固废第六章ppt课件

1、 经过高温破坏，改动固体废物组成和构造，同经过高温破坏，改动固体废物组成和构造，同 时到达减容、无害化或综合利用的目的。时到达减容、无害化或综合利用的目的。 热处置热处置 处置方法处置方法 熄灭处置熄灭处置 热裂解热裂解 焙烧焙烧 处置处置 其它热其它热 处置方法处置方法 是一种高温热处置技术，即以一定的过剩空气与被是一种高温热处置技术，即以一定的过剩空气与被 处置的有机废物在熄灭炉内进展氧化熄灭的反响，处置的有机废物在熄灭炉内进展氧化熄灭的反响， 废物中的有害物质在高温下氧化、热解而被破坏。废物中的有害物质在高温下氧化、热解而被破坏。 熄灭熄灭incineration or combusti

2、onincineration or combustion 机械化延续渣滓熄灭炉。处置才干、熄灭效果、治污机械化延续渣滓熄灭炉。处置才干、熄灭效果、治污 焚毁带病毒、病菌的渣滓。焚毁带病毒、病菌的渣滓。英、美、法等实验研讨，建立熄灭炉英、美、法等实验研讨，建立熄灭炉 19世纪中后期世纪中后期 20世纪初世纪初 1960 大型机械化炉排；较高效率的烟气净化大型机械化炉排；较高效率的烟气净化 系统系统 19701990 自控、挪动式机械炉排自控、挪动式机械炉排 熄灭炉、多样化、熄灭炉、多样化、T 除尘除尘 资源化资源化 智能化智能化 多功能多功能 综合性综合性 1 2 3 4 . 我国始于我国始于1

3、980 枯燥枯燥 热分解热分解 熄灭熄灭 蒸发熄灭蜡烛蒸发熄灭蜡烛 分解熄灭纸张分解熄灭纸张 外表熄灭木炭外表熄灭木炭 焚焚 烧烧 机机 理理 颗粒状废物颗粒状废物 熄灭中的大气污染物熄灭中的大气污染物 酸性气体酸性气体 氮氧化物氮氧化物 一氧化碳一氧化碳 重金属重金属 有机氯化物有机氯化物 不可燃物质不可燃物质 部分无机盐部分无机盐 未完全熄灭未完全熄灭 SO2、HCl、HF 元素态重金属元素态重金属 重金属氧化物重金属氧化物 重金属氯化物重金属氯化物 多氯代二苯多氯代二苯对对二恶英二恶英PCDDs 多氯代二苯并呋喃多氯代二苯并呋喃PCDFs 焚焚 烧烧 技技 术术 层状熄灭技术层状熄灭技术

4、 过程稳定、技术过程稳定、技术 成熟、运用广成熟、运用广 固定炉排熄灭炉、固定炉排熄灭炉、 程度机械熄灭炉、程度机械熄灭炉、 倾斜机械熄灭炉倾斜机械熄灭炉 等等 辐射、烟气对流，辐射、烟气对流， 翻转及搅动翻转及搅动 炉型设计和配风炉型设计和配风 设计设计 流化熄灭技术流化熄灭技术 较成熟，可处置较成熟，可处置 低热值、高水分低热值、高水分 废物，但对入料废物，但对入料 要求均匀化、细要求均匀化、细 小化小化 流化床熄灭炉流化床熄灭炉 空气流和烟气流空气流和烟气流 快速挪动，物料快速挪动，物料 流态化形状流态化形状 旋转熄灭技术旋转熄灭技术 较成熟、效率高较成熟、效率高 回转窑熄灭炉回转窑熄灭

5、炉 滚筒、抄板滚筒、抄板 熄灭影熄灭影 响要素响要素 废物料层厚度、运废物料层厚度、运 动方式、预热温度动方式、预热温度 进气方式、熄灭器性进气方式、熄灭器性 能、烟净化系统阻力能、烟净化系统阻力 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毒有害物质的种类及含量、水分含量等 热值：低位热值热值：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：尺寸越小，所需加热和熄灭时间越短，固体物固体废物尺寸：尺寸越小，所需加热和熄灭时间越短，固体物 质熄灭时间与物料粒度质熄灭时间与物料粒度1212次方成正比。此外

6、，尺寸越小，比次方成正比。此外，尺寸越小，比 外表积越大，与空气接触越充分，利于提高熄灭效率外表积越大，与空气接触越充分，利于提高熄灭效率 2 2、熄灭温度、熄灭温度(temperature)(temperature) 熄灭温度越高，所需停留时间越短，熄灭速率越快，熄灭熄灭温度越高，所需停留时间越短，熄灭速率越快，熄灭 效率越高效率越高 温度过高高于温度过高高于13001300，会影响内衬耐火资料、会发生，会影响内衬耐火资料、会发生 炉排结焦炉排结焦 温度太低低于温度太低低于700700，会发生不完全熄灭，产生有毒副，会发生不完全熄灭，产生有毒副 产物产物 最低温度要高于物料燃点温度最低温度要

