固体废物焚烧处理术

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1、第七章第七章 固体废物焚烧处理技术固体废物焚烧处理技术计划课时：计划课时：6学时。学时。本章主要内容为：固体废物焚烧基本概念、焚烧反应动力本章主要内容为：固体废物焚烧基本概念、焚烧反应动力学规律、焚烧计算、焚烧系统、焚烧工艺、焚烧设备，焚学规律、焚烧计算、焚烧系统、焚烧工艺、焚烧设备，焚烧厂烟气、水、渣、恶臭等处理技术，建设及运行管理。烧厂烟气、水、渣、恶臭等处理技术，建设及运行管理。了解固体废物焚烧的基本概念，焚烧设备，焚烧过程的环了解固体废物焚烧的基本概念，焚烧设备，焚烧过程的环保标准。保标准。理解焚烧反应动力学规律、焚烧系统、焚烧工艺。理解焚烧反应动力学规律、焚烧系统、焚烧工艺。掌握焚烧

2、过程的计算及焚烧废气的治理。掌握焚烧过程的计算及焚烧废气的治理。重点内容：重点内容：（1）焚烧过程）焚烧过程干燥加热阶段，燃烧阶段，燃尽阶段；干燥加热阶段，燃烧阶段，燃尽阶段；（2）影响焚烧过程的因素）影响焚烧过程的因素焚烧温度（焚烧温度（Temperature）、停留（燃烧）时间）、停留（燃烧）时间（Time）、搅混强度（）、搅混强度（Turbulence）（常称）（常称3T）和过剩空气率合称为焚烧四大要素；）和过剩空气率合称为焚烧四大要素；（3）固体废物焚烧过程的宏观动力学规律。）固体废物焚烧过程的宏观动力学规律。（4）焚烧废气处理）焚烧废气处理问题提出问题提出1 1、垃圾焚烧厂进居住区引

3、争议、垃圾焚烧厂进居住区引争议2009-11-09 09:45:352009-11-09 09:45:35来源来源: : 北京晨报北京晨报( (北京北京) )跟贴跟贴 0 0 条条 手机看手机看新闻新闻 据中央人民广播电台报道近日，经过多年调研，广州番禺区生据中央人民广播电台报道近日，经过多年调研，广州番禺区生活垃圾焚烧厂的选址地点定在番禺区大石街会江村附近，这是一个人活垃圾焚烧厂的选址地点定在番禺区大石街会江村附近，这是一个人口非常稠密的居住区，如此选址结果引起强烈争议。口非常稠密的居住区，如此选址结果引起强烈争议。从从20032003年年起，番禺区开始着手垃圾焚烧厂的选址工作。起，番禺区开

4、始着手垃圾焚烧厂的选址工作。20062006年年，有关，有关部门历经部门历经3 3年多年多调研和选址论证，初步确定调研和选址论证，初步确定大石街会江村现大石简易大石街会江村现大石简易垃圾处理厂作为新建生活垃圾焚烧发电厂的选址垃圾处理厂作为新建生活垃圾焚烧发电厂的选址，并取得规划部门的，并取得规划部门的项目选址意见书。番禺区是从项目选址意见书。番禺区是从20012001年兴起的，之前那里只是农田，如年兴起的，之前那里只是农田，如今一个接一个高档小区在华南板块相继开发而成，已经成为了全中国今一个接一个高档小区在华南板块相继开发而成，已经成为了全中国最具知名度和最炙手可热的房地产开发区域。最具知名度

5、和最炙手可热的房地产开发区域。规划在番禺大石街会江村附近、日处理规划在番禺大石街会江村附近、日处理2000吨垃圾的生活垃圾焚烧发电厂可能在国吨垃圾的生活垃圾焚烧发电厂可能在国庆节后开工，明年亚运会前投入使用！番禺逾庆节后开工，明年亚运会前投入使用！番禺逾30万居民担心可能将产生一级致癌物万居民担心可能将产生一级致癌物二恶英。大多数业主明确表示，二恶英。大多数业主明确表示，“将对这一项目抵制到底将对这一项目抵制到底”。市容环卫局表示环评通过立即开工 预计明年建成 日处理2000吨垃圾与众楼盘直线距离一览：与众楼盘直线距离一览：金城花园金城花园约约1公里公里丽江花园丽江花园约约3公里公里太子花园太

6、子花园约约1公里公里祈福新邨祈福新邨约约3公里公里天龙山庄天龙山庄约约1公里公里华南碧桂园华南碧桂园约约6公里公里雅典花园雅典花园约约1.5公里公里华南新城华南新城约约8公里公里香江动物园香江动物园约约2公里公里广州雅居乐广州雅居乐约约8公里公里南国奥园南国奥园约约2公里公里争议的争议的热点主要是热点主要是，周边市民认为在如此稠密的居住区建垃圾焚烧厂，周边市民认为在如此稠密的居住区建垃圾焚烧厂，气体排放等环保指标无法过关等。还有市民认为，焚烧厂周边居民的气体排放等环保指标无法过关等。还有市民认为，焚烧厂周边居民的癌症发病率明显高于其他地区，并且认为用焚烧的方式处理垃圾是发癌症发病率明显高于其他

7、地区，并且认为用焚烧的方式处理垃圾是发达国家早已淘汰的处理方式，不应再在广州运用。达国家早已淘汰的处理方式，不应再在广州运用。最近，广东省省情调查研究中心针对这个项目最近，广东省省情调查研究中心针对这个项目对对8 8公里以内的小区公里以内的小区居居民展开问卷调查。调查显示，民展开问卷调查。调查显示，高达高达97.1%97.1%的的受访居民不赞成在番禺区受访居民不赞成在番禺区大石街会江村附近建设垃圾焚烧发电厂，大石街会江村附近建设垃圾焚烧发电厂，92.5%92.5%的受访居民对有关部的受访居民对有关部门政务信息公开方面表示门政务信息公开方面表示“很不满意很不满意”。如果垃圾焚烧发电厂通过环。如果

8、垃圾焚烧发电厂通过环评，评，88.4%88.4%的受访居民表示不信任此结果。垃圾焚烧发电厂如果最终的受访居民表示不信任此结果。垃圾焚烧发电厂如果最终在番禺区大石街会江村附近开建，高达在番禺区大石街会江村附近开建，高达84.3%84.3%的受访居民表示会的受访居民表示会“收收集有关资料，上访请愿集有关资料，上访请愿”。另外，调查显示，。另外，调查显示，21.4%21.4%的受访居民将会的受访居民将会立即出售物业或换租。立即出售物业或换租。城管委称，城管委称，1999年至今，广州市生活垃圾产生量年至今，广州市生活垃圾产生量10年翻年翻了一番。目前，全市每天产生的生活垃圾已高达了一番。目前，全市每天

9、产生的生活垃圾已高达1.2万吨。万吨。如果不尽快兴建新的垃圾处理设施，最多再过两年，广州如果不尽快兴建新的垃圾处理设施，最多再过两年，广州市每天近万吨的生活垃圾将无处处理。市每天近万吨的生活垃圾将无处处理。目前，番禺生活垃圾焚烧发电项目仍处于环境影响评价阶目前，番禺生活垃圾焚烧发电项目仍处于环境影响评价阶段，政府将严格按照国家和广东省相关规定，依法推进生段，政府将严格按照国家和广东省相关规定，依法推进生活垃圾焚烧发电项目建设。由于番禺区土地资源短缺，山活垃圾焚烧发电项目建设。由于番禺区土地资源短缺，山体少，已无法找到可以建设大型卫生填埋场的地方，所以体少，已无法找到可以建设大型卫生填埋场的地方

10、，所以只能选择焚烧发电处理方式。城管委称将实时公布垃圾焚只能选择焚烧发电处理方式。城管委称将实时公布垃圾焚烧排放。烧排放。2 2、番禺垃圾焚烧发电厂环评承接者承诺开听证会、番禺垃圾焚烧发电厂环评承接者承诺开听证会新快报新快报1111月月5 5日讯日讯 番禺垃圾焚烧发电厂将处理番禺垃圾焚烧发电厂将处理250250万人的万人的生活垃圾，有毒气体监测无法保证准确性。生活垃圾，有毒气体监测无法保证准确性。“我们会开听我们会开听证会和座谈会。证会和座谈会。”承接了番禺垃圾焚烧发电项目环评工作承接了番禺垃圾焚烧发电项目环评工作的华南环境科研所海景博士昨天表示，参与环评工作十年的华南环境科研所海景博士昨天表

11、示，参与环评工作十年来从未碰到反响如此大的项目，即使之前没安排，他们现来从未碰到反响如此大的项目，即使之前没安排，他们现在也会要求开听证会。在上月在也会要求开听证会。在上月3030日番禺区召开的情况通报日番禺区召开的情况通报会上出现的四位专家，因和垃圾焚烧厂项目有利益关联而会上出现的四位专家，因和垃圾焚烧厂项目有利益关联而广受质疑，海景证实，他们不在此次环评的专家组中。广受质疑，海景证实，他们不在此次环评的专家组中。 （1）反对程度之强烈前所未有）反对程度之强烈前所未有从上个月从上个月30日起，海景博士的办公电话、手机就每天响个不停，而公日起，海景博士的办公电话、手机就每天响个不停，而公布的邮

12、箱也几乎被反映情况的市民挤爆。布的邮箱也几乎被反映情况的市民挤爆。“这就是为什么我呼吁你们这就是为什么我呼吁你们用书面形式表达自己的声音，因为邮箱已经爆满了，没法收邮件了。用书面形式表达自己的声音，因为邮箱已经爆满了，没法收邮件了。”海景说。海景说。海景坦言，参与环评工作已有海景坦言，参与环评工作已有10年，但从未碰到反响如此大的项目。年，但从未碰到反响如此大的项目。对于番禺垃圾焚烧发电项目，海景表示，该项目中市民反对呼声的激对于番禺垃圾焚烧发电项目，海景表示，该项目中市民反对呼声的激烈程度在他们经历的省内类似项目中是史无前例的。她承诺：烈程度在他们经历的省内类似项目中是史无前例的。她承诺：“

13、这种这种在广东省前所未有的项目一定会开听证会，即使没有，我们也会要求在广东省前所未有的项目一定会开听证会，即使没有，我们也会要求开。开。”对于业主提出的环评进度等问题，海景均表示在环评工作进行期间不对于业主提出的环评进度等问题，海景均表示在环评工作进行期间不方便作出回答。在上月方便作出回答。在上月30日番禺区召开的情况通报会上出现的四位专日番禺区召开的情况通报会上出现的四位专家，由于有垃圾焚烧炉发明专利以及经营垃圾焚烧炉生产厂家背景而家，由于有垃圾焚烧炉发明专利以及经营垃圾焚烧炉生产厂家背景而广受质疑。海景证实，他们都不会出现在此次环评的专家组中。广受质疑。海景证实，他们都不会出现在此次环评的

14、专家组中。（2 2）公众参与不影响环评结果）公众参与不影响环评结果当一位业主提出客观公正地做环评的要求时，海景表示她当一位业主提出客观公正地做环评的要求时，海景表示她会严格按照职业道德和国家规范去做技术性的测评，但垃会严格按照职业道德和国家规范去做技术性的测评，但垃圾焚烧发电厂建不建，圾焚烧发电厂建不建，“决策权不在我们这里决策权不在我们这里”。业主们。业主们表示，非常关注公众参与情况会否影响环评结果。对此，表示，非常关注公众参与情况会否影响环评结果。对此，海景表示，公众参与环节是按照国家规范进行的，但该环海景表示，公众参与环节是按照国家规范进行的，但该环节较特殊，不能打分，环评单位只是搜集、

15、整理、分类市节较特殊，不能打分，环评单位只是搜集、整理、分类市民声音，并且将这些声音在环评报告中呈现。民声音，并且将这些声音在环评报告中呈现。对于业主们提出的环评客观公正问题，海景表示由于立场对于业主们提出的环评客观公正问题，海景表示由于立场不一样，不可能完全做到客观，不一样，不可能完全做到客观，“大家都不可能完全客观大家都不可能完全客观公正，因为大家站的角度不一样。公正，因为大家站的角度不一样。”（3 3）没有技术在线监测二恶英）没有技术在线监测二恶英交谈中，业主再次提出，二恶英能否在线监测？对此，海交谈中，业主再次提出，二恶英能否在线监测？对此，海景承认目前技术无法做到，景承认目前技术无法

16、做到，“寻找二恶英相当于在一个堆寻找二恶英相当于在一个堆满了白米的游泳池里找出一颗黑米一样困难。满了白米的游泳池里找出一颗黑米一样困难。”在该所，在该所，从采样回来到最后找出共需从采样回来到最后找出共需2222天，而这已经是最快的纪录天，而这已经是最快的纪录了。了。海景称，目前他们主要通过在线监测与二恶英有关联度的海景称，目前他们主要通过在线监测与二恶英有关联度的其他气体，从而发出污染预警，但这个监测不保证准确。其他气体，从而发出污染预警，但这个监测不保证准确。她表示，已经投入使用的李坑垃圾焚烧发电厂一期二恶英她表示，已经投入使用的李坑垃圾焚烧发电厂一期二恶英及系列的废气检测均是通过的，而由他

