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1、 第三章第三章 固体废物焚烧固体废物焚烧l l第一节第一节 概概 述述l l第二节第二节 焚烧过程及技术原理焚烧过程及技术原理l l第三节第三节 焚烧参数的计算焚烧参数的计算l l第四节第四节 焚烧炉构造与性能焚烧炉构造与性能l l第五节第五节 焚烧炉设计原则及要点l l第六节第六节 城市垃圾焚烧处理l l第七节第七节 危险废物的焚烧处理危险废物的焚烧处理l l第八节第八节 焚烧厂尾气冷却与废热回收系统l第九节 焚烧尾气控制技术第七节第七节 危险废物的焚烧处理危险废物的焚烧处理l l7.1 7.1 危险废物焚烧炉危险废物焚烧炉l l旋转窑焚烧炉旋转窑焚烧炉l旋转窑焚烧炉可同时处理固、液、气态危
2、险废 物，除了重金属、水或无机化合物含量高的不 可燃物外，各种不同物态(固体、液体、污泥等 )及形状(颗粒、粉状、块状及桶状)的可燃性固 体废物皆可送入旋转窑中焚烧。许多剧毒物质 如多氯联苯及过期的军火也可使用旋转窑处理 。旋转窑焚烧炉是区域性危险废物处理厂最常 采用的炉型。l适于旋转窑焚烧炉处理的固体废物：$氯化有机溶剂(氯仿、过氯乙烯)；氧化溶剂(丙酮、丁醇、乙基醋 酸等)$碳氢化合物溶剂(苯、己烷、甲苯等)；混合溶剂、废油$油/水分离槽的污泥；杀虫剂的洗涤废水$废杀虫剂及含杀虫剂的废料；化学物贮槽的底部沉积物$气化有机物蒸馏后的底部沉积物；一般蒸馏残渣$含多氯联苯的固体废物；高分子聚合废
3、物及高分子聚合反应后的 残渣$粘着剂、乳胶及油漆；药厂废物$下水道污泥；生物废物$过期的有机化合物；一般固液体有机化合物$杀虫剂、除草剂；含10%以上有机废物的废水$含硫污泥；去除润滑剂的溶剂污泥$油漆、纸浆及一般污泥；光化合物及照相处理的液固体废物$受危险物质污染的土壤l l7.2 7.2 危险废物的接收危险废物的接收废物接受委托处理前，以废物的特性、本身处 理能力为判断的依据，建立一套决策程序，同 时取得废物产生者的合作。废物的验收步骤必须确实，主要影响贮存及焚 烧的特性项目必须鉴定。废物的分类及贮存是以安全性及相容性为准则 。废物的卸载、传送及贮存区必须配置适当的检 测及安全措施。主要设
4、备及贮存场所应定期检查。焚烧工厂内应装设空气检测系统及检测水井， 以监视环境品质。焚烧炉的操作条件应以彻底销毁废物所含的有 害物质为前提而选择，而且不应超出试烧合格 的范围之外。主要设备的温度、压力、废物输入量、烟囱排 气的品质等必须监视，以免操作失常，造成环 境的污染及设备的损坏。焚烧炉应定期安排停机检修时间，以确保设备 的正常。焚烧工厂具备紧急应变计划，同时与地方治安 机关，环保机关保持良好的关系，同时密切注 意环保机构未来工作重点及法规修改的趋势， 以便研究应变及改善措施。l l废物接受程序：废物接受程序：l la. a. 接收前的审阅及决策工作接收前的审阅及决策工作l在接收委托处理之前
5、，应先审阅危险废物的背 景及特性鉴定资料，包括废物的重量及运输方 式，一般物理特性、化学成分及有害物质含量 等，判断是否决定接受委托。由于焚烧处理的 价格与废物的物态、氯含量、水分、灰分及热 值有密切的关系，在接受前须分析与价格有关 的废物特性。高热值（19，000kJ/kg以上）、 流动性的液体可以作为辅助燃料之用，处理价 格甚低，有时甚至须付费给产生者。l l处理价格与水分、灰分及氯的含量成正比处理价格与水分、灰分及氯的含量成正比 ，与热值成反比，具特殊性质（爆炸性、，与热值成反比，具特殊性质（爆炸性、 剧毒性）的物质的价格更高。剧毒性）的物质的价格更高。审阅者决定 后，以书面通知废物产生
