第六章熱處理

1、 【概念概念】焚燒焚燒 干燥干燥 熱裂解熱裂解 焙燒焙燒 熱值熱值 燃燒溫度燃燒溫度 DRE 熱灼減量比熱灼減量比 焚燒效率焚燒效率 【方法原理方法原理】 焚燒原理；熱平衡和煙氣分析；焚燒工藝系統(tǒng)焚燒原理；熱平衡和煙氣分析；焚燒工藝系統(tǒng) 組成；焚燒爐系統(tǒng)選擇；熱解原理；典型固體廢物組成；焚燒爐系統(tǒng)選擇；熱解原理；典型固體廢物 的熱解；焙燒方法。的熱解；焙燒方法。 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 處理方法處理方法 焚燒處理焚燒處理 熱裂解熱裂解 焙燒處焙燒處 理理 其它熱其它熱 處理方法處理方法 機(jī)械化連續(xù)垃圾焚燒爐。處理能力、焚燒效果、治污機(jī)械化連續(xù)垃圾焚燒爐。處理能力、焚燒效果、治污 焚毀帶病毒、病菌的垃

2、圾。焚毀帶病毒、病菌的垃圾。英、美、法等試驗(yàn)研究，建立焚燒爐英、美、法等試驗(yàn)研究，建立焚燒爐 19世紀(jì)中后期世紀(jì)中后期 20世紀(jì)初世紀(jì)初 1960 大型機(jī)械化爐排；較高效率的煙氣凈化大型機(jī)械化爐排；較高效率的煙氣凈化 系統(tǒng)系統(tǒng) 19701990 自控、移動(dòng)式機(jī)械爐排自控、移動(dòng)式機(jī)械爐排 焚燒爐、多樣化、焚燒爐、多樣化、T 除塵除塵 資源化資源化 智能化智能化 多功能多功能 綜合性綜合性 1 2 3 4 . 我國(guó)始于我國(guó)始于1980 各種垃圾處理方式的各種垃圾處理方式的 投資估算投資估算 處理方式 衛(wèi)生填埋堆 肥焚燒（國(guó)內(nèi)） 焚燒（引進(jìn)技 術(shù)） 單位投資萬(wàn) 元/t 8-1012左右2028607

3、0 焚燒焚燒 原理原理 燃燒、燃燒機(jī)理、燃燒技術(shù)、主要影響因素燃燒、燃燒機(jī)理、燃燒技術(shù)、主要影響因素 熱平衡及熱平衡及 煙氣分析煙氣分析 固體廢物熱值、燃燒溫度、空氣和煙氣量計(jì)算固體廢物熱值、燃燒溫度、空氣和煙氣量計(jì)算 焚燒焚燒 工藝工藝 焚燒工藝系統(tǒng)組成焚燒工藝系統(tǒng)組成 焚燒爐焚燒爐 系統(tǒng)系統(tǒng) 焚燒爐、余熱利用系統(tǒng)、焚燒爐選評(píng)焚燒爐、余熱利用系統(tǒng)、焚燒爐選評(píng) 焚焚 燒燒 機(jī)機(jī) 理理 蒸發(fā)蒸發(fā) 揮發(fā)揮發(fā) 分解分解 燒結(jié)、熔融燒結(jié)、熔融 氧化還原氧化還原 CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 w/4 z/2) O2 xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 +

4、(y-w) /2 H2O 焚焚 燒燒 技技 術(shù)術(shù) 層狀燃燒技術(shù)層狀燃燒技術(shù) 過(guò)程穩(wěn)定、技術(shù)過(guò)程穩(wěn)定、技術(shù) 成熟、應(yīng)用廣成熟、應(yīng)用廣 固定爐排焚燒爐、固定爐排焚燒爐、 水平機(jī)械焚燒爐、水平機(jī)械焚燒爐、 傾斜機(jī)械焚燒爐傾斜機(jī)械焚燒爐 等等 輻射、煙氣對(duì)流，輻射、煙氣對(duì)流， 翻轉(zhuǎn)及攪動(dòng)翻轉(zhuǎn)及攪動(dòng) 爐型設(shè)計(jì)和配風(fēng)爐型設(shè)計(jì)和配風(fēng) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 流化燃燒技術(shù)流化燃燒技術(shù) 較成熟，可處理較成熟，可處理 低熱值、高水分低熱值、高水分 廢物，但對(duì)入料廢物，但對(duì)入料 要求均勻化、細(xì)要求均勻化、細(xì) 小化小化 流化床焚燒爐流化床焚燒爐 空氣流和煙氣流空氣流和煙氣流 快速移動(dòng)，物料快速移動(dòng)，物料 流態(tài)化狀態(tài)流態(tài)化狀態(tài) 旋轉(zhuǎn)

