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1、固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 第五章第五章 固体废物热处理固体废物热处理 和热化学处理和热化学处理 Chapter 5 Thermal Treatment Chapter 5 Thermal Treatment and Thermal Conversion and Thermal Conversion Treatment of Solid WasteTreatment of Solid WasteDepartment of Environ
2、mental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 【概念】焚烧 干燥 热裂解 焙烧 热值 燃烧温度 DRE 热灼减量比 焚烧效率 【方法原理】 焚烧原理；热平衡和烟气分析；焚烧工艺系统组成；焚烧炉系统选择；热解原理；典型固体废物的热解；焙烧方法。 重点Departme
3、nt of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 热处理：利用热物理方法改变固体废物状态的过程，广泛应用于固体废物的预处理中，热处理包括干燥脱水、热分解、烧成、焙烧等。固体废物的热化学处理（热转化处理）：在高温条件下使固体废物中可回收利用的物
4、质转化为能源的过程。主要包括焚烧、热解等。Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 热化学处理的优点：1）处理时间短。流化床焚烧炉几分钟即可使垃圾燃烧完全，炉排式焚烧炉垃圾停留时间仅1小时。2）减容效果好，焚烧残渣体积
5、是原来的8%-12%，如经分选后的垃圾残渣仅2%-3%。3）消毒彻底，减轻或消除后续处置过程对环境的影响，是处理带有病原菌垃圾和有机污染垃圾的良好方法。4）焚烧厂占地面积相对较小，不超过5hm2。5）回收能源和资源。Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disp
6、osal of Solid Waste 热化学处理存在的问题：1）投资和运行费用高；2）操作运行复杂；3）焚烧使垃圾利用率降低；4）同时带来二次污染。Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 处理方法焚烧处理热裂解焙烧
7、处 理其它热 处理方法焚烧（焚烧（incinerationincineration）: : 固体固体 废物高温分解和深度氧化的处废物高温分解和深度氧化的处 理过程（具有强烈放热效应、理过程（具有强烈放热效应、 有基态和电子激发态的自由基有基态和电子激发态的自由基 出现、并伴有光辐射的化学反出现、并伴有光辐射的化学反 应现象应现象 ）热解热解: :是将有机物在无氧或是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成缺氧状态下加热，使之成 为气态、液态或固态可燃为气态、液态或固态可燃 物质的化学分解过物质的化学分解过 程。程。焙烧焙烧: : 在低于熔点的温度下热处理在低于熔点的温度下热处理 废物改变废物的
8、物理化学性质以利废物改变废物的物理化学性质以利 于后续资源化利用的处理过程于后续资源化利用的处理过程干燥脱水干燥脱水 热分解热分解 烧成烧成1 14 42 23 3Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 1 1焚烧处
9、理焚烧处理机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污焚烧带病毒、病菌的垃圾。英、美、法等试验研究，建立焚烧炉19世纪中后期20世纪初1960 大型机械化炉排；较高效率的烟气净化 系统 19701990自控、移动式机械炉排 焚烧炉、多样化、T 除尘 资源化 智能化 多功能 综合性1234 .我国始于1980Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatmen
10、t and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 1 1焚烧处理焚烧处理焚烧 原理燃烧、燃烧机理、燃烧技术、主要影响因素热平衡及 烟气分析固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算焚烧 工艺焚烧工艺系统组成焚烧炉 系统焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与
11、处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 1 1燃烧是具有强烈放热效应、有基态和电子激发态的自由基出现， 并伴有光辐射的化学反应现象焚 烧 机 理三要素三要素 可燃物质可燃物质 助燃物质助燃物质 引燃火源引燃火源蒸发挥发分解烧结、熔融氧化还原CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 w/4 z/2) O2 xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O 焚烧焚烧传热传质过程Department of Environmental
12、Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University温度温度 着火条件着火条件 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 1 1着火是可燃物质与助燃物质由缓慢放热反应转变为强烈放热反应的过程。可染物质着火实际是燃烧系统的热力学、动力学、流体力学等各种因素共同作用的综合结果。常见的燃烧着火方式：化学自然燃烧、热燃烧、强迫点燃燃
13、烧三种。燃烧实际上是干燥脱水、热化学分解、氧化还原反应的综合作用过程。干燥是利用焚烧系统热能使入炉固体废物水分气化蒸气的过程；按热量传递的方式，可将干燥分为传导干燥、对流干燥和辐射干燥三种方式。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。燃烧是可燃物质的快速分解和高温氧化过程；根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程可划分为蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。焚 烧 机 理Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua
14、 University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 1 1焚烧炉烟气的气态污染物种类很多，但以SOx、COx、NOx 、HCl、HF、二噁英类（PCDDs）物质为主。烟气中SOx主要来 源于废纸和厨房垃圾；HC主要类源于含氯的废塑料。烟气中 一部分NOx（热力型NOx）来源于空气中的氮，另一部分NOx（ 燃料型NOx）来源于厨房垃圾。而二噁英类（PCDDs）污染物 质，可能来源于固体废物中的废塑料、废药品，也可能由其
15、 前驱体物质在焚烧炉内生成或在焚烧炉外生成。固体废物焚烧处理的产渣量及残渣性质，与固体废物种 类、焚烧炉炉型、焚烧条件等有关。通常固体废物焚烧处理 的产渣量很小，如生活垃圾焚烧处理产渣率一般为715%。 残渣的化学组成主要是钙、硅、铁、铝、镁氧化物及重金属 氧化物，性质相对较为稳定。焚 烧 产 物Department of Environmental Engineering of Department of Environmental Engineering of XihuaXihua University University固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and
16、Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 1 1焚烧处理焚烧处理焚 烧 技 术层状燃烧技术过程稳定、技术 成熟、应用广 固定炉排焚烧炉 、水平机械焚烧 炉、倾斜机械焚 烧炉等 辐射、烟气对流 ，翻转及搅动 炉型设计和配风 设计流化燃烧技术较成熟，可处理 低热值、高水分 废物，但对入料 要求均匀化、细 小化 流化床焚烧炉 空气流和烟气流 快速移动，物料 流态化状态旋转燃烧技术较成熟、效率高 回转窑焚烧炉 滚筒、抄板Department of Environmental Engineering of Department of Environmental
