固体废物的热处理
即生成固体残渣的阶段。
三个阶段并非界限分明，尤其对混合垃圾之类的 焚烧过程更是如此。
从炉内实际过程看，送入的垃圾有的物质还在预 热干燥，而有的物质已经开始燃烧，甚至已燃尽 了。
对同一物料来说，物料表面已进入了燃烧阶段， 而内部还在加热干燥。
1、干燥------水分汽化、蒸发 传导干燥、对流干燥和辐射干燥 2、热分解------化学分解、聚合反应 放热反应，吸热反应 3、燃烧------可燃物质的快速分解和高温氧化过程 蒸发燃烧（蜡质类）、分解燃烧（纸、木材）、
第六章 固体废物的热处理
从焚烧角度分析，城市生活垃圾可分为可燃和 不可燃两部分:
可燃垃圾——橡塑、纸张、破布、竹木、皮革、果皮及 动植物、厨房垃圾等。其组分、物性和燃烧特性等非常 复杂，不宜直接填埋； 不可燃垃圾——金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可 收利用部分外，大多可直接安全填埋。
干燥脱水 热分解 烧结
焚烧（incineration）: 生活
1
垃烈放热效应、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 ）
其它热 4 处理方法
处理方法
2
热解
焙烧: 在低于熔点的温度下热处理 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。
焙烧 热解:是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成
③烟囱的排放颗粒物应控制在183mg/m3，空气 过量率为50％。
（五）焚烧效果的评价指标： ①减量比：用于衡量焚烧处理废物减量化效果
的指标是减量比，定义为可燃废物经焚烧处理 后减少的质量占所投加废物总质量的百分比。 ②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。
处理 为气态、液态或固态可燃 物质的化学分解过程。 3
§1焚烧处理
一、概述
➢除尘
..
➢资源化
…
➢智能化
我国始于20世纪80年代
320世纪60
4 1970~1990
➢多功能 ➢综合性
➢自控、移动式机械炉排焚
2
年代
烧炉、多样化。
20世纪初 ➢大型机械化炉排；较高效率的烟气净化
1
系统 。
19世纪中后期 ➢机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污能
力增强。
➢焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英、美、法等试验研究，建立焚烧炉。
第一节 固体废物的焚烧
制约我国垃圾焚烧技术发展的主要因素：
生活垃圾热值低，不能达到自燃要求；
城市垃圾中灰渣含量高，制约了焚烧减量化效益的发挥 国内未系统的掌握垃圾焚烧技术，在建设与运行中缺乏 可靠的技术支撑；
现代化垃圾焚烧处理成本高。建设筹资难。
（6）其他因素
综上所述，在固体废物的焚烧过程中，应在可能 的条件下合理控制各种影响因素，使其综合效应 向着有利于废物完全燃烧的方向发展。
（四）焚烧产物
可燃固体废物基本是有机物，由大量的碳、氢、 氧元素组成，有些还含有氮、硫、磷和卤素等 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。
（3）温度Temperature
这里所说的焚烧温度是指废物焚烧所能达到的最高 温度，该值越大，焚烧效果越好。
目前要求生活垃圾焚烧温度在850~950℃，医疗垃 圾、危险废物的焚烧温度要达到1150 ℃。
（4）湍流度Turbulence
湍流度是表征固体废物和空气混合程度的指标。湍 流程度越好，混合越充分，空气利用率越高，传质 传热过程越快，燃烧效果越好。
（5）过量空气系数Excess air
实际空气量与理论空气量之比值为过量空气系数(m)， 亦称空气比。
m＝A/A0
式中: A为实际供应空气量； A0为理论空气量。
根据经验，过量空气系数一般需大于1.5，常在1.5～
1.9之间；但在某些特殊情况下，过量空气系数可能
在2以上，才能达到较完全的焚烧效果。
T
t
燃烧效果E