17、们负责环评的二期及系列的废气检测均是通过的，而由他们负责环评的二期工程也已经开工建设。工程也已经开工建设。 （4）垃圾分类短期内难以见效）垃圾分类短期内难以见效为什么不提倡垃圾分类，而花为什么不提倡垃圾分类，而花9.39.3亿元建一个有争议的项亿元建一个有争议的项目？对于业主提出的这个问题，海景表示，垃圾分类要提目？对于业主提出的这个问题，海景表示，垃圾分类要提倡，但不可能在短期内收到效果，倡，但不可能在短期内收到效果，“如果要做好（垃圾分如果要做好（垃圾分类），类），9.39.3个亿加个零都不够。个亿加个零都不够。”她表示，这是长远利益她表示，这是长远利益和短期利益相矛盾的问题，番禺区垃圾焚

18、烧发电厂要处理和短期利益相矛盾的问题，番禺区垃圾焚烧发电厂要处理的是的是250250万人的垃圾。万人的垃圾。海景称，奥运会之前，北京投入了近海景称，奥运会之前，北京投入了近2020亿元做垃圾分类的亿元做垃圾分类的源头工作，但效果并不好。源头工作，但效果并不好。“垃圾分类是一个系统的东西，垃圾分类是一个系统的东西，不是简单的分分类。不是简单的分分类。”海景说，也许有很多市民开始垃圾海景说，也许有很多市民开始垃圾分类，但短期内不可能有大效果。不过她也表示，分类，但短期内不可能有大效果。不过她也表示，“实现实现垃圾分类，一直是我们的理想。垃圾分类，一直是我们的理想。”（5 5）专家声音）专家声音国内

19、国内“反焚烧派反焚烧派”领军人物赵章元教授：政府部门会听取民众意见的领军人物赵章元教授：政府部门会听取民众意见的近日，有华南板块的业主代表给国家环保部评估中心组专家、国内近日，有华南板块的业主代表给国家环保部评估中心组专家、国内“反焚烧派反焚烧派”领军人物赵章元教授发电子邮件，希望得到他的帮助。前领军人物赵章元教授发电子邮件，希望得到他的帮助。前日，赵章元复信，对番禺业主表示同情、支持和安慰。他在邮件中浅日，赵章元复信，对番禺业主表示同情、支持和安慰。他在邮件中浅谈了我国目前环评报告的通病，并希望业主积极向政府反映意见。谈了我国目前环评报告的通病，并希望业主积极向政府反映意见。赵章元在回复中说

20、，悲观消极无济于事，坐以待毙也是愚蠢表现，赵章元在回复中说，悲观消极无济于事，坐以待毙也是愚蠢表现，“我坚持认为，我国政府部门是会听取民众意见的我坚持认为，我国政府部门是会听取民众意见的”。赵章元指出，赵章元指出，目前国内有些环评报告目前国内有些环评报告“把法律要求的独立环评，完全把法律要求的独立环评，完全变成业主（单位）建设愿望的合理性论证，丧失了客观、公正、科学变成业主（单位）建设愿望的合理性论证，丧失了客观、公正、科学立场立场”，比如在江苏吴江垃圾焚烧发电厂的环评报告中，报告说危险，比如在江苏吴江垃圾焚烧发电厂的环评报告中，报告说危险废物可以废物可以“进行固化处理后安全填埋进行固化处理后

21、安全填埋”，看似可以解决污染问题，但看似可以解决污染问题，但实际上吴江根本没有符合资质的安全填埋单位，这实际上是一种无法实际上吴江根本没有符合资质的安全填埋单位，这实际上是一种无法实现的搪塞应付。此外，报告只考虑了正常工况下的环境影响问题，实现的搪塞应付。此外，报告只考虑了正常工况下的环境影响问题，没有预见到非正常工况下的环境风险问题，而对于这类极其敏感的环没有预见到非正常工况下的环境风险问题，而对于这类极其敏感的环境项目，这是不应该忽略的。赵章元还表示，如果有番禺垃圾焚烧发境项目，这是不应该忽略的。赵章元还表示，如果有番禺垃圾焚烧发电项目的环评报告，请发给他，以便继续支持。电项目的环评报告，

22、请发给他，以便继续支持。3、苏泽群：番禺垃圾就应该在番禺处理、苏泽群：番禺垃圾就应该在番禺处理核心提示：广州常务副市长苏泽群说，最近，他要了李坑核心提示：广州常务副市长苏泽群说，最近，他要了李坑垃圾焚烧发电厂一个月的环保数据，看到底有没有问题，垃圾焚烧发电厂一个月的环保数据，看到底有没有问题，“至少我抽查到的所有都达到欧盟的标准至少我抽查到的所有都达到欧盟的标准”。他说，番禺。他说，番禺的垃圾就应该在番禺就地处理，至于说具体放在番禺哪个的垃圾就应该在番禺就地处理，至于说具体放在番禺哪个地方，地方，“可以广泛听听市民的意见。可以广泛听听市民的意见。” ” 常务副市长苏泽群昨天就番禺垃圾焚烧发电厂

23、之争表态，根据广州和常务副市长苏泽群昨天就番禺垃圾焚烧发电厂之争表态，根据广州和兄弟城市的实践来看，兄弟城市的实践来看，“垃圾焚烧比填埋要先进垃圾焚烧比填埋要先进”。苏泽群说，最近，他要了李坑垃圾焚烧发电厂一个月的环保数据，看苏泽群说，最近，他要了李坑垃圾焚烧发电厂一个月的环保数据，看到底有没有问题，到底有没有问题，“至少我抽查到的所有都达到欧盟的标准至少我抽查到的所有都达到欧盟的标准”。“广州每天产生这么多垃圾，别想着番禺的垃圾拿到其他区去消化。广州每天产生这么多垃圾，别想着番禺的垃圾拿到其他区去消化。”他说，番禺的垃圾就应该在番禺就地处理，至于说具体放在番禺哪他说，番禺的垃圾就应该在番禺就

24、地处理，至于说具体放在番禺哪个地方，个地方，“可以广泛听听市民的意见。可以广泛听听市民的意见。”他说，自己很理解市民的想他说，自己很理解市民的想法，法，“谁家都有垃圾，谁都不愿意垃圾发电厂放在自家附近；谁家都谁家都有垃圾，谁都不愿意垃圾发电厂放在自家附近；谁家都用电，谁都不愿意变电站建到自己所在的小区；谁家都会死人，谁都用电，谁都不愿意变电站建到自己所在的小区；谁家都会死人，谁都不愿意自己住的地方靠近殡仪馆。不愿意自己住的地方靠近殡仪馆。”他说，要尊重公众的选择，但同时也要考虑现实情况，选出一个对人他说，要尊重公众的选择，但同时也要考虑现实情况，选出一个对人影响最小、最合理的地点。影响最小、最

25、合理的地点。环卫部门有关负责人也表示，番禺垃圾焚烧厂的选址是比较合适的，环卫部门有关负责人也表示，番禺垃圾焚烧厂的选址是比较合适的，目前暂无在别处选址的意向，环评报告也正在编制当中。目前暂无在别处选址的意向，环评报告也正在编制当中。 4 4、广州市垃圾处理实际情况、广州市垃圾处理实际情况广州市环卫局副局长徐建韵向前往视察的人大代表透露：广州市环卫局副局长徐建韵向前往视察的人大代表透露：目前全市日产生活垃圾近目前全市日产生活垃圾近1140011400吨，其中中心区吨，其中中心区79007900多吨，多吨，番禺区番禺区14001400多吨，花都区多吨，花都区700700多吨，南沙区多吨，南沙区33

26、0330多吨，增城多吨，增城市市330330多吨，从化市多吨，从化市550550多吨，需要统收统运、日产日清。多吨，需要统收统运、日产日清。目前，广州的生活垃圾处理方式主要以填埋为主，全市每目前，广州的生活垃圾处理方式主要以填埋为主，全市每日填埋处理日填埋处理1040010400吨，焚烧处理吨，焚烧处理10001000吨。吨。 广州市十区，除番禺、花都区的生活垃圾自行处理外，其广州市十区，除番禺、花都区的生活垃圾自行处理外，其余的都集中在兴丰垃圾填埋场和李坑垃圾焚烧发电厂处理余的都集中在兴丰垃圾填埋场和李坑垃圾焚烧发电厂处理。5 5、你的看法、你的看法（1）（2）（3）7.1概述概述（1）定义

27、）定义垃圾焚烧定义：垃圾焚烧是对垃圾进行高温处理的一种方垃圾焚烧定义：垃圾焚烧是对垃圾进行高温处理的一种方法，它是指在高温焚烧炉内（法，它是指在高温焚烧炉内（800-1000），垃圾中的可），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，转化为高温的燃烧气体和性质稳定的固体残渣，并放出热量的过程。的燃烧气体和性质稳定的固体残渣，并放出热量的过程。（2）处理工艺选择）处理工艺选择城市人口规模城市人口规模城市经济实力城市经济实力土地资源条件土地资源条件7.2圾焚烧特性与焚烧过程圾焚烧特性与焚烧过程7.2.1垃圾的焚烧特性垃圾的焚烧特性（1）垃圾

28、的发热量）垃圾的发热量根据经验，当垃圾的低位热值大于根据经验，当垃圾的低位热值大于3350kJ/kg时，垃圾即时，垃圾即可实现自燃而无需添加助燃剂。可实现自燃而无需添加助燃剂。垃圾的发热量主要受垃圾的三成分，即水分（垃圾的发热量主要受垃圾的三成分，即水分（W），灰分），灰分（A）和可燃分（）和可燃分（R）的影响）的影响,因此可通过因此可通过“三成分三成分”对垃对垃圾的可燃性质进行定性的判断圾的可燃性质进行定性的判断.垃圾焚烧组分三元图如图垃圾焚烧组分三元图如图4-1所示。所示。图中斜线覆盖的部分为可燃区，边界上或边界外为不可燃图中斜线覆盖的部分为可燃区，边界上或边界外为不可燃区。从图上可以看出

29、其可燃区的界限值：区。从图上可以看出其可燃区的界限值：W50%；A60%；R25%。 固体废物的热值：是指单位质量的固体废物完全燃烧时所固体废物的热值：是指单位质量的固体废物完全燃烧时所固体废物的热值：是指单位质量的固体废物完全燃烧时所固体废物的热值：是指单位质量的固体废物完全燃烧时所释放出的热量，以释放出的热量，以释放出的热量，以释放出的热量，以kJ/kgkJ/kg表示。下表列出了我国几种典型废表示。下表列出了我国几种典型废表示。下表列出了我国几种典型废表示。下表列出了我国几种典型废物的热值。物的热值。物的热值。物的热值。几种典型废物的热值（几种典型废物的热值（kJ/kg）废废物物煤矸石煤矸

30、石广州垃广州垃圾圾19961996杭州垃杭州垃圾圾19971997常州垃常州垃圾圾19971997芜湖垃芜湖垃圾圾19971997上海污水厂上海污水厂 污泥污泥热值80080080008000441244124452445273007300286328631460014600（2）焚烧产物）焚烧产物固固体体废废物物中中的的可可燃燃成成分分主主要要是是有有机机物物，有有机机物物由由大大量量的的碳碳，氢氢，氧氧元元素素组组成成，有有时时还还含含有有氮氮，硫硫，磷磷和和卤卤素素等等少少量量元元素素。这这些些元元素素在在焚焚烧烧过过程程中中与与空空气气中中的的氧氧发发生生反反应应，生生成成各种氧化物或

31、部分元素的氢化物。各种氧化物或部分元素的氢化物。一个完全燃烧的氧化反应可表示为：一个完全燃烧的氧化反应可表示为：CxHyOzNuSvClw+(x+v+0.25(y-w)-0.5z)O2xCO2+wHCl+0.5uN2+vSO2+0.5(y-w)H2O+Q7.2.2焚烧过程焚烧过程物料从送入焚烧炉起，到形成烟气和固态残渣的整个过程物料从送入焚烧炉起，到形成烟气和固态残渣的整个过程总称为焚烧过程。焚烧过程包括三个阶段：干燥加热阶段，总称为焚烧过程。焚烧过程包括三个阶段：干燥加热阶段，燃烧阶段，燃尽阶段。燃烧阶段，燃尽阶段。（1）干燥阶段）干燥阶段对机械送料的运动式炉排炉，从物料送入焚烧炉起，到物对

32、机械送料的运动式炉排炉，从物料送入焚烧炉起，到物料开始析出挥发分和着火这一段时间，都认为是干燥阶段。料开始析出挥发分和着火这一段时间，都认为是干燥阶段。（2）燃烧阶段）燃烧阶段在干燥阶段基本完成后，如果炉内温度足够高，且又有足在干燥阶段基本完成后，如果炉内温度足够高，且又有足够的氧化剂，物料就会很顺利地进入真正的焚烧阶段够的氧化剂，物料就会很顺利地进入真正的焚烧阶段燃烧阶段。燃烧阶段包括了三个同时发生的化学反应模式。燃烧阶段。燃烧阶段包括了三个同时发生的化学反应模式。强氧化反应强氧化反应物料的燃烧包括物料与氧发生的强氧化反应过程。物料的燃烧包括物料与氧发生的强氧化反应过程。热解热解热解是在缺氧

