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1、宜昌危险废物处置中心培训教程,燃烧,物质,T,燃烧是燃料中的可燃元素与空气中的氧在高温条件下所进行的一种强烈化学反应,燃烧,物质的成份 危险废物的成份 燃烧产物,迄今为止，我们所知道的化学元素包括原子序为93以上的人造超铀元素，已有109种。其中在常温下有两种是液体，11种为气体，81种是固体（其中72种是金属），其它12种是人造合成的。,燃烧,可燃基、干燥基、发热量,1卡（cal）=4.1868焦耳（J） 1大卡=4186.75焦耳（J ),燃料的两个基本特性,化学组成,发热量,可燃质,燃料质量,1kg燃料或1m3燃气完全燃烧后放出的热量叫它的发热量（热值），单位kJ/kg或kJ/ m3（1
2、kcl = 4.18kJ）。,发热量（热值）表示方法,1）高位发热量,燃料完全燃烧后燃烧产物的温度冷却到参加燃烧反应物质的原始温度（20），而且燃烧产物中的水蒸气冷凝为0的水时所放出的热量。,2）低位发热量,燃料完全燃烧后燃烧产物的温度冷却到参加燃烧反应物质的原始温度（20），而且燃烧产物中的水蒸气冷凝为20的水时所放出的热量。,发热量（热值）表示方法,燃烧,鼓风机作用 空气消耗系数与燃烧效果,助燃空气,鼓风机,风压,风量,供风方式,V0,能量损失,压力要求,多点供风,提高湍流度,1,=1,1,空气消耗系数,空气消耗系数是燃烧的重要特性参数之一，它的大小直接影响到燃烧的效果 。,理论空气量,过
3、量空气量,实际空气量,1kg燃料（固体或液体）完全燃烧时所需要的最小空气量（即剩余氧气为零）称为理论空气量。,为使燃料尽可能的完全燃烧，必须多供给一些空气，多供给的这部分空气称为过量空气量 。,1kg燃料燃烧时所需要的理论空气量+过量空气量即实际空气量。,空气消耗系数,过量空气系数,实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数（或过剩空气系数）,Vk/V0,燃料中的可燃物质被全部燃烧干净，即燃烧生成的烟气中不再含有可燃物质时的燃烧为完全燃烧。若保证燃料完全燃烧，取值应大于1。,=,燃烧,燃烧产物都有什么?,固态产物,气态产物,我们利用焚烧干什么？,问题,燃烧产生的气体为什么要进行处理? 燃烧产
4、生的固体渣该如何处理? 燃烧发生的条件? 过量空气量如何控制?,焚烧设备,最简单的设备 炉子,回转窑焚烧炉,回转窑焚烧炉,回转窑结构原理 物料的焚烧特性 物料焚烧的工艺条件(3T),回转窑焚烧炉,回转式焚烧炉的实际燃烧过程,物料从送入焚烧炉，到形成烟气和固态残渣的整个过程,回转窑焚烧炉,固态物料(四个阶段) 气态物料或液态物料,1、干燥脱水 2、挥发分的析出 3、碳的燃烧 4、热解气燃烧阶段,焚烧产物的排放,都有什么（气态）污染物？,焚烧产物的排放,都有什么（固态）污染物,怎样控制污染物的排放？,源头上控制 过程上控制,从源头上控制污染物的排放,燃烧过程氮氧化物的形成与控制,1、氮氧化物的形成
5、 2、转式焚烧过程中 的生成动态 3、生成的影响因素,燃烧过程硫氧化物的形成与控制,1、氮氧化物的形成 2、转式焚烧过程中 的生成动态 3、生成的影响因素,从源头上控制污染物的排放,酸性气体的控制技术,1、氯化氢的生成 2、金属防腐,从源头上控制污染物的排放,二噁英的控制技术,1、二噁英及呋喃 2、急冷降温技术 3、吸附过滤技术,过程中控制污染物的排放,烟气除酸工艺技术,1、干式洗烟法 2、半干式洗烟法 3、湿式洗烟法,粒状污染物控制技术,飞灰,1、焚烧前控制垃圾分类 2、焚烧中控制重金属的捕获技术 3、焚烧后控制灰处理,空气反吹,布袋,花板,粒状污染物控制技术,中和反应,pH值 中和反应,P
