1、第五章 固體廢物焚燒技術(shù),5.1 生活垃圾焚燒技術(shù),焚燒技術(shù)是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定的過(guò)?？諝饬颗c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，廢物中的有害有毒物質(zhì)在8001200的高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物無(wú)害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。,5.2 焚燒的目的,是盡可能焚毀廢物，使被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害和最大限度地減容， 并盡可能減少新的污染物質(zhì)產(chǎn)生，避免造成二次污染。 對(duì)于大、中型的廢物焚燒廠，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)使廢物減量、徹底焚毀廢物中的毒性物質(zhì)，以及回收利用焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個(gè)目的。,5.3 熱值,生活垃圾的熱值是指單位質(zhì)量的生活垃圾燃燒釋放出來(lái)的熱量，以kJ/kg（或k

2、cal/kg）計(jì)。,熱值的分類,干基發(fā)熱量 是廢物不包括含水分部分的實(shí)際發(fā)熱量，稱干基發(fā)熱量(Hd)。 高位發(fā)熱量 高位發(fā)熱量又稱總發(fā)熱量，是燃料在定壓狀態(tài)下完全燃燒，其中的水分燃燒生成的水凝縮成液體狀態(tài)。熱量計(jì)測(cè)得值即為高位發(fā)熱量(Hh)。 低位發(fā)熱量 實(shí)際燃燒時(shí)，燃燒氣體中的水分為蒸氣狀態(tài)，蒸氣具有的凝縮潛熱及凝縮水的顯熱之和無(wú)法利用，將之減去后即為低位發(fā)熱量或凈發(fā)熱量，也稱真發(fā)熱量(H1)。,熱值的計(jì)算,干基發(fā)熱量、高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量的關(guān)系，三者關(guān)系式如下：（KJ/kg),如果已經(jīng)知道元素組成,可利用Dulong方程式近似計(jì)算出低位熱值 (kcal/kg) Hl = 81C+342.

3、5(H-O/8)+22.5S-5.85(9H+W) C、H、O、S分別代表 碳、氧、氫、氯和硫的元素組成，W為廢物的含水量，kg/kg,5.4 焚燒的產(chǎn)物,在廢物焚燒時(shí)既發(fā)生了物料分子轉(zhuǎn)化的化學(xué)過(guò)程，也發(fā)生了以各種傳遞為主的物理過(guò)程。大部分廢物及輔助燃料的成分非常復(fù)雜，分析所有的化合物成分不僅困難而且沒(méi)有必要，一般僅要求提供主要元素分析的結(jié)果，也就是碳、氫、氧、氮、硫、氯等元素和水分及灰分的含量。它們的化學(xué)方程式雖然復(fù)雜，但是從燃燒的觀點(diǎn)而論，它們可用CxHyOzNuSvClw表示，一個(gè)完全燃燒的氧化反應(yīng)可表示為：,5.5 燃燒過(guò)程污染物的產(chǎn)生,粉塵的產(chǎn)生和特性 無(wú)機(jī)有害氣體的產(chǎn)生和特性 重金

4、屬的產(chǎn)生和特性 有機(jī)污染物的產(chǎn)生和特性,5.5.1 粉塵的產(chǎn)生和特性,焚燒煙氣中的粉塵可以分為無(wú)機(jī)煙塵和有機(jī)煙塵兩部分，主要是廢物焚燒過(guò)程中由于物理原因和熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的微小顆粒物質(zhì)。物理原因產(chǎn)生的粉塵是指燃燒空氣卷起的微小不燃物、可燃物的灰分等，熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的粉塵是指高溫燃燒室內(nèi)氧化的鹽類，在煙氣冷卻后凝結(jié)成鹽顆粒,粉塵的產(chǎn)生量,機(jī)械爐排焚燒爐 膛出口粉塵含量一般為16g/Nm3， 除塵器入口14g/Nm3， 換算成垃圾燃燒量一般為5.522kg/t（濕垃圾）。,粉塵的物理性質(zhì),30m以下的粉塵占5060 粉塵的真密度為2.22.3g/cm3 表觀密度為0.30.5g/cm3,粉塵產(chǎn)生機(jī)理

5、,5.5.2 無(wú)機(jī)有害氣體的產(chǎn)生和特性,無(wú)機(jī)有害氣體包括CO和酸性氣體（HCl、 HF、SOx、NOx） NOx的生成有兩個(gè)重要的因素：燃燒區(qū)域的氧含量和火焰的溫度。研究顯示，在一定溫度下，NOx的生成率和氧的含量成正比關(guān)系。另外，在氧存在的情況下，NOx的產(chǎn)生量隨著溫度提升而大量增加（通常在1150以上），NOx的產(chǎn)生亦與滯留時(shí)間成線性比例關(guān)系。,5.5.3 重金屬的產(chǎn)生和特性,焚燒過(guò)程產(chǎn)生的灰渣（包括爐渣和飛灰），一般為無(wú)機(jī)物質(zhì)，它們主要是金屬的氧化物、氫氧化物和碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽以及硅酸鹽。大量的灰渣特別是其中含有重金屬化合物的灰渣，對(duì)環(huán)境會(huì)造成很大危害。,5.5.4 灰渣、飛灰的產(chǎn)

6、量,與垃圾種類、焚燒爐型式、焚燒條件關(guān)。 一般焚燒1t垃圾會(huì)產(chǎn)生100150kg爐渣， 除塵器飛灰為10kg左右， 余熱鍋爐室飛灰的量與除塵器飛灰差不多。,爐渣、飛灰的產(chǎn)生和特性,5.5.5 有機(jī)污染物的產(chǎn)生和特性,在生活垃圾焚燒爐排放廢氣中，已證實(shí)有很多種因燃燒不完全而產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)。這些產(chǎn)物包括二噁英（PCDDs）、呋喃（PCDFs）、及多環(huán)芳香烴化合物（PAHs）：它們可能以氣態(tài)、冷凝狀態(tài)或附著在粒狀污染物上的方式存在。 二噁英（Polychlorinated Dibenzop-dioxin）是目前發(fā)現(xiàn)的無(wú)意識(shí)合成的副產(chǎn)品中毒性最強(qiáng)的化合物，它的毒性LD50（半致死劑量）是氰化鉀毒性的1

7、000倍以上。人們通常所說(shuō)的二噁英指的是多氯代二苯并-對(duì)-二噁英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）的統(tǒng)稱，共有210種同族體。,焚燒過(guò)程污染物來(lái)源、產(chǎn)生原因及存在形態(tài),減量比 MRC 減量比，%； 焚燒殘?jiān)馁|(zhì)量，kg； 投加的廢物質(zhì)量，kg； 殘?jiān)胁豢扇嘉镔|(zhì)量，kg。,5.6 焚燒技術(shù)的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn),5.6.1 熱灼減量,熱灼減量， 焚燒殘?jiān)谑覝貢r(shí)的質(zhì)量，kg 焚燒殘?jiān)冢?0025）經(jīng)3h灼熱后冷卻至室溫的質(zhì)量，kg,5.6.2 燃燒效率,5.6.3 破壞去除效率,進(jìn)入焚燒爐的POHCS的質(zhì)量流率；,從焚燒爐流出的該種物質(zhì)的質(zhì)量流率,5.7 燃燒方式,蒸發(fā)燃燒。垃圾受熱熔化成