ť
（1）废物本身的性质
固体废物的加热时间与其粒度的2次方成正比，燃 烧时间与其粒度的1～2次方成正比。
因此，固体废物送入焚烧炉焚烧前，必须进行破 碎预处理，以增加废物的比表面积，改善焚烧效 果。
（2）停留时间Time
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。
理
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
（二）焚烧过程
焚烧过程包括三个阶段： 第一阶段是物料的干燥加热阶段； 第二阶段是焚烧过程的主要阶段，即真正的燃烧
阶段----热化学分解； 第三阶段是燃尽阶段----氧化还原反应的综合过程，
表面燃烧（木炭、焦炭）
（三）影响固体废物焚烧的因素
在实际的燃烧过程中，由于焚烧炉内的操作条 件不能达到理想效果，致使燃烧不完全。严重 的情况下将会产生大量的黑烟，并且从焚烧炉 排出的炉渣中还含有有机可燃物。
影响废物焚烧的主要因素包括：废物本身的性质， 停留时间，温度，湍流度，过量空气系数及其他 因素。其中停留时间，温度，湍流度和过量空气 系数称为“3T＋1E”要素，是影响固体废物焚烧效 果的主要因素，也是反映焚烧炉性能的主要指标。
处理方式
各种垃圾处理方式的投资估算
卫生填埋 堆肥 焚烧（国内技术） 焚烧（引进技术）
单位投资
8~10
12
万元/t
20~28
60~70
第一节 固体废物的焚烧
二、焚烧原理
燃烧:强烈放热效应/基态、 电子激发态的自由基/光辐
射
㈠
可燃物质
焚
助燃物质
引燃火源
烧
焚烧
原 着火条件
蒸发 挥发 分解 烧结、熔融 氧化还原
有害有机废物焚烧处理后，要求达到以下三个标 准：
①主要有害有机组成（POHC）的破坏去除率 （DRE）要达到99.99％以上。DRE定义为从废 物中除去的POHC的质量百分率，即
DR% E W PO进 HC W PO出 HC 10 ％ 0
W PO进 HC
②HCl的排放量应符合从焚烧炉烟囱排出的HCl量， 在进入洗涤设备之前小于1.8kg/h，若达不到这个 要求，则经过洗涤设备除去HCl的最小洗涤氯为 99.0％。
三个阶段并非界限分明，尤其对混合垃圾之类的 焚烧过程更是如此。
从炉内实际过程看，送入的垃圾有的物质还在预 热干燥，而有的物质已经开始燃烧，甚至已燃尽 了。
对同一物料来说，物料表面已进入了燃烧阶段， 而内部还在加热干燥。
1、干燥------水分汽化、蒸发 传导干燥、对流干燥和辐射干燥 2、热分解------化学分解、聚合反应 放热反应，吸热反应 3、燃烧------可燃物质的快速分解和高温氧化过程 蒸发燃烧（蜡质类）、分解燃烧（纸、木材）、
第六章 固体废物的热处理
从焚烧角度分析，城市生活垃圾可分为可燃和 不可燃两部分:
可燃垃圾——橡塑、纸张、破布、竹木、皮革、果皮及 动植物、厨房垃圾等。其组分、物性和燃烧特性等非常 复杂，不宜直接填埋； 不可燃垃圾——金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可 收利用部分外，大多可直接安全填埋。
干燥脱水 热分解 烧结
焚烧（incineration）: 生活
1
垃烈放热效应、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 ）
其它热 4 处理方法
处理方法
2
热解
焙烧: 在低于熔点的温度下热处理 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。
焙烧 热解:是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成
③烟囱的排放颗粒物应控制在183mg/m3，空气 过量率为50％。
（五）焚烧效果的评价指标： ①减量比：用于衡量焚烧处理废物减量化效果
的指标是减量比，定义为可燃废物经焚烧处理 后减少的质量占所投加废物总质量的百分比。 ②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。
处理 为气态、液态或固态可燃 物质的化学分解过程。 3
§1焚烧处理
一、概述
➢除尘
..
