规范要求生活垃圾焚烧温度在850~950℃，一般控制烟气 出口温度不低于850℃，而危险废物的焚烧则要求焚烧炉 温度高于1100℃，甚至高于1200℃（多氯联苯的焚烧） 废气的脱臭处理，采用800~950℃ 废物粒子在0.01~0.51um之间，并且供氧浓度与停留时间 适当时，焚烧温度在900～1000℃即可避免产生黑烟 含有碱土金属的废物焚烧，一般控制在750～800℃ 含氰化物的废物，850～900℃
云垃圾焚烧厂和深圳垃圾焚烧厂
进入21世纪以后，垃圾焚烧与热能利用技术得到了快速
发展。国内相继建立了许多生活垃圾焚烧厂
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焚烧的概念
焚烧
垃圾在高温焚烧炉内(800~1000℃)，垃圾中的可燃成分
与空气中的氧气发生剧烈的化学反应，转化为高温的烟 气和性质稳定的固体残渣，并放出大量的热量。
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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，常用的扰动方式：
空气流扰动
– 炉床下送风 – 炉床上送风
机械炉排扰动 流态化扰动 旋转扰动
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过剩空气量
垃圾焚烧主要污染物：焚烧灰渣、焚烧烟气
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6.1.3 焚烧效果的评价
热灼减量
指焚烧残渣在(600±25)℃经3h灼热后减少的质量占原 焚烧残渣质量的百分数
ma md QR 100% ma
垃圾焚烧后要求：QR＜5%
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燃烧效率
在焚烧处理城市垃圾及一般工业废物时，多以燃烧效率 (CE)作为评估是否可以达到预期处理要求的指标，它是 指烟道排出气体中二氧化碳含量与一氧化碳和二氧化碳 含量之和的比值
– 实际的固体废物的焚烧过程非常复杂，可能同时包含了几种燃 烧方式。
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完全燃烧或理论燃烧反应
C x H y Oz N u S v Cl w ( x v ( y w) H 2O 2 y w z 1 )O2 xCO2 wHCl uN2 vSO2 4 4 2 2
• 在燃烧温度范围内，可以取Cpg=1.254kJ/(kg· °C) ；T为 最终烟气温度，oC
T
LHV T0 m Cpg
若系统损失为ΔH，则实际燃烧温度为：
LHV H T T0 m Cpg
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若以烃类化合物替代固体废物，并设25°C时烃类化合物 燃烧时每产生4.18kJ低位热值约需1.5×10-3kg理论空气
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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 之为焚烧停留时间。包括废物在焚烧炉内的停留时间和 烟气在焚烧炉内的停留时间
取决于燃烧反应的速率、有害物质破坏速率
停留时间的长短直接影响焚烧的完全程度，也是决定炉体 容积尺寸的重要依据 影响因素：废物入炉的形态(固体废物颗粒大小，液体雾 化后液滴的大小以及粘度等)对焚烧所需停留时间影响甚 大。 一般要求固体废物的停留时间能达到1.5~2h以上，可以用 残渣热灼减量控制。而烟气停留时间一般要求大于2s。
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焚烧原理
干燥
含水率较低的固体废物可以在焚烧炉内利用燃烧时产生的 高温烟气进行干燥 含水率非常高的固体废物，如污泥，则必须在进入焚烧炉 之前采用适当的措施降低其含水率，以满足焚烧的要求， 或采用添加辅助燃烧的方法进行焚烧。
热分解
热分解是固体废物中的有机可燃物质，在高温作用下进行 化学分解和聚合反应的过程
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T0 25o C 9835 T 25 1270o C 1.254 [1 3.59104 98351 0.5)] (
T0 150o C T 9835 o 150 1395 C 1.254 [1 3.59104 98351 0.5)] (
CE [CO2 ] 100% [CO] [CO2 ]
对于危险废物的焚烧要求CE＞99.9%。而生活垃圾的焚 烧则仅规定了CO的浓度不超过120mg/m3。
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破坏去除效率
对危险废物，验证焚烧是否可以达到预期的处理要求的 指标还有特殊化学物质[有机有害主成分(POHCS)]的破 坏去除效率(DRE)，定义为：
费用较高
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6.1.1 固体废物的焚烧特性
能否采用焚烧技术处理固体废物，取决于固体废物 的燃烧特性，物质最主要的燃烧特性包括固体废物 的组成和热值
