1、固體廢物的焚燒處理技術固體廢物的焚燒處理技術被處理的廢物在焚燒爐內與過量空氣進行氧化燃燒反應，廢被處理的廢物在焚燒爐內與過量空氣進行氧化燃燒反應，廢物中的有害有毒物質在物中的有害有毒物質在8001200的高溫下氧化、熱解而被的高溫下氧化、熱解而被破壞，燃燒產生的余熱用于供熱或發(fā)電，產生的廢渣作建材破壞，燃燒產生的余熱用于供熱或發(fā)電，產生的廢渣作建材使用，可同時實現(xiàn)廢物的無害化、減量化、資源化。適宜處使用，可同時實現(xiàn)廢物的無害化、減量化、資源化。適宜處理理有機成分多、熱值高有機成分多、熱值高的廢物。的廢物。通常把通常把具有強烈放熱效應、有基態(tài)和電子激發(fā)態(tài)的自由基出具有強烈放熱效應、有基態(tài)和電子激

2、發(fā)態(tài)的自由基出現(xiàn)并伴有光輻射的化學反應現(xiàn)并伴有光輻射的化學反應稱為燃燒。稱為燃燒。一般，可燃廢物可用一般，可燃廢物可用CxHyOzNuSvClw表示，其完全燃燒的表示，其完全燃燒的氧化反應可表示為：氧化反應可表示為：CxHyOzNuSvClw+O2CO2+H2O+NO2+SO2+HCl+余熱余熱+灰灰渣渣實際燃燒過程中，通過加入足夠的氧氣、保持適當溫度和反實際燃燒過程中，通過加入足夠的氧氣、保持適當溫度和反應停留時間，控制燃燒反應使之接近理論燃燒，不致產生有應停留時間，控制燃燒反應使之接近理論燃燒，不致產生有毒氣體。毒氣體。1、熱值計算、熱值計算熱值：單位質量的固體廢物完全燃燒所放出的熱量熱值

3、：單位質量的固體廢物完全燃燒所放出的熱量，以，以kJ/kg或或kcal/kg計，也稱為計，也稱為發(fā)熱量。發(fā)熱量。一般情況下有害廢物的一般情況下有害廢物的燃燒熱值需要燃燒熱值需要18600kJ/kg。低于該值則需添加輔助燃料。低于該值則需添加輔助燃料。粗粗(高位高位)熱值，熱值，HHV :化合物在一定溫度下反應到達最終產化合物在一定溫度下反應到達最終產物的焓的變化。物的焓的變化。凈熱值凈熱值(低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量)，NHV:意義與粗熱值相意義與粗熱值相同。不過同。不過粗熱值粗熱值產物水為氣態(tài)。產物水為氣態(tài)。凈熱值凈熱值產物水為液態(tài)。二者產物水為液態(tài)。二者之差就是水的汽化潛熱。之差就是水的汽化潛熱

4、。用氧彈熱量計測量的是高位發(fā)熱量。用氧彈熱量計測量的是高位發(fā)熱量。將粗熱值轉變成凈熱值可以通過下式計算：將粗熱值轉變成凈熱值可以通過下式計算：式中：式中： WH2O焚燒產物中水的質量分數(shù)，焚燒產物中水的質量分數(shù)，%；WH、WCl、WF廢物中氫、氯、氟含量的質量分數(shù)，廢物中氫、氯、氟含量的質量分數(shù)，%。)19W-35.5W-9(W2420WHHVNHVFClHOH2若廢物的若廢物的元素組成元素組成已知，可利用已知，可利用Dulong 方程式近似計方程式近似計算出低位熱值：算出低位熱值：若混合廢物中若混合廢物中各組成物熱值各組成物熱值已知，則可按下式計算出總已知，則可按下式計算出總熱值：熱值：焚燒

