固体废物焚烧技术

固体废物焚烧技术气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃

烧反应，废物中的有害物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、

减量化、资源化的处理技术。环境学院：固体废物处理与处置1、焚烧技术概况固体废物的焚烧(incineration、combustion)

是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空《危险废物焚烧污染控制标准》3.2

焚烧焚化燃烧危险废物使之分解并无害化的过程。环境学院：固体废物处理与处置*

焚烧技术优点：*可大幅度减少需最终处置的废物量，具有减容作用、去毒作用、能量回收作用；同时还可回收副产品、化学物质等资源化。*垃圾焚烧作为一种新的能源开发途径，已被提升以“废物能源工厂(Waste-to-

energy

facility)”

的高度。环境学院：固体废物处理与处置*

焚烧技术缺点：*

建设费用昂贵、系统操作复杂、严格；*

要求工作人员技术水平高；*

易产生二次污染物如SO2

、NOx

、HCl

、二噁英、粉尘等污染质。环境学院：固体废物处理与处置武汉首座垃圾焚烧发电厂5月点火文章来源：

长江日报更新时间：2010-3-27江城即将迈入垃圾焚烧处置时代。3月26日从市人大三号议案办理工作会获悉，5月份，长山口垃圾焚烧发电厂将点火试运行，这是我市第一座垃圾焚烧处置厂。*

垃圾焚烧发电是发达城市流行的垃圾处置方式，可节省大量土地，避免环境污染。目前，我市日产垃圾8300多吨，全部采取填埋方式处置。针对全市垃圾仍不断增

长的趋势，政府制定垃圾处理“5焚烧、2填埋、1综合”战

略

。5座垃圾焚烧发电厂同时开建。据最新消息，长山口垃圾焚烧发电厂已完成设备安装，将于5月份点火投入试运行，这是我市第一座垃圾焚烧发电厂。汉口北垃圾焚烧发电厂已完成主体结构，将于年内运行。锅顶山、新沟垃圾焚烧发电厂将于年内完成主体结构和设备安装。群环境学院：固肉村垃圾焚烧发电厂年内动工。环境字院：固体废物处理与处直昨日，位于洪山区群力村的星火垃圾焚烧发电厂开建。至此，我市已投用或开工在建的城市生

活垃圾焚烧发电厂达5座。据了解，星火垃圾焚烧发电项目由深圳绿色动力集团与市政府以BOT方式合作建设，主要服务

化工区及青山、洪山、武昌等区域，项目总用地85.7亩，预计总投资4.5亿元，设计日处理垃圾1000吨，每天上网发电40万千瓦，每年预计上网电量1.2亿度。市城管局相关负责人介绍，目前，我市中心城区每天生活垃圾量约6000吨，每年还将以4%增长

率递增。金口、二妃山、紫霞观垃圾场已关闭，中心城区最后一座简易垃圾填埋场——北洋桥垃

圾场，未来几年也将关闭。现阶段，新一代陈家冲、长山口垃圾卫生填埋场已投用，长山口、汉

口北垃圾焚烧发电厂已建成发电，锅顶山、新沟垃圾焚烧发电厂建设正加速推进，江城“5焚烧、

2填埋、1综合”,焚烧为主、卫生填埋为辅的垃圾处理格局逐步形成。据悉，星火垃圾焚烧发电厂将配备3条垃圾处理线，采用国际先进的机械炉排炉焚烧工艺和严格

的环保处理工艺，所有排放指标都将远低于国家标准，核心指标如二英的排放将符合国际上最严

格的欧盟标准。文章来源：长江日报更新时间：2011-5-198:38:15字体显示：【大】【中】【小】全市第5座垃圾焚烧发电厂开建环境学院：

固体废物处理与处置固体废物最主要的燃烧特性包括固体废物的组成和热

值

。环境学院：固体废物处理与处置2、固体废物的焚烧特性2.1固体废物的三组分固体废物的三组分：*

水分可燃分*

灰分环境学院：固体废物处理与处置*水分是指干燥某固体废物时所失去的质量。*高水分是城市生活垃圾的一个主要特性。*美国和西欧的城市垃圾含水率可达25~40%;*

日本和地中海国家的城市垃圾含水率可达

50%以上。*相比之下，无烟煤和烟煤的含水率仅为1.0~2.2%和3.5~12.4%。环境学院：固体废物处理与处置水分可燃分*

可燃分包括挥发分和固定碳。*

挥发分定义为标准状态下加热废物所失去的质量分

数，剩下部分为炭渣或固定碳。环境学院：固体废物处理与处置灰分*

灰分系指不可燃烧的无质惰性物质，如玻璃和金属。环境学院：固体废物处理与处置0

100%灰分50%50%水分100%

00

可燃分

50%

100%图9-2

垃圾组分三元图环境学院：

固体废物处理与处置2

.