33、或无氧条件下，利用热能破坏含碳高分子化热解是在缺氧或无氧条件下，利用热能破坏含碳高分子化合物元素间的化学键，使含碳化合物破坏或者进行化学重合物元素间的化学键，使含碳化合物破坏或者进行化学重组的过程。组的过程。原子基团碰撞原子基团碰撞在物料燃烧过程中，还伴有火焰的出现。燃烧火焰实质上在物料燃烧过程中，还伴有火焰的出现。燃烧火焰实质上是高温下富含原子基团的气流造成的。由于原子基团电子是高温下富含原子基团的气流造成的。由于原子基团电子能量的跃迁、分子的旋转和振动等产生量子辐射，产生红能量的跃迁、分子的旋转和振动等产生量子辐射，产生红外热辐射、可见光和紫外线等，从而导致火焰的出现。外热辐射、可见光和紫

34、外线等，从而导致火焰的出现。（3）燃尽阶段）燃尽阶段物料在主燃烧阶段发生强烈的发热发光氧化反应之后，开物料在主燃烧阶段发生强烈的发热发光氧化反应之后，开始进入燃尽阶段。此时参与反应的物质的量大大减少了，始进入燃尽阶段。此时参与反应的物质的量大大减少了，而反应生成的惰性物质、气态的而反应生成的惰性物质、气态的CO2、H2O和固态的灰渣和固态的灰渣则增加了。则增加了。7.2.3影响焚烧过程的因素影响焚烧过程的因素（1）焚烧温度）焚烧温度废废物物的的焚焚烧烧温温度度是是指指废废物物中中有有害害组组分分在在高高温温下下氧氧化化、分分解解直直至破坏所需达到的温度。它比废物的着火温度要高得多。至破坏所需达

35、到的温度。它比废物的着火温度要高得多。合适的焚烧温度是在一定的停留时间下由实验确定的。大合适的焚烧温度是在一定的停留时间下由实验确定的。大多数有机物的焚烧温度范围在多数有机物的焚烧温度范围在8001000，通常在，通常在800900左右为宜。左右为宜。我国生活垃圾焚烧污染控制标准我国生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2001)中规定中规定烟气出口温度烟气出口温度850。（2）停留时间）停留时间烟气停留时间：燃烧气体从最后空气喷射口或燃烧器到换烟气停留时间：燃烧气体从最后空气喷射口或燃烧器到换热面（如余热锅炉换热器等）或烟道冷风引射口之间的停热面（如余热锅炉换热器等）或烟道冷风引射口之间

36、的停留时间。留时间。停留时间的长短直接影响废物的焚烧效果、尾气组成等，停留时间的长短直接影响废物的焚烧效果、尾气组成等，停留时间也是决定炉体容积尺寸和燃烧能力的重要依据。停留时间也是决定炉体容积尺寸和燃烧能力的重要依据。一般情况下，应尽可能通过生产模拟试验来获得设计数据。一般情况下，应尽可能通过生产模拟试验来获得设计数据。对缺少试验手段或难以确定废物焚烧所需时间的情况，可对缺少试验手段或难以确定废物焚烧所需时间的情况，可参阅经验数据。对于垃圾焚烧，如温度维持在参阅经验数据。对于垃圾焚烧，如温度维持在8501000之间，并有良好的搅拌和混合时，燃烧气体的燃烧之间，并有良好的搅拌和混合时，燃烧气体

37、的燃烧室的停留时间约为室的停留时间约为12s。（3）搅混强度）搅混强度要使废物燃烧完全，减少污染物形成，必须使废物与助燃要使废物燃烧完全，减少污染物形成，必须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。空气充分接触、燃烧气体与助燃空气充分混合。焚烧炉所采用的搅动方式有空气流搅动、机械炉排搅动、焚烧炉所采用的搅动方式有空气流搅动、机械炉排搅动、流态化搅动及旋转搅动等，其中以流态化搅动效果最好。流态化搅动及旋转搅动等，其中以流态化搅动效果最好。中小型焚烧炉多属于固定炉床式，常通过空气的流动来进中小型焚烧炉多属于固定炉床式，常通过空气的流动来进行搅动，其主要方式有：行搅动，其主要方式有：炉

38、床下送风炉床下送风助燃空气自炉床下送风，由废物层孔隙中窜出，这种搅动助燃空气自炉床下送风，由废物层孔隙中窜出，这种搅动方式易将不可燃的底灰或未燃炭颗粒随气流带出，形成颗方式易将不可燃的底灰或未燃炭颗粒随气流带出，形成颗粒物污染，废物与空气接触机会大，废物燃烧较完全，焚粒物污染，废物与空气接触机会大，废物燃烧较完全，焚烧残渣热灼减量较小。烧残渣热灼减量较小。炉床上送风炉床上送风助燃空气由炉床上方送风，废物进入炉内时从表面开始燃助燃空气由炉床上方送风，废物进入炉内时从表面开始燃烧，优点是形成的粒状物较少，缺点是焚烧残渣热灼减量烧，优点是形成的粒状物较少，缺点是焚烧残渣热灼减量较高。较高。一般来说，

39、二次燃烧室气体速度在一般来说，二次燃烧室气体速度在37m/s即可满足要求。即可满足要求。气体流速过大时，混合强度加大，但气体在二次燃烧室的气体流速过大时，混合强度加大，但气体在二次燃烧室的停留时间会降低，反而不利于燃烧的完全进行。停留时间会降低，反而不利于燃烧的完全进行。（4）过剩空气率）过剩空气率过剩空气系数过剩空气系数过剩空气系数（过剩空气系数（m）用于表示实际供应空气量与理论空气）用于表示实际供应空气量与理论空气量的比值，定义为：量的比值，定义为：mA/A0式中；式中；A0为理论空气量；为理论空气量；A为实际供应空气量。为实际供应空气量。过剩空气率过剩空气率过剩空气率由下式求出：过剩空气

40、率由下式求出：过剩空气率（过剩空气率（m-1）100%根据经验，过剩空气系数一般需大于根据经验，过剩空气系数一般需大于1.5，常在，常在1.51.9之之间；但在某些特殊情况下，过剩空气系数可能在间；但在某些特殊情况下，过剩空气系数可能在2以上，以上，才能达到较完全的焚烧效果。才能达到较完全的焚烧效果。7.2.4焚烧（燃烧）效果焚烧（燃烧）效果（1）目测法：）目测法：黑度黑度（2）热灼减量法：）热灼减量法：Es=(1-WL/Wf)100%其中其中Es为焚烧效果，为焚烧效果，%；WL为单位质量炉渣中热灼减量，为单位质量炉渣中热灼减量，kg；WL为单位质量废物中可燃物量，为单位质量废物中可燃物量，k

41、g；（3）CO法：法：EgCCO2/(CCO2+CCO)100%课堂讨论：课堂讨论：v什么是化学热力学？什么是化学热力学？v什么是化学动力学？什么是化学动力学？化学热力学是化学热力学是物理化学物理化学和和热力学热力学的一个分支学科，它主要研究物质系统在各的一个分支学科，它主要研究物质系统在各种条件下的种条件下的物理物理和和化学化学变化中所伴随着的能量变化，变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。和进行的程度作出准确的判断。化学热力学的核心理论有三个：所有的物质都具有化学热力学的核心理论有三个：所有的物质都具有能量能量，能量是守恒的，各，能量

42、是守恒的，各种能量可以相互转化；事物总是自发地趋向于平衡态；处于平衡态的物质系种能量可以相互转化；事物总是自发地趋向于平衡态；处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。统可用几个可观测量描述。化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。热力学第一定律热力学第一定律就是就是能量守恒和转化定律，它是许多科学家实验总结出来的。能量守恒和转化定律，它是许多科学家实验总结出来的。热力学第一定律给出了热和功相互转化的数量关系。为了提高热机效率，热力学第一定律给出了热和功相互转化的数量关系。为了提高热机效率，1824年卡诺提出了著名的卡诺定理。为了进一步阐

43、明卡诺定理，年卡诺提出了著名的卡诺定理。为了进一步阐明卡诺定理，1850年年克劳克劳修斯修斯提出提出热力学第二定律热力学第二定律，他认为：，他认为：“不可能把热从低温物体传到高温物体不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化而不引起其他变化”，相当于热传导过程的不可逆性。，相当于热传导过程的不可逆性。1851年开尔文认为：年开尔文认为：“不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功而不引不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功而不引起其他变化起其他变化”，相当于摩擦生热过程的不可逆性。，相当于摩擦生热过程的不可逆性。1912年，年，能斯脱能斯脱提出提出热力学第三定律热力学第三定律，即绝对温度

44、的零点是不可能达到的。，即绝对温度的零点是不可能达到的。其他科学家还提出过几种不同表述方式，其中其他科学家还提出过几种不同表述方式，其中1911年普朗克的提法较为明确，年普朗克的提法较为明确，即即“与任何等温可逆过程相联系的熵变，随着温度的趋近于零而趋近于零与任何等温可逆过程相联系的熵变，随着温度的趋近于零而趋近于零”。这个定律非常重要，为化学平衡提供了根本性原理。这个定律非常重要，为化学平衡提供了根本性原理。吉布斯给出了热力学原理的更为完美的表述形式，用几个热力学函数来描述吉布斯给出了热力学原理的更为完美的表述形式，用几个热力学函数来描述系统的状态，使化学变化和物理变化的描述更为方便和实用。

45、他发表了著名系统的状态，使化学变化和物理变化的描述更为方便和实用。他发表了著名的的“相律相律”，对相平衡的研究起着重要的指导作用。但实际系统常常是开放，对相平衡的研究起着重要的指导作用。但实际系统常常是开放的、非平衡的，所涉及的物理化学过程通常是不可逆的。的、非平衡的，所涉及的物理化学过程通常是不可逆的。热力学三个基本定律是无数经验的总结，至今尚未发现热力学理论与事实不热力学三个基本定律是无数经验的总结，至今尚未发现热力学理论与事实不符合的情形，因此它们具有高度的可靠性。符合的情形，因此它们具有高度的可靠性。热力学所根据的基本规律就是热力学第一定律、第二定律和第三定律，从这热力学所根据的基本规

46、律就是热力学第一定律、第二定律和第三定律，从这些定律出发，用数学方法加以演绎推论，就可得到描写物质体系平衡的热力些定律出发，用数学方法加以演绎推论，就可得到描写物质体系平衡的热力学函数及函数间的相互关系，再结合必要的热化学数据，解决化学变化、物学函数及函数间的相互关系，再结合必要的热化学数据，解决化学变化、物理变化的方向和限度，这就是化学热力学的基本内容和方法。理变化的方向和限度，这就是化学热力学的基本内容和方法。热力学是热学理论的一个方面。热力学主要是从能量转化的观点来研究物热力学是热学理论的一个方面。热力学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质，它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵

47、从的宏观规律。质的热性质，它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律。热力学是总结物质的宏观现象而得到的热学理论，不涉及物质的微观结热力学是总结物质的宏观现象而得到的热学理论，不涉及物质的微观结构和微观粒子的相互作用。因此它是一种唯象的宏观理论，具有高度的可靠构和微观粒子的相互作用。因此它是一种唯象的宏观理论，具有高度的可靠性和普遍性。性和普遍性。热力学三定律是热力学的基本理论。热力学第一定律反映了能量守恒和热力学三定律是热力学的基本理论。热力学第一定律反映了能量守恒和转换时应该遵从的关系，它引进了系统的态函数转换时应该遵从的关系，它引进了系统的态函数内能。热力学第一定律也内能。热

48、力学第一定律也可以表述为：第一类永动机是不可能造成的。可以表述为：第一类永动机是不可能造成的。热学中一个重要的基本现象是趋向平衡态，这是一个不可逆过程。例如热学中一个重要的基本现象是趋向平衡态，这是一个不可逆过程。例如使温度不同的两个物体接触，最后到达平衡态，两物体便有相同的温度。但使温度不同的两个物体接触，最后到达平衡态，两物体便有相同的温度。但其逆过程，即具有相同温度的两个物体，不会自行回到温度不同的状态。其逆过程，即具有相同温度的两个物体，不会自行回到温度不同的状态。这说明，不可逆过程的初态和终态间，存在着某种物理性质上的差异，这说明，不可逆过程的初态和终态间，存在着某种物理性质上的差异

49、，终态比初态具有某种优势。终态比初态具有某种优势。1854年克劳修斯引进一个函数来描述这两个状态年克劳修斯引进一个函数来描述这两个状态的差别，的差别，1865年他给此函数定名为熵。年他给此函数定名为熵。1850年，克劳修斯在总结了这类现象后指出：不可能把热从低温物体传年，克劳修斯在总结了这类现象后指出：不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，这就是热力学第二定律的克氏表述。几乎同到高温物体而不引起其他变化，这就是热力学第二定律的克氏表述。几乎同时，开尔文以不同的方式表述了热力学第二定律的内容。时，开尔文以不同的方式表述了热力学第二定律的内容。用熵的概念来表述热力学第二定律就是：在封闭

50、系统中，热现象宏观过用熵的概念来表述热力学第二定律就是：在封闭系统中，热现象宏观过程总是向着熵增加的方向进行，当熵到达最大值时，系统到达平衡态。第二程总是向着熵增加的方向进行，当熵到达最大值时，系统到达平衡态。第二定律的数学表述是对过程方向性的简明表述。定律的数学表述是对过程方向性的简明表述。1912年能斯脱提出一个关于低温现象的定律：用任何方法都不能使系统年能斯脱提出一个关于低温现象的定律：用任何方法都不能使系统到达绝对零度。此定律称为热力学第三定律。到达绝对零度。此定律称为热力学第三定律。热力学的这些基本定律是以大量实验事实为根据建立起来的，在此基础热力学的这些基本定律是以大量实验事实为根

