固體廢物處理與處置-第六章-固體廢物的熱處理

1、第六章固體廢物的熱處理主編主編 寧平寧平固體廢物的熱處理固體廢物的熱處理l固體廢物熱處理就是在高溫條件下使固固體廢物熱處理就是在高溫條件下使固體廢物中可回收利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為體廢物中可回收利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源能源的過程，主要包括熱解、焚燒等技術，的過程，主要包括熱解、焚燒等技術，特別適合有機固體廢物的資源化。特別適合有機固體廢物的資源化。第一節(jié) 焚燒處理n固體廢物焚燒處理就是將固體廢物進行高溫分解和深度氧化固體廢物焚燒處理就是將固體廢物進行高溫分解和深度氧化的處理過程。的處理過程。n早期的焚燒爐如弗萊斯焚燒爐、安德森焚燒爐設備簡陋，沒早期的焚燒爐如弗萊斯焚燒爐、安德森焚燒爐設備簡陋，沒有煙氣凈化

2、處理設施，間歇操作，采用人工加料和人工排渣，有煙氣凈化處理設施，間歇操作，采用人工加料和人工排渣，焚燒效率低，殘渣量大，污染嚴重。焚燒效率低，殘渣量大，污染嚴重。n現(xiàn)代化的焚燒爐擁有較高效率的煙氣凈化裝置，廢物中的有現(xiàn)代化的焚燒爐擁有較高效率的煙氣凈化裝置，廢物中的有害有毒物質(zhì)在害有毒物質(zhì)在8501100的高溫下深度氧化，燃燒產(chǎn)生的的高溫下深度氧化，燃燒產(chǎn)生的余熱用于供熱或發(fā)電，產(chǎn)生的廢渣作建材使用，可同時實現(xiàn)余熱用于供熱或發(fā)電，產(chǎn)生的廢渣作建材使用，可同時實現(xiàn)廢物的無害化、減量化、資源化。廢物的無害化、減量化、資源化。n通常把通常把具有強烈放熱效應、有基態(tài)和電子激發(fā)態(tài)具有強烈放熱效應、有基態(tài)

3、和電子激發(fā)態(tài)的自由基出現(xiàn)并伴有光輻射的化學反應的自由基出現(xiàn)并伴有光輻射的化學反應稱為燃燒。稱為燃燒。n生活垃圾和危險廢物的燃燒，稱為焚燒。生活垃圾和危險廢物的燃燒，稱為焚燒。n根據(jù)可燃物質(zhì)種類和性質(zhì)的不同，燃燒過程有根據(jù)可燃物質(zhì)種類和性質(zhì)的不同，燃燒過程有蒸蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒三種機理。三種機理。垃圾受熱熔化成垃圾受熱熔化成，近，近而轉(zhuǎn)化成而轉(zhuǎn)化成，與空氣擴散混合而燃燒，與空氣擴散混合而燃燒。u如蠟的燃燒。如蠟的燃燒。指固體廢物不含揮發(fā)組分，燃燒指固體廢物不含揮發(fā)組分，燃燒只在固體表面進行，而且在燃燒過程中不只在固體表面進行，而且在燃燒過程中不發(fā)生融化、蒸發(fā)和

4、分解等過程。發(fā)生融化、蒸發(fā)和分解等過程。u如木炭、焦炭的燃燒屬于此類。如木炭、焦炭的燃燒屬于此類。u可燃物質(zhì)的碳氫化合物等受熱分解，揮發(fā)為較小分子可燃可燃物質(zhì)的碳氫化合物等受熱分解，揮發(fā)為較小分子可燃氣體后再進行燃燒就是分解燃燒，如木材和紙的燃燒。氣體后再進行燃燒就是分解燃燒，如木材和紙的燃燒。u垃圾受熱后首先分解，輕的碳氫化合物揮發(fā)，留下固定碳垃圾受熱后首先分解，輕的碳氫化合物揮發(fā)，留下固定碳及惰性物。揮發(fā)分與空氣擴散混合而燃燒，固定碳的表面及惰性物。揮發(fā)分與空氣擴散混合而燃燒，固定碳的表面與空氣接觸進行表面燃燒。與空氣接觸進行表面燃燒。u生活垃圾中含有多種有機成分，其燃燒過程是生活垃圾中含