5、后實際可利用熱量焚燒后實際可利用熱量4500MM760)M8145000(MM2.3214000NHVSClOHC固體廢物總質量各組成物質量）（各組成物熱值固體廢物總熱值各種熱損失焚燒獲得的總熱量焚燒后實際可利用熱量已知固廢的熱值為11630KJ/kg。固廢中的元素組成： 元素 C H O N S H2O 灰分含量（%） 28 4 23 4 1 20 20與熱損失有關的量:爐渣含碳量 5（不完全燃燒）空氣進爐溫度65爐渣溫度650殘渣比熱0.323KJ/(kg.)水的汽化潛熱2420KJ/kg幅射損失0.5%，碳的熱值32564KJ/kg計算焚燒后可利用的熱值（以上kg為基準）1、殘渣中未燃碳

6、的熱損失殘渣中未燃碳的熱損失殘渣量=0.2/（1-0.05）=0.2105（灰分20全部為殘渣，殘渣中含有5的未燃 碳，故惰性料只占95）未燃碳量0.21050.2=0.0105未燃燒碳的熱損失 325640.0105=340KJ2、水的汽化潛熱水的汽化潛熱原含水量： 1200.2H與O2生成的水量： 14910.36kg總水量： 0.20.360.56kg汽化潛熱：24200.56=1360KJ3、幅射熱損失 116300.5%58KJ4、殘渣帶出的熱量（殘渣總量比熱溫差） 0.21050.323(650-65)=39.8KJ可利用的熱值總熱值各種熱損失之和 11630（3401360583

7、9.8）9832.2KJ對于例2 ，我們也可以Dulong公式近似計算。（書上方法為9832.2）8 .10706)456503920(32. 2 01. 045000760)923. 004. 0(4500028. 01400032. 2 4500760)91(450001400032. 20SClHCmmmmmNHV從這兩種計算結果來看，Dulong近似公式的計算結果偏高，但也說明該公式是可以進行近似計算的。在實際應用中，廢物的熱值主要是用來供熱和發(fā)電，熱的利用率都很低。 焚燒爐廢熱鍋爐 熱效率63 焚燒爐鍋爐透平機發(fā)電機：20廢熱主要用于熱交換器及鍋爐生產熱水或蒸汽利用。例5：P207習

8、題 第3題解： 先計算NHV mC6H5Cl=126+5+35.5112.5 mC=0.64 mH=0.04 mCl=0.32由Dulong近似式 NHV2.32140000.64+45000(0.04-0)-7860.32+0 2.3210508.48=24379.67(KJ/kg)計算EA100時的絕熱火焰溫度CT49.107427329849.104929823.2367.24379)764. 821 (254. 167.24379 298)8 .244121059. 3)(11 (1)254. 1 (67.243794 未超過允許溫度（1150）2廢物熱值利用方式主要設備：鍋爐 蒸汽透

9、平機（氣體透平機） 發(fā)電機第二節(jié)第二節(jié) 固體物質的燃燒固體物質的燃燒（一）固體廢物焚燒的產物（一）固體廢物焚燒的產物1、有機碳的焚燒產物是二氧化碳氣體。、有機碳的焚燒產物是二氧化碳氣體。2、有機物中的氫的焚燒產物是水。若有氟或氯存在，也可能有它們的、有機物中的氫的焚燒產物是水。若有氟或氯存在，也可能有它們的氫化物生成。氫化物生成。3、固體廢物中的有機硫和有機磷，在焚燒過程中生成二氧化硫或三氧、固體廢物中的有機硫和有機磷，在焚燒過程中生成二氧化硫或三氧化硫以及五氧化二磷?；蛞约拔逖趸住?、有機氮化物的焚燒產物主要是氣態(tài)的氮，也有少量的氮氧化物生成。、有機氮化物的焚燒產物主要是氣態(tài)的氮，也有