2

固

体

废

物

的

热

值热值(或发热值)表示废物燃烧时所放出的热量，是化学能含量的一种量度，系指单位质量的物质在燃烧过程中所能释放的热量，单位

kJ/kg

。*

固体废物的热值分为：*高位热值：是垃圾单位干重的发热量；*

低位热值：是单位新鲜垃圾燃烧时的发热量，又称有

效发热量、净发热值。*

两者的区别在于生成水的状态不同，

前者生成水是液

态，而后者生成水以蒸气形态存在。*

低位热值=高位热值-水分凝结热*当固体废物热值高于40ookJ/kg时理论上可自持

燃烧，

适合焚烧处理。环境学院：固体废物处理与处置*固体物质的燃烧形式有：*

蒸发燃烧：先受热融化，继而蒸发，蒸汽与空气混合燃烧，如石蜡；*

表面燃烧：固体表面直接与空气发生氧化燃烧，又称

多相燃烧、置换燃烧，如木炭、焦炭；*

分解燃烧：先受热分解为挥发性分和固定碳，挥发分

与空气进行扩散燃烧，固定碳发生表面燃烧，如木材、纸张等。2.3固体物质的燃烧形式环境学院：固体废物处理与处置*

固体废物的燃烧特点：*

成分复杂，多种燃烧形式并存；*

因含有水分，固体废物的燃烧一般要经过三阶段：

*

干燥*

热分解*

着火燃烧环境学院：固体废物处理与处置3、焚烧效果的评价*固体废物焚烧的目的：*

使废物减容减量*

使废热被释出而再利用*

使废物中的毒性物质能被摧毁环境学院：固体废物处理与处置式中，Wi

为加入焚烧炉内的POHCs

的质量；W。为烟道排放气和焚烧残余物中与Wi

相应的有机物质的质量之和。*一般法律对危险废物焚烧的破坏去除率要求非常严格，如美国规定有机性有害成分的去除效率

要达到99.99%;二噁英和呋喃的破坏去除效率要达到99.9999%。环境学院：固体废物处理与处置*

有害物质的破坏去除率或称焚毁去除率(destruction

and

removal

efficiency,

DRE)(9-2)

(9-3)式中，[CO]及[CO₂]分别为燃烧后排气中CO

和CO₂的浓度。

(9-4)

式中，P

为热灼减率，%;A为干燥后原始焚烧残渣在室温下的质量，g;B为焚烧残渣经800℃(±25℃)3h

灼热后冷却至室温的质量，g。环境学院：固体废物处理与处置燃烧效率或称焚烧效率(combustion

efficiency,CE):ICS13.030.01Z

70中

华

人

民

共

和

国

国

家

标

准GB

18485—2001代替HJ/T18—1996,GWKB3—2000生活垃圾焚烧污染控制标准Standard

for

pollution

controlonthemunicipalsolidwasteincineration环境学项目焚烧炉渣热灼减率%焚烧炉出口烟气中氧含量%指标≤56～12环境学院：固体废物处理与处置危险废物焚烧污染控制标准Pollutioncontrolstandardfor

hazardouswastes

incineration环境字阮：回体废物处埋与处直中

华

人

民

共

和

国

国

家

标

准GB18484-2001代替GWKB2-1999ICS

13.030.01270指标废物类型燃烧效率%焚毁去除率

%焚烧残渣的热灼减率/(%)危险废物≥99.9≥99.995多氯联苯≥99.9≥99.9999<5医院临床废物≥99.9≥99.99<5环境学院：固体废物处理与处置*物料尺寸(Size):

物料尺寸越小，所需加热和燃烧时间就越短；*停留时间(Time):

指废物在燃烧室与窑气

接触的时间，设计的目的在于能够达到完全燃

烧

；*搅动(湍流程度Turbulence

)

:促进空气和废物或辅助燃料或其焚烧尾气之间的混合，以期达到完一燃烧；*焚烧温度(Temperature)

:

取决于废物的

燃烧特性(如热值、燃点、含水率)、焚烧环境学院：固体废炉结构、空气量等。4、影响焚烧效果的主要因素物质碳氢硫甲烷乙烯一氧化碳城市垃圾燃点410575～590240630～750480～550610～660260～370物质软质纸硬质纸皮革纤维木炭混合厨余燃点180～200200～250250～300350～400300～700230～250表9-4

部分可燃性物质的燃点温度

单位：℃环境学院：固体废物处理与处置表9-520种有害废物的燃点温度物

质温

度英文名称中文名称化学式F℃acetonitrile乙脲C₂H₃N1400760tetrachloroethylene四氯乙烯C₂Cl₄1220660acrylonitrile丙烯腈C₃H₃N1200650methane甲烷C₄H1220660hexachlorobenzene六氯环己苯C₆Cl₆12006501,2,3,4-tetrachlorobenzene1,2,3,4-四氯苯C₆H₂Cl₄1220660pyridine吡啶C₅H₅N1150620dichloromethane二氯甲烷CH₂Cl₂1200650carbon

tetrachloride四氯化碳CCl₄1110600hexachlorobutadiene六氯丁二烯C₄Cl₆11506201,2,4-trichlorobenzene1,2,4-三氯苯C₆H₃Cl₃11806401,2-dichlorobenzene1,2-二氯苯C₆H₄Cl₂1170630ethane乙烷C₂H₆930500benzene苯C₆H₆1170630aniline苯胺C₆H₇N1150620monochlorobenzene一氯苯C₆H₅Cl1000540nitrobenzene硝基苯C₆H₅NO₂1060570hexachloroethane六氯乙烷C₂Cl₆880470chloroform氯仿CHCl₃7704101,1,1-trichloroethane1,1,1-三氯乙烷C₂H₃Cl₃730390*