5、有多種有機成分，其燃燒過程是、和和的綜合過程。的綜合過程。n一般，可燃廢物可用一般，可燃廢物可用CxHyOzNuSvClw表示，其完全燃燒的表示，其完全燃燒的氧化反應可表示為：氧化反應可表示為：n實際燃燒過程中，通過加入足夠的氧氣、保持適當溫度和實際燃燒過程中，通過加入足夠的氧氣、保持適當溫度和反應停留時間，控制燃燒反應使之接近理論燃燒，不致產(chǎn)反應停留時間，控制燃燒反應使之接近理論燃燒，不致產(chǎn)生有毒氣體。生有毒氣體。p通?？蓪⒎贌^程劃分為通常可將焚燒過程劃分為干燥、熱分解干燥、熱分解和和燃燒燃燒三三個階段。個階段。p干燥是利用焚燒系統(tǒng)熱能，使入爐固體廢物水分干燥是利用焚燒系統(tǒng)熱能，使入爐固體

6、廢物水分汽化、蒸發(fā)的過程。汽化、蒸發(fā)的過程。p熱分解時固體廢物中的有機可燃物質(zhì)在高溫作用熱分解時固體廢物中的有機可燃物質(zhì)在高溫作用下進行化學分解和聚合反應的過程。下進行化學分解和聚合反應的過程。p燃燒是可燃物質(zhì)快速分解和高溫氧化過程。燃燒是可燃物質(zhì)快速分解和高溫氧化過程。p焚燒過程實際上是焚燒過程實際上是干燥脫水、熱化學分解、氧化干燥脫水、熱化學分解、氧化還原反應還原反應的綜合作用過程。的綜合作用過程。1、層狀燃燒技術l 垃圾在爐排上著火燃燒，熱量來自上方的輻射、煙垃圾在爐排上著火燃燒，熱量來自上方的輻射、煙氣的對流以及垃圾層內(nèi)部。氣的對流以及垃圾層內(nèi)部。l 連續(xù)的翻動和攪動，明顯改善了物料的

7、透氣性，促連續(xù)的翻動和攪動，明顯改善了物料的透氣性，促進了垃圾的著火和燃燒。進了垃圾的著火和燃燒。l 合理的爐型設計和配風設計，能有效地利用火焰下合理的爐型設計和配風設計，能有效地利用火焰下空氣、火焰上空氣的機械作用和高溫煙氣的熱輻射，空氣、火焰上空氣的機械作用和高溫煙氣的熱輻射，確保爐排上垃圾的預熱、干燥、燃燒和燃燼過程。確保爐排上垃圾的預熱、干燥、燃燒和燃燼過程。爐排型焚燒爐爐排型焚燒爐n將廢物置于將廢物置于爐排爐排上進行上進行焚燒的爐子，有焚燒的爐子，有固定爐固定爐排和活動爐排排和活動爐排兩種焚燒兩種焚燒爐爐n固定爐排：固定爐排：只能手工操只能手工操作、間歇運行，勞動條作、間歇運行，勞動

