136L油，油，60kg60kg铁和铁和70kg70kg碳（热值碳（热值2.092.0910104 4KJ/kg) KJ/kg) 特点：前处理工程复杂，特点：前处理工程复杂，破碎过程动力消耗大，运转费用高破碎过程动力消耗大，运转费用高垃圾垃圾破碎破碎5cm5cm大小大小风力分选风力分选干燥脱水干燥脱水筛分筛分轻组分轻组分二次破碎二次破碎不燃组分不燃组分0.36mm0.36mm管式分解炉管式分解炉有机物有机物分解分解旋风分离

11、器旋风分离器气体气体炭末炭末热解油热解油冷却冷却油品油品作燃料加热作燃料加热外加热、外加热、500500，常压无催化剂，常压无催化剂174垃圾垃圾破碎破碎 10cm10cm贮槽贮槽送料机送料机回转窑回转窑焚烧残渣焚烧残渣气体气体水封熄火槽水封熄火槽急冷急冷铁、玻璃铁、玻璃后燃室后燃室燃烧燃烧废热锅炉废热锅炉47atm47atm蒸汽蒸汽用于发电用于发电优点：前处理简单；对垃圾组成适应性大；装置结构简单优点：前处理简单；对垃圾组成适应性大；装置结构简单适应性高适应性高1kg1kg垃圾垃圾 1.5m 1.5m3 3气体气体4.64.610103 3-5.0 -5.0 10103 3kJ/mkJ/m3

12、 3热量热量17585%85%进入废锅进入废锅炉产生蒸汽炉产生蒸汽垃圾（不经前处理）垃圾（不经前处理）气化炉顶气化炉顶干燥区干燥区热分解区热分解区气体气体气体气体二次燃烧室二次燃烧室气体气体1150-12501150-125015%15%预热一次燃烧空气预热一次燃烧空气熔融区熔融区与预热的空气与预热的空气相遇而燃烧相遇而燃烧CO+COCO+CO2 2+Q+Q惰性组分惰性组分达达16501650熔融熔融冷却冷却熔渣熔渣特点：垃圾转变成能量，副产品：粒状熔渣特点：垃圾转变成能量，副产品：粒状熔渣熔渣特点：含铁、玻璃多，可代替碎石做建筑材料熔渣特点：含铁、玻璃多，可代替碎石做建筑材料高温熔渣，其体积只有原垃圾的高温熔渣，其体积只有原垃圾的3-5%3-5%，大幅度减容，大幅度减容176垃圾垃圾炉顶炉顶向下移动向下移动纯氧纯氧炉底炉底燃烧区参与燃烧区参与垃圾燃烧垃圾燃烧高温烟气高温烟气有机物在还原有机物在还原状态下热解状态下热解惰性物质（玻璃、金属等）熔融体惰性物质（玻璃、金属等）熔融体冷却冷却颗粒状熔渣颗粒状熔渣热解气热解气上移上移使上部垃圾干燥使上部垃圾干燥净化系统净化系统处理处理回收回收甲烷化装置甲烷化装置洗涤器洗涤器一系列甲一系列甲烷化装置烷化装置人造天然气人造天然气去除去除COCO2 2，H H2 2S S回收硫回收硫177178179污泥污泥干燥器