6、H值,氢离子浓度指数的数值俗称“pH值”。表示溶液酸性或碱性程度的数值，即所含氢离子浓度的常用对数的负值。,PH值,如果某溶液所含氢离子的浓度为每升0.00001克，它的氢离子浓度指数就是5。 氢离子浓度指数一般在0-14之间，当它为7时溶液呈中性，小于7时呈酸性，值越小，酸性越强；大于7时呈碱性，值越大，碱性越强。,PH值,pH是1909年由丹麦生物化学家Soren Peter Lauritz Sorensen提出。p来自德语Potenz(means potency, power)，意思是浓度、力量，H（hydrogen ion）代表氢离子(H+)；有时候pH也被写为拉丁文形式的Pondus
7、 hydrogenii（Pondus=压强、压力，hydrogenii=氢）。,PH值,pH是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，在常温下，pH=7的溶液为中性溶液。,PH值的测量,Ph值的计算 PH值的测量,有很多方法来测量溶液的pH值： 在待测溶液中加入pH指示剂，不同的指示剂根据不同的pH值会变化颜色，根据指示剂的研究就可以确定pH的范围。滴定时，可以作精确的pH标准,PH值的测量,PH试纸和标准比色卡 使用pH试纸pH试纸有广泛试纸和精密试纸，用玻棒蘸一点待测溶液到试纸上，然后根据试纸
8、的颜色变化并对照比色卡也可以得到溶液的pH。上方的表格就相当于一张比色卡pH试纸不能够显示出油份的pH，由于pH试纸以氢铁制成和以氢铁来量度待测溶液的pH值，但油中没含有氢铁，因此pH试纸不能够显示出油份的pH。,PH值的测量,使用pH计pH计是一种测量溶液pH值的仪器，它通过pH选择电极（如玻璃电极）来测量出溶液的pH。pH计可以精确到小数点后两位 此外还有许多其他更为先进更为精确的pH值测算方法和手段,中和反应,为什么要进行中和反应?,酸碱中和过程,酸 + 碱= 盐 + 水 或 H+ + OH- = H2O,等当点,酸碱相对强弱,盐的水解,PH变化,碱性,酸性,药剂 投加量,回转窑焚烧技术
9、之设备材料,设备材料构成 金属材料,黑色金属 有色金属,回转窑焚烧技术之耐火材料,金属材料表示方法,回转窑焚烧技术之材料防腐,金属材料的腐蚀和防腐蚀,1、高温腐蚀， 2、低温腐蚀,回转窑焚烧技术之耐火材料,金属材料的腐蚀和防腐蚀,回转窑焚烧技术之耐火材料,耐火材料的化学、矿物组成 耐火材料的宏观组织结构 耐火度 耐火材料的热学性质和导电性 耐火材料的力学性能 耐火材料的热震稳定性 耐火材料的抗化学侵蚀性 耐火材料的耐真空性,回转窑焚烧技术之耐火材料,高铝质耐火制品 高铝质耐火制品特性 硅线石、蓝晶石和红柱石耐火制品特性 莫来石耐火制品特性 刚玉耐火制品,按外观分类,按耐火度分类,化学组成,主成
10、分,杂质,添加成分,构成耐火基体的成分，是耐火材料特性基础，它的性质和数量对耐火材料起决定性的主导作用。,耐火矿物原料中夹杂的和耐火材料生产过程中带入的某些能与耐火基体反应并使其高温性能降低的成分。杂质是有害成分。,在耐火材料生产过程中，为改善物料的工艺性和材料的某些性质而认为添加的有机或无机或无机有机物成分。它们通常是无害的，但在某些条件下，如添加量不当，会在一定程度上损害材料的性质。,矿物组成,矿物组成本质上取决于其化学成分，但也与耐火材料制造工艺条件直接有关。,结晶相,玻璃相,材料基质（结合相）,理化性能,耐火材料的宏观组织结构,耐火材料是由固相、气孔组成的多相非均质材料。,1）气孔,开
11、口,闭口,贯通,一端封闭，一端与大气相通 ；,被封闭在材料中，与外界隔绝；,贯穿材料内部，两端均与大气相通。,气孔率指材料中气孔体积与材料总体积之比。,气孔率,2）体积密度,耐火材料的体积密度是指材料（不含游离水）的质量与材料的总体积（包括气孔所占的体积）之比。,3）吸水率,吸水率是指耐火材料所有开口气孔、贯通气孔吸收的饱和水的质量与其干燥状态下（不含游离水）的质量百分比。,4）透气度,耐火材料透气度是指在单位时间内，具有一定压力的气体，透过具有一定断面面积和厚度式样的体积数量。透气度是表示气体通过耐火材料难易程度的特性参数。,耐火度,耐火材料在无荷重时，抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。
