固体废物燃烧的因素
固体废物的处理与处置(焚烧热解)
一、概述
4、焚烧处理的发展
世界已经有2000多座现代化垃圾焚烧厂， 日本300多座，美国200多座，西欧利用焚 烧热能的工厂200多座，我国深圳、上海 已在建立垃圾焚烧厂。 对土地资源紧张的大城市可以优先考虑焚 烧处理的方法。
7
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
焚烧炉 系统
➢焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 9
焚烧处理评价指标
A、减量比：指可燃废物经焚烧处理后减少的质量占投加 废物总质量的百分比，即
MRC=（Mb-ma）/（mb-Mc）
B、热灼减量：指焚烧残渣在（600±25）℃条件下灼烧3 小时后减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数，即
12
二、焚烧过程的技术原理 1、热值 垃圾的发热量主要受到水分（W）、灰分
（A），和可燃分（R）影响。 垃圾焚烧组分三元图：
可燃区的界限： W<=50% , A<=25%, R>=25%,
13
2、燃烧过程
☻干燥加发应
☻燃尽阶段 生成稳定的灰渣2
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 16
二、焚烧过程的技术原理
1
➢除尘
垃圾焚烧演示
6.2固体废物的燃烧
⑺焚烧温度
焚烧过程到达的实际温度称为焚烧温度，指固体废物在 燃烧室内着火、分解、燃烧的温度水平，它比固体废物 的着火温度高得多。燃烧室及燃烧流程上温度水平不同。 提高焚烧温度有利于废物中有机有毒物质的分解和破坏。 通常，大多数有机固体废物的焚烧温度在800～1100℃之 间。
⑻停留时间
固体废物在焚烧炉中的燃烧停留时间为进入燃烧室加热干 燥至起燃的加热时间与固体废物燃尽的燃烧反应时间之和。 该时间受固体废物的粒径与密度的制约，粒径越大，停留 时间越长，而对于同种物料，密度决定于粒径大小。为使 焚烧停留时间缩短，投料前应预先经破碎处理。
物料所含水分越大，干燥时间越长，吸收的热量越多， 很容易降低炉膛内的温度，从而使着火难度增大。因 此干燥阶段需要很好的控制温度，如投入辅助燃料燃 烧，提高炉温，改善着火条件。
⒉ 燃烧阶段 当物料完成干燥后，如果炉膛内的温度足够高，且又有 足够的氧化剂，物料就会很快地进入燃烧阶段。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、热 解、原子基团碰撞。
yz yz Cx H y Clz x O xCO zHCl H 2O 2 2 4 2
式中 x、 y、z 分别为 C、 H、Cl 的原子数。 以上几个典型的氧化反应都是表示完全氧化反应的最终结果，其中还有若干中间反应。
⑵热解
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 学重组的过程。 焚烧炉热解发生原因：由于物料组分的复杂性和其它因 素的影响，即使炉膛内具有过剩的空气量，在燃烧过程 中仍会有不少物料没有机会与氧充分接触，从而形成无 氧或缺氧条件。这部分物料在高温条件下就会发生热解。
6.2.6 影响固体废物燃烧的因素
固体废物焚烧工艺(精)
式中 [CO2]和[CO]——分别为烟道气中该种气体的浓度值。
（4）破坏去除效率 对危险废物，验证焚烧 是否可以达到预期的处理要求的指标还有 特殊化学物质『有机性有害主成分 （POHCs）的破坏去除效率（DRE），定 义为
DRE Win Wout 100% Win
影响燃烧过程的因素主要有： （1）时间：一般来说，燃烧时间与固体粒度 的平房成正比。 （2）废物与空气的混合量比例：燃烧室内处 于少量过剩空气条件下，燃烧效率最高。 （3）温度：燃烧温度决定于燃料特性，例如 燃料的起燃温度、含水量以及炉子结构和 燃烧空气量等等。燃烧过程中常采用预热 空气来提高燃烧温度。