8、液體，繼而化成蒸氣，與空氣擴(kuò)散混合而燃燒，蠟的燃燒屬這一類； 分解燃燒，垃圾受熱后首先分解，輕的碳?xì)浠衔飺]發(fā)，留下固定碳及惰性物，揮發(fā)分與空氣擴(kuò)散混合而燃燒，固定碳的表面與空氣接觸進(jìn)行表面燃燒，木材和紙的燃燒屬這一類； 表面燃燒，如木炭、焦炭等固體受熱后不發(fā)生融化、蒸發(fā)和分解等過(guò)程，而是在固體表面與空氣反應(yīng)進(jìn)行燃燒。,生活垃圾燃燒方式：,生活垃圾中含有多種有機(jī)成分，其燃燒過(guò)程是蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒的綜合過(guò)程。 同時(shí)，生活垃圾的含水率高于其他固體燃料，為了更好地認(rèn)識(shí)生活垃圾的焚燒過(guò)程，我們?cè)谶@里將其依次分為干燥、熱分解和燃燒三個(gè)過(guò)程。,完全燃燒和不完全燃燒,生活垃圾的燃燒還可以分為完全

9、燃燒和不完全燃燒。 最終產(chǎn)物為CO2和H2O的燃燒過(guò)程為完全燃燒； 當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物為CO或其他可燃有機(jī)物（由于氧氣不足、溫度較低等引起）時(shí)，則稱之為不完全燃燒。,煙氣中HCl來(lái)源于含氯的塑料， SOx來(lái)源于紙張和廚房垃圾， NOx來(lái)源于廚房垃圾。 煙氣中的HCl與粉塵中的堿性成分易發(fā)生反應(yīng)， SOx易與粉塵中的堿性成分和氯化物發(fā)生反應(yīng)。 煙氣中汞（Hg）的化學(xué)形態(tài)在爐內(nèi)基本上是汞蒸氣，經(jīng)燃燒室、靜電除塵器后基本轉(zhuǎn)變?yōu)槁然℉gCl2）。 重金屬、鹽分在高溫爐內(nèi)部分氣化，但在煙氣冷卻過(guò)程中凝聚，成為粉塵。,5.8 煙氣中污染物來(lái)源、產(chǎn)生原因及存在形態(tài),垃圾分析 垃圾組成是決定焚燒爐狀況的重要因素。

10、因此，對(duì)垃圾組成進(jìn)行分析，可以預(yù)測(cè)焚燒爐的發(fā)熱量、煙氣中二氧化硫濃度，也可以計(jì)算焚燒垃圾量與空氣需求量。,5.9 焚燒過(guò)程中的垃圾、煙氣和焚燒灰渣分析,煙氣分析,焚燒爐的煙氣溫度、 一氧化碳濃度、 二氧化碳濃度、 氧濃度,焚燒灰渣分析,焚燒灰渣是判定焚燒爐運(yùn)行正常與否的最有力的數(shù)據(jù)。 通過(guò)測(cè)定焚燒灰渣熱灼減量，可以推算焚燒的完成狀況。爐內(nèi)熱損失計(jì)算在熱量管理上十分重要。 定期測(cè)定熱灼減量可以檢知焚燒爐的異常和老化程度。,5.10 廢物焚燒爐的燃燒方式,按照助燃空氣加入階段數(shù)分類，可分為 單段燃燒 多段燃燒； 按照助燃空氣供應(yīng)量，可分為 過(guò)氧燃燒、 缺氧燃燒（控氣式） 熱解燃燒等方式。,廢物焚燒

11、爐的燃燒方式,按燃燒氣體流動(dòng)方式分類 反向流 焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動(dòng)方向相反，適合難燃性、閃火點(diǎn)高的廢物燃燒。 同向流 焚燒爐的燃燒氣體與廢物流動(dòng)方向相同，適用于易燃性、閃火點(diǎn)低的廢物燃燒。 旋渦流 燃燒氣體由爐周圍方向切線加入，造成爐內(nèi)燃燒氣流的旋渦性，可使?fàn)t內(nèi)氣流擾動(dòng)性增大，不易發(fā)生短流，廢氣流經(jīng)路徑和停留時(shí)間長(zhǎng)，而且氣流中間溫度非常高，周圍溫度并不高，燃燒較為完全。,5.11 影響焚燒的主要因素,焚燒溫度、 湍流程度（混合程度） 氣體停留時(shí)間（一般稱為3T） 過(guò)?？諝饴?合稱為3T1E焚燒四大控制參數(shù)。,5.11.1 焚燒溫度,廢物的焚燒溫度是指廢物中有害組分在高溫下氧化、分解直至破

12、壞所須達(dá)到的溫度。 它比廢物的著火溫度高得多。,焚燒溫度,一般說(shuō)提高焚燒溫度有利于廢物中有機(jī)毒物的分解和破壞，并可抑制黑煙的產(chǎn)生。 但過(guò)高的焚燒溫度不僅增加了燃料消耗量，而且會(huì)增加廢物中金屬的揮發(fā)量及氧化氮數(shù)量，引起二次污染。因此不宜隨意確定較高的焚燒溫度。 合適的焚燒溫度是在一定的停留時(shí)間下由實(shí)驗(yàn)確定的。大多數(shù)有機(jī)物的焚燒溫度范圍在8001100之間，通常在800900左右。,焚燒溫度參考經(jīng)驗(yàn)數(shù),對(duì)于廢氣的脫臭處理，采用800950的焚燒溫度可取得良好的效果。 當(dāng)廢物粒子在0.010.51m之間，并且供氧濃度與停留時(shí)間適當(dāng)時(shí)，焚燒溫度在9001100即可避免產(chǎn)生黑煙。,焚燒溫度參考經(jīng)驗(yàn)數(shù),含

13、氯化物的廢物焚燒，溫度在800850以上時(shí)，氯氣可以轉(zhuǎn)化為氯化氫，回收利用或以水洗滌除去；低于800會(huì)形成氯氣，難以除去。,焚燒溫度參考經(jīng)驗(yàn)數(shù),含有堿土金屬的廢物焚燒，一般控制在750800以下。因?yàn)閴A土金屬及其鹽類一般為低熔點(diǎn)化合物。當(dāng)廢物中灰分較少不能形成高熔點(diǎn)爐渣時(shí)，這些熔融物容易與焚燒爐的耐火材料和金屬零件發(fā)生腐蝕而損壞爐襯和設(shè)備。,焚燒溫度參考經(jīng)驗(yàn)數(shù),焚燒含氰化物的廢物時(shí)，若溫度達(dá)850900，氰化物幾乎全部分解。,焚燒溫度參考經(jīng)驗(yàn)數(shù),焚燒可能產(chǎn)生氧化氮（NOx）的廢物時(shí)，溫度控制在1500以下，過(guò)高的溫度會(huì)使NOx急驟產(chǎn)生。,焚燒溫度參考經(jīng)驗(yàn)數(shù),高溫焚燒是防治PCDD與PCDF的最

