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1、Mass balance,质能平衡,内容,垃圾组成与低位发热量 焚化流程与质量平衡关系 质量平衡计算 理论空气量计算 过剩空气比 空气污染防治计算,内容,垃圾组成与低位发热量 焚化流程与质量平衡关系 质量平衡计算 理论空气量计算 过剩空气比 空气污染防治计算,垃圾组成与低位发热量,垃圾采样 三成份分析:水分、灰份、可燃份 物理组成 可燃物:,垃圾组成与低位发热量,物理组成 不可燃物 化学组成 C、H、O、N、S、Cl 低位发热量,垃圾组成与低位发热量,低位发热量(LHV) 意义：系指垃圾经完全燃烧后，垃圾之水份皆为气态时之发热量。 单位：kcal/kg 热值过高：总处理容量下降、腐蚀上升 热值
2、过低：无法维持炉温、栽炉、燃烧不完全、灼烧减量不过。当热值降至14001450 kcal/kg时，需开启辅助燃烧器。,垃圾组成与低位发热量,低位发热量(LHV) 主要燃烧物质C、 C + O2 CO2+8100 kcal/kg-C (C完全燃烧) C + 0.5O2 CO+2400 kcal/kg-C (C不完全燃烧) H2 + 0.5O2 H2O + 34250 kcal/kg-H2 S + O2 SO2+ 2250 kcal/kg-S (S完全燃烧),垃圾组成与低位发热量,低位发热量(LHV) 例题: 某垃圾水分55%,灰份,22.4%,可燃份22.6%,元素分析C:10%,H:2%,O:
3、10%,N:0.5%,S:0.1% 假设:完全燃烧,O2均为H2O C+O2CO2+8100 kcal/kg-C 810010100=810 H2 + 0.5O2 H2O + 34250 kcal/kg-H2 34250 (2-10/8) 100=256.87 S + O2 SO2+ 2250 kcal/kg-S (S完全燃烧) 22500.1100=2.25 水水蒸气 600 (9 2+55) 100= 438 LHV=810+256.87+2.25-438=631.1,垃圾组成与低位发热量,小时处理量,热 负 荷,MCR 最大额定出力,采样分析目的,内容,垃圾组成与低位发热量 焚化流程与质
4、量平衡图 质量平衡计算 理论空气量计算 过剩空气比 空气污染防治计算,焚化处理流程,质量平衡图,可显示各制程之质量流率状况 显示各种LHV下之质量流率状况 为各系统设备容量设计之准则,内容,垃圾组成与低位发热量 焚化流程与质量平衡图 质量平衡计算 燃烧空气量计算 废气量计算 空气污染防治计算,质量平衡计算,理论需氧量 在理想状态下燃烧时所消耗的氧量 O0=1.867C+5.6H+0.7S-0.7O (Nm3/kg) (A)C+O2CO2 C(含碳量 kg)/12(分子量g/mole) 1000 (g/kg) 22.4(L/mole) 1000 (L/Nm3)=1.867C (Nm3/kg) (
5、B) H2+0.5O2H2O H(含氢量 kg)/222.42 =5.6H Nm3/kg (C) S+O2SO2 S(含S量 kg)/3222.4 =0.7S Nm3/kg (D) OO2 O(含氧量 kg)/1622.42 =0.7O Nm3/kg,质量平衡计算,理论空气量 在理想状态下燃烧时所消耗的空气量 A0= O0 0.21 (空气中之含氧量) = 8.89C+26.7H+3.33S-3.33O (Nm3/kg) 过剩空气系数 完全燃烧之假设在仅供应理论空气量之条件下是无法被满足的,因为氧化反应仅发生在垃圾之表面，需要充分的反应时间，因此需要超量供应助燃空气，并加强搅拌能力。一般介于1
6、.62.0,质量平衡计算,燃烧空气量 即理论空气量 过剩空气系数 一、二次风比例 LHV 高，需较高的二次风（7:3) 冷却并提供搅拌，增加燃烧效率 LHV 低，需较高的一次风量 (8:2) 加强垃圾干燥,质量平衡计算,例题 理论空气 A0= O0 0.21 (空气中之含氧量) = 8.89C+26.7H+3.33S-3.33O = (8.89*18.89+26.7*2.57+3.33*0.04 -3.33*12.1)/100 =1.96 (Nm3/kg) 实际空气量= A01.6=3.136 (Nm3/kg),质量平衡计算,例题 呈上题，若每小时废气处理量10吨，一次风与二次风比例8:2，则