6、者是否决定接受 委托处理。如果决定接受处理后，则安排 议价、签约及安排运送时间。l lb. b. 验收验收l废物运到焚烧工厂后，由工厂验收人员依 据合约及运输凭单所列的废物类别及名称 验收。验收的废物类别及数量亦须详细记 录，并依照法律规定保存一定期限。l l7.3 7.3 危险废物贮存及处理分类危险废物贮存及处理分类l l（1 1）取样分析及特性鉴定）取样分析及特性鉴定l对焚烧厂日常操作有直接影响的项目进行测试，以 便对废物分类、贮存及处理。反应性：反应性：发现废物是否具特殊反应性（水反应性、 氧化、还原等），以免贮存或处理时发生意外；闪火点；闪火点；腐蚀性：腐蚀性：用试纸测试，以确定其酸性
7、或碱性；物态、气味及颜色：物态、气味及颜色：以目视法决定；比重，水分及灰分；比重，水分及灰分；总热值；总热值；卤素（氯、氟、溴等）：卤素（氯、氟、溴等）：废物所含的有机物焚烧后 会产生酸性卤化氢，其含量与酸气洗涤器或吸收塔 所使用的碱性药品（苛性碱或石灰）量有直接关系 ，酸洗涤值：酸洗涤值：将热量计排放的气体溶于水中，再以氢 氧化钠滴定，以求出废物中产生酸气物质（氯、硫 等）的含量。相容性：相容性：通常是将贮槽内的样品与接受的样品混和 ，以检查是否会产生反应，亦可使用温度计测试其 温度的变化。特殊化合物含量：特殊化合物含量：有些焚烧厂所为了避免误收含多 氯联苯或某些特定剧毒物质的废物，每天将同
8、类的 样品混合成几个样品，然后以气相仪测试。l l7.4 7.4 危险废物焚烧进料系统危险废物焚烧进料系统l危险废物的型态大致可分为液态、浆状态、污泥 状与固态四种，为顾及整体输送与燃烧状况，此 四种型态的废物各有不同进料设计系统。l l（1 1）液体进料系统）液体进料系统l进料方式主要以喷雾进料方式为主。通过雾化喷 嘴将液态废弃物化成微细雾滴，增加与空气接触 表面积。由炉内的热辐射对流传导，蒸馏气体化 后，供给空气以扩散混合，提高燃烧速度，相对 燃烧效率高。常见的雾化装置与辅助燃烧器类似 ，可分为加压喷雾、回转式喷雾、高压流体喷雾 与低压流体喷雾四种。l液态废弃物进料过程牵涉到液态废物贮存槽
9、、输 送管路与喷雾装置。贮存槽应选择与废液能相容 的材质，不得发生反应、腐蚀等现象。在输送管 路方面，则必须考虑废液的粘滞性、流动性、固 体物含量，避免造成输送管路浸蚀、腐蚀、阻塞 ，一般粘滞性在1000cst（或5000SSU）才能够输 送。若废液中含固体颗粒时最好在喷雾喷射前过 滤去除，以避免阻塞喷嘴。l l（2 2）浆状物与污泥进料系统）浆状物与污泥进料系统l浆状物与污泥进料系统的设计应考虑浆状物或污 泥的热值与含水率，若含水率高且热值低，应考 虑先将其干燥，再进炉内焚烧，若含水率低且热 值高，则可以直接进入炉内焚烧。l l7.5 7.5 危险废物焚烧操作条件的监视及维持危险废物焚烧操作
10、条件的监视及维持l焚烧系统的操作是否正常是依据装置于主要设备 的量测仪表（例如温度、压力、流量、烟气中氧 气、一氧化碳浓度等指示器或侦测器）所显示的 数值而判断。l焚烧炉的燃烧温度必须超过足以销毁废物的最低 温度，以达到焚烧的目的。炉壁及燃烧气体的温 度应保持稳定，以免耐火砖因过热或热震而损害 ，不仅因为耐火砖的维修是焚烧系统操作中最大 的开支，而且也是造成焚烧炉停机的主要原因。 即使温度维持稳定，耐火砖也会因磨擦、粘着剂 失效、废物中碱性金属盐酸或氟化物燃烧产生的 氟化氢的腐蚀等因素而造成厚度减少或剥落的现 象。l最简易的检查方法是夜间观察焚烧炉的外设，如 果外设呈红热色，即表示该部分内部的
11、耐火砖已 剥落或损害情况严重，必须停机整修。亦可使用 红外线温度遥测器，定时测试焚烧炉外设的温度 ，甚至使用与电脑连线的红外线扫描仪长期检测 及记录焚烧炉外设表面的温度。l废物的热值过高，会造成炉内温度的上升。此时 除了增加空气输入量、降低辅助燃料量外，还可 以将高水分的废弃液雾化后，喷入炉内以调节温 度。喷淋时避免水雾接触炉壁，以免炉壁耐火砖 骤冷而断裂。有时亦可以用冷水浇淋炉的外壳， 以保持炉壁的温度。第八节第八节 焚烧厂尾气冷却与废热回收系统焚烧厂尾气冷却与废热回收系统l焚烧尾气冷却/废热回收系统的功能是：l（1）调节焚烧尾气温度，一般一般使之冷却至220 300之间，以便进入尾气净化系