10、少量的氮氧化物生成。由于高溫時空氣中氧和氮也可結合生成一氧化氮，相對于空氣中氮來說，由于高溫時空氣中氧和氮也可結合生成一氧化氮，相對于空氣中氮來說，固體廢物中的氮元素含量很小，一般可以忽略不計。固體廢物中的氮元素含量很小，一般可以忽略不計。5、有機氟化物的焚燒產物是氟化氫。、有機氟化物的焚燒產物是氟化氫。6、有機氯化物的焚燒產物是氯化氫。、有機氯化物的焚燒產物是氯化氫。7、有機溴化物和碘化物焚燒后生成溴化氫及少量溴氣以及元素碘。、有機溴化物和碘化物焚燒后生成溴化氫及少量溴氣以及元素碘。8、根據(jù)焚燒元素的種類和焚燒溫度，金屬在焚燒以后可生成鹵化物、根據(jù)焚燒元素的種類和焚燒溫度，金屬在焚燒以后可生

11、成鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物和氧化物等。硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物和氧化物等。（二）有害有機廢物焚燒后要求達到（二）有害有機廢物焚燒后要求達到的三個標準的三個標準1、主要有害有機組分（POHC）的破壞去除率（DRE）要達到99.99%以上。DRE定義為從廢物中除去的POHC的質量百分率：對每個指定的POHC都要求達到99.99%以上。2、HCl的排放量應符合從焚燒爐煙囪排出的HCl量在進入洗滌設備之前小于1.8kg/h，若達不到這個要求，則經過洗滌設備除去HCl的最小洗滌率應為99%。3、煙囪的排放顆粒物應控制在183mg/m3，空氣過量率為50%。如果大于或小于50%，應

12、折算成50%的排放量。1、焚燒溫度、焚燒溫度焚燒溫度焚燒溫度是指廢物中有害組分在高溫下氧化、分解直至破壞是指廢物中有害組分在高溫下氧化、分解直至破壞所需達到的溫度。當燃燒系統(tǒng)處于絕熱狀態(tài)時，反應物在經所需達到的溫度。當燃燒系統(tǒng)處于絕熱狀態(tài)時，反應物在經化學反應生成產物的過程中所釋放的熱量全部用來提高系統(tǒng)化學反應生成產物的過程中所釋放的熱量全部用來提高系統(tǒng)的溫度，系統(tǒng)最終所達到的溫度稱為的溫度，系統(tǒng)最終所達到的溫度稱為理論燃燒溫度，理論燃燒溫度，也叫也叫絕絕熱火焰溫度熱火焰溫度。單一燃料燃燒溫度可以根據(jù)化學反應式及各物。單一燃料燃燒溫度可以根據(jù)化學反應式及各物種的定壓比熱進行推估。實際燃燒多采用

13、較簡便的種的定壓比熱進行推估。實際燃燒多采用較簡便的(半半)經驗經驗法進行推估。由燃料性質而定，應考慮熱值、燃點、含水率法進行推估。由燃料性質而定，應考慮熱值、燃點、含水率綜合影響。綜合影響。焚燒產生氣體溫度的近似計算焚燒產生氣體溫度的近似計算)298()298(TcmTcmNHVpepp2、燃燒所需空氣量、燃燒所需空氣量理論空氣量理論空氣量: :根據(jù)廢物組分的氧化反應方程式計算求得的空氣量。根據(jù)廢物組分的氧化反應方程式計算求得的空氣量。是廢物完全燃燒所需的最低空氣量，一般以是廢物完全燃燒所需的最低空氣量，一般以A A0 0表示。表示。實際燃燒空氣量實際燃燒空氣量(V): V=mV0m 為為過

14、?？諝庀禂?shù)過剩空氣系數(shù)，焚燒廢液、廢氣時，焚燒廢液、廢氣時，m=1.21.3；焚燒固體焚燒固體廢物時，廢物時， m=1.51.9，有時在有時在2以上，才能較完全燃燒。以上，才能較完全燃燒。主要的污染物質：主要的污染物質：（1）不完全燃燒產物不完全燃燒產物(PIC)，碳氫化合物燃燒不良產生的副產品，包括碳氫化合物燃燒不良產生的副產品，包括CO、炭黑、炭黑、烴、有機酸及聚合物等；烴、有機酸及聚合物等；（2）粉塵粉塵，廢物中的惰性金屬鹽類、金屬氧化物或不完全燃燒物質等；，廢物中的惰性金屬鹽類、金屬氧化物或不完全燃燒物質等；（3）酸性氣體酸性氣體，包括氯化氫及其他鹵化氫、，包括氯化氫及其他鹵化氫、SO