7、高于物料燃点温度 3 3、停留时间、停留时间(time)(time) 固体废物在熄灭炉内停留时间和烟气在熄灭炉内停留时间固体废物在熄灭炉内停留时间和烟气在熄灭炉内停留时间 停留时间越长，熄灭越彻底，熄灭效果越好停留时间越长，熄灭越彻底，熄灭效果越好 停留时间过长，会使熄灭炉处置量减少，经济上不合理停留时间过长，会使熄灭炉处置量减少，经济上不合理 停留时间过短，会呵斥不完全熄灭停留时间过短，会呵斥不完全熄灭 要求渣滓停留时间到达要求渣滓停留时间到达1.52h1.52h以上，烟气停留时间到达以上，烟气停留时间到达2s2s 4 4、搅动、搅动(turbulence)(turbulence) 促进空气

8、与废物充分混合，以到达完全熄灭促进空气与废物充分混合，以到达完全熄灭 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) 熄灭所需氧气由空气提供，经过提供足够空气保证完全反响熄灭所需氧气由空气提供，经过提供足够空气保证完全反响 供应过多过剩空气会导致熄灭温度降低、烟气量增大供应过多过剩空气会导致熄灭温度降低、烟气量增大 过剩空气是实际空气量的过剩空气是实际空气量的1.72.51.72.5倍倍 固固 体体 废废 物物 热热 值值 4500760) 8 1 (450001400032. 2 s m

9、 cl m o mm c mLHV H 100 100 2 )()( OH HHVHHV 干湿 2 242095.7 35.5 19 C lF LH V H H VHOH ( ) 例例 某固体废物含可燃物某固体废物含可燃物60%、水分、水分20%、惰性物即灰分、惰性物即灰分20%，固体，固体 废物的可燃元素组成为碳废物的可燃元素组成为碳28%、氢、氢4%、氧、氧23%、氮、氮4%、硫、硫1%。假设：。假设： 固体废物的热值为固体废物的热值为11630kJ/kg；炉栅残渣含碳量；炉栅残渣含碳量5%；空气进入炉膛的温；空气进入炉膛的温 度为度为65，炉栅残渣分开时的温度为，炉栅残渣分开时的温度为6

10、50 ；残渣的比热为；残渣的比热为0.323 kJ/(kg)；水的汽化潜热；水的汽化潜热2420 kJ/kg；辐射损失为总炉膛输入热量的；辐射损失为总炉膛输入热量的 0.5%；碳的热值为；碳的热值为32564 kJ/kg。试计算这种废物熄灭后可利用的热值。试计算这种废物熄灭后可利用的热值。 解：以固体废物解：以固体废物1kg为基准为基准 1固体废物的热量固体废物的热量 Qw=11630 x1=11630kJ 2不完全熄灭热损失不完全熄灭热损失 惰性物的质量：惰性物的质量：1kgx0.20=0.2kg 总残渣量：总残渣量：0.2/(1-0.05)=0.2105kg 残渣中未熄灭碳的质量：残渣中未

11、熄灭碳的质量：0.2105-0.2=0.0105kg 未熄灭碳的热损失：未熄灭碳的热损失：Q2=32564x0.0105=341.9kJ 3机械热损失辐射热损失机械热损失辐射热损失 为进入熄灭炉总能量的为进入熄灭炉总能量的0.5%，即，即 Q3=11630 x0.005=58.2kJ 4水的汽化热水的汽化热 生成水的总质量生成水的总质量=固体废物原含水量固体废物原含水量+组分中氢和氧生成水量组分中氢和氧生成水量 固体废物原含水量固体废物原含水量=1x0.2=0.2kg 组分中氢和氧生成水量组分中氢和氧生成水量=1x0.04x18/2=0.36kg 生成水的总质量：生成水的总质量：0.2+0.3

12、6=0.56kg 水的汽化热：水的汽化热：Q4=2420 x0.56=5.2kJ 5残渣带出的显热残渣带出的显热 Q5=0.2105x0.323x(650-65)=39.8kJ 6可利用的热值可利用的热值 可利用的热值：可利用的热值：Q1= Qw-(Q2+ Q3+ Q4+ Q5) =11630-(341.9+58.2+5.2+39.8) =9834.9kJ 固固 体体 废废 物物 熄熄 灭灭 温温 度度 L 0 pg H TT VC 例例 某含萘、甲苯和氯苯的混合物，在空气过量系数为某含萘、甲苯和氯苯的混合物，在空气过量系数为0.50的条件下，于的条件下，于 1120熄灭。最终主要有害有机物的