14、好方法，估計(jì)在925以上這些毒性有機(jī)物即開(kāi)始被破壞，足夠的空氣與廢氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間可以再降低破壞溫度。,5.11.2 停留時(shí)間,廢物中有害組分在焚燒爐內(nèi)處于焚燒條件下，該組分發(fā)生氧化、燃燒，使有害物質(zhì)變成無(wú)害物質(zhì)所需的時(shí)間稱之為焚燒停留時(shí)間。 停留時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響焚燒的完善程度，停留時(shí)間也是決定爐體容積尺寸的重要依據(jù)。,廢物在爐內(nèi)焚燒所需停留時(shí)間,廢物進(jìn)入爐內(nèi)的形態(tài)（固體廢物顆粒大小，液體霧化后液滴的大小以及粘度等）對(duì)焚燒所需停留時(shí)間影響甚大。當(dāng)廢物的顆粒粒徑較小時(shí)， 與空氣接觸表面積大，則氧化、燃燒條件就好，停留時(shí)間就可短些。,停留時(shí)間參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于垃圾焚燒，如溫度維持在85010

15、00之間，有良好攪拌與混合，使垃圾的水氣易于蒸發(fā)，燃燒氣體在燃燒室的停留時(shí)間約為12s。,停留時(shí)間參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于一般有機(jī)廢液，在較好的霧化條件及正常的焚燒溫度條件下，焚燒所需的停留時(shí)間在0.32s左右， 而較多的實(shí)際操作表明停留時(shí)間大約為0.61s； 含氰化合物的廢液較難焚燒，一般需較長(zhǎng)時(shí)間，約3s左右。,停留時(shí)間參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于廢氣，為了除去惡臭的焚燒溫度并不高，其所需的停留時(shí)間不需太長(zhǎng)，一般在1s以下。,5.11.3 湍流度（混合強(qiáng)度）,要使廢物燃燒完全，減少污染物形成，必須要使廢物與助燃空氣充分接觸、燃燒氣體與助燃空氣充分混合。,擾動(dòng)方式,為增大固體與助燃空氣的接觸和混合程度，擾動(dòng)

16、方式是關(guān)鍵所在。 焚燒爐所采用的擾動(dòng)方式有空氣流擾動(dòng)、機(jī)械爐排擾動(dòng)、流態(tài)化擾動(dòng)及旋轉(zhuǎn)擾動(dòng)等，其中以流態(tài)化擾動(dòng)方式效果最好。,空氣流動(dòng)擾動(dòng)方式,爐床下送風(fēng) 助燃空氣自爐床下送風(fēng)，由廢物層空隙中竄出，這種擾動(dòng)方式易將不可燃的底灰或未燃碳顆粒隨氣流帶出，形成顆粒物污染，廢物與空氣接觸機(jī)會(huì)大，廢物燃燒較完全，焚燒殘?jiān)鼰嶙茰p量較??；,空氣流動(dòng)擾動(dòng)方式,爐床上送風(fēng) 助燃空氣由爐床上方送風(fēng)，廢物進(jìn)入爐內(nèi)時(shí)從表面開(kāi)始燃燒，優(yōu)點(diǎn)是形成的粒狀物較少，缺點(diǎn)是焚燒殘?jiān)鼰嶙茰p量較高；,過(guò)?？諝?在實(shí)際的燃燒系統(tǒng)中，氧氣與可燃物質(zhì)無(wú)法完全達(dá)到理想程度的混合及反應(yīng)。為使燃燒完全，僅供給理論空氣量很難使其完全燃燒，需要加上比

17、理論空氣量更多的助燃空氣量，以使廢物與空氣能完全混合燃燒。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取過(guò)?？諝庀禂?shù)時(shí)，應(yīng)視所焚燒廢物種類選取不同數(shù)據(jù)。焚燒廢液、廢氣時(shí)一般取1.21.3；焚燒固體廢物時(shí)則要取較高的數(shù)值，通常為1.51.9，有時(shí)甚至要在2以上，才能達(dá)到較完全的焚燒 .,空氣量供應(yīng)對(duì)焚燒的影響,過(guò)?？諝饴蔬^(guò)低會(huì)使燃燒不完全，甚至冒黑煙，有害物質(zhì)焚燒不徹底； 但過(guò)高時(shí)則會(huì)使燃燒溫度降低，影響燃燒效率，造成燃燒系統(tǒng)的排氣量和熱損失增加。,過(guò)?？諝饬拷?jīng)驗(yàn)指標(biāo),焚燒廢液、廢氣時(shí)過(guò)?？諝饬恳话闳?030的理論空氣量； 但焚燒固體廢物時(shí)則要取較高的數(shù)值，通常占理論需氧量的5090，過(guò)?？諝庀禂?shù)為1.51.9，有時(shí)甚至要在2

18、以上，才能達(dá)到較完全的焚燒。,5.11.4 燃燒四個(gè)控制參數(shù)的互動(dòng)關(guān)系,在焚燒系統(tǒng)中，焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時(shí)間和過(guò)?？諝饴适撬膫€(gè)重要的設(shè)計(jì)及操作參數(shù)。 過(guò)?？諝饴视蛇M(jìn)料速率及助燃空氣供應(yīng)速率即可決定。 氣體停留時(shí)間由燃燒室?guī)缀涡螤?、供?yīng)助燃空氣速率及廢氣產(chǎn)率決定。 而助燃空氣供應(yīng)量亦將直接影響到燃燒室中的溫度和流場(chǎng)混合（紊流）程度，燃燒溫度則影響垃圾焚燒的效率。,焚燒四個(gè)控制參數(shù)的互動(dòng)關(guān)系,5.12 物質(zhì)平衡分析,M1入+M2入+M3入+M4入M1出+M2出+M3出+M4出+M5出,5.13 熱平衡分析,Qr，w + Qr，a + Qr，kQ1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q

19、5 + Q6,輸入熱量,生活垃圾的熱量Qr，w 輔助燃料的熱量Qr，a 助燃空氣熱量Qr，k,輸出熱量,有效利用熱Q1 排煙熱損失Q2 化學(xué)不完全燃燒熱損失Q3 機(jī)械不完全燃燒熱損失Q4 散熱損失Q5 灰渣物理熱損失Q6,當(dāng)垃圾的低位熱值為1500kcal/kg，垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量高效吸收以后轉(zhuǎn)換成蒸汽，如果蒸汽全部用于發(fā)電，在焚燒廠垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量中，23的熱量被尾氣帶走，46的熱量用于汽輪機(jī)發(fā)電，5的熱量用于取暖、供熱水，26的熱量被焚燒廠內(nèi)的各種設(shè)備消耗。汽輪機(jī)的發(fā)電量為焚燒廠自身電力消耗的34倍，與汽輪機(jī)發(fā)電量相當(dāng)?shù)臒崃績(jī)H為垃圾焚燒產(chǎn)生熱量的4。,5.14 固體廢物熱值的利用,5.1