15、x、NOx、H3PO4等；等；（4）重金屬污染物重金屬污染物，包括鉛、汞、鉻等的元素態(tài)、氧化態(tài)和氯化物等；，包括鉛、汞、鉻等的元素態(tài)、氧化態(tài)和氯化物等；（5）有機污染物有機污染物，主要為二惡英（，主要為二惡英（PCDDs和和PCDFs等）等） 3 、 焚燒煙氣焚燒煙氣4、焚燒停留時間、焚燒停留時間指固體廢物從指固體廢物從進爐進爐開始到焚燒開始到焚燒結束爐渣結束爐渣從爐中從爐中排排出出所需的時間。所需的時間。包括燃燒室加熱至起燃與燃盡的時間之和。該時包括燃燒室加熱至起燃與燃盡的時間之和。該時間受進入燃燒室燃料的間受進入燃燒室燃料的粒徑與密度粒徑與密度的制約，粒徑的制約，粒徑越大，停留時間越長，而

16、密度受粒徑的影響。為越大，停留時間越長，而密度受粒徑的影響。為使燃燒停留時間縮短，投料前應預先經破碎處理。使燃燒停留時間縮短，投料前應預先經破碎處理。5、焚燒灰渣、焚燒灰渣一般，灰渣的主要成分是一般，灰渣的主要成分是金屬或非金屬的氧化物金屬或非金屬的氧化物，俗稱，俗稱礦礦物質物質，其組成約為，其組成約為SiO2 3540% 、Al2O31020%、Fe2O3510%、CaO1020%、MgO、Na2O、K2O各各15%及少量的及少量的Zn、Cu、Pb、Cr等金屬及鹽類。等金屬及鹽類。減量化效果用減量化效果用減量比指標減量比指標來衡量，并用來衡量，并用MRC表示：表示： 殘渣中不可燃物質量殘渣中

17、不可燃物質量= 殘渣燒失量焚燒殘渣質量殘渣燒失量焚燒殘渣質量 不可燃燒物質量投加廢物質量殘渣中渣質量投加廢物質量焚燒殘100MRC殘渣（殘渣（600 25） 3h灼燒后減少的質量占原焚燒殘渣質量的百分數(shù)。灼燒后減少的質量占原焚燒殘渣質量的百分數(shù)。（二）焚燒過程（二）焚燒過程從工程技術的觀點看，需焚燒的物料從送入焚燒爐起，到形從工程技術的觀點看，需焚燒的物料從送入焚燒爐起，到形成煙氣和固態(tài)殘渣的整個過程，總稱為焚燒過程。它包括以成煙氣和固態(tài)殘渣的整個過程，總稱為焚燒過程。它包括以下三個階段：下三個階段： 利用熱能使固體廢物中水分氣化并排出利用熱能使固體廢物中水分氣化并排出生成水蒸氣生成水蒸氣的過

18、程。的過程。在此階段，物料的水分是以蒸汽形態(tài)析出的，因此需要吸收在此階段，物料的水分是以蒸汽形態(tài)析出的，因此需要吸收大量的熱量大量的熱量水的汽化熱水的汽化熱。廢物含水量越大，干燥階段越長，對爐內溫度降低影響越大。廢物含水量越大，干燥階段越長，對爐內溫度降低影響越大。水分過高，需投入輔助燃料；也可將干燥段與焚燒段分開。水分過高，需投入輔助燃料；也可將干燥段與焚燒段分開。2、燃燒階段、燃燒階段 燃燒階段包括三個同時發(fā)生的化學反應：強氧化反應、熱解燃燒階段包括三個同時發(fā)生的化學反應：強氧化反應、熱解反應和原子基團碰撞反應。反應和原子基團碰撞反應。（1）強氧化反應強氧化反應 固體廢物的直接燃燒反應。固