七、焚烧过程污染物的产生与防治
垃圾所产生的烟气主要成份为CO2、H2O、 N2、O2等，部分有害物质：烟尘、酸性气 体（HCl、HF、SO2）、NOx、CO、碳氢化 合物、重金属（Pb、Hg）和二噁英。 1、酸性气体的处理 处理方法有干法和湿法两种。参见《大气污 染控制》相关内容。
2、 NOx的去除 燃烧控制法 通过低氧浓度燃烧控制的产生， 但易引起不完全燃烧，产生CO而产生二噁 英。 无触媒脱氮法 将尿素或氨水喷入焚烧炉 内，通过下列反应而分解NOx 。 触媒脱氮法 即使用催化剂（含有Pt以及 Cu、Cr）来催化还原，去除率高但价格昂 贵。
项目三 固体废物焚烧工艺
从减容和回收能源的角度，对固体废物进 行焚烧处理，是目前很多国家普遍采用的 处理方式。 特点：无害化、减量化、资源化、经济性、 实用性。
一、垃圾热值
热值是单位质量的固体废物燃烧释放出来 的热量，以kJ/kg表示。 表示方法有两种，粗热值（高位发热量） 和净热值（低位发热量）。粗热值是指化 合物在一定温度下反应到达最终产物的焓 的变化。净热值是与粗热值意义相同的， 不同的是产物水的状态不同，前者是液态 水，后者是气态水。两者相差的正是水的 汽化潜热。
固体废物处理与资源化第五章 固体废物焚烧技术
5.8 烟气中污染物来源、产生原因及存在形态
烟气中HCl来源于含氯的塑料， SOx来源于纸张和厨房垃圾， NOx来源于厨房垃圾。 烟气中的HCl与粉尘中的碱性成分易发生反应， SOx易与粉尘中的碱性成分和氯化物发生反应。 烟气中汞（Hg）的化学形态在炉内基本上是汞蒸气，经 燃烧室、静电除尘器后基本转变为氯化汞（HgCl2）。 重金属、盐分在高温炉内部分气化，但在烟气冷却过程 中凝聚，成为粉尘。
焚烧过程污染物来源、产生原因及存在形态
污染物 来源 PVC、其它氯代碳氢化合物 HCl HF SO2 HBr NOx 氟代碳氢化合物 橡胶及其它含硫组分 火焰延缓剂 丙烯腈、胺 CO 有机 污染物 各种碳氢化合物 二噁英、呋喃 — 溶剂 多种来源 粉末、沙 Hg Cd Pb 重金属 Zn Cr Ni 其它 温度计、电子元件、电池 涂料、电池、稳定剂/软化剂 多种来源 镀锌原料 不锈钢 不锈钢Ni-Cd电池 — 产生原因 — — — — 热NOx 不完全燃烧 不完全燃烧 化合物的离解及重新合成 挥发性物质的凝结 — — — — — — — 存在形态 气态 气态 气态 气态 气态 气态 气、固态 气、固态 固态 气态 气、固态 气、固态 固态 固态 固态 气、固态
除尘器飞灰浓度 的1/2～1/100
分类收集或燃烧 不充分时，Pb、 Cr6+ 可能会溶出， 成为COD、BOD
除 尘 器 飞 灰
除尘器飞灰以 Na 盐、 K 盐、 湿垃圾质量的 磷酸盐、重金属为多 0.5％～1％
Pb、Zn：0.3％～ 3％；Cd：20～ 40mg/kg；Cr： 200～500mg/kg； Hg：110mg/kg 浓度介于炉渣与 除尘器飞灰之间
5.4 焚烧的产物
第四章可燃固体废物的焚烧
1.1 焚烧目的
A
尽可能焚毁废物、达到无害化
回收利用废热 C
B
最大限度地减容尽 量避免新的污染物 质产生
1.2 可焚烧处理废物类型
液体废物 气体废物 固体废物 焚烧可处理的废物 城市垃圾
一般工业废物
危险废物
医院带菌性固体废物、石油化工厂和塑料厂的含毒性 副产品和焦状废渣、多氯联苯一类的高稳定性物质只 有用焚烧法才能奏效。
废物成分
不完全燃烧形成
两种或多种有机氯化 合物（如氯酚）存在下， 由于二聚作用，在适当的 温度和氧气条件下结合形 成PCDDs／ PCDFs；由 于氯及氯化物的存在，破 坏芳香族碳氢化合物的基 本结构而与木质素结合， 促使生成PCDDs／ PCDFs化合物。