➢资源化
…
➢智能化
我国始于20世纪80年代
320世纪60
4 1970~1990
➢多功能 ➢综合性
➢自控、移动式机械炉排焚
2
年代
烧炉、多样化。
20世纪初 ➢大型机械化炉排；较高效率的烟气净化
1
系统 。
19世纪中后期 ➢机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污能
力增强。
➢焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英、美、法等试验研究，建立焚烧炉。
第一节 固体废物的焚烧
制约我国垃圾焚烧技术发展的主要因素：
生活垃圾热值低，不能达到自燃要求；
城市垃圾中灰渣含量高，制约了焚烧减量化效益的发挥 国内未系统的掌握垃圾焚烧技术，在建设与运行中缺乏 可靠的技术支撑；
现代化垃圾焚烧处理成本高。建设筹资难。
（6）其他因素
综上所述，在固体废物的焚烧过程中，应在可能 的条件下合理控制各种影响因素，使其综合效应 向着有利于废物完全燃烧的方向发展。
（四）焚烧产物
可燃固体废物基本是有机物，由大量的碳、氢、 氧元素组成，有些还含有氮、硫、磷和卤素等 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。
（3）温度Temperature
这里所说的焚烧温度是指废物焚烧所能达到的最高 温度，该值越大，焚烧效果越好。
目前要求生活垃圾焚烧温度在850~950℃，医疗垃 圾、危险废物的焚烧温度要达到1150 ℃。
（4）湍流度Turbulence
湍流度是表征固体废物和空气混合程度的指标。湍 流程度越好，混合越充分，空气利用率越高，传质 传热过程越快，燃烧效果越好。
（5）过量空气系数Excess air
实际空气量与理论空气量之比值为过量空气系数(m)， 亦称空气比。
m＝A/A0
式中: A为实际供应空气量； A0为理论空气量。
根据经验，过量空气系数一般需大于1.5，常在1.5～
1.9之间；但在某些特殊情况下，过量空气系数可能
在2以上，才能达到较完全的焚烧效果。
T
t
燃烧效果E
ť
（1）废物本身的性质
固体废物的加热时间与其粒度的2次方成正比，燃 烧时间与其粒度的1～2次方成正比。
因此，固体废物送入焚烧炉焚烧前，必须进行破 碎预处理，以增加废物的比表面积，改善焚烧效 果。
（2）停留时间Time
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。
理
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
（二）焚烧过程
焚烧过程包括三个阶段： 第一阶段是物料的干燥加热阶段； 第二阶段是焚烧过程的主要阶段，即真正的燃烧
阶段----热化学分解； 第三阶段是燃尽阶段----氧化还原反应的综合过程，
表面燃烧（木炭、焦炭）
（三）影响固体废物焚烧的因素
在实际的燃烧过程中，由于焚烧炉内的操作条 件不能达到理想效果，致使燃烧不完全。严重 的情况下将会产生大量的黑烟，并且从焚烧炉 排出的炉渣中还含有有机可燃物。
影响废物焚烧的主要因素包括：废物本身的性质， 停留时间，温度，湍流度，过量空气系数及其他 因素。其中停留时间，温度，湍流度和过量空气 系数称为“3T＋1E”要素，是影响固体废物焚烧效 果的主要因素，也是反映焚烧炉性能的主要指标。
处理方式
各种垃圾处理方式的投资估算
卫生填埋 堆肥 焚烧（国内技术） 焚烧（引进技术）
单位投资
8~10
12
万元/t
20~28
60~70
第一节 固体废物的焚烧
二、焚烧原理
燃烧:强烈放热效应/基态、 电子激发态的自由基/光辐
射
㈠
可燃物质
焚
助燃物质
引燃火源
烧
焚烧
原 着火条件
蒸发 挥发 分解 烧结、熔融 氧化还原
有害有机废物焚烧处理后，要求达到以下三个标 准：
①主要有害有机组成（POHC）的破坏去除率 （DRE）要达到99.99％以上。DRE定义为从废 物中除去的POHC的质量百分率，即
DR% E W PO进 HC W PO出 HC 10 ％ 0
W PO进 HC
②HCl的排放量应符合从焚烧炉烟囱排出的HCl量， 在进入洗涤设备之前小于1.8kg/h，若达不到这个 要求，则经过洗涤设备除去HCl的最小洗涤氯为 99.0％。
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固体废物处理与处置热处理
〔3〕台阶式 为倾斜床面,其中固定 和可动炉排纵向交错 配置,有阶段落差.
〔4〕履带式 炉排由连续不断地运动
着的履带组成.较少使用.
〔5〕滚筒式 炉排为5~7个圆筒形滚
轮,成倾斜排列,相邻圆桶间 旋转方向相反,有独立的一 次空气导管,由圆桶底部经 滚筒表面的送气孔到达废 物层.
2、流化燃烧技术
利用空气流和烟气流的快速 运动,使媒介料和固体废物在 燃烧过程中处于流态化状态, 并在流态化状态下进行固体废 物的干燥、燃烧和燃烬.
焚烧温度多保持在400~ 980℃.
流化床焚烧炉
流化床焚烧炉
流化床型焚烧炉是利用炉底分布板吹出热风将废 物悬浮呈沸腾状进行燃烧,并用石英砂作载体,加速 传热和燃烧. 适用于粉状或泥状废物焚烧处理.
缺点：热效率低,处理低热值固 废时需加辅助燃料.
四、焚烧的主要影响因素
1、固体废物的性质 粗<高位>热值〔HHV〕 : 化合物在一定温度下
反应到达最终产物的焓的变化. 净<低位>热值〔NHV 〕: 意义与粗热值相同.不
过粗热值产物水为气态.净热值产物水为液态. 二者之差就是水的汽化潜热. 当生活垃圾的低位发热值3350kJ/kg时,焚烧过 程通常需要添加入住燃料,如掺煤或喷油助燃. 一般城市生活垃圾的含水率≤50%,低位发热值 多在3350~8374kJ/kg.