51、据建立起来的，在此基础上，又引进了三个基本状态函数：温度、内能、熵，共同构成了一个完整的上，又引进了三个基本状态函数：温度、内能、熵，共同构成了一个完整的热力学理论体系。此后，为了在各种不同条件下讨论系统状态的热力学特性，热力学理论体系。此后，为了在各种不同条件下讨论系统状态的热力学特性，又引进了一些辅助的状态函数，如焓、亥姆霍兹函数又引进了一些辅助的状态函数，如焓、亥姆霍兹函数(自由能自由能)、吉布斯函数等。、吉布斯函数等。这会带来运算上的方便，并增加对热力学状态某些特性的了解。这会带来运算上的方便，并增加对热力学状态某些特性的了解。从热力学的基本定律出发，应用这些状态函数，利用数学推演得到

52、系统从热力学的基本定律出发，应用这些状态函数，利用数学推演得到系统平衡态各种特性的相互联系，是热力学方法的基本内容。平衡态各种特性的相互联系，是热力学方法的基本内容。化学动力学：化学动力学：是研究化学反应的速率和机理的科学是研究化学反应的速率和机理的科学,是物理是物理化学的一个重要组成部分。在化学动力学中，要研究化学化学的一个重要组成部分。在化学动力学中，要研究化学反应的速率反应的速率(reactionrate)以及反应条件以及反应条件(例如浓度例如浓度,压力压力,温度温度,辐射辐射,介质介质,催化剂等催化剂等)对反应速率的影响，揭露反应的对反应速率的影响，揭露反应的具体过程，即反应机理具体过

53、程，即反应机理(reactionmechanism)。7.3燃烧反应过程的动力学规律燃烧反应过程的动力学规律7.3.1固体废物燃烧的异相反应特性固体废物燃烧的异相反应特性固体废物与氧化剂（固体废物与氧化剂（O2）的反应为气固相反应，为非均）的反应为气固相反应，为非均相反应或异相反应。相反应或异相反应。例如固体废物与例如固体废物与O2反应通常包括以下几个步骤：反应通常包括以下几个步骤：(1)O2自气相主体向反应表面的传递（扩散）；自气相主体向反应表面的传递（扩散）；(2)O2被反应表面吸附；被反应表面吸附；(3)发生表面化学反应；发生表面化学反应；(4)反应产物的脱附；反应产物的脱附；(5)气相

54、产物向表面气相主体的扩散。气相产物向表面气相主体的扩散。 上面各步骤串联进行，稳态时，各步速率相等，即：上面各步骤串联进行，稳态时，各步速率相等，即：（1）异相燃烧反应的动力区和扩散区）异相燃烧反应的动力区和扩散区 若若O2的气相主体浓度为的气相主体浓度为cb，表面浓度为，表面浓度为ci，则根据膜扩散理论，扩，则根据膜扩散理论，扩散通量为：散通量为：反应的物质量：反应的物质量：稳态时：稳态时：ri为表面反应速率；为表面反应速率；ki为表面反应速度常数为表面反应速度常数rG为总的表面为总的表面反应速率（包括反应和扩散）反应速率（包括反应和扩散）将两式变换将两式变换,得到得到:消去未知的消去未知的

55、Ci,得到得到若为一级反应，若为一级反应，n=1，则：，则：或：或：该式即为同时考虑扩散和反应规律的表面反应速率表达式，该式即为同时考虑扩散和反应规律的表面反应速率表达式，且化学反应为一级且化学反应为一级将上式写成：将上式写成：kG称为称为“综合速率常数综合速率常数”1)当当时，如当温度很低时，则：时，如当温度很低时，则：此时，总体反应速率取决于化学动力学因素，称为异相反应此时，总体反应速率取决于化学动力学因素，称为异相反应处于处于“动力区动力区”。2)当当时，时，例如高温区，则：例如高温区，则：这种情况下，异相反应速率取决于气相反应介质（这种情况下，异相反应速率取决于气相反应介质（O2）向反

56、）向反应表面的扩散传质速度，称反应处于应表面的扩散传质速度，称反应处于“扩散区扩散区”。由此可见：由此可见：若反应处于动力区，则强化燃烧过程的主要手段是提高系若反应处于动力区，则强化燃烧过程的主要手段是提高系统的反应温度；统的反应温度；若反应处于扩散区，则为了强化燃烧过程则应设法增大传若反应处于扩散区，则为了强化燃烧过程则应设法增大传质系数，这可通过增加流体（气体）的流速，减少颗粒直径质系数，这可通过增加流体（气体）的流速，减少颗粒直径而达到。而达到。7.3.3固体废物焚烧过程的宏观动力学规律固体废物焚烧过程的宏观动力学规律在固体废物的焚烧过程中，气体反应物（在固体废物的焚烧过程中，气体反应物

57、（O2）向颗粒表面扩散并进入）向颗粒表面扩散并进入内部，然后进行反应，随着反应就进行，颗粒不断变小。反应物的产内部，然后进行反应，随着反应就进行，颗粒不断变小。反应物的产物有两种情况：一种无固体产物生成，一种有固体产物生成。而对固物有两种情况：一种无固体产物生成，一种有固体产物生成。而对固体反应物（固体废物）而言，有无孔颗粒和多孔颗粒之分。因此，针体反应物（固体废物）而言，有无孔颗粒和多孔颗粒之分。因此，针对固体废物本身的特点和焚烧过程有无固体产物生成，可将垃圾与对固体废物本身的特点和焚烧过程有无固体产物生成，可将垃圾与O2的反应分成：的反应分成：（1）无固体产物层的无孔颗粒与气体）无固体产物

58、层的无孔颗粒与气体O2间的反应；间的反应；（2）有固体产物层的无孔颗粒与气体）有固体产物层的无孔颗粒与气体O2间的反应；间的反应；（3）无固体产物层的有孔颗粒与气体）无固体产物层的有孔颗粒与气体O2间的反应；间的反应；（4）有固体产物层的有孔颗粒与气体）有固体产物层的有孔颗粒与气体O2间的反应；间的反应；若有固体产物层生成，则若有固体产物层生成，则O2与固体废物进行反应，必须通过产物层。与固体废物进行反应，必须通过产物层。但无论有无固体产物层生成，反应区总是向内推移，未反应的内核逐但无论有无固体产物层生成，反应区总是向内推移，未反应的内核逐渐缩小，直至反应终了。下面介绍不同情况下，固体废物与渐

59、缩小，直至反应终了。下面介绍不同情况下，固体废物与O2反应的反应的宏观动力学规律。宏观动力学规律。7.3.3.1无固体产物层的无孔固体与气体（无固体产物层的无孔固体与气体（O2）的反应）的反应反应机理如图反应机理如图4-2所示。所示。反应通式可写成：反应通式可写成：A(g)+bB(s)=pP(g)（4-31）则：则：反应物反应物A向固体表面的传质速率向固体表面的传质速率nA(mols-1)为：为：nA=kgAAc(cAb-cAi)（4-32）式中，式中，kgA为为A的传质系数，的传质系数，ms-1。气固间的反应速率气固间的反应速率rAr(mols-1)为：为：当反应达到平衡时，当反应达到平衡时

60、，nA=rAr=RA=rG,A，因此：，因此：式子中：式子中：RA为总体反应速率；为总体反应速率；rG,A为气相表面反应速率。为气相表面反应速率。设设为固体为固体B的摩尔密度（的摩尔密度（molm-3），而固体颗粒），而固体颗粒B的的减少表现为未反应核的缩小，则根据式（减少表现为未反应核的缩小，则根据式（4-31），可写出：），可写出：式中，式中，RB为固体为固体B消耗的总反应速率，消耗的总反应速率，mols-1将式中（将式中（4-34）代入式（）代入式（4-35），得：），得：式（式（4-36）右端除）右端除外，均与外，均与无关，分离变量并利无关，分离变量并利用初始条件：用初始条件：t=0时

61、，时，=R0积分得到：积分得到：式（式（4-37）中的）中的（传质系数）（传质系数），与气体流速，与气体流速ug，颗粒的大小和形，颗粒的大小和形状、气体的特性等有关。状、气体的特性等有关。如前所述：如前所述：Sh舍伍德数舍伍德数反映传质特征的参数；反映传质特征的参数；Re雷诺数雷诺数反映流体湍动程度的参数；反映流体湍动程度的参数；Sc斯密特数斯密特数反映流体扩散性能的参数。反映流体扩散性能的参数。当气体流动处于层流区时，当气体流动处于层流区时，Sh=2，将式（将式（4-38）代入式（）代入式（4-37），并积分，得到），并积分，得到又因为又因为B的转化率可写成：的转化率可写成：因此：因此：当固

62、体当固体B完全转化，即完全转化，即X=1，=0时，则该过程所需的时间时，则该过程所需的时间以表示，有：以表示，有：令令:上上式式表表示示边边界界层层传传质质阻阻力力与与化化学学反反应应阻阻力力的的比比值值（无无量量纲纲数数）。因此，可用它来判断过程的控制步骤：因此，可用它来判断过程的控制步骤：当当时，为化学反应控制；时，为化学反应控制；当当时，为扩散传质控制；时，为扩散传质控制；当当时，混合控制。时，混合控制。(1)当为反应控制时：当为反应控制时：(2)当为传质控制时：当为传质控制时：【例例7-1】900和和1105Pa，半径为，半径为1mm的球形碳颗粒在的球形碳颗粒在含含10%氧气的静止气体

63、中燃烧。试计算完全燃烧所需的时氧气的静止气体中燃烧。试计算完全燃烧所需的时间，并确定过程的控制步骤。若颗粒的半径改为间，并确定过程的控制步骤。若颗粒的半径改为0.1mm，其他条件不变时，结果会有何变化？已知该条件下，其他条件不变时，结果会有何变化？已知该条件下，kr=0.2ms-1；D=210-4m2s-1，B=1.88105molm-3。解：（解：（1）气相主体）气相主体O2的浓度的浓度（2）完全燃烧所需时间）完全燃烧所需时间由于由于故为混合控制。故为混合控制。由于由于故为混合控制。故为混合控制。(3)当碳颗粒的半径为当碳颗粒的半径为0.1mm时的时的故控制步骤为反应过程。故控制步骤为反应过

64、程。7.4燃烧反应计算燃烧反应计算7.4.1空气需要量的计算空气需要量的计算7.4.1.1理论空气需要量（完全燃烧空气量）的计算理论空气需要量（完全燃烧空气量）的计算已知燃料成分为（质量分数）已知燃料成分为（质量分数）C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%每千克燃料完全燃烧时所需要的氧气量为：每千克燃料完全燃烧时所需要的氧气量为：标准状态下，氧气的密度为标准状态下，氧气的密度为32/22.4=1.429（kgm-3）,则则换算成氧气的体积需要量为：换算成氧气的体积需要量为：至此，氧气的需要量完全按化学式计算而来，并未估计任至此，氧气的需要量完全按化学式计算而来，并未估计任何其他因素

65、的影响，称为何其他因素的影响，称为“理论氧气需要量理论氧气需要量”。一般干空气的成分，以质量分数表示，一般干空气的成分，以质量分数表示，O2为为23.2%；N2为为76.8%；按体积，；按体积，O2为为21%；N2为为79%。故可得：。故可得：7.4.1.2实际空气需要量实际空气需要量在实际操作中，要保证炉内燃料完全燃烧，通常供给比理在实际操作中，要保证炉内燃料完全燃烧，通常供给比理论值多一些的空气（过理空气量），而需要炉内处于还原论值多一些的空气（过理空气量），而需要炉内处于还原性气氛中，便供给少一些空气。性气氛中，便供给少一些空气。实际空气需要量实际空气需要量Vn可表示为：可表示为：Vn=

66、nV0式中，式中，n为空气消耗系数；当为空气消耗系数；当n1时，被称为时，被称为“空气过剩空气过剩系数系数”。上面计算中未计入空气中的水分，若计水分，按下面方法上面计算中未计入空气中的水分，若计水分，按下面方法换算。空气中的水分含量换算。空气中的水分含量GgH2O，通常为，通常为1m3干气体中水干气体中水分含量，以分含量，以gm-3表示，可以查到。将表示，可以查到。将GgH2O换算成体积含换算成体积含量则为：量则为：则湿空气的需要量为：则湿空气的需要量为：Vn=nV0+0.00124GgH2OV0=(1+0.00124GgH2O)nV0由以上计算可知：由以上计算可知：V0只决定于燃料的成分，燃

67、料中可燃物含量越高，则只决定于燃料的成分，燃料中可燃物含量越高，则V0就越大；就越大；实际空气需要量实际空气需要量V0与空气消耗系数与空气消耗系数n有关，而有关，而n与燃料与燃料条件有关。条件有关。7.4.2空气温度的计算空气温度的计算7.4.2.1热平衡法热平衡法燃料燃烧时产物达到的温度，即是燃烧温度。燃料燃烧时产物达到的温度，即是燃烧温度。（1）热量收入）热量收入燃料的化学热，即燃料发热量：燃料的化学热，即燃料发热量：QL空气带入的物理热：空气带入的物理热：Qair=VnCairtair燃料带入的物理热：燃料带入的物理热：Qfuel=Cfueltfuel（2）热量支出）热量支出燃烧产物含有