过剩空气

(Excess

air)

:过剩空气量应控制在理论空气量的1.7~2.5倍。*

各影响因素之间相互影响、相互依赖：*

停留时间←→焚烧温度*

过剩空气←→焚烧温度环境学院：固体废物处理与处置*

参见《固体废物焚烧技术》柴晓利编。环境学院：固体废物处理与处置5、焚烧工艺系统焚烧工艺系统的构成垃圾焚烧工艺系统主要由垃圾接受系统、前处理和供料系统、焚烧系统、余热余用系统、燃烧空气系统、烟气净化系统、灰渣和渗滤液处理系统、自动控制和仪表系统等组

成

。前处理和供料系统余热利用系统烟气净化系统焚烧系统废水净化系统助燃空气系统灰渣净化系统环境学院：固体废物处理与处置水石灰

石灰浆活性炭焚烧炉

锅炉

半干洗涤塔

布袋除尘器残渣

细

灰

细

灰

细灰废金属←磁选机

出渣机灰渣

填埋图4-1

垃圾焚烧发电系统工艺流程:":生活垃圾称重

垃圾坑

抓斗上网汽轮发电机蒸汽环境学院：固体废物处理与处置引风机烟囱烟气烟气3.2

焚烧炉利用高温氧化作用处理生活垃圾的装置。三大类焚烧炉：*

机械炉床式焚烧炉(机械炉排炉、炉排炉)环境学院：国体废勃处

转窑

式

焚

烧

炉

(

旋转

炉

)*

流化床式焚烧炉(流化床炉)6、典型焚烧炉及工作原理目前，按焚烧炉的炉型，我们将焚烧炉分为炉排炉、流化床

炉、回转窑炉等类型。旋转窑炉流化床炉炉排炉环境学院：固体废物处理与处置焚烧炉种类优

点缺

点机械炉床焚烧炉(混烧式焚烧炉)适用大容量(单座容量100～500t/d);未燃分少，二次污染易控制；燃烧稳定；余热利用高造价高；操作及维修费高；须连续运转；操作运

转技术高旋转窑式焚烧炉垃圾搅拌及干燥性佳；可适用中、大容量(单座容

量100～400t/d);残渣颗粒小连接传动装置复杂；炉内的耐火材料易损坏流化床式焚烧炉适用中容量(单座容量50～200t/d);燃烧温度较

低(750～850℃);热传导性；公害低；燃烧效率佳操作运转技术高；燃料的种类受到限制；需添加载体(石英砂或石灰石);进料颗粒较小(约5cm以下);单位处理量所需动力高；炉床材料易冲蚀

损坏表9-6

主要型号焚烧炉的优缺点环境学院：固体废物处理与处置*

使用抓斗将废物从贮坑抓起投入焚烧炉加料斗，进入炉膛，在炉排上连续、缓慢地向下移动，这期间通过与热风的对流传热和火焰及炉壁的辐射传热，完成干燥、点火、燃烧和后燃烧过程，达到炉排末端时，废物中的有机成分基本燃尽，

残余物成为底灰，通过排渣装置进入灰渣处理系统。含热烟气从烟道排出，在加热锅炉、释放热能后，进入烟

气处理系统，净化后排空。6.1机械炉床式焚烧炉工作过程：环境学院：固体废物处理与处置图9-3

大型水墙式机械焚烧炉系统示意图1—大型车卸料平台；2—小型车卸料平台；3—垃圾输送带；4—垃圾槽；5—进料抓斗操作室；6一进料抓斗；7一投料口；8—焚烧炉；9—出灰装置；10—灰渣输送带；11—金属回收装置；12—粉尘输送装置；13—灰槽；14—灰渣抓斗；15—废热锅炉；16—节煤器；17—除尘器；18—引风机；19—气体净化装置；20—消除白烟用风机；21—消除白烟用空气加热器；22—烟气加热器；23—烟囱；24—鼓风机；25—空气预热器；26—蒸汽发电机；27—除湿冷却器；28—水银回收装置；29—污水处理装置；30—中央控制室；31—配电室原生垃圾燃烧过程

水蒸气

还原性气体

火焰

剩余氧气原生垃圾→

下

煤

→

气

化

燃

烧

—

→

火

焰

燃

烧

→

静

态

燃

烧

→

炉

渣环境学院：图

6

-

4

倾斜焚烧炉焚烧示意图定量供料器干燥段CHCO,NH₃CO₂NOSOxHCl15%75%二次助燃空气燃

烧

用

空

气辐射热垃圾进料斗燃烧用空气燃烧用空气二

次

助

燃

空

气

'原生垃圾完全燃烧主燃段后燃段O₂,N₂灰渣10%/进料口第二燃烧室第一燃烧室干燥段燃烧段(

1

)