8、條件差、效率低，撥料不件差、效率低，撥料不充分時焚燒不徹底。只充分時焚燒不徹底。只適用于焚燒少量的易燃適用于焚燒少量的易燃性廢物。性廢物。n實際應用較多的是活動實際應用較多的是活動式爐排焚燒爐，即機械式爐排焚燒爐，即機械爐排焚燒爐。爐排焚燒爐?；顒邮綘t排活動式爐排有：有：（1）并列搖動式）并列搖動式 一系列扇形爐排有規(guī)律地橫排在爐一系列扇形爐排有規(guī)律地橫排在爐體中。爐排上下運動，使物料向前運體中。爐排上下運動，使物料向前運動，對固體廢物適應性強，可用以含動，對固體廢物適應性強，可用以含水量較高的垃圾和以表面與分解燃燒水量較高的垃圾和以表面與分解燃燒形態(tài)為主的固體廢物燃燒。形態(tài)為主的固體廢物燃燒

9、。（2）逆動式）逆動式 爐排長度固定、寬度可依爐床所需爐排長度固定、寬度可依爐床所需面積進行調(diào)整，可由數(shù)個爐床橫向組面積進行調(diào)整，可由數(shù)個爐床橫向組合而成。固定爐條和可動爐條交錯配合而成。固定爐條和可動爐條交錯配置，可動爐條逆向移動，廢物因重力置，可動爐條逆向移動，廢物因重力而滑落。大型垃圾焚燒。而滑落。大型垃圾焚燒。（3）臺階式）臺階式（4）履帶式）履帶式（5）滾筒式）滾筒式l 利用空氣流和煙氣流的利用空氣流和煙氣流的快速運動，使媒介料和固快速運動，使媒介料和固體廢物在燃燒過程中處于體廢物在燃燒過程中處于流態(tài)化狀態(tài)，并在流態(tài)化流態(tài)化狀態(tài)，并在流態(tài)化狀態(tài)下進行固體廢物的干狀態(tài)下進行固體廢物的干

10、燥、燃燒和燃燼。燥、燃燒和燃燼。l 焚燒溫度多保持在焚燒溫度多保持在400 980。2、流化燃燒技術流化床焚燒爐流化床焚燒爐采用熱載體（石英砂），受熱均勻采用熱載體（石英砂），受熱均勻、加速傳熱和燃燒；結(jié)構(gòu)簡單，造價較低。、加速傳熱和燃燒；結(jié)構(gòu)簡單，造價較低。l 流化床型焚燒爐是流化床型焚燒爐是利用爐底分布板吹出熱風將廢利用爐底分布板吹出熱風將廢物懸浮呈沸騰狀進行燃燒，并用物懸浮呈沸騰狀進行燃燒，并用石英砂石英砂作載體，加作載體，加速傳熱和燃燒。速傳熱和燃燒。l 適用于粉狀或泥狀廢物焚燒處理。適用于粉狀或泥狀廢物焚燒處理。它是一個略微傾斜而內(nèi)襯耐火磚的鋼制空心圓筒，窯體通常很它是一個略微傾斜而

11、內(nèi)襯耐火磚的鋼制空心圓筒，窯體通常很長，通過爐體整體轉(zhuǎn)動達到固體廢物均勻混合并沿傾斜角度向長，通過爐體整體轉(zhuǎn)動達到固體廢物均勻混合并沿傾斜角度向出料端移動。出料端移動。3、旋轉(zhuǎn)燃燒技術旋轉(zhuǎn)燃燒技術旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐溫度分布大致為：溫度分布大致為：干燥區(qū)干燥區(qū)200400，燃燒區(qū)燃燒區(qū)700900 ，高溫熔融燒結(jié)區(qū)高溫熔融燒結(jié)區(qū)11001300 四、焚燒的主要影響因素四、焚燒的主要影響因素1、固體廢物的性質(zhì)固體廢物的性質(zhì)l粗粗(高位高位)熱值（熱值（HHV） : 化合物在一定溫度下反應化合物在一定溫度下反應到達最終產(chǎn)物的焓的變化。到達最終產(chǎn)物的焓的變化。l凈凈(低位低位)熱值（熱值（NHV

