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第6章固体废物热处理

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固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第六章 固体废物热处理 Thermal Treatment of Solid Waste 主讲讲师:段金明 duanjinmingjmu.edu 13695018891 集美大学环境工程教研室 2020/1/27 第六章 固体废物热处理 Thermal Treatment of Solid Waste 2020/1/27 本章重点 【概念】 焚烧 热解 焙烧 热值 停留时间 燃烧温度 过剩空气系数 烟气量 焚烧效率 热灼减量比率 热灼减量率 有害有机物破坏去除率(DRE) 【方法原理】 (1)焚烧原理;(2)热*衡和烟气分析;(3)垃圾焚烧的物质转化 分析;(4)影响焚烧的因素;(5)焚烧工艺;(6)焚烧 系统组成;(7)三种焚烧炉;(8)焚烧效果评价;(9)焚烧 过程中污染物的产生和防治;(10)热解原理;(11)典型固体废 物的热解;(12)焙烧方法。 2020/1/27 第1节 焚烧处理 Section 1 Incineration Treatment ?概述 ?焚烧原理 ?热*衡和烟气分析 ?焚烧工艺 ?焚烧系统 2020/1/27 一、概述 1、焚烧处理的概念 将固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。 (过剩空气+垃圾)→高 温(800~1200°C)氧化、燃烧、分解 ?对于大中型的废物焚烧厂,能同时实现垃圾减量、消除垃圾 污染、回收利用焚烧产生的废热三个目的。 2020/1/27 2、焚烧技术的特点 (1)优点 ? 减量化效果显著(一般可减重80%和减容90%以上) ? 无害化程度彻底(彻底毁坏废物中的毒性物质,避免造成二次污染); ? 可以充分实现垃圾处理的资源化(回收利用焚烧产生的废热,用来供 热或发电) ; ? 经济性。垃圾焚烧厂占地面积小,尾气经净化处理后污染较小,可以 靠*市区建厂,既节约用地又缩短了垃圾的运输距离,随着对垃圾填 埋的环境措施要求的提高,焚烧法的操作费用有望低于填埋。 ? 实用性。焚烧处理可全天候操作,不易受天气影响。 (2)缺点 ?焚烧法投资大,占用资金周期长; ?焚烧对垃圾的热值有一定要求,一般不能低于3360kJ/kg,限制了 它的应用范围; ?焚烧过程中也可能产生较为严重的二恶英问题,必须对烟气投入很 高20的20/资1/27金进行处理。 思考题1:对城市生活垃圾处理,试比较堆肥与焚烧的利与弊。 答:(1)堆肥法的优点:在实现生活垃圾无害化的同时,生产出含腐殖 质较高的有机堆肥,回收资源。 局限性主要表现在:①我国城市垃圾均为混合收集,其中含石块、塑 料、玻璃、金属等非堆肥物相当多,使处理效率低、成品率低,从而垃圾 减量化效果不高,也造成堆肥质量不佳;②即使采用了分选工艺,生活垃 圾中的不利于堆肥处理的组分也不能完全剔除,许多有毒有害物质进入堆 肥,如农田长期大量使用堆肥,可能会造成潜在污染,特别是一些重金属 在土壤中富集将随食物链浸入人体。 (3)焚烧法具有减量化程度高,处理周期短,占地面积小,选址灵活, 燃烧的热量可用来发电等优点。 该法局限性:建厂投资高、操作运行费用较高、设备比较复杂;对含 水率高的生活垃圾,需要更多辅助燃料,此外生活垃圾中灰土含量也会影 响焚烧效果,最终导致焚烧成本上升;产生的烟气必须净化,净化技术难 度大、运行成本高;焚烧产生的残渣还必须消化。 2020/1/27 二、焚烧原理 (principle of incineration) 2020/1/27 2020/1/27 国外某垃圾焚烧厂焚烧过程的物质转化示意 2020/1/27 思考题2:生活垃圾焚烧后其产物包括哪些?这些产物是如 何形成的? 答:生活垃圾基本是有机物。由大量的碳、氢、氧元素组成,有 些还含有氯、硫、磷和卤等元素。这些元素在焚烧过程中与空 气中的氧起反应,生成各种氧化物或部分元素的氢化物。 ①有机碳的焚烧产物是二氧化碳气体; ②有机物中氢的焚烧产物是水;若有氟或氛存在,也可能有它们 的氢化物生成。 ③固体废物中的有机硫和有机磷,在焚烧过程中生成二氧化硫或 三氧化硫以及五氧化二磷。 ④有机氮化物的焚烧产物主要是气态的氮,也有少量的氮氧化物 生成。 ⑤有机氟化物的焚烧产物是氟化氢。 ⑥有机氯化物的焚烧产物是氯化氢。 ⑦有机溴化物和碘化物焚烧后生成溴化氢及少量溴气以及元素碘 。 ⑧根据焚烧元素的种类和焚烧温度,金属在焚烧以后可生成卤化 20物20/1、/27硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物等。 思考题3:焚烧炉中烟气和残渣分别由什么成分组成? (1)焚烧炉烟气由颗粒污染物和气态污染物组成。颗 粒污染物主要是由于燃烧气体带出的颗粒物和不完全 燃烧形成的灰分颗粒,包括粉尘和烟雾。焚烧炉烟气 的气态污染物种类很多,如SOx、COx、NOx、HCl、 HF、二恶英类物质等。 (2)残渣一般为无机物质,它们是的钙、硅、铁、铝、 镁、铅等重金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐、磷酸盐 以及硅酸盐,其物理性质和化学性质较为稳定。 2020/1/27 2020/1/27 “3T+1E”原则 停留时间 固体废物性质: 热值、组分、 含水量、尺寸 焚烧影响因素 过剩空气系数 焚烧温度 湍流度 (物料混合程度) 思考题4:影响固体废物焚烧处理的主要因素有哪些?这些 因素对固体废物焚烧处理有何重要影响?为什么? 2020/1/27 三、热*衡和烟气分析 ?固体废物热值 ?燃烧温度 ?空气和烟气量计算 2020/1/27 高温高热位值热(值粗(热粗值热)值) 低位热值(净热值) 可燃组分元素的物料*衡 2020/1/27 2020/1/27 2020/1/27 2020/1/27 2020/1/27 四、焚烧工艺(Incineration technics) 2020/1/27 垃圾焚烧厂设备系统组成 2020/1


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