炉

膛二次空气后燃烧段图9-4焚烧炉炉膛构造示意图环境学院：固体废物处理与处置*第一燃烧室主要完成固体物的燃烧和挥发组成的火

焰燃烧

；*第二燃烧室主要对烟气中的未燃尽组分和悬浮颗粒

进

行

燃

烧。环境学院：固体废物处理与处置*

炉排为焚烧炉燃烧室最关键部件。*

炉排作用：*

向炉膛输送废物及灰渣；*

搅拌和混合物料；*

使从炉排下方进入的一次窑气顺利通过燃烧层。环境学院：固体废物处理与处置(2)炉排*

炉排形式：*

往复式炉排*

滚筒式炉排*

摇动式炉排*

逆动式炉排环境学院：固体废物处理与处置空气环境学院：固体废

(a)往复式炉排炉排运动方向可动炉排固定炉排往复式炉排废物层倾斜顺推往复运动炉排可动炉排环境学院：固体废物处理与处置固定炉排倾斜逆推往复运动炉排垃圾可动炉排固定炉排(d)逆动式炉排水平往复运动炉排图5-2水平式往复炉排结构示意1—装置；2—偏转机构；3—炉排片推拉；4—炉排片23

4环境学院：固体废物处理与处置垃圾滚筒式炉排(b)滚筒式炉排滚动炉排环境学院：固体废物处理与处置可动炉排落差炉排运动方向落差炉排支架油压传动杆摇动式炉排固定炉排(c)摇动式炉排环境学院：固体废物处理与处置摇动式炉排切断刀刃摇动炉排

前进方向摇动炉排摇动炉排格

子摺动面一环境学院：固体废物处理与处置武锅垃圾焚烧炉(武汉锅炉股份有限公司)环境学院：固体废物处理与处置*

助燃空气供给方式：一次空气、火焰下空气：通常供入预热空气(200℃以

下),对废物干燥后可直接点火燃烧，同时冷却炉排，防止炉排过热；二次空气、火焰上空气：为烟气中未燃尽的可燃组分

氧化分解提供氧气，同时对炉膛烟气产生扰动，提高混合效率。*

炉膛内的温度一般为700~1000℃,最佳控制范围为750~950℃。(

3

)

燃

烧

控

制环境学院：固体废物处理与处置(a)对流式

(b)并流式(c)交流式

(d)二次回流式图9-7烟气在炉膛内的流动状态炉膛内烟气的流动状态可设计为四种方式：环境学院：固体废物处理与处置原生垃圾燃烧过程

水蒸气

还原性气体

火焰

剩余氧气原生垃圾

→

下

煤

→

气

化

燃

烧

—

→

火

焰

燃

烧

→

静

态

燃

烧

→

炉

渣环境学院：

固体废物处图

6

-

4

倾斜焚烧炉焚烧示意图CH干燥段

SOx

HCl后燃段10%/15%75%二次助燃空气二次助燃空气垃圾进料斗定量供料器燃烧用空气燃烧用空气燃烧用空气原生垃圾完全燃烧辐射热主燃段O₂,N₂H,O6

.

2旋转窑式焚烧炉(旋转炉)垃圾结

构：

锅炉二燃室旋转窑助燃口后燃烧段焚烧灰图9

-

8

旋转窑式焚烧炉构造示意图环境学院：

固体废物处理与处置*

滚筒式炉体*

后燃烧炉排*

二次燃烧室*

主体设备是滚筒式炉体，对废物起到搅拌、移送作用。通常由钢制造，内衬耐火材料，筒体主轴沿废物移动方向稍微倾斜。*

动力消耗较大，处理成本较高，适合处理危险废物、

一

般工业废物。环境学院：固体废物处理与处置石灰/碱二燃室蒸汽仓应急烟囱

废热锅炉空气冷却塔

除酸塔图9-9

旋转窑式焚烧炉系统工艺流程压缩空气抽风机除尘器燃料鼓风机·废物燃料一水一鼓风机一环境学院：

固体废物处理与处置旋转窑辅助燃料空气垃圾

火焰

废气进入二燃室垃圾废气流辅助燃料

空气灰烬灰烬(a)同向式旋转窑焚烧

(b)

逆向式旋转窑焚烧炉根据旋转窑本身的进料方式，可分为：同向式旋转窑焚烧炉和逆向式旋转窑焚烧炉。图9-11同向式与逆向式旋转窑焚烧炉原理图环境学院：固体废物处理与处置废气进入二燃室废气流固体流火焰固体流图9-10