12、 ）: 意義與粗熱值相同。不過粗意義與粗熱值相同。不過粗熱值產(chǎn)物水為氣態(tài)。凈熱值產(chǎn)物水為液態(tài)。二者之熱值產(chǎn)物水為氣態(tài)。凈熱值產(chǎn)物水為液態(tài)。二者之差就是水的汽化潛熱。差就是水的汽化潛熱。l當生活垃圾的低位發(fā)熱值當生活垃圾的低位發(fā)熱值3350kJ/kg時，焚燒過程時，焚燒過程通常需要添加入住燃料，如摻煤或噴油助燃。通常需要添加入住燃料，如摻煤或噴油助燃。l一般城市生活垃圾的含水率一般城市生活垃圾的含水率50%，低位發(fā)熱值多，低位發(fā)熱值多在在33508374kJ/kg。2、焚燒溫度、焚燒溫度n一般要求生活垃圾焚燒溫度在一般要求生活垃圾焚燒溫度在850950，醫(yī)療垃圾、危險固體廢物的焚燒溫度要達，醫(yī)療

13、垃圾、危險固體廢物的焚燒溫度要達到到1150 。3、停留時間、停留時間n進行生活垃圾焚燒處理時，通常要求垃圾停留時間能達到進行生活垃圾焚燒處理時，通常要求垃圾停留時間能達到1.5 2h 以上，煙氣停留時以上，煙氣停留時間能達到間能達到2s以上。以上。4、供氧量和物料混合程度、供氧量和物料混合程度n焚燒過程的氧氣是由空氣提供的?？諝獠粌H能夠起到助燃的作用，同時也起到冷卻爐排、焚燒過程的氧氣是由空氣提供的?？諝獠粌H能夠起到助燃的作用，同時也起到冷卻爐排、攪動爐氣以及控制焚燒爐氣氛的作用。攪動爐氣以及控制焚燒爐氣氛的作用。n焚燒廢液、廢氣時，焚燒廢液、廢氣時，m=1.21.3；焚燒固體廢物時，；焚燒

14、固體廢物時，m=1.5 1.9，有時在，有時在2以上，才能以上，才能較完全燃燒。較完全燃燒。煙氣停留時間、溫度、湍流度和空氣過剩系煙氣停留時間、溫度、湍流度和空氣過剩系數(shù)，統(tǒng)稱為數(shù)，統(tǒng)稱為“3T+1E”。它既是影響固體廢物焚燒效果的主要因素，它既是影響固體廢物焚燒效果的主要因素，也是反映焚燒爐工況的重要技術指標。也是反映焚燒爐工況的重要技術指標。五、焚燒工藝五、焚燒工藝n現(xiàn)代化焚燒工藝主要由現(xiàn)代化焚燒工藝主要由前處理系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒爐前處理系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)及自動化控制系統(tǒng)及自動化控制系統(tǒng)組

15、成。組成。n前處理系統(tǒng)前處理系統(tǒng)主要指固體廢物的接受、貯存、分選或破碎；主要指固體廢物的接受、貯存、分選或破碎；n進料系統(tǒng)進料系統(tǒng)的主要作用是向焚燒爐定量給料；的主要作用是向焚燒爐定量給料；n焚燒爐系統(tǒng)焚燒爐系統(tǒng)是整個工藝的核心系統(tǒng)。是整個工藝的核心系統(tǒng)。n其他工藝系統(tǒng)其他工藝系統(tǒng) 是指固體廢物焚燒系統(tǒng)還包括的灰渣系是指固體廢物焚燒系統(tǒng)還包括的灰渣系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、余熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、余熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)等。等。 城市垃圾焚燒廠處理工藝流程圖城市垃圾焚燒廠處理工藝流程圖1-傾卸平臺傾卸平臺 2-垃圾貯坑垃圾貯坑 3-抓斗抓斗 4-操作室操作室 5-進料口