12、它是衡量耐火材料承受高温作用能力的基本尺度和表征耐火材料耐高温性能的一项基本技术指标。,热学性质和导电性,热膨胀性,比热（容）,高温体积稳定性,导热系数,温度传导性,导电性,热学性质,力学性能,耐火材料抵抗这些应力、应变的性能，称为耐火材料的力学性能。,1）常温力学强度,临界应力 （常温）,常温耐压强度,常温抗折强度,常温抗剪强度,2）高温力学强度,临界应力 （高温）,高温耐压强度,高温抗折强度,高温抗剪强度,耐火材料的质量,评定,3）荷重软化温度,耐火材料在高温和恒定荷重作用下产生不同程度变形的对应温度，称为耐火材料荷重软化温度（荷重变形温度或荷重软化点）。,高温,影响因素,化学矿物组成和组
13、织结构；,晶相、液相的数量和相互作用及液相的粘度；,宏观组织结构，如密度、气孔率等。,结构,强度,4）高温蠕变性,耐火材料在高温下承受低于其临界强度的恒定力的长期作用时将产生变形，且变形随时间的延续而不断增大，这种现象称为高温蠕变。因蠕变而导致材料损毁，称为蠕变断裂。,蠕变,高温压缩蠕变,高温拉伸蠕变,高温弯曲蠕变,高温扭转蠕变,高温蠕变性,温度,压力,变形量/时间,比值,关系,蠕变速率,能在接近材料使用条件下反应其高温力学性能，并可有效地预示材料在高温下长期使用过程中的应变趋势和使用寿命，是热工设备耐火砌体设计和使用所必需的重要技术参数。,5）弹性模量,耐火材料在弹性限度内，受外力作用时产生
14、的应力与应变之比，为材料弹性模量。,耐压强度,抗折强度,弹性模量,耐磨性,正比,6）耐火材料的耐磨性,耐火材料抵抗固体物料、气体和熔体的机械冲刷、摩擦作用的能力，称为耐火材料耐磨性 。,组织结构致密均匀、气孔率低、硬度大、强度高的耐火材料通常具有较好的耐磨性。,抗化学侵蚀,耐火材料在高温状态下抵抗各种侵蚀性物质，如固体物料、炉气、熔渣或熔液等的化学作用的能力称为耐火材料的抗化学侵蚀性。,化学侵蚀,耐火材料高温损毁,冲刷或摩擦、渗透、扩散、熔解、化学反应,影响因素：,化学组成和性质,矿物组成和显微组织结构,气孔和气孔率,侵蚀物粘度,温度,气氛,耐真空性,耐火材料在高温真空状态下将产生挥发而逐渐损
15、耗，耐火材料抵抗高温和真空作用而不挥发、损耗的能力，称为耐火材料耐真空性。,外观缺陷,耐火制品的外观缺陷包括：裂纹、铁斑、熔洞、结瘤、黑心、粉化、缺棱和缺角、扭曲、鼓胀和尺寸偏差等。这些外观缺陷不仅影响材料制品的品质，而且会降低筑炉工程质量。,回转窑焚烧技术之耐火材料,高铝质耐火制品 高铝质耐火制品特性 硅线石、蓝晶石和红柱石耐火制品特性 莫来石耐火制品特性 刚玉耐火制品,简介,一般Al2O3含量大于48%的硅酸铝系列耐火制品统称为高铝质耐火制品。,原料,硅线石族矿物（硅线石、蓝晶石、红柱石）,高铝矾土熟料和合成莫来石,人造刚玉及工业氧化铝,矿物组成,刚玉、莫来石和玻璃相,分类（按矿物组成）,
16、特性,1）普通高铝质耐火制品特性,荷重软化温度,热振稳定性,耐化学侵蚀性,普通高铝质耐火制品的荷重软化温度一般为14201550以上，随着Al2O3含量的增加而提高。当Al2O3含量70%时，随Al2O3含量增加，荷重软化温度增高不显著。,普通高铝质耐火制品的热振稳定性主要取决于化学矿物组成,普通高铝质耐火制品抵抗酸性渣或碱性渣、金属液的侵蚀和氧化、还原反应性等均较好，且随着Al2O3含量增加、有害杂质含量（特别是Na2O、K2O等杂质的含量）的降低而增强。,热震稳定性,耐火材料抵抗温度急剧变化（急冷或急热）而不破坏的能力，称为耐火材料热震稳定性。,一般而言，热膨胀系数小、导热率大、抗张强度高和弹性模量较低且在温度急变范围内无晶型转化的材料，具有良好的热震稳定性。就同种材料而言，形状简单、尺寸较小的材料具有较好的热震稳定性。,2）硅线石、蓝晶石和红柱石耐火制品特性,荷重软化点较高 强度大 热稳定性好,3）莫来石耐火制品特性