20、5 燃燒所需空氣量,5.16 焚燒煙氣量及組成,如果廢物組成已知，以C、H、O、S、N、Cl、W表示單位廢物中碳、氫、氧、硫、氮、氯和水分的質(zhì)量比,5.18 廢氣停留時(shí)間,CA0，CA分別表示A組分的初始濃度和經(jīng)時(shí)間t后的濃度，g mol； t反應(yīng)時(shí)間，s； k反應(yīng)速度常數(shù)，是溫度的函數(shù)，s-1,5.19 燃燒室容積熱負(fù)荷,Ff輔助燃料消耗量，kg/h； LHVf輔助燃料的低位熱值，kJ/kg； Fw單位時(shí)間的廢物焚燒量，kg/h； LHVw廢物的低位熱值，kJ/kg； A實(shí)際供給每單位輔助燃料與廢物的平均助燃空氣量，kg/kg； Cpa空氣的平均定壓熱容，kJ/（kg）； ta空氣的預(yù)熱溫度

21、，； t0大氣溫度，； V燃燒室容積，m3,5.20 焚燒溫度,LHV廢物及輔助燃料的低位熱值，kJ/kg； EA過(guò)?？諝饴剩?V廢物燃燒產(chǎn)生煙氣量，Nm-3 Cp煙氣在161100范圍內(nèi)的近似熱容，1.254kJ/(kg）,5.21 固體廢物焚燒系統(tǒng),一個(gè)固體廢物焚燒廠主要包括: 廢物貯存及進(jìn)料系統(tǒng) 焚燒系統(tǒng) 廢熱回收系統(tǒng) 灰渣收集與處理系統(tǒng) 煙氣處理系統(tǒng)等組成,垃圾焚燒處理的典型流程,5.21.1 垃圾接受系統(tǒng),垃圾稱重 垃圾卸料 垃圾儲(chǔ)存及進(jìn)料,城市垃圾焚燒爐 一般工業(yè)廢物焚燒爐 危險(xiǎn)廢物焚燒爐三種類型,5.21.2 焚燒爐及其工藝,焚燒爐類型,按照處理廢物的形態(tài) 液體廢物焚燒爐 氣體廢

22、物焚燒爐 固體廢物焚燒爐,固體廢物焚燒爐,爐排型焚燒 旋轉(zhuǎn)窯式焚燒爐 流化床焚燒爐,機(jī)械爐排焚燒爐采用活動(dòng)式爐排，可使焚燒操作連續(xù)化、自動(dòng)化，是目前在處理城市垃圾中最為廣泛的焚燒爐,機(jī)械爐排焚燒爐,流化床焚燒爐,流化床焚燒爐可以對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒處理，但需要預(yù)處理技術(shù)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是可以使垃圾完全燃燒，并對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行最徹底的破壞，一般排出爐外的未燃物均在1左右，燃燒殘?jiān)畹停欣诃h(huán)境保護(hù)，同時(shí)也適用于焚燒高水分的污泥類等物質(zhì)。流化床主要用來(lái)焚燒輕質(zhì)木屑等，但近年開(kāi)始逐步應(yīng)用于焚燒污泥、煤和城市生活垃圾。流化床焚燒爐根據(jù)風(fēng)速和垃圾顆粒的運(yùn)動(dòng)狀況可分為：固定層，沸騰流動(dòng)層和循環(huán)流動(dòng)層。,流化床焚燒

23、爐,流化床焚燒爐的運(yùn)行和操作技術(shù)要求高，若垃圾在爐內(nèi)的沸騰高度過(guò)高，則大量的細(xì)小物質(zhì)會(huì)被吹出爐體；相反，鼓風(fēng)量和壓力不夠，沸騰不完全，則會(huì)降低流化床的處理效率。因此需要非常靈敏的調(diào)節(jié)手段和相當(dāng)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員操作。,流化床焚燒爐,旋轉(zhuǎn)窯式焚燒爐,回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是一種成熟的技術(shù)，如果待處理的垃圾中含有多種難燃燒的物質(zhì)，垃圾的水分變化范圍較大或者進(jìn)料的體積較大，回轉(zhuǎn)窯是一理想的選擇?；剞D(zhuǎn)窯因?yàn)檗D(zhuǎn)速的改變，可以影響垃圾在窯中的停留時(shí)間，并且對(duì)垃圾在高溫空氣及過(guò)量氧氣中施加較強(qiáng)的機(jī)械碰撞，能得到可燃物質(zhì)及腐敗物含量很低的爐渣。 回轉(zhuǎn)窯可處理的垃圾范圍廣，特別是在工業(yè)垃圾的焚燒領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。城市生活垃圾焚

24、燒中的應(yīng)用主要是為了提高爐渣的燃燼率，將垃圾完全燃燼以達(dá)到爐渣再利用時(shí)的質(zhì)量要求。,旋轉(zhuǎn)窯式焚燒爐,1回轉(zhuǎn)窯；2燃燼爐排；3二次燃燒室； 4助燃器；5鍋爐,焚燒爐設(shè)計(jì),焚燒爐的設(shè)計(jì)主要與被燒垃圾的性質(zhì)、處理規(guī)模、處理能力、爐排的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷、燃燒室熱負(fù)荷、燃燒室出口溫度和煙氣滯留時(shí)間、熱灼減率等因素有關(guān),焚燒爐的設(shè)計(jì),垃圾性質(zhì) 處理規(guī)模 處理能力 爐排機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷 燃燒室熱負(fù)荷 燃燒室出口溫度和煙氣滯留時(shí)間 熱灼減率,機(jī)械爐排焚燒爐的設(shè)計(jì),爐膛幾何形狀及氣流模式 燃燒室的構(gòu)造 燃燒室熱負(fù)荷:焚燒爐燃燒室熱負(fù)荷設(shè)計(jì)值約為（3463）104kJ/（m3h） 助燃空氣: 一次空氣占助燃空氣總

25、量的6070，預(yù)熱至150左右由鼓風(fēng)機(jī)送入；其余助燃空氣當(dāng)成二次空氣。一次空氣在爐床干燥段、燃燒段及后燃燒段的分配比例，一般為15、75及10。 燃燒室所需體積 所需爐排面積,旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐設(shè)計(jì),溫度：旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐內(nèi)的氣體溫度通常維持在8501000之間 過(guò)?？諝饬?：旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐的廢液燃燒噴嘴的過(guò)?？諝饬靠刂朴?020之間 停留時(shí)間 ：旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐二次燃燒室體積一般是以2s的氣體停留時(shí)間為基準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的 為固體停留時(shí)間，min；L為旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐長(zhǎng)度，m；D為窯內(nèi)直徑，m；N為轉(zhuǎn)速，r/min；S為窯傾斜度，m/m。,5.21.3 助燃空氣系統(tǒng),一次助燃空氣系統(tǒng) 二次助燃空氣系統(tǒng) 輔助燃油燃燒系統(tǒng)