5、燃燒技術(shù)旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù) 較成熟、效率高較成熟、效率高 回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐 滾筒、抄板滾筒、抄板 焚燒影焚燒影 響因素響因素 廢物料層厚度、運(yùn)廢物料層厚度、運(yùn) 動(dòng)方式、預(yù)熱溫度動(dòng)方式、預(yù)熱溫度 進(jìn)氣方式、燃燒器性進(jìn)氣方式、燃燒器性 能、煙凈化系統(tǒng)阻力能、煙凈化系統(tǒng)阻力 固固 體體 廢廢 物物 熱熱 值值 4500760) 8 1 (450001400032. 2 s m cl m o mm c mLHV H 100 100 2 )()( OH HHVHHV 干濕 2 242095.7 35.519 ClF LHVHHVH OH () 例：某固體廢物含可燃物60%、水分20%、惰性 物20%。

6、固體廢物的元素組成為碳28%、氫4%、 氧23%、氮4%、硫1%、水分20%、灰分20%。 假設(shè)（1）固體廢物的熱值為11630kJ/kg；（2） 爐柵殘?jiān)剂?%；（3）空氣進(jìn)入爐膛的溫度 為65，離開(kāi)爐柵殘?jiān)臏囟葹?50；（4）殘 渣的比熱為0.323kJ/(kg)；（5）水的汽化潛熱 2420kJ/kg；（6）輻射損失為總爐膛輸入熱量的 0.5%；（7）碳的熱值為32564kJ/kg，試計(jì)算這 種廢物燃燒后可利用的熱值。 固固 體體 廢廢 物物 燃燃 燒燒 溫溫 度度 空空 氣氣 和和 煙煙 氣氣 量量 計(jì)計(jì) 算算 焚焚 燒燒 工工 藝藝 工藝工藝 系統(tǒng)系統(tǒng) 空氣系統(tǒng)空氣系統(tǒng) 前處理

7、系統(tǒng)前處理系統(tǒng) 進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)料系統(tǒng) 焚燒爐系統(tǒng)焚燒爐系統(tǒng) 其它系統(tǒng)其它系統(tǒng) 煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng) 焚焚 燒燒 工工 藝藝 前前 處處 理理 及及 進(jìn)進(jìn) 料料 系系 統(tǒng)統(tǒng) 焚焚 燒燒 工工 藝藝 空空 氣氣 系系 統(tǒng)統(tǒng) 主要主要 設(shè)施設(shè)施 通風(fēng)管道、進(jìn)氣系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和空氣預(yù)熱 器等 助燃助燃 空氣空氣 一次助燃空氣：60%80%，干燥段 15%、燃燒段75%、燃燼段10% 二次助燃空氣：20%40%，火焰上和 二次燃燒室空氣 換熱換熱 器預(yù)器預(yù) 熱熱 余熱鍋爐后，200280 焚焚 燒燒 工工 藝藝 煙煙 氣氣 系系 統(tǒng)統(tǒng) PCDDs: TCDDs PCDFs 酸性氣體酸性氣體: HF、 SOX、NOX

8、、HCl 重金屬重金屬 汞、鎘、鉛汞、鎘、鉛 煙塵煙塵 焚焚 燒燒 工工 藝藝 其其 它它 系系 統(tǒng)統(tǒng) 灰渣系統(tǒng)灰渣系統(tǒng) 廢水處理系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng) 余熱系統(tǒng)余熱系統(tǒng) 發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng) 自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 焚焚 燒燒 工工 藝藝 焚焚 燒燒 爐爐 系系 統(tǒng)統(tǒng) 焚焚 燒燒 工工 藝藝 焚焚 燒燒 工工 藝藝 焚焚 燒燒 爐爐 系系 統(tǒng)統(tǒng) 爐排有爐排有 效面積效面積 A . 燃燒室燃燒室 有效容有效容 積積V . 停留時(shí)停留時(shí) 間間 . 焚焚 燒燒 爐爐 的的 選選 評(píng)評(píng) 爐型爐型優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 機(jī)械焚機(jī)械焚 燒爐燒爐 容量大（單爐容量達(dá)容量大（單爐容量達(dá)100500t/d）、效）、效 率高