多氯化二酚、多氯联 苯等一类化合物的不完全 燃烧，可生成PCDDs／ PCDFs（破坏分解温度 750～800℃）。如氧气不 足、混合度不够、炉温低、 停留时间太短而未及时分 解为CO2和H2O，均可造 成废物和废气中的氯化物 结合成PCDDs／ PCDFs。
（2） 热灼减量
热灼减量指焚烧残渣在600±25℃经3h灼热后减 少的质量占原焚烧残渣质量的百分数，其计算方式：
Q R
ma
m d
ma
100%
Q ~ 热灼减量，％; R
ma ~ 为焚烧残渣在室温时的质量，kg; m ~ 为焚烧残渣在（600±25℃）经3h灼热后冷
d 却至室温的质量，kg。
（3） 焚烧效率
一氧化碳
酸性气体
由于CO燃烧所需的活化能很高，它是燃烧不完全 过程中的主要代表性产物。
焚烧产生的酸性气体主要包括SO2、HCI与HF，这 些污染物都是直接由废物中的S、CI、F等元素经过焚 烧反应而形成的。能举例说明哪些废物含S、CI、F？
第四篇 固体废物焚烧处理技术
城市生活垃圾 工业固体废物 危险废物 医疗废物
PART THREE
固体废物的收集与 运输
废物的分类与筛选
废物的破碎与磨细
废物的混合与调配
固体废物收集：将可燃废物 进行分类收集，以便后续处 理。
预处理：对收集的固体废物 进行破碎、筛分、干燥等预 处理操作，使其满足焚烧要 求。
焚烧：将预处理后的固体废 物放入焚烧炉中进行高温燃 烧，产生高温烟气和炉渣。
促进资源利用：固体废物中含有大量的可回收资源，通过焚烧处理可促进资源的 有效利用，降低对自然资源的依赖。
汇报人：
PART FIVE
设备故障：焚烧炉等设备可能出现故障，导致燃烧不充分或产生有害气体
爆炸风险：废物中可能含有易燃易爆物质，引发爆炸事故
应对措施：定期维护和检查设备，确保其正常运行；加强废物分类和预处理，降低易燃易爆物 质含量；建立应急预案，及时应对突发事故。
人员安全：操作人员可能面临高温、有害气体等危害，需采取相应防护措施
回转窑焚烧炉：适用于处理危险废 物，技术难度较高，处理规模较大
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
流化床焚烧炉：适用于小规模处理， 燃烧效率高，环保性能好
热解焚烧炉：适用于处理有机废物， 可回收能源，但技术难度较高
燃烧器：提供燃料和空气的混 合物，维持燃烧室内的燃烧
燃烧室：用于固体废物的燃 烧，产生高温气流
固体废物焚烧处理过程中会产生大量的烟尘、气体和颗粒物，对大气环境造成严重污染。
二噁英是固体废物焚烧过程中产生的一种剧毒物质，长期暴露于二噁英污染的环境中会增加患 癌症等疾病的风险。
为了减少固体废物焚烧处理对大气环境的负面影响，需要采取有效的控制措施，如安装除尘器、 脱硫脱硝装置等。
固体废物焚烧技术
当固体废物热值高于4000kJ/kg时理论上可自持 燃烧，适合焚烧处理。
环境学院：固体废物处理与处置
高位热值：是垃圾单位干重的发热量； 低位热值：是单位新鲜垃圾燃烧时的发热量，又称有 效发热量、净发热值。 两者的区别在于生成水的状态不同，前者生成水是液 态，而后者生成水以蒸气形态存在。 低位热值 = 高位热值 – 水分凝结热
环境学院：固体废物处理与处置
焚烧技术缺点：
建设费用昂贵、系统操作复杂、严格； 要求工作人员技术水平高； 易产生二次污染物如SO2、NOx、HCl、二噁英、粉尘 等污染质。
环境学院：固体废物处理与处置
武汉首座垃圾焚烧发电厂5月点火
文章来源： 长江日报 更新时间：2010-3-27 江城即将迈入垃圾焚烧处置时代。3月26日从市人大三 号议案办理工作会获悉，5月份，长山口垃圾焚烧发电厂 将点火试运行，这是我市第一座垃圾焚烧处置厂。 垃圾焚烧发电是发达城市流行的垃圾处置方式，可节 省大量土地，避免环境污染。目前，我市日产垃圾8300 多吨，全部采取填埋方式处置。针对全市垃圾仍不断增 长的趋势，政府制定垃圾处理“5焚烧、2填埋、1综合” 战略。 5座垃圾焚烧发电厂同时开建。据最新消息，长山口垃 圾焚烧发电厂已完成设备安装，将于5月份点火投入试运 行，这是我市第一座垃圾焚烧发电厂。汉口北垃圾焚烧 发电厂已完成主体结构，将于年内运行。锅顶山、新沟 垃圾焚烧发电厂将于年内完成主体结构和设备安装。群 环境学院：固体废物处理与处置 力村垃圾焚烧发电厂年内动工。