68、的物理热燃烧产物含有的物理热Qp=Vn,pCptp由燃烧产物传给周围物质的热量：由燃烧产物传给周围物质的热量：Qtransfer或或Qt因燃烧条件变化而造成的不完全燃烧的热损失：因燃烧条件变化而造成的不完全燃烧的热损失：Qun。燃烧产物中某些气体高温热分解所消耗的热量：燃烧产物中某些气体高温热分解所消耗的热量：Qd根据热平衡原理，当根据热平衡原理，当Q收收=Q支支时，燃烧产物达到一个相对时，燃烧产物达到一个相对稳定的燃烧温度，则：稳定的燃烧温度，则：QL+Qair+Qf=Vn,pCptp+Qt+Qun+Qd那么：那么：tp=(QL+Qair+Qf-Qt-Qun-Qd)/(Vn,pCp)tp为实

69、际条件下的燃烧产物温度，称为实际燃烧温度为实际条件下的燃烧产物温度，称为实际燃烧温度.理论燃烧温度理论燃烧温度若在绝热系统中完全燃烧，则若在绝热系统中完全燃烧，则Qt=0，Qun=0，按上式计，按上式计算出的温度称算出的温度称“理论燃烧温度理论燃烧温度”。t0,p=(QL+Qair+Qf-Qd)/(Vn,pCp)（4-73）理论燃烧温度是某种成分在某一燃烧条件下所能达到的最理论燃烧温度是某种成分在某一燃烧条件下所能达到的最高温度。高温度。量热计温度量热计温度热分解所消耗的热量热分解所消耗的热量Qd在高温下，才有估计的必要，如果在高温下，才有估计的必要，如果忽略忽略Qd不计，便得到不计入热分解的

70、理论燃烧温度，也称不计，便得到不计入热分解的理论燃烧温度，也称为为“量热计温度量热计温度”。发热温度发热温度若燃烧过程中空气和燃料均不预热，即若燃烧过程中空气和燃料均不预热，即Qair=0，Qf=0，且，且空气消耗系数空气消耗系数n=1.0，则燃烧温度只与燃料性质有关。即：，则燃烧温度只与燃料性质有关。即：t0,h=QL/(V0,pCp)（4-74）式中，式中，t0,h称为称为“燃料理论发热温度燃料理论发热温度”或或“发热温度发热温度”。理。理论发热温度是评价燃料性质的一个指标，它可以根据燃料论发热温度是评价燃料性质的一个指标，它可以根据燃料的性质和燃烧条件计算。的性质和燃烧条件计算。7.4.

71、2.2工程简算法工程简算法若空气没有预热，则热平衡方程可写成：若空气没有预热，则热平衡方程可写成：右端第一项中的右端第一项中的FwQL为单位时间的供热量，而为单位时间的供热量，而FwQL(1-)为辐射散热后可用的热量；右端的第二项为辐射散热后可用的热量；右端的第二项CwFwtw(kJh-1)为废物原有的热焓；右端第三项为废物原有的热焓；右端第三项Cp,anV0Fwt0为助燃空气带入的热焓；左端为废物燃烧后废气的热为助燃空气带入的热焓；左端为废物燃烧后废气的热焓。焓。Cw可用下式求算：可用下式求算：Cw=1.05（A+B）+4.2W式中，式中，A为灰分阶段，为灰分阶段，%；B为可燃分，为可燃分，

72、%；W为水分，为水分，%。7.4.6停留时间的计算停留时间的计算7.4.6.1分批（间歇）全混流反应器分批（间歇）全混流反应器特点：特点：反应器内的物料具有完全相同的温度和浓度，且等于反反应器内的物料具有完全相同的温度和浓度，且等于反应器出口物料的温度和浓度；应器出口物料的温度和浓度；理想混合反应器内的返混为无限大。具有良好的搅拌的理想混合反应器内的返混为无限大。具有良好的搅拌的釜式反应器可近似地按理想混合反应器处理。釜式反应器可近似地按理想混合反应器处理。就整个反应器在单位时间内对组成就整个反应器在单位时间内对组成A作物料衡算：作物料衡算：恒容时恒容时恒容时恒容时,积分积分:7.4.6.2连

73、续操作全混流反应器连续操作全混流反应器在这种操作中，反应物料连续不断地以恒定流速流入全混在这种操作中，反应物料连续不断地以恒定流速流入全混流反应器，而产物也以恒定的速率不断地从反应器内排出。流反应器，而产物也以恒定的速率不断地从反应器内排出。当反应流体的密度恒定时，则流出和流入反应器的容积流当反应流体的密度恒定时，则流出和流入反应器的容积流速是一致的。则对组分速是一致的。则对组分A就整个反应器作物料衡算，有：就整个反应器作物料衡算，有：(1)空时空时：反应器的有效容积：反应器的有效容积V与进料容积流速与进料容积流速之比，之比，称为空时。称为空时。(2)反应时间反应时间t：反应物料进入反应器后从

74、实际发生反应的：反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达到某一程度（如某个转化率或出口浓度）时刻起到反应达到某一程度（如某个转化率或出口浓度）时所需的时间。时所需的时间。(3)停留时间停留时间：反应物自进入反应器的时刻算起到它们：反应物自进入反应器的时刻算起到它们离开反应器时刻止，在反应器共停留了多少时间。离开反应器时刻止，在反应器共停留了多少时间。7.4.6.3平推流操作反应器平推流操作反应器所谓平推流是指反应器内反应物料以相同的流速和一致的方向移动，所谓平推流是指反应器内反应物料以相同的流速和一致的方向移动，完全不存在不同停留时间物料的混合，即返混为完全不存在不同停留时间物料的混

75、合，即返混为0。因此，所有物料。因此，所有物料在器内具有相同的停留时间。在器内具有相同的停留时间。对于管径较小，管子较长，即长径比对于管径较小，管子较长，即长径比L/D较大，流速较快的管式反应较大，流速较快的管式反应器，可按平推流处理。器，可按平推流处理。特点：特点：(1)与流动方向垂直的截面上无流速分布；与流动方向垂直的截面上无流速分布；(2)在流动方向上不存在流体质点间的混合，即无返混现象；在流动方向上不存在流体质点间的混合，即无返混现象；(3)离开平推流反应器的所有流体质点，均具有相同的停留时间，因而离开平推流反应器的所有流体质点，均具有相同的停留时间，因而就等于反应时间就等于反应时间t

76、。若以若以u表示流体在反应器中的流速，表示流体在反应器中的流速，表示管内离入口处的轴向距离，表示管内离入口处的轴向距离，则：则：若流体密度恒定，则若流体密度恒定，则u=u0（u0入口流速）有：入口流速）有：如图如图7-6对组分对组分A作物料衡算，因沿流动方向反应物组成是变化作物料衡算，因沿流动方向反应物组成是变化的，所以必须对微元的，所以必须对微元dV作衡算。作衡算。积分得积分得由此可知，恒容过程的平推流反应器与分批全混流反应器由此可知，恒容过程的平推流反应器与分批全混流反应器的设计方程一致。的设计方程一致。讨论可知：讨论可知：对于分批式操作的全混流反应器和连续操作的平推流反对于分批式操作的全

77、混流反应器和连续操作的平推流反应器来说，反应时间和停留时间一致；应器来说，反应时间和停留时间一致；而对于具有返混的反应器，因器内流体的流动状况极为而对于具有返混的反应器，因器内流体的流动状况极为复杂，可能短路，也可能有死区和循环流。所以出口物料复杂，可能短路，也可能有死区和循环流。所以出口物料中有些微团可能在器内停留很短时间，而有的可能停留很中有些微团可能在器内停留很短时间，而有的可能停留很长时间。所以出口物料是各种不同停留时间的混合物，即长时间。所以出口物料是各种不同停留时间的混合物，即具有停留时间分布。因此常用平均停留时间具有停留时间分布。因此常用平均停留时间来表示。其来表示。其定义为反应

78、器的有效容积与器内物料的体积流速之比，即定义为反应器的有效容积与器内物料的体积流速之比，即。因此，平均停留时间与空时之间具有不同的含意，只有。因此，平均停留时间与空时之间具有不同的含意，只有在恒容过程（此时在恒容过程（此时），两者才一致。），两者才一致。7.4.6.4燃烧过程的平均停留时间燃烧过程的平均停留时间假设燃烧为一级反应，则：假设燃烧为一级反应，则：对于平推流：对于平推流：【例例7-4】试计算在试计算在800的焚烧炉中焚烧氯苯，当的焚烧炉中焚烧氯苯，当DRE（破坏去除率）分别为（破坏去除率）分别为99%、99.9%、99.99%时的停留时时的停留时间。已知：间。已知：A=1.34101

79、7s-1；E=76600calg-1。解：（解：（1）求）求800时的速率常数时的速率常数代入已知数据，得到代入已知数据，得到（2）求不同转化率的停留时间）求不同转化率的停留时间假设为平推流，则假设为平推流，则7.5垃圾焚烧工艺系统垃圾焚烧工艺系统实际上，垃圾焚烧系统应包括整个垃圾焚烧厂，即从垃圾实际上，垃圾焚烧系统应包括整个垃圾焚烧厂，即从垃圾的前处理到烟气处理整个过程。这里所指的焚烧系统又指的前处理到烟气处理整个过程。这里所指的焚烧系统又指垃圾进入焚烧炉内燃烧生成产物（气和渣）排出的过程，垃圾进入焚烧炉内燃烧生成产物（气和渣）排出的过程，即焚烧系统只涉及垃圾的接收、燃烧、出渣、燃烧气体的即

80、焚烧系统只涉及垃圾的接收、燃烧、出渣、燃烧气体的完全燃烧以及为保证完全燃烧助燃空气的供应（一次和二完全燃烧以及为保证完全燃烧助燃空气的供应（一次和二次）等次）等（图（图4-4）。焚焚烧烧系系统统与与前前处处理理系系统统、余余热热利利用用系系统统、助助燃燃空空气气系系统统、烟烟气气处处理理系系统统、灰灰渣渣处处理理系系统统、废废水水处处理理系系统统、自自控控系系统统等等密密切切相相关关。其其中中焚焚烧烧系系统统或或焚焚烧烧炉炉是是焚焚烧烧过过程程的的关关键键和和核核心心，它它为为垃垃圾圾燃燃烧烧提提供供了了场场所所和和空空间间，其其结结构构和和形形式式将将直直接影响固体废物的燃烧状况和效果。接影

81、响固体废物的燃烧状况和效果。通常固体废物在焚烧炉中燃烧过程包括：通常固体废物在焚烧炉中燃烧过程包括：固体表面的水分蒸发；固体表面的水分蒸发；固体内部的水分蒸发；固体内部的水分蒸发；固体中挥发性成分的着火燃烧；固体中挥发性成分的着火燃烧；固体碳的表面燃烧；固体碳的表面燃烧；完成燃烧（燃烬）。完成燃烧（燃烬）。和和为干燥过程；为干燥过程；为燃烧过程。为燃烧过程。燃烧又可分为一次燃烧和二次燃烧。燃烧又可分为一次燃烧和二次燃烧。一次燃烧是燃烧的开一次燃烧是燃烧的开始，二次燃烧则是完成整个燃烧过程的重要阶段。以分解始，二次燃烧则是完成整个燃烧过程的重要阶段。以分解燃烧为主的固体废物的焚烧，仅靠一次助燃空

82、气难以完成燃烧为主的固体废物的焚烧，仅靠一次助燃空气难以完成燃烧反应。一次燃烧仅使容易挥发成分中的易燃部分燃烧燃烧反应。一次燃烧仅使容易挥发成分中的易燃部分燃烧并使高分子成分分解，而且，一次燃烧产生的并使高分子成分分解，而且，一次燃烧产生的CO2也可能也可能会还原。会还原。二次燃烧是将一次燃烧中产生的可燃气体和颗粒二次燃烧是将一次燃烧中产生的可燃气体和颗粒炭进一步燃烧，多为气态燃烧炭进一步燃烧，多为气态燃烧，因此合适的燃烧室容积大，因此合适的燃烧室容积大小，燃烧气体和二次助燃空气的良好混合等至关重要。一小，燃烧气体和二次助燃空气的良好混合等至关重要。一次燃烧和二次燃烧所起作用如图次燃烧和二次燃

83、烧所起作用如图4-5所示。所示。图图7-5一次燃烧和二次燃烧一次燃烧和二次燃烧7.5.2焚烧炉焚烧炉7.4.2焚烧炉焚烧炉从不同角度可对焚烧炉进行分类。从不同角度可对焚烧炉进行分类。按焚烧室的多少按焚烧室的多少可分为：可分为：单室焚烧炉和多室焚烧炉；单室焚烧炉和多室焚烧炉；按炉型可分为按炉型可分为固定炉排炉、机固定炉排炉、机械炉排炉、流化床炉、回转窑炉和气体熔融炉等。械炉排炉、流化床炉、回转窑炉和气体熔融炉等。7.4.2.1单室焚烧炉单室焚烧炉单室焚烧炉要求在一个燃烧室中完成：单室焚烧炉要求在一个燃烧室中完成：供氧（空气）；供氧（空气）；热分解、表面燃烧；热分解、表面燃烧；垃圾挥发组分、固定碳

84、素、臭气垃圾挥发组分、固定碳素、臭气成分、有害气体的完全燃烧等过程成分、有害气体的完全燃烧等过程。此焚烧炉处理挥发性成分含量高，热解速率快且在干燥过此焚烧炉处理挥发性成分含量高，热解速率快且在干燥过程中易产生有害气体时，会产生不完全燃烧现象。因此，程中易产生有害气体时，会产生不完全燃烧现象。因此，除少数工业垃圾外，单室炉在生活垃圾处理中几乎不用。除少数工业垃圾外，单室炉在生活垃圾处理中几乎不用。图图7-6单室固定排炉单室固定排炉7.5.2.2多室焚烧多室焚烧该炉指在一定燃烧过程中，不供给全部所需空气，只供应该炉指在一定燃烧过程中，不供给全部所需空气，只供应将固定碳素燃烧的空气，依靠燃烧气体的辐

