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固体废物的热处理技术——焚烧


大多数有机物的焚烧温度在800~1100℃之间, 通常在800~900℃左右。 ① 废气的脱臭处理, 800~950℃ ② 废物粒子在0.01~0.51微米之间,温度在 900~1000℃可避免产生黑烟。 ③ 含氯化合物的焚烧,温度在800~850℃以上时, 氯气可以转化为氯化氢,可以回收利用;低于 800℃会生成氯气,难以去除。
一般,当固体废物热值高于950kcal/kg()时,可以不加辅助 燃料直接燃烧。
固体废物焚烧与燃烧关系
一般认为固体物质的燃烧有以下几种形式: 蒸发燃烧 固体物质受热先融化为液体,进 一步受热产生燃料蒸汽,再与空气混合燃烧 分解燃烧 受热后分解为挥发性组分和固定 碳,挥发性组分中可燃气体进行扩散燃烧,而 碳进行表面燃烧 表面燃烧 受热不经过融化、蒸发、分解等 过程,而直接燃烧。


固体废物的热值
热值是设计固体废物燃烧处理设备最主要的指标之一。
固体废物热值有高位热值(HH,kcal/kg)和低位热值 (HL,kcal/kg)之分。
高位发热值可以通过标准实验测定:一定量燃烧样品在热弹中与氧完 全燃烧,然后精确地测量所释放出的热量。
低位发热值为燃料的较实际的测试热值,因为它考虑了由于烟气中水 蒸气的凝结而带走的一部分显热的热损失。

过剩空气
废物焚烧所需空气量,是由废物燃烧所需的理论 空气量和为了供氧充分而加入的过剩空气量两 部分所组成的。 燃烧或焚烧排气的污染物排放标准是以50%过 剩空气为基准,由于过剩空气无法直接测量, 因此以7%过剩氧气为基准,再根据实际过剩 氧气量加以调整。 过剩空气系数 过剩空气率

空气扰动 机械炉排扰动 流态化扰动 旋转扰动等。
中小型焚烧炉多数属固定炉床式,扰动多由空 气流动产生.包括: (1)炉床下送风 助燃空气自炉床下送风,由废物 层孔隙中窜出,这种扰动方式易将不可燃的底 灰或未燃碳颗粒随气流带出,形成颗粒物污染, 废物与空气接触机会大,废物燃烧较完全,焚 烧残渣热灼减量较小; (2)炉床上送风 助燃空气由炉床上方送风,废物 进入炉内时从表面开始燃烧,优点是形成的粒 状物较少,缺点是焚烧残渣热灼减量较高。
主要知识点



热处理技术定义、分类及特点 焚烧定义及目的 焚烧基本原理 焚烧控制四大参数 焚烧技术指标 焚烧参数计算 焚烧系统组成 焚烧产生的大气污染物及其控制 热解定义
1.固体废物热处理技术

定义 种类 技术特点
热处理定义

在设备中以高温分解和深度氧化为主要手段, 通过改变废物的化学、物理或生物特性和组成 来处理固体废物的过程。

采用焚烧方法处理含有一定水分的固体废物时, 一般都要经过干燥、热分解和燃烧三个阶段, 最终生成气相产物和惰性固体残渣。
设计焚烧炉时,废物在炉膛里的停留时间与以 上几个阶段相关。

4.焚烧的四大控制参数


焚烧温度(Temperature) 搅拌混合程度(Turbulence ) 气体停留时间(Time)(一般称为3T) 过剩空气率(excess air)


3.焚烧基本原理

焚烧法不但可以处理固体废物,还可以处理液 体废物和气体废物;不但可以处理城市垃圾和 一般工业废物,而且可以用于处理危险废物。 危险废物中的有机固态、液态和气态废物,常 用焚烧来处理。在焚烧处理城市生活垃圾是, 也常常将垃圾焚烧处理前的暂时贮存过程中产 生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。


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含有碱土金属的废物焚烧时,一般控制在 750~800℃以下。因为碱土金属及其盐类一 般为低熔点化合物,容易腐蚀设备。 焚烧氰化物,850~900 ℃ 高温焚烧是防治PCDD与CCDF的最好方法, 估计在925 ℃以上。
停留时间



废物中有害组分在焚烧炉内处于焚烧条件下, 该组分发生氧化、燃烧,使有害物质变成无害 物质所需的时间称之为停留时间。 停留时间的长短直接影响焚烧的完善程度,也 是决定炉体容积尺寸的重要依据。 停留时由许多因素决定,如废物的形态对停留 时间的影响很大
2.焚烧定义

焚烧法是一种高温热处理技术,即以一定的过 剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行 氧化燃烧反应,废物中的有害有毒物质在高温 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。
焚烧的目的
主要目的是:

尽可能焚毁废物 使被焚烧的物质变为无害和最大限度地 减容 并尽量减少新的污染物质产生,避免造 成二次污染。
热处理分类



焚烧 热解 熔融 干化(主要用于污泥处理) 湿式氧化 烧结 其他方法
热处理技术特点
优点: 1. 减容效果好 2. 消毒彻底 3. 减轻或消除后续处置过程对环境的影响 4. 回收资源与能量
缺点: 1. 投资和运行费用高 2. 操作运行复杂 3. 二次污染与公众反应

焚烧温度



焚烧温度取决于废物的燃烧特性(如热值、燃 点、含水率)以及焚烧炉结构、空气量等。 焚烧温度高低决定废物燃烧是否完全。 可借助调整焚烧的废物进料量和空气量来加以 控制。 一般而言,焚烧温度越高,废物燃烧所需的停 留时间就越短,焚烧效率也越高。


温度太高不仅增加了燃料的消耗量,而且会增 加废物中金属的挥发量及氧化氮的数量,引起 二次污染。并且会对炉体产生影响(炉体内衬 耐火材料、炉排结焦)。因此不宜随意确定较 高的焚烧温度。 温度太低,则易导致不完全燃烧,产生有毒副 产物。
经验数据

垃圾焚烧,温度850~1000 ℃,停留时间1~2s。 一般有机废液,0.6~1s;含氰废液约3s。 废气,一般在1s以下。如油脂精制过程产生的 臭气,在650 ℃温度下只需要0.3s。
搅拌混合强度


要使废物燃烧完全,减少污染物形成,必须要 使废物与助燃空气充分接触、燃烧气体与助燃 空气充分混合——扰动方式是关键所在。 焚烧炉所采用的搅动方式有:

固体废物的三组分——衡量物质燃烧特性

水分 指干燥某固体废物样品时所失去的质量。水 分含量是一个重要的燃料特性,含水率太高就无法点 燃。 可燃分 通常包括挥发分和固定碳。挥发分与燃烧时 的火焰密切相关。如焦碳含挥发分少,燃烧时没有火 焰,相反,会产生很大的火焰。 灰分 多为惰性物质,如玻璃和金属。
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