统
废水处理系统
灰渣收集及 处理系统
城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图
1-倾卸平台 2-垃圾贮坑 3-抓斗 4-操作室 5-进料口 6-炉排干燥段 7-炉排燃烧段 8-炉排后燃烧段 9-焚烧炉 10-灰渣 11-出灰输送带 12-灰渣贮坑 13-出灰抓斗 14-废气冷却室 15-热交换器 16-空气预热器 17-酸性气体去除设备 18-滤袋集尘器 19-引风机 20-烟囱 21-飞灰输送带 22-抽风机 23-废水处理设备
第六章固体废物热处理-
焚烧炉烟囱周围半径200m距离内有建筑物烟囱应高出最高建筑物3m以上不能达到该要求的烟囱其大气污染物排放限值应按生活垃圾排放标准规定的限值严格50执行
第六章固体废物的热处理
固体废物的热处理
焚烧原理
焚 1.干燥 烧 2.热分解 蒸发燃烧 过 分解燃烧 程
3.燃烧 表面燃烧
粉尘：1~200 mm
LHV LHV
LHV
LHV
生活垃圾焚烧相应的标准
危险废物焚烧控制标准
生活垃圾焚烧必须采用袋式除尘器 生活垃圾焚烧：焚烧炉烟囱周围半径200 m距离内有建筑物， 烟囱应高出最高建筑物3 m以上，不能达到该要求的烟囱， 其大气污染物排放限值应按《生活垃圾排放标准》规定的限 值严格50%执行。 危险废物焚烧：新建集中式危险废物焚烧炉烟囱周围半径 200 m距离内有建筑物，烟囱应高出最高建筑物5 m以上。 焚烧炉必须有尾气净化系统、报警系统和应急处置装置
焚 颗粒污染物 烟雾：0.01~1μm 烧 污 染 物 气态污染物：SOx，COx，NOx，HCl
HF，PCDDs
垃圾的发热量：低位热值大于3350kJ/kg时， 垃圾即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影响：水分 （W）、灰分（A）和可燃分（R） W≤50%；A≤60%；R≥25%。
Hale Waihona Puke 例题某固体废物含可燃物60%、水分20%，惰性物即灰分20%， 固体废物的可燃物元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮 4%、硫1%。假设固体废物的热值为11630kJ/kg；炉栅残渣
含碳量5%；空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅残渣的
温度为650 ℃；残渣的比热为0.323 kJ/(kg.℃)；水的汽化热 2420kJ/kg；辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%；碳的热值 为32564kJ/kg。试计算这种废物燃烧后可利用的热值。
第六章固体废物的热处理
固体废物的热处理
焚烧原理
焚 1.干燥 烧 2.热分解 蒸发燃烧 过 分解燃烧 程
3.燃烧 表面燃烧
粉尘：1~200 mm
LHV LHV
LHV
LHV
生活垃圾焚烧相应的标准
危险废物焚烧控制标准
生活垃圾焚烧必须采用袋式除尘器 生活垃圾焚烧：焚烧炉烟囱周围半径200 m距离内有建筑物， 烟囱应高出最高建筑物3 m以上，不能达到该要求的烟囱， 其大气污染物排放限值应按《生活垃圾排放标准》规定的限 值严格50%执行。 危险废物焚烧：新建集中式危险废物焚烧炉烟囱周围半径 200 m距离内有建筑物，烟囱应高出最高建筑物5 m以上。 焚烧炉必须有尾气净化系统、报警系统和应急处置装置
焚 颗粒污染物 烟雾：0.01~1μm 烧 污 染 物 气态污染物：SOx，COx，NOx，HCl
HF，PCDDs
垃圾的发热量：低位热值大于3350kJ/kg时， 垃圾即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影响：水分 （W）、灰分（A）和可燃分（R） W≤50%；A≤60%；R≥25%。
Hale Waihona Puke 例题某固体废物含可燃物60%、水分20%，惰性物即灰分20%， 固体废物的可燃物元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮 4%、硫1%。假设固体废物的热值为11630kJ/kg；炉栅残渣
含碳量5%；空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅残渣的
温度为650 ℃；残渣的比热为0.323 kJ/(kg.℃)；水的汽化热 2420kJ/kg；辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%；碳的热值 为32564kJ/kg。试计算这种废物燃烧后可利用的热值。
固体废物的热处理
烟 气 系 统
17
工
艺
1
焚 烧
焚烧处理
灰渣系统 废水处理系统
其 它 系
余热系统
工
发电系统
艺