85、射、对流传热将固定碳素燃烧的空气，依靠燃烧气体的辐射、对流传热等将垃圾热解气化，而在二次甚至三次燃烧过程中将热解等将垃圾热解气化，而在二次甚至三次燃烧过程中将热解气体（包括臭气、有害气体等）完全燃烧的设备。气体（包括臭气、有害气体等）完全燃烧的设备。该炉适于处理燃烧气体量较多的物质，如生活垃圾的处理该炉适于处理燃烧气体量较多的物质，如生活垃圾的处理一般都为多室焚烧炉型。一般都为多室焚烧炉型。固定炉排炉造价低廉，但因对垃圾无搅拌作用等，故燃烧固定炉排炉造价低廉，但因对垃圾无搅拌作用等，故燃烧效果较差，易溶融结块，所以焚烧炉渣的热灼减率较高。效果较差，易溶融结块，所以焚烧炉渣的热灼减率较高。在早期

86、有使用固定炉排炉来焚烧生活垃圾的实例，但近期在早期有使用固定炉排炉来焚烧生活垃圾的实例，但近期很少应用。很少应用。图图7-7多室固定炉排炉多室固定炉排炉7.5.2.4活动炉排（机械炉排）焚烧炉活动炉排（机械炉排）焚烧炉活动炉排焚烧炉的特点是其炉排是活动的。炉排是活动炉活动炉排焚烧炉的特点是其炉排是活动的。炉排是活动炉排焚烧炉的核心部分，其性能直接影响垃圾的焚烧处理效排焚烧炉的核心部分，其性能直接影响垃圾的焚烧处理效果。果。机械炉排焚烧炉机械炉排焚烧炉是最典型的活动炉排焚烧炉，这种焚是最典型的活动炉排焚烧炉，这种焚烧炉可实现焚烧操作的连续化、自动化，是目前城市垃圾烧炉可实现焚烧操作的连续化、自动

87、化，是目前城市垃圾处理中使用最为广泛的焚烧炉型式。按炉排构造不同，机处理中使用最为广泛的焚烧炉型式。按炉排构造不同，机械炉排常分为链条式、阶梯往复式、多段滚动式等。我国械炉排常分为链条式、阶梯往复式、多段滚动式等。我国目前制造的中小型焚烧炉大都为链条式或阶梯往复式的。目前制造的中小型焚烧炉大都为链条式或阶梯往复式的。图图7-8链条式机械炉排焚烧炉链条式机械炉排焚烧炉图图7-9机械炉排炉燃烧的概念图机械炉排炉燃烧的概念图机械炉排炉可大致分为三段：干燥段、燃烧段、燃烬段。机械炉排炉可大致分为三段：干燥段、燃烧段、燃烬段。各段的供应空气量和运行速度可以调节。各段的供应空气量和运行速度可以调节。（1）

88、干燥段）干燥段利用炉壁和火焰的辐射热，垃圾从表面开始干燥，部分产利用炉壁和火焰的辐射热，垃圾从表面开始干燥，部分产生表面燃烧。干燥垃圾的着火温度一般为生表面燃烧。干燥垃圾的着火温度一般为200左右。如左右。如果提供果提供200以上的燃烧空气，干燥的垃圾便会着火，燃以上的燃烧空气，干燥的垃圾便会着火，燃烧便从这部分开始。垃圾在干燥段上的停留时间约为烧便从这部分开始。垃圾在干燥段上的停留时间约为30min。（2）燃烧段）燃烧段这是燃烧的中心部分。在干燥段垃圾干燥、热分解产生还这是燃烧的中心部分。在干燥段垃圾干燥、热分解产生还原性气体，在此段产生旺盛的燃烧火焰，在后燃烧段进行原性气体，在此段产生旺盛

89、的燃烧火焰，在后燃烧段进行静态燃烧（表面燃烧）。燃烧段和后燃烧段界线称为静态燃烧（表面燃烧）。燃烧段和后燃烧段界线称为“燃燃烧完了点烧完了点”。即使垃圾特性变化，但也应通过调节炉排速。即使垃圾特性变化，但也应通过调节炉排速度而使燃烧完了点位置尽量不变。度而使燃烧完了点位置尽量不变。垃圾在燃烧段的停留时间为垃圾在燃烧段的停留时间为30min。总体燃烧空气的。总体燃烧空气的60%80%在此段供应。在此段供应。（3）燃烬段）燃烬段将燃烧段送过来的固定碳素及燃烧炉渣中未燃烬部分完全将燃烧段送过来的固定碳素及燃烧炉渣中未燃烬部分完全燃烧。垃圾在燃烬段上停留约燃烧。垃圾在燃烬段上停留约1h。保证燃烬段上充

90、分的停。保证燃烬段上充分的停留时间，可将炉渣的热灼减率降至留时间，可将炉渣的热灼减率降至1%2%。7.5.2.5流化床焚烧炉流化床焚烧炉流化床以前用来焚烧轻质木屑等，但近年来开始用于流化床以前用来焚烧轻质木屑等，但近年来开始用于焚烧污泥、煤和城市生活垃圾。焚烧污泥、煤和城市生活垃圾。其特点是适用于焚烧高水分的物质等。流化床焚烧炉的流其特点是适用于焚烧高水分的物质等。流化床焚烧炉的流态化原理对选择流化床的结构和形式至关重要，根据风速态化原理对选择流化床的结构和形式至关重要，根据风速和垃圾颗粒的运动而处不同流区的流态化可分为：固定床、和垃圾颗粒的运动而处不同流区的流态化可分为：固定床、沸腾流化床（

91、鼓泡流化床）、湍动流化床和循环流化床沸腾流化床（鼓泡流化床）、湍动流化床和循环流化床（快床）（见图（快床）（见图4-10）。）。图图7-10流化床的原理流化床的原理固定床：固定床：气体流速气体流速u较低，则垃圾颗粒保持静态，而气较低，则垃圾颗粒保持静态，而气体从垃圾颗粒间通过（如炉排炉）。体从垃圾颗粒间通过（如炉排炉）。沸腾流化床：沸腾流化床：气体流速气体流速u超过临界流化速度超过临界流化速度umf，颗粒中，颗粒中产生气泡，颗粒被气泡搅拌形成鼓气泡或沸腾状态。产生气泡，颗粒被气泡搅拌形成鼓气泡或沸腾状态。循环流化床：循环流化床：气体流速气体流速u超过极限速度（颗粒终端速度）超过极限速度（颗粒终

92、端速度）ut，气体和颗粒激烈碰撞混合，颗粒被气体带着飞散（如，气体和颗粒激烈碰撞混合，颗粒被气体带着飞散（如燃煤发电锅炉）。燃煤发电锅炉）。流化床垃圾焚烧炉主要处于沸腾（鼓泡）流化状态。图流化床垃圾焚烧炉主要处于沸腾（鼓泡）流化状态。图7-11所示为流化床的结构，一般将垃圾粉碎到所示为流化床的结构，一般将垃圾粉碎到20mm以下再以下再投入到炉内，垃圾和炉内的高温流动砂（投入到炉内，垃圾和炉内的高温流动砂（650800）接）接触混合，瞬时间汽化到燃烧。未燃烬成分和轻质垃圾一起触混合，瞬时间汽化到燃烧。未燃烬成分和轻质垃圾一起飞到上部燃烧室继续燃烧。一般认为上部燃烧室的燃烧占飞到上部燃烧室继续燃烧

93、。一般认为上部燃烧室的燃烧占40%左右，但容积却为流化床层的左右，但容积却为流化床层的45倍，同时上部的温倍，同时上部的温度也比下部流化床层高度也比下部流化床层高100200，通常也称其为二燃室。，通常也称其为二燃室。图图7-11流化床焚烧炉的结构流化床焚烧炉的结构流化床优点：流化床优点：炉体较小，焚烧炉渣的热灼减率低（约炉体较小，焚烧炉渣的热灼减率低（约1%），炉内可动），炉内可动部分设备少。部分设备少。但与机械炉排炉相比，有以下缺点：但与机械炉排炉相比，有以下缺点：比机械炉排炉多设置流化砂循环系统，且流动砂造成的比机械炉排炉多设置流化砂循环系统，且流动砂造成的磨损较大；磨损较大；燃烧速度快

94、，燃烧空气的平衡较难，较易产生燃烧速度快，燃烧空气的平衡较难，较易产生CO，为，为使燃各种不同垃圾时都保持较合适的温度，必须调节空气使燃各种不同垃圾时都保持较合适的温度，必须调节空气量和空气温度；量和空气温度；炉内温度控制较难。炉内温度控制较难。7.5.2.6回转窑炉回转窑炉回转窑可处理的垃圾范围广，特别是在焚烧工业垃圾的领回转窑可处理的垃圾范围广，特别是在焚烧工业垃圾的领域内应用广泛。在城市生活垃圾焚烧的应用主要是为了达域内应用广泛。在城市生活垃圾焚烧的应用主要是为了达到提高炉渣的燃烬率，将垃圾完全燃烬以达到炉渣再利用到提高炉渣的燃烬率，将垃圾完全燃烬以达到炉渣再利用时的质量要求。这种情况时

95、，回转窑炉一般安装在机械炉时的质量要求。这种情况时，回转窑炉一般安装在机械炉排炉后。排炉后。图图7-12所示为将回转窑作为干燥和燃烧炉使用时的示意图。所示为将回转窑作为干燥和燃烧炉使用时的示意图。在此流程中，机械炉排作为燃烬段安装于其后，作用是将在此流程中，机械炉排作为燃烬段安装于其后，作用是将炉渣中未燃烬物完全燃烧。除了这种设计外，也有不带燃炉渣中未燃烬物完全燃烧。除了这种设计外，也有不带燃烬段的回转窑炉。烬段的回转窑炉。图图7-12作为干燥和燃烧炉使用的回转窑作为干燥和燃烧炉使用的回转窑7.5.3焚烧炉的比较焚烧炉的比较在固体废物焚烧技术发展早期，固定炉排炉在生活垃圾焚在固体废物焚烧技术发

96、展早期，固定炉排炉在生活垃圾焚领域得到一定的应用，但由于其焚烧效果的局限性，很快领域得到一定的应用，但由于其焚烧效果的局限性，很快被机械炉排炉取代了。被机械炉排炉取代了。流化床炉技术在流化床炉技术在70年前已被开发，之后在年前已被开发，之后在20世纪世纪60年代年代应用于焚烧工业污泥，在应用于焚烧工业污泥，在70年代初用来焚烧生活垃圾，年代初用来焚烧生活垃圾，80年代在日本得到相当的普及，市场占有率达年代在日本得到相当的普及，市场占有率达10%以上，但以上，但在在90年代后期，由于烟气排放标准的提高，流化床炉在生年代后期，由于烟气排放标准的提高，流化床炉在生活垃圾的焚烧炉市场几乎消失。现在日本

97、各厂家转而将流活垃圾的焚烧炉市场几乎消失。现在日本各厂家转而将流化床炉用于垃圾气化熔融技术的开发。化床炉用于垃圾气化熔融技术的开发。回转窑炉主要用来处理工业垃圾。回转窑炉主要用来处理工业垃圾。各种技术比较各种技术比较见下表见下表4.6焚烧尾气控制技术焚烧尾气控制技术4.6.1焚烧尾气中污染物的组成焚烧尾气中污染物的组成焚烧是一个非常复杂的过程，焚烧产生的尾气中含大量的焚烧是一个非常复杂的过程，焚烧产生的尾气中含大量的污染物质，尾气需经净化处理后方可排放。尾气中主污染污染物质，尾气需经净化处理后方可排放。尾气中主污染物质可分成如下几种：物质可分成如下几种：（1）不完全燃烧产物）不完全燃烧产物:不

98、完全燃烧产物（简称不完全燃烧产物（简称PIC）是指）是指燃烧不良时产生的副产物，包括一氧化碳、炭黑、烃、烯、燃烧不良时产生的副产物，包括一氧化碳、炭黑、烃、烯、醛、酮、醇、有机酸和聚合物等。醛、酮、醇、有机酸和聚合物等。（2）粉尘）粉尘指废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不指废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不完全燃烧物质等。完全燃烧物质等。（3）酸性气体）酸性气体:包括包括HCl、卤化氢（氯化外的卤素，氟、卤化氢（氯化外的卤素，氟、溴、碘等）、溴、碘等）、SO2或或SO3、NOx，P2O5）和（）和（H3PO4）等。）等。（4）重金属污染物）重金属污染物:包括铅、汞、铬、镉、砷等的元素态、包

99、括铅、汞、铬、镉、砷等的元素态、氧化物及氯化物等。氧化物及氯化物等。（5）二噁英）二噁英PCDDs/PCDFs。垃圾焚烧尾气中，各污染物含量的典型值为（标准状态下）垃圾焚烧尾气中，各污染物含量的典型值为（标准状态下）：粉尘粉尘20005000mg/m3;HCl200800mg/m3;NOx90150mg/m3;SOx2080mg/m3;尾气温度尾气温度150300;含水率含水率15%30%。其特点是粉尘浓度较高，酸性气体中其特点是粉尘浓度较高，酸性气体中HCl浓度很高。浓度很高。一个设计良好而且操作正常的焚烧炉内，不完全燃烧物质一个设计良好而且操作正常的焚烧炉内，不完全燃烧物质的产生量极低，通