配有两套燃烧器的逆向式旋转窑焚烧炉1—旋转窑炉；2—炉前端；3—炉后端；4—燃烧器；5—一次风机；6—二次风机；7一自动灰渣燃烧器；

8—支架；9一进料器；10—固体、液体、污泥等危险废物进料斗；11—灰渣槽；12—气体去二燃室根据旋转窑内温度及灰渣状态，可分为：*

灰渣式旋转窑焚烧炉：炉内温度通常为650~980℃,燃烧

残余物未熔融而仍为灰渣形态；*

熔渣式旋转窑焚烧炉：炉内温度通常为1203~1430℃,

燃

烧残余物熔融而液态；环境学院：固体废物处理与处置*

流体化原理：当一流体由下往上通过固体颗粒层时，固体颗粒在流体的作用下呈现类似流体行为的现象，

称之为流体化，应用此原理，以带有一定压强的气流通过粒子床，当气体的上浮力超过粒子本身的重

量，将使粒子移动并悬浮于气流中，此型设计称为流化床(Fluidization).环境学院：固体废物处理与处置6.3流化床式焚烧炉(流化床炉)(a)

固定床

(b)初期流体化

(c)气泡式流体化(d)

快速流体化

(e)

气相输送图9-14

空气量与砂床流动状态环境学院：固体废物处理与处置助燃器燃烧室流动层出渣口流化床炉膛进料口二次空气热载体热载体循环装置热载体回流出渣装置振动筛灰

渣环境学院：固体废图

9

-

1

6流化床

焚

烧

炉

构

造

示

意图—散气板空

气泡式流

化床气*

流化床式焚烧炉适用于处理多种废物，如城市生活垃圾、有机污泥、有机废液、化工废物等。

对于城市生活垃圾，需破碎到一定尺度后进炉。特点

：*

前处理费用高；*

燃烧彻底，灰渣热灼减量可以达到零。流化床式焚烧炉的流化层内的温度通常维持在780~800℃

,

床层上空间的烟气温度通常为750~850℃。但为防止流化介质熔融粘结，应注意流化层内的温度不宜过高。环境学院：固体废物处理与处置6.4垃圾热解气化焚烧炉技术这是一种较

先进的垃圾焚烧

技术，是一种控

制空气燃烧技术，它的燃烧过程分为：热解、气化和燃尽三个阶段。环境学院：固体废物处理与处置7、焚烧主要参数及热平衡计算*

参见扫描图片。环境学院：固体废物处理与处置固体废物的焚烧将产生大量有害于人体和环境的

污染物，必需对它们进行有效的处理。高效的焚烧烟气净化系统的设计是防止垃圾焚烧厂二次污染的关键。8、焚烧的大气污染及其控制(柴P81)环境学院：固体废物处理与处置本小节内容提纲*

焚烧烟气的特点与组成*

焚烧烟气排放标准*

粉尘的生成机理和净化技术*

酸性气态污染物的生成机理和净化技术*

重金属的生成机理和净化技术*

二噁英的生成机理和净化技术

焚烧烟气净化工艺环境学院：固体废物处理与处置8.1焚烧烟气的特点与组成由于固体废物成分的复杂性、性质的多样性和

不均匀性，使得焚烧尾气中的污染物充满多样性和

复杂性

。城市生活垃圾焚烧烟气中的污染物质主要有四类：1、颗粒污染物，

即粉尘；2、酸性气态污染物：

HC1、HF、SOx、NOx;3

、重金属污染物：

Pb

、Hg

、Cd

、Cr

、As

、Cu

、Zn;4、有机污染物，主要为二噁英。环境学院：固体废物处理与处置经过处净化的烟气中仍含有少量的污染物，这些污染物的排放必须达到国家排放标准。焚烧烟气污染物的排放标准为清洁地处理生活垃圾、防止

二次污染提供了技术依据，也为环保管理部门提供了执法尺

度。为了执行严格的排放标准，许多发达国家的烟气净化工程投资往往占决投资的30-50%甚至更高。环境学院：固体废物处理与处置8

.

2焚烧烟气排放标准发达国家排放标准发达国家主要采用的是浓度排放标准。如下图。表6

-

6国

外

部

分

经

济

发

达

国

家

生

活

垃

圾

焚

烧

烟

气

污

染

物

的

排

放

限

值污染物

污染物排放限值/(mg/m³)国家及组织

颗粒物

HCl

SOx

NO

HF

CO

Cd及其化合物

Hg及其化合物注：1.在国外经济发达国家的排放标准中，对不同处理量(t/h)垃圾焚烧炉的烟气污染物排放浓度要求不同，这里

仅列出了大规模垃圾焚烧炉的排放浓度限值。2.

德国、日本、瑞典、加拿大等国的排放标准中还规定了二噁英类污染物的排放限值为0.1ng/m³,

表中未列出，括号内为标准颁布年份，“—”表示没有规定。100

0.1

0.1

50

0.05

0.05

50

0.05

0.05

100

0.1

0.1

一

—

0.03

100

0.1

0.1

100

0.1

0.1

50

0.05

0.05

57

0.10.1

一

0.20.1488

一

0.05原西德(1986)德国(1900)荷兰(1993)丹麦(1986)瑞典(1987)法国(1991)欧共体(1989)

欧盟(1996)加拿大(1989)

美国(1991)日本(现执行)50020070—80400300105100504030030030050260855750101010010050501075402530106402030305203520一一—2222111ICS