自动控制系统
统
– 焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英、美、法等试验研究，建立焚烧炉
3
1
焚烧 原理 热平衡及 烟气分析 焚烧 工艺 焚烧炉 系统
焚烧处理
– 燃烧、燃烧机理、燃烧技术、主要影响因素
– 固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算
– 焚烧工艺系统组成
– 焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评
4
1
焚 烧
焚烧处理
可燃物质 助燃物质 引燃火源
HHV LHV 能量 守恒
焚烧处理
热值 :单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量
Dulong公式、Steuer公式、Scheurer公式等
HHV (湿) ( HHV 5.7 ) ( 干) 100 H 2O 100
Cl F LHV HHV 2420 H2 O 9 H 35.5 19
都用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统 的最终温度
10
1
空 气 和 烟 气 量 计 算
实际空气量 烟气量
焚烧处理
理论空气量 :完成燃烧反应的最少空气量
11
1
焚 烧
焚烧处理
空气系统 焚烧炉系统 烟气系统
工
艺
工艺 系统
进料系统 前处理系统 其它系统
12
1
操作
焚烧处理
前 接受 贮存 分选 破碎 定量给料 处 理 设备、设施 车辆、地衡、控制间、垃 及 构筑物 圾池、吊车、抓斗、破碎 进 和筛分设备、磁选机，以及臭气和渗 料 滤液收集、处理设施等。螺旋给料、 系 炉排进料、推进器给料等 统
固体废物的热处理
1、二噁英的产生与防治
多氯取代
1 9 1 8 7 4 9
O
2 3
O
2 3 4 6
8 7
O
6
PCDDs (75种)
PCDFs (135种)
二噁英(Dioxins)是目前发现的无意识合成的毒性最强的化 合物。人们通常所说的二噁英指的是多氯二苯并二噁英 (PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)的统称，共有210种同 族体。其中2，3，7，8-四氯二苯并二噁英(TCDD)毒性最 强， LD50（半致死剂量）是
控制焚烧厂产生的二噁英，应从控制来源、减少 炉内形成、避免炉外低温区再合成及去除四方面 来着手： 通过废物分类收集或预分拣分离，避免含氯成分 高的物质(如PVC塑料等)和重金属进入垃圾中。 焚烧炉燃烧室应保持足够的燃烧温度(不低于 850℃)及气体停留时间(不少于2s)，确保废气中 具有适当的氧含量(最好在6％～12 ％之间) 应缩短烟气在处理和排放过程中处于300 ～ 500 ℃温度域的时间 烟气末端净化采用活性碳喷射吸附法去除
第七章
固体废物的热处理
Thermal Treatment of Solid Waste
第一节
焚烧技术
焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过 剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧 反应，废物中的有害有毒物质在800-1200℃的高 温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无 害化、减量化、资源化的处理技术。 焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体 废物和气体废物，而且可以处理城市垃圾和一般工业 废物，而且可以用于处理危险废物。
1）重金属飞灰的稳定化处理
为防止重金属再溶出，重金属飞灰须经过稳定化处理， 降低其浸出毒性，方能最终处置。一般采用固化或化学 稳定化处理： 水泥固化：一般采用波特兰（普通硅酸盐）水泥，但 对于重金属含量特别高的飞灰，应使用超快硬水泥等 特殊的水泥。 药剂稳定化：加入含氮和含硫的有机螯合剂与重金属 反应生成不溶性重金属化合物，使其沉积下来，多与 水泥固化混合使用。 熔融固化（玻璃化）：高温熔融反应，使重金属固结 在生成的玻璃体中。
第六章 固体废物的热处理
式中， 为减量比，％； 式中，MRC为减量比，％； 为减量比 ma为焚烧残渣的质量，kg； 为焚烧残渣的质量， ； 为焚烧残渣的质量 mb为投加的废物质量，kg； 为投加的废物质量， ； 为投加的废物质量 mc为残渣中不可燃物质量，kg。 为残渣中不可燃物质量， 。 为残渣中不可燃物质量
2. 热灼减量 指焚烧残渣在(600±25)℃经3h灼热后减少 灼热后减少 指焚烧残渣在 ± ℃ 灼热后 的质量占原焚烧残渣质量的百分数 的百分数， 的质量占原焚烧残渣质量的百分数，其计算 方法如下： 方法如下：