100、常并不至于造成空气污染。设计尾气处的产生量极低，通常并不至于造成空气污染。设计尾气处理系统时，一般并不考虑不完全燃烧产物的控制问题。因理系统时，一般并不考虑不完全燃烧产物的控制问题。因此，此，焚烧尾气的控制对象主要是粉尘、酸性气体以及危害焚烧尾气的控制对象主要是粉尘、酸性气体以及危害性大的重金属和二噁英。性大的重金属和二噁英。7.6.2粉尘控制技术粉尘控制技术焚烧尾气中粉尘的主要成分为惰性无机物质，如灰分、无焚烧尾气中粉尘的主要成分为惰性无机物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物和重金属氧化物等。视运转机盐类、可凝结的气体污染物和重金属氧化物等。视运转条件、废物种类和焚烧炉类型等的不同，其

101、含量的变化范条件、废物种类和焚烧炉类型等的不同，其含量的变化范围很大（围很大（45022500mg/m3）。在垃圾焚烧厂中常用的）。在垃圾焚烧厂中常用的有多管离心除尘器、布袋除尘器。有多管离心除尘器、布袋除尘器。注意：不能够采用静电除尘器。注意：不能够采用静电除尘器。（1）多管离心式除尘器）多管离心式除尘器多管离心式除尘器由若干单体离心除尘器组合而成（图多管离心式除尘器由若干单体离心除尘器组合而成（图4-13），它的工作原理与单体离心除尘器的相同，都是利用），它的工作原理与单体离心除尘器的相同，都是利用离心原理去除粉尘的（图离心原理去除粉尘的（图4-14）。多管离心式除尘器对粒）。多管离心式除

102、尘器对粒径在径在510m以上的粉尘处理效果较好，除尘效率一般在以上的粉尘处理效果较好，除尘效率一般在70%98%，压损，压损5001500Pa。图图7-13离心除尘原理离心除尘原理多管离心除尘器多管离心除尘器（2）布袋除尘器）布袋除尘器当带有粉尘的尾气通过布袋除尘器的滤布时，空气通过滤当带有粉尘的尾气通过布袋除尘器的滤布时，空气通过滤布而粉尘则被截留下来，这就是布袋除尘器的工作原理。布而粉尘则被截留下来，这就是布袋除尘器的工作原理。布袋除尘器的关键部件是滤布，滤布对除尘器的性能能有布袋除尘器的关键部件是滤布，滤布对除尘器的性能能有直接的影响。直接的影响。滤布有聚酯（滤布有聚酯（Polyeste

103、r）、聚酰胺（）、聚酰胺（Polypropyre）等）等积布和掺入毛毡（积布和掺入毛毡（felt）的耐热尼龙、玻璃纤维和聚四氟）的耐热尼龙、玻璃纤维和聚四氟乙烯纤维（乙烯纤维（Teflon）等。）等。滤布的耐热温度在滤布的耐热温度在250左右，所以，高温尾气在进入布左右，所以，高温尾气在进入布袋除尘器前都需要进行冷却降温。袋除尘器前都需要进行冷却降温。布袋除尘器结构简单，除尘效果也很好。除尘效率可高达布袋除尘器结构简单，除尘效果也很好。除尘效率可高达99%以上，烟尘浓度可降至低于以上，烟尘浓度可降至低于10mg/m3。气流速度一般。气流速度一般为为1m/min左右，压力损失左右，压力损失100

104、02000Pa。图图7-14脉冲清洗式布袋除尘器具脉冲清洗式布袋除尘器具逆流清洗式布袋除法器逆流清洗式布袋除法器脉冲清洗式和逆流清洗式布袋除尘器都具有清洗功能。脉冲清洗式和逆流清洗式布袋除尘器都具有清洗功能。脉脉冲清洗式布袋除尘器除尘时冲清洗式布袋除尘器除尘时，含尘烟气由滤布外穿入，粉，含尘烟气由滤布外穿入，粉尘被截留在滤布外表面；当清洗时，高压空气由滤布内吹尘被截留在滤布外表面；当清洗时，高压空气由滤布内吹出，使截留在滤布外表面的粉尘脱落。出，使截留在滤布外表面的粉尘脱落。逆流清洗式布袋除尘器除尘时逆流清洗式布袋除尘器除尘时，烟气从滤布内穿出，粉尘，烟气从滤布内穿出，粉尘被截留在滤布内表面；

105、当清洗时，干净的清洗气体从表面被截留在滤布内表面；当清洗时，干净的清洗气体从表面穿入滤布内，滤布产生变形而使粉尘脱落。穿入滤布内，滤布产生变形而使粉尘脱落。7.6.3酸性气体控制技术酸性气体控制技术用于控制焚烧厂尾气中酸性气体的方法主要有湿式洗气法、用于控制焚烧厂尾气中酸性气体的方法主要有湿式洗气法、干式洗气法和半干式洗气法三种。干式洗气法和半干式洗气法三种。（1）湿式洗气法）湿式洗气法在焚烧尾气处理系统中，最常用的湿式洗气塔是对流操作在焚烧尾气处理系统中，最常用的湿式洗气塔是对流操作的填料吸收塔（图的填料吸收塔（图4-15）。通过除尘器除尘后的尾气，先）。通过除尘器除尘后的尾气，先经冷却部的

106、液体冷却，降到一定温度后，由填料塔下部进经冷却部的液体冷却，降到一定温度后，由填料塔下部进入塔内。在通过塔内填料向上流动过程中，与由顶部喷入入塔内。在通过塔内填料向上流动过程中，与由顶部喷入（喷淋）、向下流动的碱性溶液在填料空隙和表面接触并（喷淋）、向下流动的碱性溶液在填料空隙和表面接触并发生反应，从而去除酸性气体。其反应为：发生反应，从而去除酸性气体。其反应为：NaOHHClNaClH2ONaOHSO2NaSO3H2O图图7-15湿式洗气塔的构造湿式洗气塔的构造湿式洗气塔建造和运行时需要考虑的问题有湿式洗气塔建造和运行时需要考虑的问题有:填料的材质和尺寸、洗气塔的构造材料、碱性药剂的选择填料

107、的材质和尺寸、洗气塔的构造材料、碱性药剂的选择和添加量的确定、洗涤溶液的循环和排出废水的处理等。和添加量的确定、洗涤溶液的循环和排出废水的处理等。填料对吸收效率影响很大，对填料的基本要求是：填料对吸收效率影响很大，对填料的基本要求是：经久耐用、防腐性好、比表面积大、对空气流动的阻力小、经久耐用、防腐性好、比表面积大、对空气流动的阻力小、质量轻和价格便宜等。最常使用的填料是由高密度聚乙烯、质量轻和价格便宜等。最常使用的填料是由高密度聚乙烯、聚丙烯或其它热塑胶材料制成的不同形状的填料，如螺旋聚丙烯或其它热塑胶材料制成的不同形状的填料，如螺旋环等。环等。除了洗气塔和填料外，洗涤药剂对酸性气体的去除起

108、着至除了洗气塔和填料外，洗涤药剂对酸性气体的去除起着至关重要的作用。关重要的作用。常用的碱性药剂有常用的碱性药剂有NaOH溶液（溶液（15%20%，质量分数）或，质量分数）或Ca（OH）2溶液（溶液（10%30%，质量，质量分数）。石灰在水中的溶解度不高，含有许多悬浮氧化钙分数）。石灰在水中的溶解度不高，含有许多悬浮氧化钙粒子，容易导致液体分配、填料及管线的堵塞及结垢粒子，容易导致液体分配、填料及管线的堵塞及结垢,故采故采用用NaOH溶液的较多溶液的较多.洗气塔的碱性洗涤溶液采用循环使用方式。洗气塔的碱性洗涤溶液采用循环使用方式。当当pH值或盐值或盐度超过一定标准时，排出部分并补充一些新的度超

109、过一定标准时，排出部分并补充一些新的NaOH溶液溶液后，洗涤溶液继续循环使用。排泄液中通常含有很多溶解后，洗涤溶液继续循环使用。排泄液中通常含有很多溶解性重金属盐类（如性重金属盐类（如HgCl2、PbCl2等），氯盐浓度亦可高等），氯盐浓度亦可高达达3%，因此必须予以处理，以避免对环境的二次污染。，因此必须予以处理，以避免对环境的二次污染。湿式洗气塔的主要优点湿式洗气塔的主要优点:是对酸性气体的去除效率很高，是对酸性气体的去除效率很高，HCl去除率可达去除率可达98%，SOx去除率也可达去除率也可达90%以上，并附以上，并附带有去除高挥发性重金属（如汞）的潜力；带有去除高挥发性重金属（如汞）的

110、潜力；缺点是缺点是:造价高，耗电、耗水量大；产生含重金属和高浓造价高，耗电、耗水量大；产生含重金属和高浓度氯盐的废水，若处理不好，会产生二次污染；尾气排放度氯盐的废水，若处理不好，会产生二次污染；尾气排放时产生白烟现象等。时产生白烟现象等。目前，改良型湿式洗涤塔多分为两个阶段目前，改良型湿式洗涤塔多分为两个阶段，第一阶段针对，第一阶段针对SO2，第二阶段针对，第二阶段针对HCl，主要原因是二者在最佳去除效，主要原因是二者在最佳去除效率时的率时的pH值不同。值不同。干式洗气法干式洗气法是用压缩空气将碱性固体粉末（消石灰或碳酸是用压缩空气将碱性固体粉末（消石灰或碳酸氢纳）直接喷入烟管或反应器内，使

111、之与酸性废气充分接氢纳）直接喷入烟管或反应器内，使之与酸性废气充分接触和发生反应，从而达到中和酸性气体并加以去除的目的。触和发生反应，从而达到中和酸性气体并加以去除的目的。其反应过程如下：其反应过程如下：2xHClySO2（xy）CaOxCaClyCaSO3xH2OyCaSO3y/2O2yCaSO4或或xHClySO2（x2y）NaHCO3xNaClyNa2SO3（x2y）CO3（xy）H2O为了加强反应速率，实际碱性固体的用量约为反应需求量为了加强反应速率，实际碱性固体的用量约为反应需求量的的34倍，固体停留时间至少需倍，固体停留时间至少需1s以上。以上。近年来，近年来，为提高干式洗气法对难

112、以去除的一些污染物质去为提高干式洗气法对难以去除的一些污染物质去除效率除效率，有用硫化钠（，有用硫化钠（Na2S）及活性炭粉末混合石灰粉）及活性炭粉末混合石灰粉末一起喷入，末一起喷入，可以有效地吸收气态汞及二噁英可以有效地吸收气态汞及二噁英。干法洗气塔也常与除尘器组合在一起使用，可同时去除粉干法洗气塔也常与除尘器组合在一起使用，可同时去除粉尘和酸性气体。图尘和酸性气体。图4-16所示就是一种干式洗气塔与布袋除所示就是一种干式洗气塔与布袋除尘器组合处理工艺系统。焚烧烟气经气体冷却塔降温后进尘器组合处理工艺系统。焚烧烟气经气体冷却塔降温后进入干式洗气塔，在塔中与干石灰粉接触和发生反应，酸性入干式洗

113、气塔，在塔中与干石灰粉接触和发生反应，酸性气体得到去除。之后，烟气进入布袋除尘器去除粉尘。气体得到去除。之后，烟气进入布袋除尘器去除粉尘。图图7-16Flank干法组合洗气系统干法组合洗气系统干法洗气塔的优点是干法洗气塔的优点是:设备简单，维修容易，造价便宜，设备简单，维修容易，造价便宜，消石灰输送管线不易堵塞。消石灰输送管线不易堵塞。缺点缺点:由于固相与气相的接触时间有限，且传质效果不佳，由于固相与气相的接触时间有限，且传质效果不佳，故常需超量加药，药剂的消耗量大，整体的去除效率也较故常需超量加药，药剂的消耗量大，整体的去除效率也较其它两种方法为低，产生的反应物和未反应物量较多，从其它两种方

114、法为低，产生的反应物和未反应物量较多，从而增加后续灰渣处置的难度。而增加后续灰渣处置的难度。（3）半干式洗气法）半干式洗气法半干式洗气塔实际上是一个喷雾干燥系统。它利用高效雾半干式洗气塔实际上是一个喷雾干燥系统。它利用高效雾化器将消石灰泥浆喷入干燥吸收塔中，使之与酸性气体充化器将消石灰泥浆喷入干燥吸收塔中，使之与酸性气体充分接触并发生反应，以去除酸性气体。尾气与喷入泥浆的分接触并发生反应，以去除酸性气体。尾气与喷入泥浆的接触方式有多种，可同向流动、也可逆向流动（图接触方式有多种，可同向流动、也可逆向流动（图4-17）。）。其化学方程式为：其化学方程式为：CaOH2OCa（OH）2Ca（OH）2