环境学院：固体废物处理与处置
固体废物处理与处置热处理
烟气停留时间、温度、湍流度和空气过剩系 数，统称为“3T+1E”。 它既是影响固体废物焚烧效果的主要因素， 也是反映焚烧炉工况的重要技术指标。
五、焚烧工艺
现代化焚烧工艺主要由前处理系统、进料系统、焚烧炉 系统、空气系统、烟气系统、灰渣系统、余热利用系统 及自动化控制系统组成。
呋喃类物质（PCDFs）。
二噁英的来源可能三种，第一种是生活垃圾中可能含有微量二 噁英类物质或其前驱体物质；第二种是在垃圾焚烧过程中，一些 二噁英类物质的前驱体物质等可能会反应生成二噁英类物质，在 焚烧不完全时进入烟气；第三种可能的途径是炉外生成二噁英类
物质；
通过控制二噁英类物质可采用以下三个措施：一是严格控制焚 烧炉燃烧室温度和固体温度、烟气的停留时间，确保固体废物及 烟气中的有机气体，包括二噁英类物质的前驱体的有效焚毁率； 二是减少烟气在200~500℃温度段的停留时间；三是对烟气进行
生活垃圾和危险废物的燃烧，称为焚烧。 根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程有蒸
发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。
蒸发燃烧
蒸发燃烧是指垃圾受热熔化成液体，近而 转化成蒸气，与空气扩散混合而燃烧。
如蜡的燃烧。
表面燃烧
表面燃烧指固体废物不含挥发组分，燃烧只 在固体表面进行，而且在燃烧过程中不发生 融化、蒸发和分解等过程。
2、焚烧温度
一般要求生活垃圾焚烧温度在850~950℃，医疗垃圾、危险固体 废物的焚烧温度要达到1150 ℃。
3、பைடு நூலகம்留时间
进行生活垃圾焚烧处理时，通常要求垃圾停留时间能达到1.5~ 2h 以上，烟气停留时间能达到2s以上。
固体废弃物处置与处理重点
1、固体废物：指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。
2、危险废物：是指列入国家危险废物名录或者国家规定的危险废物鉴定标准和鉴定方法认定的、具有危险性的废物。
3、危险废物的危害特性：有毒性、腐蚀性、传染性、反应性、浸出毒性、易燃性、易爆性。
4、为什么说固体废物既是源头又是终态物：固体废物污染与废水废气噪声污染不同，其呆滞性、扩散性小，它对环境污染主要通过水汽和土壤进行的。
气态污染物净化过程中被富集成粉尘或废渣，水污染在净化过程中被以污泥状态分离出来，既以固体废物的状态存在。
这些终态物中的有害成分在长期的自然因素作用下，又会转入大气。
水体和土壤，故又会成为大气水体和土壤环境的污染源头。
因此固体废物既是污染源头也是终态物。
5、固体废弃物的控制因素：减少固体废物的排放、防治固体废物的污染。
6、固体废物的影响因素7、要想减少工业固体废物的污染，可采取以下主要控制措施：①积极推行清洁生产审核，实现经济增长方式的转变，限期淘汰固体废物污染严重的落后生产工艺和设备。
②采用清洁的资源和能源。
③采用精料。
④改进生产工艺，采用无废或少废技术和设备。
⑤加强生产过程控制，提高管理水平和加强员工环保意识的培养。
⑥提高产品质量和寿命。
⑦发展物质循环利用工艺。
⑧进行综合利用。
⑨进行无害化处理与处置8、固体废弃物的三化原则：减量化、无害化、资源化①减量化：指通过实施适当的技术，减少固体废物的排出量和容量。
②资源化: 是指从固体废物中回收物质和能源，加速物质循环，创造经济价值的广泛的技术和方法。