3．按燃烧室空气供给量分类（第一燃烧室） ．按燃烧室空气供给量分类（第一燃烧室） (1)过氧燃烧 即第一燃烧室供给充足的空 过氧燃烧 即第一燃烧室供给充足的空 气量(即超过理论空气量 即超过理论空气量)。 气量 即超过理论空气量 。 (2)缺氧燃烧第一燃烧室供给理论空气量的 缺氧燃烧第一燃烧室供给理论空气量的 缺氧燃烧 70％一80％，第二燃烧室再供给充足空气 ％ ％ 使其氧化成稳定的气体。 使其氧化成稳定的气体。 相对产生的污染物较少， 相对产生的污染物较少，且在第一燃烧室供 给的空气量少， 给的空气量少，所带出的粒状物质也相对 较少。 较少。 目前焚烧炉设计与操作较常使用的模式。 为目前焚烧炉设计与操作较常使用的模式。
(三)废物焚烧炉的燃烧方式
按照燃烧气体的流动方向， 按照燃烧气体的流动方向，大致可分为反 气体的流动方向 向流、同向流及旋涡流等几类； 向流、同向流及旋涡流等几类； 按照助燃空气加入阶段数分类． 按照助燃空气加入阶段数分类．可分为单 助燃空气加入阶段数分类 段燃烧和多段燃烧， 段燃烧和多段燃烧， 按照助燃空气供应量，可分为过氧燃烧、 按照助燃空气供应量，可分为过氧燃烧、 助燃空气供应量 缺氧燃烧(控气式 和热解燃烧等方式 缺氧燃烧 控气式)和热解燃烧等方式。 控气式 和热解燃烧等方式。
第六章 固体废物的热处理
固体废物的热处理 第六章 固体废物的热处理
第一节 焚烧处理
焚烧、热（裂）解、 焚烧、 焙烧、烧成、煅烧、 焙烧、烧成、煅烧、 烧结等。 烧结等。
一、概述 1、定义 对固体废物进行高温分解 深度氧化的处理过程 高温分解和 的处理过程。 对固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。 2、焚烧目的 使废物无害化 减量化和资源化。最主要目的“无害化” 无害化、 使废物无害化、减量化和资源化。最主要目的“无害化” 3、适用范围 适用于有机成分多，热值高的废物。 适用于有机成分多，热值高的废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。
二、发展及应用现状
.. … 4 1970~1990 3 2 20世纪初 世纪初 1 19世纪中后期 世纪中后期 1960’
除尘 资源化 智能化 多功能 综合性
自控、 自控、移动式机械炉排焚 烧炉、多样化、 烧炉、多样化、T ↗ 大型机械化炉排； 大型机械化炉排；高效的烟气净化系统
机械化垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗ 机械化垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗
4、供氧量和物料混合程度 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。空气量过 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、进 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等， 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等，也对焚烧 过程产生影响。 过程产生影响。
（三）焚烧主要影响因素 1、固体废物性质 如废物的可燃成分 有毒有害物质、水分等物质的 可燃成分、 如废物的可燃成分、有毒有害物质、水分等物质的 含量和种类。 含量和种类。 2、温度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高， 减量化和无害化程度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高，燃烧速度 停留时间短；温度低，停留时间长。 快，停留时间短；温度低，停留时间长。 生活垃圾焚烧温度850℃ 950℃，医疗垃圾、 850℃～ 生活垃圾焚烧温度850℃～950℃，医疗垃圾、危险废 物焚烧温度1150℃以上。 1150℃以上 物焚烧温度1150℃以上。 3、停留时间 指固体废物在焚烧炉停留时间 烟气停留时间。 焚烧炉停留时间和 指固体废物在焚烧炉停留时间和烟气停留时间。 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间短废物燃烧不完全。 停留时间短废物燃烧不完全。
第一节 焚烧处理
焚烧、热（裂）解、 焚烧、 焙烧、烧成、煅烧、 焙烧、烧成、煅烧、 烧结等。 烧结等。