7、一次风量为? 实际空气量=3.136 (Nm3/kg) 处理量 3.136 10,000 kg =31,360 (Nm3) 一次风量 = 31,360 0.8 =25,088(Nm3),质量平衡计算,燃烧废气量 VCO2=22.4(L/mole)1000(L/m3)*C(kg)*1000(g/kg) 12 (g/mole) = 22.4*C/12 (Nm3/kg) VH2O=22.4(H/2+W/18) (Nm3/kg) VSO2=22.4(S/32) (Nm3/kg) VO2=0.21Va-V0 (Nm3/kg) VN2=0.79Va +22.4(N/28),质量平衡计算,燃烧废气量 V=(
8、m-0.21)Va+ 22.4/12(C+6H+2/3W+3/8S+3/7N) (Nm3/kg) 0.21Va-V0+0.79Va=Va-V0 =mVa-0.21Va=(m-0.21)Va 其他成分 VHCl=22.4(Cl/35.5) (0.88%1000ppm) 粒状污染物=灰份*10% 锅炉灰=灰份*10% 底灰=灰份*80%+未燃份,质量平衡计算,例题 实际废气量= (m-0.21)Va+ 22.4/12(C+6H+2/3W+3/8S+3/7N) 理论空气量= 1.96 (Nm3/kg) 实际废气量= (2-0.21)*1.96+(22.4/12)(0.1889+6*0.0257 +2
9、/3*0.4997+3/8*0.0004+3/7*0.0055) =4.78 (Nm3/kg),焚化处理流程,0.3S1,By Vendor,废气处理,消石灰反应 Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O Ca(OH)2+SO2 CaSO3+2H2O 出半干式洗烟塔后废气中颗粒含 飞灰 CaCl2 CaSO3 未反应之Ca(OH)2,废气处理,消石灰用量 理论需求量 (MHCl/36.5/2+MSO2/64)*74(消石灰分子量)*(安全系数)/纯度 安全系数:1.62.0 纯度:9095%,废气处理,消石灰用量例题 废气流量:161,023.5 Nm3/hr 锅炉出口废气浓度: HCl
10、:750 ppm SOx:60.9 ppm 消石灰纯度:90% 安全系数=1.6 加药量: (MHCl/36.5/2+MSO2/64)*74(消石灰分子量)*(安全系数)/纯度 MHCl=7501000000161023.522.436.5=196.6 kg/hr MSO2=60.91000000161023.522.464=28.1 kg/hr (196.6/36.5/2+28.1/64)*741.60.9=412 kg/hr,废气处理,半干式洗烟塔去除效率 HCl:50% SOx:5% 半干式洗烟塔飞灰量=10%总灰量 CaCl2反应生成量: MHCl36.520.5111 SO2反应生成
11、量: MSO2640.05120 Ca(OH)2剩余量 MCa(OH)2=喷入量-MHCl36.52740.5-MSO264740.05 总灰量=锅炉出口灰量+ CaCl2反应生成量+ CaSO3反应生成量+Ca(OH)2剩余量,废气处理,活性碳喷入量 0.10.15 g/Nm3 采气送 空气速度20 m/s 袋式集尘器入口particle 量 半干式出口particle+活性碳+反应生成物+Ca(OH)2 HCl 总去除效率：95% CaCl2: MHCl0.536.520.95111 SO2总去除效率:85% CaSO3: MSO30.95640.85120 Ca(OH)2残留量=半干式出口量-MHCl0.536.520.9574- MSO30.95640.8574,焚化处理流程,0.3S1,By Vendor,