26、,5.21.4 灰渣處理系統(tǒng),5.21.5 飛灰處理系統(tǒng),5.21.6 余熱利用系統(tǒng),5.21.7 煙氣凈化系統(tǒng),顆粒物（粉塵） 酸性氣（HCl、HF、SOx、NOx等） 重金屬（He、Pb、Cr等） 有機(jī)劇毒性污染物（二惡英、呋喃等）四大類,濕法凈化工藝,噴射干燥器靜電除塵器或袋式除塵器一級(jí)文丘里洗滌器二級(jí)文丘里洗滌器,1-煙氣；2-煙囪；3干燥器；4-靜電除塵器或袋式除塵器； 5熱交換器；6-文丘里洗滌器； 7-中和箱；8-污泥箱；9-石灰貯存?zhèn)}；10石灰熟化倉(cāng)；11Na0H貯存?zhèn)}；12攪拌池；13固態(tài)灰渣,干法凈化工藝,干法管道噴射除塵器”和“干法吸收反應(yīng)器除塵器”,半干法凈化工藝,噴霧

27、干燥吸收塔+除塵器,三種工藝主要對(duì)顆粒物、易去除酸性氣體具有很高的凈化效率，同時(shí)對(duì)于重金屬、二噁英(PCDDs)、呋喃(PCDFs)等也有較高的去除效率，但對(duì)于NOx的凈化效果卻較差。因此，對(duì)于垃圾焚燒煙氣中的NOx排放有限制時(shí)，垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)中常需設(shè)有單獨(dú)的NOx凈化系統(tǒng)。 活性炭噴射吸附 :活性炭噴射吸附并不能單獨(dú)構(gòu)成完整的煙氣凈化系統(tǒng)，它只能作為煙氣凈化主體工藝（包括濕法、半干法和干法）的完善或補(bǔ)充工藝。為了滿足越來(lái)越嚴(yán)格的生活垃圾焚燒煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，確保重金屬（尤其是Hg）和二惡英（PCDDs）、呋喃（PCDFs）的排放達(dá)標(biāo)，除嚴(yán)格控制焚燒工藝和技術(shù)參數(shù)外，現(xiàn)代化大型生活垃圾焚燒廠

28、常采用活性炭噴射吸附的輔助凈化措施,5.21.8 典型粒狀污染物控制技術(shù),選擇除塵設(shè)備時(shí)，首先應(yīng)考慮粉塵負(fù)荷、粒徑大小、處理風(fēng)量及容許排放濃度等因素，若有必要?jiǎng)t再進(jìn)一步深入了解粉塵的特性（如粒徑尺寸分布、平均與最大濃度、真密度、粘度、濕度、電阻系數(shù)、磨蝕性、磨損性、易碎性、易燃性、毒性、可溶性及爆炸限制等）及廢氣的特性（如壓力損失、溫度、濕度及其他成分等），以便作一合適的選擇,除塵設(shè)備的種類,主要包括重力沉降室 旋風(fēng)（離心）除塵器 噴淋塔 文氏洗滌器 靜電除塵器 布袋除塵器等,表7-27 焚燒尾氣除塵設(shè)備的特性比較,注：1cmH2O=98.0665Pa。,焚燒尾氣除塵設(shè)備的特性比較,靜電除塵器

29、和袋式除塵器的除塵效率均大于99%，是目前應(yīng)用最廣泛的兩種顆粒物控制設(shè)備，且對(duì)小于0.5m的顆粒也有很高的捕集效率。 靜電除塵器和袋式除塵器廣泛應(yīng)用于發(fā)達(dá)國(guó)家垃圾焚燒廠作為顆粒污染物的凈化設(shè)備。國(guó)外的工程實(shí)踐表明，靜電除塵器顆粒使顆粒物的濃度控制在45mg/Nm3以下，而袋式除塵器的除塵效率更高，可以使顆粒物的濃度控制在更低的水平。另一方面，袋式除塵器雖然易受氣體溫度和顆粒物粘性的影響，致使濾料的造價(jià)增加和清灰不利，但其除塵效率對(duì)進(jìn)氣條件的的變化不敏感，不受顆粒物比電阻和原始濃度的影響，而太高或太低的比電阻卻可能導(dǎo)致靜電除塵器的除塵效率大大降低，故二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。此外，值得說(shuō)明的是，袋式除塵器

30、在高效去除顆粒物的同時(shí)兼有凈化其他污染物的能力，并可截留部分二惡英。,5.21.9 酸性氣態(tài)污染物控制與凈化技術(shù),HCl、HF以及SOx的凈化技術(shù):HCl、HF以及SOx的凈化機(jī)理是利用酸堿的中和反應(yīng)。堿性吸收劑（如NaOH、Ca(OH)2）以液態(tài)（濕法）、液/固態(tài)（半干法）或固態(tài)（干法）的形式與以上污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng).在垃圾焚燒廠中，HCl、HF以及SOx的凈化技術(shù)可根據(jù)是否有廢水排出的不同分為三種：濕式洗滌法、半干式洗滌法和干式處理法。這三種方法的吸收效率分別為40%50%、60%80%、80%90%，成本之比（干法:半干法:濕法）為1:（1.52）:（22 5）,NOx的凈化技術(shù),目前常

31、用的NOx凈化方法有選擇性催化還原法（SCR）、選擇性非催化還原法（SNCR）以及氧化吸收法等多種形式。SCR法是在催化劑存在的條件下，NOx被還原劑（一般為氨）還原為對(duì)環(huán)境無(wú)害的氮?dú)?。由于催化劑的存在，該反?yīng)在不高于400的條件下即可完成。SNCR法是在高溫（8001000）條件下，利用還原劑氨或碳酰胺（尿素）將NOx還原為氮?dú)獾姆椒āＥcSCR法不同的是，SNCR法不需要催化劑，其還原反應(yīng)所需的溫度比SNCR法高得多。因此，SNCR法的還原反應(yīng)一般是在垃圾焚燒爐膛內(nèi)完成的，而SCR法的還原反應(yīng)是則是在垃圾焚燒爐的后續(xù)設(shè)備中完成。 氧化吸收法是在濕法凈化系統(tǒng)的吸收劑中加入強(qiáng)氧化劑如NaClO2