13、去除率合格。试利用近似计算法计熄灭。最终主要有害有机物的去除率合格。试利用近似计算法计 算当空气过量系数为算当空气过量系数为0、0.50、1时的绝热火焰温度。知该混合物低位时的绝热火焰温度。知该混合物低位 热值为热值为9835kJ 解：以解：以1kg1kg废物为基准废物为基准 2 4 0 9835 298 1.254 3.59 109835 (1 0) 1 20291756 EA T KC 时 2 4 2 4 0.50 9835 298 1.254 3.59 109835 (1 0.5) 1 15441270 1 9835 298 1.254 3.59 109835 (1 1) 1 12719

14、98 EA T KC EA T KC 时 时 空空 气气 和和 烟烟 气气 量量 计计 算算 碳熄灭碳熄灭 C + O2 CO2 C/1222.4 m3 氢熄灭氢熄灭 H2 + O2 H2O H/2(22.4/2) m3 硫熄灭硫熄灭 S + O2 SO2 S/3222.4 m3 燃料中的氧燃料中的氧 O 1/2O2 O/16(22.4/2) m3 24242 11 V=CO+H +2CH +3C H -O 22 理氧 1 V=V 0.21 理空理氧 假设在渣滓熄灭时运用了辅助燃料，那么以上补充为：假设在渣滓熄灭时运用了辅助燃料，那么以上补充为： 焚焚 烧烧 工工 艺艺 工艺工艺 系统系统 空

15、气系统空气系统 前处置系统前处置系统 进料系统进料系统 熄灭炉系统熄灭炉系统 其它系统其它系统 烟气系统烟气系统 生活渣滓熄灭工艺流程图生活渣滓熄灭工艺流程图 大型现代化生活渣滓熄灭技术工艺流程图大型现代化生活渣滓熄灭技术工艺流程图 焚焚 烧烧 工工 艺艺 前前 处处 理理 及及 进进 料料 系系 统统 焚焚 烧烧 工工 艺艺 焚焚 烧烧 炉炉 系系 统统 炉排有炉排有 效面积效面积 A . 熄灭室熄灭室 有效容有效容 积积V . 停留时停留时 间间 . 焚焚 烧烧 工工 艺艺 空空 气气 系系 统统 主要主要 设备设备 通风管道、进气系统、风机和空气预热通风管道、进气系统、风机和空气预热 器

16、等器等 助燃助燃 空气空气 一次助燃空气：一次助燃空气：60%80%，枯燥段，枯燥段 15%、熄灭段、熄灭段75%、燃烬段、燃烬段10% 二次助燃空气：二次助燃空气：20%40%，火焰上和，火焰上和 二次熄灭室空气二次熄灭室空气 换热换热 器预器预 热热 余热锅炉后，余热锅炉后，200280 焚焚 烧烧 工工 艺艺 烟烟 气气 系系 统统 PCDDs: TCDDs PCDFs 酸性气体酸性气体: HF、 SOX、NOX、 HCl 重金属重金属 汞、镉、铅汞、镉、铅 烟尘烟尘 二恶英的产生与防治二恶英的产生与防治 二恶英二恶英(Dioxins)是目前发现的无认识合成的毒性最强的化是目前发现的无认

17、识合成的毒性最强的化 合物。人们通常所说的二恶英指的是多氯二苯并二恶英合物。人们通常所说的二恶英指的是多氯二苯并二恶英 (PCDDs)、多氯二苯并呋喃、多氯二苯并呋喃(PCDFs)的统称，共有的统称，共有210种同种同 族体。其中族体。其中2，3，7，8-四氯二苯并二恶英四氯二苯并二恶英(TCDDs)毒性最毒性最 强，强， LD50半致死剂量是氰化钾毒性的半致死剂量是氰化钾毒性的1000倍以上。倍以上。 O O 1 2 3 4 6 7 8 9 PCDDs (75种) O 1 2 3 4 6 7 8 9 PCDFs (135种) 多氯取代 二恶英的影响案例二恶英的影响案例 20世纪世纪70年代后