115、SO2CaSO2H2OCa（OH）22HClCaCl22H2OSO2CaO1/2H2OCaSO21/2H2O该系统最主要的设备是雾化器，雾化器用于消石灰泥浆的该系统最主要的设备是雾化器，雾化器用于消石灰泥浆的雾化。雾化。图图7-17半干法洗气塔半干法洗气塔半干法洗气塔也常与除尘器组合在一起使用，以同时去除半干法洗气塔也常与除尘器组合在一起使用，以同时去除粉尘和酸性气体。粉尘和酸性气体。图图7-18所示为所示为Flank半干法组合洗气系统，它包含一个冷半干法组合洗气系统，它包含一个冷却气体及中和酸气的喷淋干燥室和一个除尘用布袋除尘器。却气体及中和酸气的喷淋干燥室和一个除尘用布袋除尘器。高温气体由

116、喷淋塔顶端呈螺旋或漩涡状进入塔内，石灰浆高温气体由喷淋塔顶端呈螺旋或漩涡状进入塔内，石灰浆经转轮高速旋转作用由切线方向同时喷入。气、液在塔内经转轮高速旋转作用由切线方向同时喷入。气、液在塔内充分接触反应，使酸性气体得到去除，同时还可降低气体充分接触反应，使酸性气体得到去除，同时还可降低气体的温度和使水分蒸发，有利于减少废水的排放量。中和后的温度和使水分蒸发，有利于减少废水的排放量。中和后产生的固全残渣由灰斗排出，气体则进入布袋除尘器进一产生的固全残渣由灰斗排出，气体则进入布袋除尘器进一步除尘。步除尘。图图7-18Flank半干法组合洗气系统半干法组合洗气系统半干式洗气法结合了干式与湿式法两者的

117、优点。半干式洗气法结合了干式与湿式法两者的优点。优点表现优点表现为：为：构造简单、投资少；压差小、能耗低、运行费用低；构造简单、投资少；压差小、能耗低、运行费用低；耗水量远低于湿式法、产生的废水量少；雾化效果好、气耗水量远低于湿式法、产生的废水量少；雾化效果好、气液接触面大，去除效率高于干式法；操作温度高于气体饱液接触面大，去除效率高于干式法；操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白烟。和温度，尾气不产生白烟。缺点为缺点为:但是喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着但是喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着及堆积；设计和操作时，对加水量控制要求比较严格。及堆积；设计和操作时，对加水量控制要求比较

118、严格。7.6.4重金属控制技术重金属控制技术去除尾气中重金属的方法主要有：去除尾气中重金属的方法主要有：（1）除尘器去除：）除尘器去除：当重金属降温达到饱和温度时，就会当重金属降温达到饱和温度时，就会凝结成粒状物。因此，通过降低尾气温度，利用除尘设备凝结成粒状物。因此，通过降低尾气温度，利用除尘设备就可去除之。需要注意的是，单独使用静电除尘器对重金就可去除之。需要注意的是，单独使用静电除尘器对重金属物去除效果较差，而布袋除尘器与干式或半干式洗气塔属物去除效果较差，而布袋除尘器与干式或半干式洗气塔并用时，对重金属（汞金属除外）的去除效果非常好。且并用时，对重金属（汞金属除外）的去除效果非常好。且

119、进入除尘器的尾气温度愈低，去除效果愈好。但为维持布进入除尘器的尾气温度愈低，去除效果愈好。但为维持布袋除尘器的正常操作，废气温度不得降至露点以下，以免袋除尘器的正常操作，废气温度不得降至露点以下，以免引起酸雾凝结，造成滤袋腐蚀，或因水汽凝结而使整个滤引起酸雾凝结，造成滤袋腐蚀，或因水汽凝结而使整个滤袋阻塞。由于汞金属的饮饱和蒸气压较高，不易凝结，故袋阻塞。由于汞金属的饮饱和蒸气压较高，不易凝结，故此法对其处理效果不理想。此法对其处理效果不理想。（2）活性炭吸附法）活性炭吸附法在干法处理流程中，可在布袋除尘在干法处理流程中，可在布袋除尘器前喷入活性炭，或于流程尾端使用活性炭滤床来吸附重器前喷入活

120、性炭，或于流程尾端使用活性炭滤床来吸附重金属。对以气态存在的重金属物质，活性炭吸附效果也较金属。对以气态存在的重金属物质，活性炭吸附效果也较好。吸附了重金属的活性炭随后被除尘设备一并收集去除。好。吸附了重金属的活性炭随后被除尘设备一并收集去除。（3）化学药剂法）化学药剂法在布袋除尘器羊喷入能与汞金属反应在布袋除尘器羊喷入能与汞金属反应生成不溶物的化学药剂，可去除汞金属。例如，喷入生成不溶物的化学药剂，可去除汞金属。例如，喷入Na2S药剂，使其与汞反应生成药剂，使其与汞反应生成HgS颗粒，然后再通过除颗粒，然后再通过除尘系统去除掉尘系统去除掉HgS颗粒。研究表明，通过喷入抗高温液体颗粒。研究表明

121、，通过喷入抗高温液体螯合剂，可去除螯合剂，可去除50%70%的汞。在湿式洗气塔的洗涤液的汞。在湿式洗气塔的洗涤液内加催加剂（如内加催加剂（如CuCl2），促使更多水溶性的），促使更多水溶性的HgCl2生成，生成，再螯合剂固定已吸收汞的循环液，也可获得良好的汞去除再螯合剂固定已吸收汞的循环液，也可获得良好的汞去除效果。效果。（4）湿式洗气塔）湿式洗气塔部分重金属的化合物为水溶性物质，通过湿式洗气塔的作部分重金属的化合物为水溶性物质，通过湿式洗气塔的作用，把它们先吸收到洗涤液中，然后再加以利用。该法可用，把它们先吸收到洗涤液中，然后再加以利用。该法可与化学药剂结合作用。与化学药剂结合作用。除此以外

122、，尾气中粉尘本身也有一定的去除重金属的作用。除此以外，尾气中粉尘本身也有一定的去除重金属的作用。当尾气通过热能回收设备及其它冷却设备后，部分重金属当尾气通过热能回收设备及其它冷却设备后，部分重金属会因凝结和吸附作用而附着在细尘表面，在细尘通过除尘会因凝结和吸附作用而附着在细尘表面，在细尘通过除尘设备时被一同去除掉。设备时被一同去除掉。7.6.5二噁英控制技术二噁英控制技术（1）二噁英的结构）二噁英的结构二噁英（二噁英（Dioxin）是指含有二个或一个氧键连结二个苯环）是指含有二个或一个氧键连结二个苯环的有机氯化合物，它是多氯代二苯并对二噁英的有机氯化合物，它是多氯代二苯并对二噁英PCDDs和多

123、氯代二苯并呋喃和多氯代二苯并呋喃PCDFs的总称。的总称。它可以有它可以有2-8个氯原子在取代位置上，个氯原子在取代位置上，PCDDs共有共有73个不个不同的化合物，同的化合物，PCDFs共有共有136个不同的化合物。其中毒性个不同的化合物。其中毒性最大的是最大的是2,3,7,8-四氯二苯二噁英，四氯二苯二噁英，TCDD，它的毒性比氰，它的毒性比氰化物大化物大1000倍，比马钱子碱大倍，比马钱子碱大500倍，属剧毒类物质，是倍，属剧毒类物质，是目前毒性最强的物质。目前毒性最强的物质。图图7-19二噁英的结构图二噁英的结构图二噁英类毒性当量（）二噁英类毒性当量（）二噁英类毒性当量因子（）是二噁英

124、类毒性当量因子（）是二噁英类毒性同类物二噁英类毒性同类物与，四氯代二苯并对二噁英对受与，四氯代二苯并对二噁英对受体的亲和性能之比。二噁英类毒性当量通过下式计算：体的亲和性能之比。二噁英类毒性当量通过下式计算：（二噁英毒性同类物浓度（二噁英毒性同类物浓度）（2）二噁英的产生）二噁英的产生产生二噁英的主要原因有：产生二噁英的主要原因有：垃圾本身含有的二噁英；垃圾本身含有的二噁英；与氯苯酚、氯苯、与氯苯酚、氯苯、PCB等结构相近的物质（称为前驱体）等结构相近的物质（称为前驱体）在炉内进行反应生成的二噁英；在炉内进行反应生成的二噁英；在废气冷却过程中，前驱体等有机物变成二噁英。特别在废气冷却过程中，前

125、驱体等有机物变成二噁英。特别是在是在250400温度容易产生，称为温度容易产生，称为denovo合成过程。合成过程。传统的静电除尘器烟气温度正好在此温度域。传统的静电除尘器烟气温度正好在此温度域。图图7-20垃圾焚烧产生二噁英的示意图垃圾焚烧产生二噁英的示意图影响二噁英合成反应的因素：影响二噁英合成反应的因素：前驱物、前驱物、HCl、O2的存在；的存在；在在200-500的停留时间；的停留时间；FeCl3、CuCl2等催化剂的存在。等催化剂的存在。（3）控制二噁英的方法）控制二噁英的方法控制来源控制来源通过废物分类收集，加强资源回收，避免含通过废物分类收集，加强资源回收，避免含PCDDs/PC

126、DFs物质及含氯成分高的物质（如物质及含氯成分高的物质（如PVC塑料等）塑料等）进入垃圾中。进入垃圾中。减少炉内形成减少炉内形成控制二噁英在炉内产生的最有效的方法控制：温度控制二噁英在炉内产生的最有效的方法控制：温度（Temperature）、时间（）、时间（Time）和湍流）和湍流（Turbulence）。）。保持炉内温度保持炉内温度800以上（最好是以上（最好是900），可将二噁英完），可将二噁英完全分解；全分解；保证足够的烟气高温停留时间（一般在保证足够的烟气高温停留时间（一般在12s以上），以以上），以利于二噁英的充分分解；利于二噁英的充分分解；优化炉型和二次空气的喷入方法，充分混合搅

127、拌烟气以达优化炉型和二次空气的喷入方法，充分混合搅拌烟气以达到燃烧的目的。确保废弃中有适当的氧含量（到燃烧的目的。确保废弃中有适当的氧含量（6%-12%）避免炉外低温再合成避免炉外低温再合成PCDDs/PCDFs炉外再合成现象，多发生在锅炉内（尤其炉外再合成现象，多发生在锅炉内（尤其在节热器的部位）或在除尘器设备前。主要原因是锅炉或在节热器的部位）或在除尘器设备前。主要原因是锅炉或除尘器的金属部件（铜或铁的化合物）在悬浮微粒的表面除尘器的金属部件（铜或铁的化合物）在悬浮微粒的表面催化了二噁英的先驱物质，导致炉外二噁英的再合成。催化了二噁英的先驱物质，导致炉外二噁英的再合成。为了遏制二噁英的炉外

128、再合成，通常采用控制烟气温度的为了遏制二噁英的炉外再合成，通常采用控制烟气温度的办法。当具有一定温度（不低于办法。当具有一定温度（不低于500）的焚烧烟气从余）的焚烧烟气从余热锅炉中排出后，采用急冷技术使烟气在热锅炉中排出后，采用急冷技术使烟气在0.2S内急速冷却内急速冷却到到200以下，从而跃过二噁英易形成的温度区。以下，从而跃过二噁英易形成的温度区。活性炭吸附法活性炭吸附法近年来，工程上普遍采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配近年来，工程上普遍采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式，同时控制除尘器入口的废气温度在上述范围内。的方式，同时控制除尘器入口的废气温度在上述范围内。在干式处理流程中，最

129、简单的方法是喷入活性炭或焦炭粉，在干式处理流程中，最简单的方法是喷入活性炭或焦炭粉，通过吸附以去除废气中的通过吸附以去除废气中的PCDDs/PCDFs。7.6.6李坑生活垃圾焚烧发电厂烟气处理系统李坑生活垃圾焚烧发电厂烟气处理系统烟气处理系统各部分功能简介：烟气处理系统各部分功能简介：石灰浆制备系统：生产高质组活性石灰浆输送给喷雾器；石灰浆制备系统：生产高质组活性石灰浆输送给喷雾器；喷雾反应器与旋转喷雾头：中和烟气中的酸性气体（喷雾反应器与旋转喷雾头：中和烟气中的酸性气体（HCl,SOx，HF）和吸收部份重金属和）和吸收部份重金属和PCDDs/PCDFs；活性碳喷射系统：吸附剩余重金属；活性碳

130、喷射系统：吸附剩余重金属；布袋除尘器提供中和作用和吸收作用：隔离烟气中的灰尘（飞灰）布袋除尘器提供中和作用和吸收作用：隔离烟气中的灰尘（飞灰）和反应物质；和反应物质；引风机：抽出净化了的烟气至烟囱及保持炉膛在负压状态；引风机：抽出净化了的烟气至烟囱及保持炉膛在负压状态；反应生成物储罐：储存飞灰和反应生成物。反应生成物储罐：储存飞灰和反应生成物。李坑生活垃圾焚烧发电厂采用的先进技术，可以有效控制焚烧排放的李坑生活垃圾焚烧发电厂采用的先进技术，可以有效控制焚烧排放的有毒污染物，烟气排放达到欧洲标准，其烟气排放指标可看表有毒污染物，烟气排放达到欧洲标准，其烟气排放指标可看表4-6。表表7-6李坑生活垃圾焚烧发电厂烟气指标李坑生活垃圾焚烧发电厂烟气指标思考题：思考题：1.燃料燃烧与固体废物焚烧的主要区别？燃料燃烧与固体废物焚烧的主要区别？2.为什么在高温下（为什么在高温下（1500-1600），增加氧的浓度或压），增加氧的浓度或压力，并不能提高焚烧反应速率，当温度低于力，并不能提高焚烧反应速率，当温度低于1200-1300，情况又如何？，情况又如何？