9、、焚燒徹底、公害易處理、燃燒穩(wěn)率高、焚燒徹底、公害易處理、燃燒穩(wěn) 定、控管容易、余熱利用高定、控管容易、余熱利用高 造價(jià)高、技術(shù)復(fù)雜、維修費(fèi)高，需連造價(jià)高、技術(shù)復(fù)雜、維修費(fèi)高，需連 續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行管理要求高續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行管理要求高 回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式 焚燒爐焚燒爐 垃圾攪拌及干燥性好、可適用中小容量垃圾攪拌及干燥性好、可適用中小容量 （單爐容（單爐容100400t/d）、）、 可高溫安全燃可高溫安全燃 燒，燒， 殘灰顆粒小殘灰顆粒小 連續(xù)傳動(dòng)裝置復(fù)雜、爐內(nèi)的耐火材料連續(xù)傳動(dòng)裝置復(fù)雜、爐內(nèi)的耐火材料 易損壞易損壞 控氣式控氣式 焚燒爐焚燒爐 適用中小容量（單爐容量適用中小容量（單爐容量150t/d）、）、

10、 構(gòu)造簡(jiǎn)單、裝置可移動(dòng)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)構(gòu)造簡(jiǎn)單、裝置可移動(dòng)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng) 燃燒不完全、燃燒效率低、燃燒不完全、燃燒效率低、 使用年使用年 限短、限短、 平均建造成本較高平均建造成本較高 流化床流化床 焚燒爐焚燒爐 容量適中（單爐容量容量適中（單爐容量50200t/d）、）、 燃燒溫度較低（燃燒溫度較低（750850）、）、 熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo) 好、公害低、好、公害低、 燒效率高燒效率高 操作技術(shù)高、燃料種類受到限制、進(jìn)操作技術(shù)高、燃料種類受到限制、進(jìn) 料顆粒較小、單位處理量所需動(dòng)力高、料顆粒較小、單位處理量所需動(dòng)力高、 爐床材料易沖蝕損壞爐床材料易沖蝕損壞 垃圾衍垃圾衍 生燃料生燃料 焚燒爐焚燒爐 適用大容量

11、（單爐容適用大容量（單爐容200750t/d）焚燒、）焚燒、 余熱利用率高、可資源回收余熱利用率高、可資源回收 造價(jià)昂貴、設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜、技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴、設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜、技術(shù)復(fù)雜、 不適合高水分垃圾不適合高水分垃圾 焚焚 燒燒 爐爐 的的 選選 評(píng)評(píng) 焚焚 燒燒 效效 果果 黑度，煙氣量黑度，煙氣量 1234 熱解熱解 原理原理 熱解定義及特點(diǎn)、熱解過(guò)程及產(chǎn)物、有機(jī)熱解定義及特點(diǎn)、熱解過(guò)程及產(chǎn)物、有機(jī) 固體廢物熱解機(jī)理固體廢物熱解機(jī)理 熱解熱解 工藝工藝 熱解工藝分類熱解工藝分類 典型固典型固 體廢物體廢物 的熱解的熱解 城市生活垃圾的熱解、廢塑料的熱解、污城市生活垃圾的熱解、廢塑料的熱解、污

12、 泥的熱解、廢橡膠的高溫?zé)峤?、農(nóng)林廢棄泥的熱解、廢橡膠的高溫?zé)峤?、農(nóng)林廢棄 物的熱解物的熱解 熱熱 解解 與與 焚焚 燒燒 比比 較較 熱熱 解解 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn) 熱熱 解解 過(guò)過(guò) 程程 及及 產(chǎn)產(chǎn) 物物 有機(jī)固體廢物 氣體（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有機(jī)液體（有機(jī)酸、芳烴、焦油）+ 固體(炭黑、灰) 3(C6H10O5) 8H2O+C6H8O（可燃油）+2CO+2CO2+CH4+H2+7C 熱熱 解解 動(dòng)動(dòng) 力力 學(xué)學(xué) 熱熱 解解 工工 藝藝 分分 類類 是否生是否生 成爐渣成爐渣 渣造型和非造渣型 熱解、熱解、 燃燒位燃燒位 置置 單塔式和雙塔式 產(chǎn)物物產(chǎn)物物 理形態(tài)理形態(tài) 氣化方式、液化方式、炭化方式 熱解爐熱解爐 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 固定床、移動(dòng)床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐 熱解溫?zé)峤鉁?度不同度不同 高溫?zé)峤狻⒅袦責(zé)峤?、低溫?zé)峤?供熱方供熱方 式式 直接加熱 、間接加熱 城城 市市 生生 活活 垃垃 圾圾 的的 熱熱 解解 主要熱主要熱 解技術(shù)解技術(shù) Occidental 系統(tǒng)系統(tǒng) 新日鐵系統(tǒng)新日鐵系統(tǒng) Purox系統(tǒng)系統(tǒng) Landgard 系統(tǒng)系統(tǒng) 流化床系統(tǒng)流化床系統(tǒng) Garret系統(tǒng)系統(tǒng) 廢廢 塑塑 料料 的的 熱熱 解解 污