18、期，荷兰科学家对本国城市渣滓熄灭厂的二恶英排放物年代后期，荷兰科学家对本国城市渣滓熄灭厂的二恶英排放物 进展研讨，发现大量的二恶英普遍地存在于熄灭厂的烟气飞灰内，其剧进展研讨，发现大量的二恶英普遍地存在于熄灭厂的烟气飞灰内，其剧 毒性、生物累积性和因具有高熔沸点、高热稳定性导致不易被分解等特毒性、生物累积性和因具有高熔沸点、高热稳定性导致不易被分解等特 征，引起世界环保界的震惊。征，引起世界环保界的震惊。 熄灭家庭混合渣滓特别是熄灭聚氯乙烯塑料时会产生较多的二恶英。据熄灭家庭混合渣滓特别是熄灭聚氯乙烯塑料时会产生较多的二恶英。据 日本的一项调查阐明，环境中的二恶英日本的一项调查阐明，环境中的二

19、恶英80-90来自渣滓熄灭。来自渣滓熄灭。 二恶英会在空中漂浮被人体吸入，或经过降雨使水域、土壤遭到污染，二恶英会在空中漂浮被人体吸入，或经过降雨使水域、土壤遭到污染， 还可在该环境中生活的动植物体内富积。法国北部原有三个熄灭炉，它还可在该环境中生活的动植物体内富积。法国北部原有三个熄灭炉，它 熄灭的废气曾使附近奶牛场产的牛奶含高浓度的二恶英而被迫封锁。熄灭的废气曾使附近奶牛场产的牛奶含高浓度的二恶英而被迫封锁。 二恶英的控制方法二恶英的控制方法 控制熄灭厂产生的二恶英，应从控制来源、减少炉内构成、防止炉控制熄灭厂产生的二恶英，应从控制来源、减少炉内构成、防止炉 外低温区再合成及去除四方面来着

20、手：外低温区再合成及去除四方面来着手： 经过废物分类搜集或预分拣分别，防止含氯成分高的物质经过废物分类搜集或预分拣分别，防止含氯成分高的物质( (如如PVCPVC塑料等塑料等) ) 和重金属进入渣滓中；和重金属进入渣滓中； 熄灭炉熄灭室应坚持足够的熄灭温度熄灭炉熄灭室应坚持足够的熄灭温度( (不低于不低于850)850)及气体停留时间及气体停留时间( (不不 少于少于2s)2s)，确保废气中具有适当的氧含量，确保废气中具有适当的氧含量( (最好在最好在6 61212之间之间) )； 应缩短烟气在处置和排放过程中处于应缩短烟气在处置和排放过程中处于200200500500温度停留时间；温度停留时

21、间； 烟气末端净化采用活性碳放射吸附法去除。烟气末端净化采用活性碳放射吸附法去除。 焚焚 烧烧 工工 艺艺 焚焚 烧烧 炉炉 系系 统统 焚焚 烧烧 工工 艺艺 其其 它它 系系 统统 灰渣系统灰渣系统 废水处置系统废水处置系统 余热系统余热系统 发电系统发电系统 自动控制系统自动控制系统 熄灭残渣熄灭残渣 美国矿山局从城市渣滓熄灭残渣中回收铁、非铁美国矿山局从城市渣滓熄灭残渣中回收铁、非铁 金属和玻璃。金属和玻璃。 烧结残渣烧结残渣 烧结残渣是象砂石一样密度高的粒子，其中重金属溶出量烧结残渣是象砂石一样密度高的粒子，其中重金属溶出量 少，可作混凝土的粗骨料及筑路资料用。少，可作混凝土的粗骨料

22、及筑路资料用。 3.2cm3.2cm破碎破碎 3.2cm44目目磁选磁选 4-204-20目目磁选磁选 202020目非铁金属目非铁金属 2020目的玻璃目的玻璃 棒磨棒磨 苏联研讨用感应射频共振法从渣滓熄灭残渣中分别回收导苏联研讨用感应射频共振法从渣滓熄灭残渣中分别回收导 电性的黑色有色金属；用光度分选法得到玻璃和陶瓷。电性的黑色有色金属；用光度分选法得到玻璃和陶瓷。 熄灭能源的回收利用熄灭能源的回收利用 A、熄灭热回收利用：利用固体废物熄灭热来消费蒸汽和、熄灭热回收利用：利用固体废物熄灭热来消费蒸汽和 发电，其方法如下：发电，其方法如下： 熄灭炉熄灭炉(衬以耐火资料的熄灭室衬以耐火资料的熄