一、概述 1、定义 对固体废物进行高温分解 深度氧化的处理过程 高温分解和 的处理过程。 对固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。 2、焚烧目的 使废物无害化 减量化和资源化。最主要目的“无害化” 无害化、 使废物无害化、减量化和资源化。最主要目的“无害化” 3、适用范围 适用于有机成分多，热值高的废物。 适用于有机成分多，热值高的废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。 不适于焚烧废物：低热值废物、易爆废物、放射性废物。
二、发展及应用现状
.. … 4 1970~1990 3 2 20世纪初 世纪初 1 19世纪中后期 世纪中后期 1960’
除尘 资源化 智能化 多功能 综合性
自控、 自控、移动式机械炉排焚 烧炉、多样化、 烧炉、多样化、T ↗ 大型机械化炉排； 大型机械化炉排；高效的烟气净化系统
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4、供氧量和物料混合程度 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 空气作用：助燃、冷却炉排、控制焚烧炉气氛。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。 供给空气量大，氧浓度增大，湍流度增大。空气量过 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 高焚烧温度降低，烟气量增大，对焚烧不利。 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、 其它如废物料层厚度、运动方式、空气预热温度、进 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等， 气方式、燃烧器性能、烟气净化系统阻力等，也对焚烧 过程产生影响。 过程产生影响。
（三）焚烧主要影响因素 1、固体废物性质 如废物的可燃成分 有毒有害物质、水分等物质的 可燃成分、 如废物的可燃成分、有毒有害物质、水分等物质的 含量和种类。 含量和种类。 2、温度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高， 减量化和无害化程度 影响废物的减量化和无害化程度。温度高，燃烧速度 停留时间短；温度低，停留时间长。 快，停留时间短；温度低，停留时间长。 生活垃圾焚烧温度850℃ 950℃，医疗垃圾、 850℃～ 生活垃圾焚烧温度850℃～950℃，医疗垃圾、危险废 物焚烧温度1150℃以上。 1150℃以上 物焚烧温度1150℃以上。 3、停留时间 指固体废物在焚烧炉停留时间 烟气停留时间。 焚烧炉停留时间和 指固体废物在焚烧炉停留时间和烟气停留时间。 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低； 停留时间短废物燃烧不完全。 停留时间短废物燃烧不完全。
3章 固体废物预处理技术 第4节 固体废物的热处理
FeS + O →FeS+ SO ↑
500～800° C
4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 ↑
(4)氧化铁的热分解 (4)氧化铁的热分解 氧化气氛中:1250 开始分解, 氧化气氛中:1250 ℃开始分解,1370 ℃下发生急剧反应
2Fe2O3 → 4FeO + O2 ↑
3,隧道干燥器 ,
是一种循环履带干燥器,一种废物在窑内可以流动(运动前进) 是一种循环履带干燥器,一种废物在窑内可以流动(运动前进)的 大型干燥室.一般采用逆流干燥,热气流方向与废物移动方向相 大型干燥室.一般采用逆流干燥, 可使废物平稳均匀升温,逐渐被干燥. 反,可使废物平稳均匀升温,逐渐被干燥.废物的移动可采用窑 车或采用链板或网带等,可连续工作,也可间歇操作. 车或采用链板或网带等,可连续工作,也可间歇操作.利用率和 生产效率高,干燥质量稳定,便于调节控制. 生产效率高,干燥质量稳定,便于调节控制.但须避免介质气体 出口温度过低,且进口的湿料温度要高于气体出口的气体温度. 出口温度过低,且进口的湿料温度要高于气体出口的气体温度.
CaO+ H2O →Ca(OH)2
轻质碳酸钙的粒度极细,白度很高,是优良的填料,涂料, 轻质碳酸钙的粒度极细,白度很高,是优良的填料,涂料,广泛作 为化工原料.同样方法可以制备轻质碳酸镁, 是生产碳酸盐, 为化工原料.同样方法可以制备轻质碳酸镁,而CO2是生产碳酸盐, 是生产碳酸盐 干冰和饮料的重要原料
3,分解熔融 一些硅酸盐矿物,如尾矿,在高温下热解,易转变成新的结晶矿物, 一些硅酸盐矿物,如尾矿,在高温下热解,易转变成新的结晶矿物, 同时产生具有补充组分的液相.对固体废物生产陶瓷,耐火材料, 同时产生具有补充组分的液相.对固体废物生产陶瓷,耐火材料, 玻璃,铸石等高温材料具有重要作用. 玻璃,铸石等高温材料具有重要作用.