32、，將煙氣中的NO氧化為NO2，NO2再被鈉堿溶液吸收去除。吸收還原法是在濕法系統(tǒng)中加入Fe2+離子，F(xiàn)e2+離子將NO包圍，形成EDTA化合物，EDTA再與吸收溶液中的HSO3-和SO32-反應(yīng)，最終放出N2和SO42-作為最終產(chǎn)物。,5.21.10 重金屬控制技術(shù),焚燒廠排放尾氣中所含重金屬量的多少，與廢物組成、性質(zhì)、重金屬存在形式、焚燒爐的操作及空氣污染控制方式有密切關(guān)系。,重金屬的焚燒特性與去除機(jī)理,重金屬降溫達(dá)到飽和，凝結(jié)成粒狀物后被除塵設(shè)備收集去除 飽和溫度較低的重金屬元素?zé)o法充分凝結(jié)，但飛灰表面的催化作用會(huì)形成飽和溫度較高且較易凝結(jié)的氧化物或氯化物，而易被除塵設(shè)備收集去除 仍以氣態(tài)

33、存在的重金屬物質(zhì)，因吸附于飛灰上或噴入的活性炭粉末上而被除塵設(shè)備一并收集去除,焚燒前控制 焚燒中控制 焚燒后控制,焚燒前控制,焚燒前控制主要是指垃圾的分類與分揀，這實(shí)際上是一種預(yù)處理。將垃圾中重金屬含量較多的成分（電池、電器、礦物質(zhì)等）垃圾中分揀出，可大大減少垃圾中相關(guān)重金屬（鉛、汞、w等）含量，并可大大減少后期處理、處置的工作量,焚燒中控制,活性炭吸附：煙氣中噴射基于碳的吸附劑，這種方法對(duì)于除汞尤其有效，這是因?yàn)楣姆悬c(diǎn)很低，極易揮發(fā)，經(jīng)過(guò)焚燒處理后，幾乎所有的汞都是以氣體形式離開(kāi)焚燒爐，進(jìn)入煙氣?；钚蕴课絼?duì)汞的吸收率可達(dá)90。而對(duì)于Pb等沸點(diǎn)較高的重金屬則通過(guò)加入絡(luò)合劑，使重金屬催化轉(zhuǎn)

34、化形成飽和溫度較高且較易凝結(jié)的氧化物或絡(luò)合物，進(jìn)而被除塵設(shè)備捕集。目前公認(rèn)SiO2 , A12O3 , Ti2O3等化合物對(duì)Pb、Cd、As的絡(luò)合能力極強(qiáng)。,焚燒中控制,單獨(dú)使用靜電除塵器對(duì)重金屬物質(zhì)去除效果較差，因?yàn)槲矚膺M(jìn)入靜電除塵器時(shí)的溫度較高，重金屬物質(zhì)無(wú)法充分凝結(jié)，且重金屬物質(zhì)與飛灰間的接觸時(shí)間亦不足，無(wú)法充分發(fā)揮飛灰的吸附作用。,焚燒中控制,濕式處理流程中所采用的濕式洗氣塔，雖可降低尾氣溫度至廢氣的飽和露點(diǎn)以下，但去除重金屬物質(zhì)的主要機(jī)構(gòu)仍為吸附作用，且因?qū)α钗镔|(zhì)的去除效果甚低，即使廢氣的溫度可使重金屬凝結(jié)（汞仍除外），除非裝設(shè)除塵效率高的文氏洗滌器或靜電除塵器，凝結(jié)成顆粒狀物的重

35、金屬仍無(wú)法被濕式洗氣塔去除。以汞為例，廢氣中的汞金屬大部分為汞的氯化物（如HgCl2），具水溶性，由于其飽和蒸氣壓高，通過(guò)除塵設(shè)備后在洗氣塔內(nèi)仍為氣態(tài)，與洗滌液接觸時(shí)可因吸收作用而部分被洗滌下來(lái)，但會(huì)再揮發(fā)隨廢氣釋出。,焚燒中控制,布袋除塵器與干式洗氣塔或半干式洗氣塔并用時(shí)，除了汞之外對(duì)重金屬的去除效果均十分優(yōu)良，且進(jìn)入除塵器的尾氣溫度愈低，去除效果愈好。但為維持布袋除塵器的正常操作，廢氣溫度不得降至露點(diǎn)以下，以免引起酸霧凝結(jié)，造成濾袋腐蝕，或因水汽凝結(jié)而使整個(gè)濾袋阻塞。汞金屬由于其飽和蒸氣壓較高，不易凝結(jié)，只能靠布袋上的飛灰層對(duì)氣態(tài)汞金屬的吸附作用而被去除，其效果與尾氣中飛灰含量及布袋中飛灰

36、層厚度有直接關(guān)系。,焚燒中控制,為降低重金屬汞的排放濃度，在干法處理流程中，可在布袋除塵器前噴入活性炭或于尾氣處理流程尾端使用活性炭濾床加強(qiáng)對(duì)汞金屬的吸附作用，或在布袋除塵器前噴入能與汞金屬反應(yīng)生成不溶物的化學(xué)藥劑，如噴入Na2S藥劑，使其與汞作用生成HgS顆粒而被除塵系統(tǒng)去除，噴入抗高溫液體螯合劑可達(dá)到5070的去除效果。在濕式處理流程中，在洗氣塔的洗滌液內(nèi)添加催化劑（如CuCl2），促使更多水溶性的HgCl2生成，再以螯合劑固定已吸收汞的循環(huán)液，確保吸收效果。,5.21.11 二惡英類物質(zhì)產(chǎn)生,廢物成分 焚燒形成 爐外低溫再合成,二惡英類物質(zhì)的控制與凈化技術(shù),焚燒爐內(nèi)二惡英形成的控制技術(shù)

37、:控制來(lái)源；減少爐內(nèi)形成：用3T+E工藝，縮短煙氣在合成溫度區(qū)間內(nèi)的停留時(shí)間，高溫分離飛灰優(yōu)化鍋爐設(shè)計(jì)，加強(qiáng)鍋爐吹掃添加二惡英生成抑制劑；避免爐外低溫再合成。 二惡英污染物的凈化技術(shù) :其中干式/半干式噴淋塔結(jié)合布袋除塵器、活性炭吸附二惡英的技術(shù)是控制煙氣中二惡英排放最為有效的技術(shù)。根據(jù)活性炭加入方式的不同，又可分為3種工藝：活性炭注射工藝、移動(dòng)床工藝和固定床工藝,5.22 污染物排放限值,煙塵：80mg/m3 CO:150mg/m3 SO2:260mg/m3 氮氧化物：400mg/m3 二惡因：1.0ng/m3,5.23 自動(dòng)控制系統(tǒng),垃圾焚燒廠的典型自動(dòng)控制對(duì)象包括稱重及車輛管制自動(dòng)控制、