固体废物的三组分
水分 与固体废物的性质和来源等有关，焚烧处理时总 希望水分越低越好，过高的水分会导致固体废物不能自持 燃烧，需要辅助燃料。 可燃分 固体废物中的可燃分一般包括挥发分和固定碳 。挥发分指标准状态下加热废物所失去的质量分数。 灰分 固体中的灰分变化较大，一般主要是无机组分
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燃烧
可燃物的快速分解和高温氧化 蒸发燃烧 指可燃物质受热后先融化为液体，进一步受热 产生燃料蒸气，再与空气混合燃烧，如蜡。这类燃烧的速率 受物料的蒸发速度和空气中的氧与燃料蒸气之间的扩散速度 控制。 分解燃烧 指可燃物质受热后分解为挥发性小分子可燃气 体后再进行燃烧。其燃烧速率受物料的传热速度影响。如木 材、纸张等的燃烧。 表面燃烧 指受热后不经过融化、蒸发、分解等过程，而 直接燃烧。其燃烧速度受燃料表面的扩散速度和化学反应速 度控制。如木炭、焦炭等的燃烧。
发展
发展
上世纪60年代以后，各国相继建立了很多垃圾焚烧厂。
垃圾焚烧技术也得到了快速发展
快速发展
进入90年代，伴随着能源危机，垃圾焚烧技术与热能技
术相结合，得到了快速发展
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我国的垃圾焚烧技术发展
最早在30年代在上海租界内建立的焚烧炉
真正意义上的垃圾焚烧厂是始建于1988年的四川乐山凌
T0 350o C T 9835 350 1595o C 1.254 [1 3.59104 98351 0.5)] (
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焚烧空气量
理论燃烧空气量
理论燃烧空气量是指废物(或燃料)完全燃烧时，所需要的 最低空气量，其计算方法是将固体废物分成可燃组分和不 可燃组分两部分，其中可燃组分的成分由碳、氢、氮、氧 、硫以及水分构成，通过这些组成与氧气发生完全反应所 需的氧气量来计算理论燃烧需要量 完全燃烧反应式
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6.1 焚烧处理技术
1 2
3 4 5 固体废物的焚烧特性 焚烧原理 焚烧效果的评价 焚烧过程的影响因素
焚烧主要参数及热平衡分析
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焚烧技术的历史
开始
最早的垃圾焚烧炉建于1874年英国的Nottingham市。
随后相继在美国、德国、法国等国开始建立，并得到了
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体积基准 －理论空气需要量
V理氧 1.867C 5.56H 0.7S 0.7O
V理空 V理氧 8.89C 26.5H 3.33S 3.33O 0.21
C x H y Oz N u S v Cl w ( x v ( y w) H 2O 2
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y w z 1 )O2 xCO2 wHCl uN2 vSO2 4 4 2 2
碳燃烧 氢燃烧 硫燃烧 燃料中的氧
C+O2 → CO2 C/12×22.4=1.866m3 H+O2→H2O H/2×22.4/2=5.56m3 S+O2→SO2 S/32×22.4=0.7m3 O→1/2O2 O/16×22.4/2=0.7m3
m理空 1.5 10 3 LHV 3.59 10 4 LHV 4.18
助燃空气的过剩率EA＝m过空/m理空，并设助燃空气的初 始温度为25°C ，则
T LHV 25 4 1.254 [1 3.59 10 LHV (1 EA)]
T
LHV H 25 4 1.254 [1 3.5910 LHV (1 EA)]
空气过剩系数 实际空气供给量与理论空气需要量之 比，一般在1.5~2.0之间
固体废物的性质
主要是生活垃圾的热值和尺寸
热值越高，越有利垃圾的焚烧和热能的利用 垃圾尺寸越小，越有利于垃圾焚烧完全和提高焚烧速率
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建筑工程学院四个控制参源自之间的关系参数变化 燃烧温度上升 过剩空气率增加
固废污染控制工程
教师：盛广宏
第6章 固体废物的热处理
焚烧处理技术 焚烧工艺与设备 焚烧过程的二次污染形成与控制 固体废物的热解
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热处理技术
固体废物的热处理：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。 常用的热处理技术：焚烧、热解、熔融、干化、湿式氧 化、烧结等
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热值
热值：物质在完全燃烧时释放的热量，一般可以表示为高 位发热值（HHV）和低位发热值（LHV）。
– 低位热值是高位热值减去水分凝结热
实验测定
– 氧弹法
经验公式计算
– Dulong公式
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– 高位热值与低位热值
LHV HHV 2420[ w水 9( wH wCl wF )] 35.5 19