12、统。通常 情况下, 尾气净化处理设备仅适于在小于300 的温度范围内操作，故焚烧炉所排放的高温气 体尾气调节或操作不当，会降低尾气处理设备 的效率及寿命，造成焚烧炉处理量的减少，甚 至还会导致焚烧炉被迫停炉。l（2）回收废热，通过各种方式利用废热，降 低焚烧处理费用。目前所有中大型垃圾焚烧厂 几乎均设置了汽电共生系统。l l8.1 8.1 废气冷却方式废气冷却方式l尾气的冷却可分为直接式及间接式两种类型。 直接式冷却是利用惰性介质直接与尾气接触以 吸收热量，达到冷却及温度调节的目的。水具 有较高的蒸发热(约2500kJ/kg)，可以有效降低 尾气温度，产生的水蒸气不会造成污染，因此 水是最常使
13、用的介质。空气的冷却效果很差， 必须引入大量空气，会造成尾气处理系统容量 增加(二倍至四倍多，视进气温度而异)，很少 单独使用。l间接冷却方式是利用传热介质(空气、水等)经由废热 锅炉、换热器、空气预热器等热交换设备，以降低 尾气温度，同时回收废热，产生水蒸气或加热燃烧 所需的空气。直接喷水冷却与间接冷却是调节及冷 却焚烧尾气的最常用的两种方式，其优缺点、适用 条件和范围如下表所示。l一般来说，采用间接冷却方式可提高热量回收效率 ，产生水蒸汽并用于发电，但投资及维护费用也较 高，系统的稳定性较低；直接喷水冷可降低初期投直接喷水冷可降低初期投 资及增加系统稳定性，但不仅造成水量的消耗，而资及增加
14、系统稳定性，但不仅造成水量的消耗，而 且浪费能源。且浪费能源。l中小型焚烧厂多采用批次方式或准连续式的操作方 式，产生的热量较小，热量回收利用不易或废热回 收的经济效益差，大多采用喷水冷却方式来降低焚 烧炉废气温度。如果焚烧炉每炉的垃圾处理量达如果焚烧炉每炉的垃圾处理量达 150t/d150t/d，且垃圾热值达，且垃圾热值达7500kJ/kg7500kJ/kg以上时，燃烧废气的以上时，燃烧废气的 冷却方式宜采用废热锅炉进行冷却。冷却方式宜采用废热锅炉进行冷却。大型垃圾焚烧 厂具有规模经济的效果，宜采用废热锅炉冷却燃烧 废气，产生水蒸气，用于发电。危险废物焚烧厂也 多采用间接冷却方式。l l8.
15、2 8.2 废热回收利用的方式及途径废热回收利用的方式及途径l热回收方式的选择取决于废热利用途径 和特点，工艺设备的需要以及经济因素 。焚烧系统通常连续运行，但热的需要 具有峰值和谷值，在热能回收利用中需 要很好考虑时间安排问题。l l（1 1）城市垃圾焚烧厂）城市垃圾焚烧厂l垃圾焚烧所产生的废热有多种再利用方 式包括水冷却型、半废热回收型及全废 热回收型三大类。l垃圾焚烧产生的低压蒸汽及高压蒸汽的利用途径 如下：l（a）厂内辅助设备自用：如垃圾含水率较高、 热值较低，可利用蒸汽预热助燃空气，使其自室 温提升至150200，促进燃烧效果；或用蒸汽 将废气温度于排放前再加热至约130，以避免 因
16、设置湿式洗烟装置而产生白烟现象。l（b）厂内发电：由于发电后产生电能极易输入 各地的公共电力供应系统，垃圾焚烧厂产生的蒸 汽，常普遍被用以推动汽轮发电机以产生电力， 构成汽电共生系统。所产生的电力，约有1020 作为厂内使用，其余则售予电力公司。l（c）供应附近工厂或医院的加热或消毒用：当焚烧 厂与用户的距离不远时，一般用管路将蒸汽送至厂 区附近的工厂或医院，供其生产生活、取暖或消毒 设备使用，凝结水则返送回焚烧厂循环使用。但双 方必须对蒸汽条件、供应量、供应时段、备用汽源 、管线维护、收费标准及合约期限等有关事宜达成 协定，目前以美国采取此种利用方式居多，其次为 欧洲地区，日本较少。l（d）供应附近发电厂当作辅助蒸汽：可将所产生的 蒸汽送到附近的发电厂，配合发电。但焚烧厂产生 的蒸汽条件，必须与发电厂的蒸汽条件相互一致。 此种利用方式亦以美国及欧洲地区较多。l（e）供应区域性暖气系统蒸汽使用：此种利用方 式包