13.030.01Z

70中

华

人

民

共

和

国

国

家

标

准GB

18485—2001代替HJ/T18—1996,GWKB3—2000生活垃圾焚烧污染控制标准Standard

for

pollution

controlonthemunicipalsolidwasteincineration国内排放标准环境学院：固序

号项目单位数值含义限值1烟尘mg/m³测定均值802烟气黑度林格曼黑度，级测定值”13一氧化碳mg/m³小时均值1504氮氧化物mg/m⁸小时均值4005二氧化硫mg/m³小时均值2606氯化氢mg/m³小时均值757汞mg/m³测定均值0.28镉mg/m³测定均值0.19铅mg/m³测定均值1.610二嘎英类ng

TEQ/m⁸测定均值1.01)本表规定的各项标准限值，均以标准状态下含11%0₂

的干烟气为参考值换算。2)烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min。表3

焚烧炉大气污染物排放限值¹环境学院：固体废物处理与处置粉尘主要成分为惰性无机物质，如灰分、无机盐类、可凝结气体污染质及有害重金属氧化物等，其浓度范围在450~22500mg/m³之间。颗粒物的粒径大小是决定其毒性作用的主要因素。小于1.1微米的颗粒很容易进入肺泡。环境学院：固体废物处理与处置8.3粉尘的生成机理和净化技术(1)生活垃圾中的不可燃物。大部分不可燃物以炉渣的形式进行排除，而一小部分质小体轻的粒状物随废气排出炉体，形

成飞灰。(2)部分无机盐类在高温下氧化排出后在炉外遇冷而凝结成的粒状物。如SO₂(3)未燃烧完全而产生的炭颗粒与煤烟。其粒径在0.1-10um间，难以去除。一般而言，生活垃圾中灰分含量高时所产生的粉尘多。粉尘的直径通常在1-100um之间，它的特性与一般的工业尾气类似。根据其粉尘的形成机理可分为三类：环境学院：固体废物处理与处置粉尘净化技术生活垃圾焚烧厂的颗粒物控制与其他行业相同，常用的方法为静电分离、过滤、离心沉降及湿法洗涤等几种。常用的设备有：重力沉降室、旋风除尘器、惯性除尘器、袋式除尘器、静电除尘器、文丘里洗涤器静电除尘器重力沉降室环境学院：固体废物处理与处置旋风除尘器袋式除尘器惯性除尘器文丘里洗涤器等请参见Flash.旋风除尘器环境学院：固体废物处理与处置种

类有效去除颗粒

直径/μm压差/cmH₂O处理单位气体需水量/(L/m³)体积受气体流量变化影响否运转温度/℃特

性压力效率文氏洗涤器0.51000～25400.9～1.3小是是70～90构造简单，投资及维护费用低，耗能大，废水需处理静电除尘器0.2513～250大是是—受粉尘含量、成

分、气体流量变化

影响大，去除率随

使用时间下降湿式电离洗

涤塔0.1575～2050.5～11大是否一效率高，产生废

水需处理布袋除尘器传统形式反转喷射式0.40.2575～15075～15000大

大是

是否

否100～250受气体温度影响大，布袋选择为主要

设计参数，如选择不

当，维护费用高注：1cmH₂O=98.0665Pa。环境学院：固体废物处理与处置表6-4

焚烧尾气除尘设备的特性比较酸性气态污染物主要有氯化氢、氟化氢、硫氧化物、NOx

、P₂O₅

和

磷

酸

等

。(1

)氯化氢及其他卤化物。它主要来源于垃圾中的有机氯化物如橡胶、

皮革以及垃圾中的厨余。以

NaCl为例，HCI

的生成机理为2NaCl+nSiO₂+Al₂O₃+H₂O→2HCl+Na₂O(SiO₂)·nAl₂O₃NaCl+mSiO₂+H₂O→2HCl+Na₂O(SiO₂)m式中，n=4,m=4或2。而当生活垃圾中NaCI