38、吊車的自動(dòng)運(yùn)行、爐渣吊車的自動(dòng)控制、自動(dòng)燃燒系統(tǒng)、焚燒爐的自動(dòng)啟動(dòng)和停爐，以及實(shí)現(xiàn)多變量控制的模糊數(shù)學(xué)控制。 集散型控制系統(tǒng)，PCS系統(tǒng),燃燒主要控制及測(cè)量系統(tǒng),爐排表面溫度調(diào)節(jié)爐排傳動(dòng)速度 爐子上部氣相溫度調(diào)節(jié)推料機(jī)進(jìn)料速度 一次空氣預(yù)熱器出口空氣溫度控制 垃圾加入量計(jì)算 爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié) 煙氣含氧量與一次空氣流量串級(jí)系統(tǒng) 根據(jù)垃圾熱值及處理量通過(guò)關(guān)聯(lián)式計(jì)算出付產(chǎn)蒸汽量，一次空氣量及二次空氣量，實(shí)現(xiàn)設(shè)定值控制(SPC) 爐子自動(dòng)點(diǎn)火及熄火安全停爐裝置 垃圾裝卸料操作及爐子燃燒情況工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng),鍋爐自控及報(bào)警系統(tǒng),鍋爐汽包液位三沖量控制系統(tǒng)及報(bào)警 除氧器液位控制系統(tǒng)及報(bào)警 除氧器壓力控制系統(tǒng)及

39、報(bào)警 過(guò)熱器出口溫度控制,煙氣處理部分主要監(jiān)控系統(tǒng),排煙溫度控制 煙氣 HCL濃度控制 石灰料倉(cāng)料位控制 反應(yīng)剩余物料位控制 石灰液配制槽及分配槽液位控制 濾袋式除塵器旁通閥控制,汽輪機(jī)部分主要監(jiān)控系統(tǒng),汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力控制 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制 蒸汽轉(zhuǎn)換閥、減溫減壓器溫度及壓力控制,5.24 焚燒灰渣處理與利用,焚燒灰渣是由底灰（Bottom Ash或Slag）及飛灰（Fly Ash）共同組成。 飛灰和底灰具有不同的特性，對(duì)它們的處理方法也不盡相同。 各種灰渣中都含有重金屬，特別是焚燒飛灰，其重金屬含量特別高，在對(duì)其進(jìn)行最終處置之前必須先經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理。另外，灰渣中還存在未燃有機(jī)成分，這在灰渣的處理

40、過(guò)程中也應(yīng)加以考慮。,底灰 底灰系焚燒后由爐床尾端排出的殘余物，主要含有焚燒后的灰分及不完全燃燒的殘余物，一般經(jīng)水冷卻后再送出。,細(xì)渣,細(xì)渣由爐床上爐條間的細(xì)縫落下，經(jīng)集灰斗槽收集，一般可并入底灰，其成分有玻璃碎片、熔融的鋁錠和其他金屬,飛灰,飛灰是指由空氣污染控制設(shè)備中所收集的細(xì)微顆粒，一般系經(jīng)旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器或布袋除塵器所收集的中和反應(yīng)物（如CaCl2、CaSO4等）及未完全反應(yīng)的堿劑如Ca(OH)2。,鍋爐灰,鍋爐灰是廢氣中懸浮顆粒被鍋爐管阻擋而掉落于集灰斗中，亦有沾于爐管上再被吹灰器吹落的，可單獨(dú)收集，或并入飛灰一起收集。,垃圾焚燒灰渣的處置要求,生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GWK

41、B32000）中對(duì)垃圾焚燒灰渣的處置要求是：“焚燒爐渣與除塵設(shè)備收集的焚燒飛灰應(yīng)分別收集、貯存和運(yùn)輸； 焚燒爐渣按一般固體廢物處理，焚燒飛灰應(yīng)按危險(xiǎn)廢物處理； 其它尾氣凈化裝置排放的固體廢物按GB5085.3危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)判斷是否屬于危險(xiǎn)廢物，如屬于危險(xiǎn)廢物，則按危險(xiǎn)廢物處理”。國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄把固體廢物焚燒飛灰列為危險(xiǎn)廢物編號(hào)HW18，依據(jù)其毒性必須納入危險(xiǎn)廢物管理范疇。,焚燒灰渣的利用,根據(jù)焚燒的溫度不同，又可將焚燒爐排出的底灰分為兩種： 一種是1000以下焚燒爐排出的叫普通的焚燒殘?jiān)?另一種是1500高溫焚燒爐排出的熔融狀態(tài)的殘?jiān)袩Y(jié)殘?jiān)?利用焚燒灰渣制造輕骨料 研究結(jié)果表明：建

42、筑混凝土的輕骨料完全可以用城市垃圾焚燒殘?jiān)髦饕稀?焚燒殘?jiān)米鹘ㄖ牧?利用焚燒灰渣制作墻磚和地磚,日本東京工業(yè)實(shí)驗(yàn)所在利用焚燒殘?jiān)谱鲏Υu和地磚方面進(jìn)行了大量的研究。結(jié)果表明，燒制出的墻磚和地磚，性能完全符合日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JISA5209的要求。 地磚和外墻磚一般是由硅石、長(zhǎng)石、蠟石、瓷石及粘土作原料制成的。用垃圾焚燒殘?jiān)孢@些原料中的一部分，盡管質(zhì)量有所下降，卻可以使成本大大降低。,焚燒灰渣的土木工程應(yīng)用,飛灰和水冷熔渣的土木工程性質(zhì)表明它們替代傳統(tǒng)的填充材料有很大的優(yōu)勢(shì)。 一種應(yīng)用是作為路堤和土壤改良的填料。飛灰和水冷熔渣的密度低，這使它們?cè)谧髀返毯蛙浲恋奶盍蠒r(shí)比傳統(tǒng)的填料要好，因

43、為施加在軟土上的負(fù)荷小，所以引起的地面沉降也小。飛灰和水冷熔渣的抗剪強(qiáng)度很高，表明這兩種物質(zhì)有足夠的耐受能力和穩(wěn)定性。飛灰和水冷熔渣的滲透系數(shù)很高，與沙子具有相同的數(shù)量級(jí)，這使它們?cè)谧魈盍蠒r(shí)很快穩(wěn)定。,燒結(jié)殘?jiān)眉夹g(shù),燒結(jié)殘?jiān)ǔＪ歉呙芏壬暗[狀熔塊。由于經(jīng)過(guò)玻璃化，故重金屬溶出量很小，利用這個(gè)優(yōu)點(diǎn)作建筑材料、鋪路骨料很為適用。,5.25 垃圾焚燒廠的建設(shè),焚燒廠建設(shè)基本原則 焚燒建設(shè)所需的條件,5.26 焚燒廠的分類,I類：1200t/d II類：600-1200t/d III類：150-600t/d 類：50-150t/d,5.27 焚燒廠設(shè)備,5.27.1 焚燒爐的選擇,5.27.2 焚