23、灭室)后面装一个废热锅炉后面装一个废热锅炉 建水墙式渣滓熄灭炉建水墙式渣滓熄灭炉 B、 将废物处置成燃料将废物处置成燃料(废物燃料废物燃料) 废物燃料废物燃料(RDF：Refuse Derived Fuel)：用废物处置成：用废物处置成 燃料，可以作为主要燃料或辅助燃料和主燃料燃料，可以作为主要燃料或辅助燃料和主燃料(如煤如煤) 一同进展熄灭一同进展熄灭 经粉碎的废物燃料：制成粉末状废物燃料或把废物燃料制经粉碎的废物燃料：制成粉末状废物燃料或把废物燃料制 成成“煤砖、煤砖、“煤球或其它散粒状燃料煤球或其它散粒状燃料 熄灭热能利用方式熄灭热能利用方式 热电联产热电联产 产生蒸汽发电，适用于废物热

24、值大的场所产生蒸汽发电，适用于废物热值大的场所 用于发电时，普通在产生蒸汽的锅炉、蒸汽透平机或气体透平机以及用于发电时，普通在产生蒸汽的锅炉、蒸汽透平机或气体透平机以及 发电机中进展发电机中进展 热交换器及废热锅炉产生热水或蒸汽。热交换器及废热锅炉产生热水或蒸汽。 普通来说熄灭炉普通来说熄灭炉废热锅炉典型热效率是废热锅炉典型热效率是63，蒸汽透平，蒸汽透平发电机发电机 系统典型热效率只需系统典型热效率只需30左右，假设采用熄灭炉左右，假设采用熄灭炉蒸汽锅炉蒸汽锅炉透平机透平机 发电机系统以回收利用其能量，整个热效率只需发电机系统以回收利用其能量，整个热效率只需20。假设产生的。假设产生的 动力

25、中一部分利用于其前端加工系统动力中一部分利用于其前端加工系统(破碎、分选破碎、分选)，那么净输出的动力，那么净输出的动力 只占整个热效率的只占整个热效率的17.5， 预热熄灭空气预热熄灭空气 预热废物本身预热废物本身 熄熄 灭灭 炉炉 的的 选选 评评 焚焚 烧烧 效效 果果 黑度，烟气量黑度，烟气量 1234 热解热解 原理原理 热解定义及特点、热解过程及产物、有机热解定义及特点、热解过程及产物、有机 固体废物热解机理固体废物热解机理 热解热解 工艺工艺 热解工艺分类热解工艺分类 典型固典型固 体废物体废物 的热解的热解 城市生活渣滓的热解、废塑料的热解、污城市生活渣滓的热解、废塑料的热解、

26、污 泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃 物的热解物的热解 将有机物在无氧或缺氧形状下加热，使之成为将有机物在无氧或缺氧形状下加热，使之成为 气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。 热解热解 热热 解解 与与 熄熄 灭灭 比比 较较 热热 解解 的的 特特 点点 热热 解解 过过 程程 及及 产产 物物 有机固体废物有机固体废物 气体气体H2 、CH4 、CO、CO2 + 有机液体有机酸、芳烃、焦油有机液体有机酸、芳烃、焦油+ 固体固体(炭黑、灰炭黑、灰) 3(C6H10O5) 8H2O+C6H8O可燃油可燃油+2C

27、O+2CO2+CH4+H2+7C+ CH +H +H O+CO+CO +NH +H S+HCN 422232 大分子及中等分子量的有机液体（焦油等） 分子量小的有机液体 加热 含碳固体物质多种有机酸 其他液体芳香化合物液体产物 无氧或缺氧 等气体物质 炭黑等固体残余物 热热 解解 动动 力力 学学 热解影热解影 响要素响要素 热热 解解 工工 艺艺 分分 类类 能否生能否生 成炉渣成炉渣 造渣型和非造渣型造渣型和非造渣型 热解、热解、 熄灭位熄灭位 置置 单塔式和双塔式单塔式和双塔式 产物物产物物 理形状理形状 气化方式、液化方式、炭化方式气化方式、液化方式、炭化方式 热解炉热解炉 构造构造

28、固定床、挪动床、流化床和旋转炉固定床、挪动床、流化床和旋转炉 热解温热解温 度不同度不同 高温热解、中温热解、低温热解高温热解、中温热解、低温热解 供热方供热方 式式 直接加热直接加热 、间接加热、间接加热 城城 市市 生生 活活 渣渣 滓滓 的的 热热 解解 主要热主要热 解技术解技术 Occidental 系统系统 新日铁系统新日铁系统 Purox系统系统 Landgard 系统系统 流化床系统流化床系统 Garret系统系统 固定床、挪动床、回转窑、流化床、多段竖炉式、固定床、挪动床、回转窑、流化床、多段竖炉式、 管型炉瞬间、高温熔融炉管型炉瞬间、高温熔融炉 聚烯烃类塑料的热分解速度与支、侧链取代基