、N

、S水分含量较高时，HCl

的生成机理为2NaCl+SO₂+0.5O₂+H₂O→2HCl+Na₂SO₄2HCl+0.5O₂→Cl₂+H₂O氟化氢以及其他卤化氢的产生机理与此类似。8.4

酸性气态污染物的生成机理和净化技术环境学院：固体废物处理与处置CHyO₂Sp+O₂

→CO₂

个

+H₂O

个十2SO₂+O₂

一→2SO₃

-8

;.!(3)NOx。

它来源于空气中的N2高温氧化产物和垃圾中的含氮物质氧化产物。2N₂+3O₂→2NO

个

+

2NO₂

个C.H,O₂N+O₂→CO₂↑+H₂O

个十NO↑+NO₂↑十不完全燃烧产物(2)SOx

。

来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程。环境学院：

固体废物处理与处置Ca+H₂O→Ca(OH)₂Ca(OH)₂+SO₂→CaSO₃+H₂OCa(OH)₂+2HCl—→CaCl₂+2H₂O或H₂○→CaSO₃

·H₂O环境学院：固体废物处理与处置酸性气态污染物的净化技术(1)HC1、HF

及SO

的净化。利用酸碱中和原理。净化技术吸收药剂吸收效率成本比例特点干式洗涤法CaCO₃Na₂CO₃

、

Ca(OH)₂、NaOH40-50%工无需水处理，要考虑装置容量半干式洗涤法60-80%1.5-2不需要设置废水处理

系统

；需考虑固体物干燥问题湿式洗涤

法80-90%2-25去除种类多；效率高；

建设管理费用高环境学院：固体废物处理与处置图4-32

生活垃圾焚烧烟气湿法净化流程1—烟气；2—烟囱；3—干燥器；4—静电除尘器或袋式除尘器；5—热交换器；6—文丘里洗涤器；7—中和箱；8—污泥箱；9—石灰贮存仓；10—石灰熟化仓；11—NaOH

贮存仓；12—搅拌池；13一固态灰渣环境学院：固476238图4-33生活垃圾焚烧烟气半干法净化工艺流程1—烟气；2,3—石灰浆液准备箱；4—给料箱；5—喷雾干燥吸收塔；6—除尘器；7—烟囱；8—吸收剂循环使用；9—固态灰渣环境学

院

：回体反初理刁且8

53

472610图6-5

生活垃圾焚烧烟气干法净化工艺流程之二1—烟气；2—反应器；3—旋风除尘器；4—袋式除尘器；5—烟囱；6—飞灰贮存仓；7一石灰贮存仓；8—石灰；环：9—吸收剂循环使用；10—固态废物排出净化方法条件反应式特点SCR高于400℃4NO+4NH₃+O₂—→4N₂+6H₂O需催化剂，还原反应在垃圾焚

烧炉后续设备中完成SNCR800-1000℃2NO₂+4NH₃+O₂

—→3N₂+6H₂O无需催化剂，设备投资低、占

地面积小，还原反应在炉膛中完成(2)NO

的净化由于它稳定性较高，因此常规化学吸收法难以奏效，目前常用的净化方法是选择性催化还原法(SCR)

、

非选择性催化还原法(SNCR)

及吸收法等。环境学院：固体废物处理与处置重金属及其化合物沸点/℃蒸气压/mmHg类

别760℃980℃汞(Hg)357一一挥发砷(As)6151200180000挥发镉(Cd)7677105500挥发锌(Zn)9071401600挥发氯化铅(PbCl₂)95475800中度挥发铅(Pb)16203.5×10-21.3不挥发铬(Cr)22006.0×10-34.4×10-5不挥发铜(Cu)23009.0×10-35.4×10-5不挥发镍(Ni)29005.6×10-101.1×10-6不挥发8.5重金属的生成机理和净化技术重金属污染物包括铅、汞、铬、镉、砷等化合物及一些低沸点的金属气化物，如汞蒸气。表6

-

2重金属及其化合物的挥发度注：1mmHg=133.3224Pa。环境学院：固体废物处理与处置重金属控制技术(1)焚烧前控制将垃圾中重金属含量较多的成分分选出来。应该建立垃圾分类收集制度。(2)焚烧中控制让重金属留在底灰中，然后再从中回收；让重金属以气体的形式进入烟气，然后再用洗涤等方法进行处理。国际上较流行的是向烟气中喷射基于炭的吸附剂，这种方法对Hg的吸附最佳。环境学院：

固体废物处理与处置处理飞灰及洗涤后产生的污水中所含有的重金属。目前常用的焚烧后处理方法有：精除尘、固化处理法、重金属稳定化技

术

。精除尘工艺有干法、半干法、湿法三种固化处理方法包括水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化等。最常用的是水泥固化法。重金属稳定化技术指是是通过螯和等方法使重金属减量化、无

害

化。(3)

焚烧后控制环境学院：固体废物处理与处置8.6二噁英的生成机理和净化技术环境学院：固体废物处理与处置环境学院：固体废物处理与处置环境学院：固体废物处理与处置二噁英

(Dioxin)

又名二恶因。它的半致死剂量为0.6~2微

克/公斤，是氰化钾的100倍、为砒霜的900倍以上。是目前发现

的无意识合成的副产品毒性最强的。通常所说的二噁英包括多氯代二苯并噁英

(PCDDs)

和多氯代二苯并呋喃

(PCDFs)

两个系列的化合物。环境学院：固体废物处理与处置C1C1dibenzofiran

bipheryl2,3.78-TCDF3,3,4.4'5-PeCBH

○0〇0

CICIc1ditenzo·p-diozin2,3,78.-TCDDD环境学院：

固体废物处理与处置00.5nm名

称分

子

式平均相对分子质量异构物数二氯二苯二噁英(DCDD)三氯二苯二噁英(Tri-CDD)四氯二苯二噁英(TCDD)五氯二苯二噁英(Penta-CDD)六氯二苯二噁英(Hexa-CDD)七氯二苯二噁英(Hepta-CDD)八氯二苯二噁英(OCDD)异构物总数Ci₂H₆Cl₂O₂C₁₂H₅Cl₃O₂C₁₂H₄Cl₄O₂C₁₂H₃Cl₅O₂C₁₂H₂Cl₆O₂C₁₂H₁Cl₇O₂C₁₂Cl₈O₂253.1287.5322.0356.4390.9425.3459.810142214102173表6-3