44、燒爐的技術(shù)要求,焚燒爐技術(shù)性能指標(biāo) 溫度（850，1000），停留時(shí)間（2S，1S），熱灼減率（5%），煙氣中氧含量（6-12%） 焚燒爐煙筒高度要求 100（t/d)，25m；100-300 （t/d)，40m；300 （t/d)以上，60m,5.27.3 廠址選擇與用的面積確定,5.28 危險(xiǎn)廢物焚燒技術(shù),選址原則 排氣筒高度 技術(shù)性能指標(biāo) 排放限值,生活垃圾焚燒及資源化研究與應(yīng)用,研究目標(biāo)： 在完善和提高發(fā)達(dá)國(guó)家焚燒技術(shù)的同時(shí)，針對(duì)我國(guó)生活垃圾高混雜、高含水率、高無(wú)機(jī)物含量、低熱值等引發(fā)的焚燒難題，研發(fā)和應(yīng)用千噸級(jí)機(jī)械爐排焚燒國(guó)產(chǎn)化技術(shù)集成體系，為我國(guó)焚燒事業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ),項(xiàng)目背景,二

45、、研究?jī)?nèi)容及成果,1. 生活垃圾生物堆酵與機(jī)械脫水集成技術(shù)脫水,經(jīng)10 d，含水率從72降低到53 垃圾在堆酵5 d后，低位熱值提高了3040,圖 半程生物處理體含水率變化,圖 垃圾堆酵與時(shí)間的示意圖,生活垃圾生物脫水,圖 垃圾預(yù)堆制后其進(jìn)爐垃圾占進(jìn)廠垃圾量的百分比,機(jī)械壓濾脫水率,垃圾貯坑堆酵,表 垃圾壓濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)的擠壓，大約10.3%的滲濾液被擠出,1. 生活垃圾生物堆酵與機(jī)械脫水集成技術(shù)脫水,降低大約30 %的水分,采用貯坑生物預(yù)堆制和機(jī)械壓濾脫水相結(jié)合的生活垃圾預(yù)脫水技術(shù)，使得生活垃圾水分含量降低34以上 熱值從原生垃圾的3800 kJ/kg提高到7200 kJ/kg左右,

46、1. 生活垃圾生物堆酵與機(jī)械脫水集成技術(shù)脫水,2.生活垃圾焚燒工藝集成技術(shù)研究,表 有機(jī)硅類滲透劑涂層（底層）與聚脲涂料（表層）組成的復(fù)合涂層,垃圾貯坑的防腐、密閉,進(jìn)爐垃圾熱值提高、防腐效果良好、垃圾倉(cāng)密封性強(qiáng),爐排通風(fēng)改進(jìn)性能研究,爐排片端部開(kāi)孔：未開(kāi)孔爐排阻力為2475Pa，開(kāi)孔爐排為1248Pa 四次垃圾的裝卸，未開(kāi)孔的空爐排最大阻力為145 Pa，而此時(shí)有500 mm厚垃圾時(shí)的最大阻力為 468 Pa（對(duì)應(yīng)于最大的空氣流量 1031 m /h），爐排通風(fēng)阻力所占比例約為1/3,圖 試驗(yàn)臺(tái)流程示意圖,2.生活垃圾焚燒工藝集成技術(shù)研究,實(shí)際焚燒廠爐排的通風(fēng)實(shí)驗(yàn)研究,增大了第一級(jí)爐排的通風(fēng)

47、量，促進(jìn)了入爐后的垃圾干燥與著火、焚燒效果 當(dāng)左右兩側(cè)第一級(jí)送風(fēng)量低于 12000 m3/h時(shí)，焚燒狀態(tài) “一般”，而隨著第一級(jí)送風(fēng)量的增加，焚燒狀態(tài)將得到很好提高 當(dāng)?shù)谝患?jí)爐排送風(fēng)量達(dá)到總送風(fēng)量 25%左右時(shí)（一般設(shè)計(jì)值為總送風(fēng)量15），達(dá)到很好的焚燒狀態(tài),垃圾焚燒狀態(tài)與第一級(jí)爐排送風(fēng)量關(guān)系,2.生活垃圾焚燒工藝集成技術(shù)研究,25%,65%,10%,爐排性能改進(jìn)性能研究,針對(duì)高含水率、低熱值的特性 - 提高一次風(fēng)溫度最高至280，使垃圾在爐 內(nèi)的干燥段得以充分干燥，加強(qiáng)燃燒效果； - 同時(shí)加長(zhǎng)焚燒爐排長(zhǎng)度至14.43m，最終爐 渣熱灼減率低于1%,爐排開(kāi)孔前后第一次裝垃圾阻力的比較,新安裝爐

48、排片端部形狀,爐排片端部形狀,2.生活垃圾焚燒工藝集成技術(shù)研究,“冷卻（稀堿液）石灰干粉管道噴射+袋式除塵”的干法/半干法切換型工藝,采用冷卻水，直接冷卻去除部分酸性物質(zhì)；當(dāng)煙氣中酸性氣態(tài)污染物濃度較高時(shí)，改為噴入“NaOH 的稀溶液”,表 焚燒廠煙氣的污染物排放狀況,2. 生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術(shù),焚燒廠飛灰產(chǎn)量大約為進(jìn)廠生活垃圾的1.5%，大大低于常規(guī)的35的比例，有效降低了后續(xù)飛灰的處理壓力,圖 江橋焚燒廠飛灰質(zhì)量比,2.生活垃圾焚燒工藝集成技術(shù)研究,焚燒廠飛灰量,3. 生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術(shù),L/S值增大,脫硫率呈逐漸上升的趨勢(shì) L/S值從0.036mm-1增大到0.069

49、mm-1, SO2脫除率大幅度提高，從73.0%升至93.74%,圖 L/S對(duì)二氧化硫去除率的影響(T=1min),水道式脫硫系統(tǒng)研究,長(zhǎng)距離水道式脫硫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置 1 SO2鋼瓶 2 N2 鋼瓶 3 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 4 調(diào)節(jié)閥門 5 緩沖混合鋼罐 6 長(zhǎng)距離水道體系 7 煙氣分析儀 8 氣體管路 9 氣體采樣管路,氣體流速增大，SO2去除率下降，但提高流速可增強(qiáng)氣液兩相的湍動(dòng)，增強(qiáng)氣液傳質(zhì)，SO2去除速率增大,3. 生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術(shù),當(dāng)液體介質(zhì)為飛灰浸出液時(shí)，SO2去除率明顯高于單純水作為介質(zhì)時(shí)的脫硫率 水道式脫硫除塵系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，充分利用煙氣飛灰顆粒中二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂等堿性成分的活性，使之與二氧化硫等廢氣相互作用和反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)煙氣的凈化,圖 飛灰對(duì)二氧化硫去除率的影響 (T=1min;L/S=0.0364mm-1),3. 生活垃圾焚燒煙氣耦合控制技術(shù),4.生活垃圾焚燒廠滲濾液表征及處理技術(shù)研究,表 焚燒廠滲濾液性質(zhì)分析,焚燒廠滲濾液性質(zhì),滲濾液厭氧預(yù)處理工藝 在水力停留時(shí)間為8 d，平均容積COD負(fù)荷為5.8 kg COD/(m