③无害化：指通过采用适当的工程技术对废物进行处理（如热解、分离、焚烧、生化分解等方法），使其对环境不产生污染，不致对人体健康产生影响。
9、全过程管理原则：由于固体废物本身往往是污染的源头，故需对其产生--收集--运输--综合利用--处理--贮存--处置实行全过程管理，在每一环节都将其作为污染源进行严格控制。
固体废物复习题
《固体废物处理与处置》复习题一、名词解释固体废物：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规；定纳入固体废物管理的物品、物质。
有害固体废物：又称危险固体废物，由于其量、浓度、物理或化学特性、易传播性，而可能引起或助长死亡率增高；或使严重疾病的发病率增高；或在管理不当时会给人类健康或环境造成重大急性（即时）或潜在危害的固体废物无害化：采用适当的工程技术，对废物进行处理，使其对环境不产生污染，不致对人体健康产生危害.减量化：通过实施适当的技术，一方面减少固体废物的排出量，；另一方面减少固体废物的容量。
资源化：指从固体废物中回收有用的物质和能源，加快物质循环，创造经济价值的广发的技术和方法。
固体废物的处理：指通过不同的物化或生化技术，将固体废物转化为便于运输、贮存、利用以及最终处置的另一种形体结构。
固体废物的处置：指对已无回收价值或确属不能再利用的固体废物，采取长期置于与生物圈隔离地带的技术措施。
危险废物的越境转移：压实：用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减少固体废物表观体积，提高运输与管理效率的一种操作技术。
空隙比和空隙率：e=Vv：Vs，￡=Vv：Vm压缩比和压缩倍数：压缩比：固体废物经压实处理后体积减小的程度。
压缩倍数: 固体废物经压实处理后，体积压实的程度。
固体废物的破碎：利用外力克服固体废物质点间的内聚力而是大块固体废物分裂成小块的过程。
破碎比和破碎段：破碎比：原废物粒度与破碎产物粒度的比值破碎段：固体废物每经过一次破碎机或研磨机称为一个破碎段湿式破碎：利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成浆液的过程。
低温破碎：利用物料在低温变脆的性能对一些在常温下难以破碎的固体进行有效破碎的过程。
分选的回收率和纯度；重力分选：根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中利用重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离从而得到不同密度产品的分选过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、影响固体物质燃烧的因素
（一）固体废物
•粒度：燃烧需要的时间大约与粒度的1~2次方正比。
•含水率：
•热值：能源结构，生活水平习惯，季节，地理
•成分：可燃性，污染物质
（二）温度的影响
温度高，停留时间短。
对减量化，无害化有决定影响，不少有毒物质需要高温才能有效分解，焚烧一般要求温度在850~950，医疗垃圾，危险废物>1150；有难氧化分解危险废物时，甚至加入催化剂
（三）停留时间
固废停留时间：蒸发，热分解，化学反应速率。
烟气停留时间：烟气中颗粒污染物和气体分子的分解，反应速率
时间长，反应彻底焚烧效果好；时间过长处理量会减小
（四）供氧量与物料混合程度
空气：助燃，冷却炉排，搅动炉气，控制焚烧气氛。
过剩空气系数过大，导致温度过低，烟气量大产生副作用。
同时烟气净化系统负荷大。
物料混合：改善传质。
焚烧四大控制参数三T一E
气体停留时间——废物在焚烧炉内发生氧化、燃烧，使有害物质变成无害物质所需的时间。
焚烧温度——废物中有害组分在高温下氧化、分解直至破坏所须达到的温度。
搅拌混合程度
过剩空气率
（五）其它
固废物料层厚度 运动方式
空气预热温度
进气方式
烟气净化系统性能 燃烧器性能等。