二噁英类物质的分类环境学院：固体废物处理与处置降解碳结构物-

→脂肪族、芳香族等小分子物后燃烧中的DeNovo合成反应：大分子碳结构物-

氯化基的碳结构物

→

芳香族氯化物(二噁英的中间产重组、催化合成

二噁英二噁英的形成途径：(1)垃圾本身含有的二噁英燃烧时释放.250-350℃是生成二噁英的温度范围(2)因不充分燃烧所形成的二噁英前驱体通过其他反应形成二噁英.它的生成机理还未被完全了解，现在学术界较广泛接受的观点是De

Novo合成反应：环境学院：固体废物处理与处置(1)产生控制①控制来源。

垃圾的分类制度。②采用“3T+E”工艺。从工艺上避免二噁英的大量产生。3T:Temperature

、Time

、TurbulenceE:Excessoxygen(过量空气量)③缩短烟气在合成温度区间内的停留时间。二噁英生成的适宜温度为200-500℃,300

℃时的生成速率最大。二噁英类物质的净化技术环境学院：固体废物处理与处置④高温分离飞灰。二噁英的产生是由飞灰表面物质及其所吸附的重金属催化完成的，因此在200-500℃分离飞灰，可以有效减少二噁英的生成。⑤优化锅炉设计，加强锅炉吹扫。二噁英原始反应所需碳源来自于飞灰中的残碳。因此应该加强锅炉吹扫以降低炉内飞灰。⑥添加二噁英生成抑制剂。如无机添加剂：

CaCO3

、Ca0等；有

机添加剂如：2-氨基乙醇、三乙胺等。环境学院：固体废物处理与处置(2)净化处理。从烟气中除去二噁英是二噁英控制的末端技术，通过各

种静电分离、过滤、离心沉降及湿法洗涤等工艺的组合达到

净化的目的。目前有效的二噁英控制技术有：干式/半干式喷淋塔结

合布袋除尘器和活性炭吸附二噁英技术。其中活性炭吸附二噁英技术又可分为三种工艺：活性炭注射工艺移动床工艺固定床工艺环境学院：固体废物处理与处置污染物种类PCDDsTCDDPenta-CDDHexa-CDDHepta-CDDOCDDPCDFsTCDFPenta-CDFHexa-CDFHepta-CDFOCDF不同工艺组合的去除效率/%半干法+静电除尘器48517383898584828385半干法+袋式除尘器(高温)<52759382NA98888692NA半干法+袋式除尘器(低温)>97>99.6>99.5>99.6>99.8>99.4>99.6>99.7>99.8>99.8表6-5半干法净化工艺对PCDDs/PCDFs的去除效率环境学院：固体废物处理与处置烟气中的几大类有害物质的却除方法及工艺流程比较复杂，无法用单一方式解决，因此，都

对它们的净化系统根据净化原理进行了组合、优

化构建而来。焚烧厂典型的烟气污染控制设备和处理流程可分为：湿法、半干法和干法净化工艺三种。8.7焚烧烟气净化工艺环境学院：固体废物处理与处置但存在后续废水处理问题，且不利于烟气的扩散而形成白雾。原理：利用碱性溶液的中和能为对烟气中的酸性

物质进行处理。它还可同时净化颗粒物、酸性气态污染物和部分重金属。(1)湿法净化工艺对烟气中污染物去除效率最高，应用成熟，使用广泛。环境学院：固体废物处理与处置排放Ca(OH)₂

H₂O除尘器吸收液

准备仓加药吸水沉淀池(固态)图6-1

生活垃圾焚烧烟气湿法净化流程之一环境学院：固体废物处理与处置湿式洗涤外运处置反应产物灰尘吸收塔烟气16图6-2生活垃圾焚烧烟气湿法净化流程之二环境学院：

固体废物处理与处置图4-32生活垃圾焚烧烟气湿法净化流程1—烟气；2—烟囱；3—干燥器；4—静电除尘器或袋式除尘器；5—热交换器；6—文丘里洗涤器；7—中和箱；8一污泥箱；9—石灰贮存仓；10—石灰熟化仓；11—NaOH

贮存仓；12—搅拌池；13—固态灰渣环境学(2)半干法净化工艺工作原理：将生石灰加水制作成熟石灰，在吸收塔与烟

气中的酸性物质反应；同时烟气通过布袋除尘器除去飞灰和残留悬浮固体。它主要有三种方法：(1)喷雾干燥法(2)

循环流化床反应法(3)NHGT

处理法环境学院：固体废物处理与处置烟气一除尘器Ca(OH)2吸收剂

水灰尘吸收反应产物浆液准备(固态)图6-3生活垃圾焚烧烟气半干法净化工艺流程之一环境学院：固体废物处理与处置加工成型

外运处置排放图9-25

半干式洗烟塔环境学院：

固体废