19、體廢物的直接燃燒反應。（2）熱解熱解 焚燒過程不能提供足夠的氧而使固體廢物焚燒過程不能提供足夠的氧而使固體廢物在高溫下發(fā)生的分解反應。在高溫下發(fā)生的分解反應。揮發(fā)分析出的溫度區(qū)間在揮發(fā)分析出的溫度區(qū)間在200800范圍內；范圍內；物料與溫度物料與溫度都會影響析出的都會影響析出的成分和數(shù)量成分和數(shù)量。（3）原子基團碰撞形成火焰原子基團碰撞形成火焰 高溫下氣流富含高溫下氣流富含(單、雙、多單、雙、多)原子基團原子基團的的電子能量躍遷電子能量躍遷，以及以及分子的旋轉和振動分子的旋轉和振動產生產生量子輻射量子輻射，包括，包括紅外熱輻射、可紅外熱輻射、可見光以及波長更短的紫外線見光以及波長更短的紫外線。

20、 火焰性狀取決于溫度和氣流組成火焰性狀取決于溫度和氣流組成。通常溫度在。通常溫度在1000 左右就能形成火焰。廢物組分上的左右就能形成火焰。廢物組分上的原子基團碰撞原子基團碰撞，還易使，還易使廢廢物分解物分解。3、燃盡階段、燃盡階段生成固體殘渣的階段。生成固體殘渣的階段。特點：可燃物濃度減少，惰性物增加，氧化劑量特點：可燃物濃度減少，惰性物增加，氧化劑量相對較大，反應區(qū)溫度降低。相對較大，反應區(qū)溫度降低。要改善燃盡階段的工況，一般常采用的措施如翻要改善燃盡階段的工況，一般常采用的措施如翻動、撥火等辦法來有效地減少物料外表面的灰層，動、撥火等辦法來有效地減少物料外表面的灰層，控制稍多一點的過剩空

21、氣量，增加物料在爐內的控制稍多一點的過?？諝饬浚黾游锪显跔t內的停留時間等。停留時間等。燃燒過程的三個階段沒有界限，不同物料可能處燃燒過程的三個階段沒有界限，不同物料可能處于不同階段，同一物料的表面和內部也可能處在于不同階段，同一物料的表面和內部也可能處在不同的階段。三個階段僅是焚燒過程的必由之路，不同的階段。三個階段僅是焚燒過程的必由之路，實際的過程更為復雜。實際的過程更為復雜。（三）焚燒爐（三）焚燒爐1、爐排型焚燒爐、爐排型焚燒爐 將廢物置于將廢物置于爐排爐排上進行焚上進行焚燒的爐子，有燒的爐子，有固定爐排和固定爐排和活動爐排活動爐排兩種焚燒爐兩種焚燒爐固定爐排：固定爐排：只能手工操作、只能手工操作、間歇運行，勞動條件差、間歇運行，勞動條件差、效率低，撥料不充分時焚效率低，撥料不充分時焚燒不徹底。只適用于焚燒燒不徹底。只適用于焚燒少量的易燃性廢物。少量的易燃性廢物。實際應用較多的是活動式實際應用較多的是活動式爐排焚燒爐，即機械爐排爐排焚燒爐，即機械爐排焚燒爐。焚燒爐?；顒邮綘t排活動式爐排有：有：（1）并列搖動式）并列搖動式 一系列扇形爐排有規(guī)律地一系列扇形爐排有規(guī)律地橫排在爐體中。爐排上下運橫排在爐體中。爐排上下運動，使物料向前運動，對固動，使物料向前運動，對固體廢物適應性強，可用以含體廢物適應性強，可用以含水量較高的垃圾和以表