固体废物的热处理
第七章 固体废物的热处理第一节概述焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。
焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。
对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质，以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。
焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体废物和气体废物；不但可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。
危险废物中的有机固态、液态和气态废物，常常采用焚烧来处理。
在焚烧处理城市生活垃圾时，也常常将垃圾焚烧处理前暂时贮存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。
焚烧适宜处理有机成分多、热值高的废物。
当处理可燃有机物组分含量很少的废物时，需补加大量的燃料，这会使运行费用增高。
但如果有条件辅以适当的废热回收装置，则可弥补上述缺点，降低废物焚烧成本，从而使焚烧法获得较好的经济效益。
1.1 废物焚烧处理方式处理废物的焚烧场可分为城市垃圾焚烧场、一般工业废物焚烧场和危险废物焚烧场。
数量最多的焚烧场是城市生活垃圾焚烧场。
焚烧场按处理规模和服务范围来看，又有区域集中处理场和就地分散处理场之分。
集中处理场规模大、设备先进、能保证达到无害化处理要求，同时也有利于能源的回收和利用。
1、焚烧处理方式：废物焚烧处理的工艺流程及其焚烧炉的结构，主要由废物种类、形态、燃烧特性和补充燃料的种类来决定，同时还与系统的后处理以及是否设置废热回收设备等因素有关。
一般说来，对于易处理、数量少、种类单一及间歇操作的废物处理，工艺系统及焚烧炉本体尽量设计得比较简单，不必设置废热回收设施。
对于数量大的废物，并需连续进行焚烧处理时，焚烧炉设计要保证高温，除将废物焚毁外，应尽可能地考虑废热回收措施，以充分利用高温烟气的热能。
第6章 固体废物热处理-1
• 空气系统 助燃空气系统，供氧，冷却炉排，混合物料，控制烟气气 流
一次助燃空气：炉排下送入的火焰下空气，空气量的 60~80% 助燃，冷却炉排，搅动炉料
二次助燃空气：火焰上空气，2次燃烧室空气 助燃，控制气量的湍流程度
• 烟气系统 主要污染源。
颗粒污染物：重力沉降，静电除尘，袋除尘 气体污染物：NOx,SOx,HCl等，吸收，吸附，氧化还原
6 焚烧技术
• 层状燃烧 稳定，成熟。广泛 垃圾在炉排上燃烧，炉排，气流带动垃圾层松动，下落，
翻转。改善透气性。 影响因素：炉型的设计，配风设计 • 流化燃烧 利用空气流，烟气流带动固废处于流化态 需要对原料破碎，热强度高，适合处理低热值，高含水
率垃圾 • 旋转燃烧 回转窑焚烧炉：筒体转动对物料进行翻动
2．工艺方案
（2）生产线配置 垃圾焚烧处理生产线（包括烟气净化）3条，
汽轮发电机组2组
二 固体废物的燃烧工艺 1、概述 固体废物焚烧的产物
可燃的固体废物基本是有机物，由大量的碳、氢、
氧元素组成。有些还含有氮、硫、磷和卤族等元素 。（与氧反应生成各种氧化物或部分元素的氢化物 ） • 有机碳→CO2 • 有机物中的氢→H2O • 有机硫和有机磷→SO2、SO3、P2O5 • 有机氮化物→气态氮+氮氧化物[可忽略不计] • 有机氟化物→HF（CF4、COF2） • 有机氯化物→HCI
7、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
固体废物热处理
环境综合影响
综合评估
01 必须综合考虑大气、土壤、水和噪音污染等多方面影响，制定 综合的环境保护方案
监管与执行
02 加强环境监管，严格执行环保法规，确保固体废物热处理不会 对周围环境造成严重影响
03
环境保护重要性
固体废物热处理的环境影响直接关系到人类健 康和生态平衡的保护。只有充分认识到这些影 响，采取有效的环保措施，才能实现可持续发 展的目标。
03
固体废物热处理技术的最新进展
利用多能源的绿色热处理 技术
结合太阳能、生物质能 等多种能源进行废物热 处理
废物热处理与资源回收 的一体化技术
将废物热处理与资源回 收结合，实现资源的最 大化利用
总结
固体废物热处理技术是一种重要的环保技术， 随着科技的不断发展，不同的热处理技术不断 涌现，为废物处理和资源回收提供了新的途径。 在未来，固体废物热处理技术将继续发展，为 环保事业做出更大的贡献。
资源回收
03 政策鼓励固体废物热处理企业开展资源回收利用，实现循环经 济
可持续发展
经济
可持续发展需要企业具 备经济上的长期发展能 力 投入更多资源研发高效、 低耗的固废处理技术
环境
减少固体废物对环境的 污染 推动固废资源化、无害 化处理
社会
提高员工技能，推动行 业发展 积极参与公益事业，履 行社会责任
固体废物热处理领域可能出现新技术，如先进 的焚烧设备、热解技术等，这些新技术有望提 高固体废物处理效率，降低能耗，并减少对环 境的影响。
环保政策
法规要求
01 各国环保政策对固体废物热处理提出了严格的法规要求，要求 企业遵守规定的排放标准
技术创新
02 环保政策促使企业不断进行技术创新，以满足环保要求