16、進料口 6-爐排干燥段爐排干燥段 7-爐排燃燒段爐排燃燒段 8-爐排后燃燒段爐排后燃燒段9-焚燒爐焚燒爐 10-灰渣灰渣 11-出灰輸送帶出灰輸送帶 12-灰渣貯坑灰渣貯坑 13-出灰抓斗出灰抓斗 14-廢氣冷卻室廢氣冷卻室 15-熱交換器熱交換器16-空氣預熱器空氣預熱器 17-酸性氣體去除設備酸性氣體去除設備 18-濾袋集塵器濾袋集塵器 19-引風機引風機 20-煙囪煙囪 21-飛灰輸送帶飛灰輸送帶22-抽風機抽風機 23-廢水處理設備廢水處理設備貯貯存存及及進進料料系系統(tǒng)統(tǒng) 焚燒系統(tǒng)焚燒系統(tǒng) 廢熱回收廢熱回收系統(tǒng)系統(tǒng) 發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng) 飼水處理系統(tǒng)飼水處理系統(tǒng) 廢氣處理系統(tǒng)廢氣處理系統(tǒng)

17、廢水處理系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng) 灰渣收集及灰渣收集及處理系統(tǒng)處理系統(tǒng) 空氣系統(tǒng)空氣系統(tǒng)l 助燃空氣可分為一次助燃空氣和二次助燃空氣。l 一次助燃空氣是指由爐排下送入焚燒爐的助燃空氣，即火焰下空氣；一次助燃空氣約占助燃空氣的6080%，主要起助燃、冷卻爐排、攪拌爐料的作用。l 一次助燃空氣分別從干燥段、燃燒段和燃盡段送入爐內(nèi)，氣量大致約為15%、75%和10%。l二次助燃空氣主要是為了助燃和空氣氣量的湍流程度。二次助燃空氣一般約為助燃空氣總量的2040%。l焚燒過程中通常要求預熱空氣的溫度為200280 。焚燒煙氣焚燒煙氣l 主要的污染物質(zhì)主要的污染物質(zhì)（1）不完全燃燒產(chǎn)物不完全燃燒產(chǎn)物(PIC)，碳

18、氫化合物燃燒不良產(chǎn)生的副產(chǎn)品，包括碳氫化合物燃燒不良產(chǎn)生的副產(chǎn)品，包括CO、炭黑、烴、炭黑、烴、有機酸及聚合物等；有機酸及聚合物等；（2）粉塵粉塵，廢物中的惰性金屬鹽類、金屬氧化物或不完全燃燒物質(zhì)等；，廢物中的惰性金屬鹽類、金屬氧化物或不完全燃燒物質(zhì)等；（3）酸性氣體酸性氣體，包括氯化氫及其他鹵化氫、，包括氯化氫及其他鹵化氫、SOx、NOx、H3PO4等；等；（4）重金屬污染物重金屬污染物，包括鉛、汞、鉻等的元素態(tài)、氧化態(tài)和氯化物等；，包括鉛、汞、鉻等的元素態(tài)、氧化態(tài)和氯化物等；（5）有機污染物有機污染物，主要為二，主要為二噁噁英（英（TCDDs和和PCDFs等）等）焚燒煙氣處理技術焚燒煙氣處

19、理技術l 氯化物、硫氧化物、氟化氫的去除工藝可分為干法、半氯化物、硫氧化物、氟化氫的去除工藝可分為干法、半干法和濕法工藝三類；干法和濕法工藝三類；（1）干法工藝干法工藝 是將石灰粉噴入煙氣凈化反應器，使之與氯化物、硫氧化物、氟化物等酸是將石灰粉噴入煙氣凈化反應器，使之與氯化物、硫氧化物、氟化物等酸性氣體接觸反應生成固態(tài)物質(zhì)；性氣體接觸反應生成固態(tài)物質(zhì)；（2）半干法半干法 是將限量的一定濃度的石灰漿噴入煙氣凈化反應器，使之與酸性氣體接觸反是將限量的一定濃度的石灰漿噴入煙氣凈化反應器，使之與酸性氣體接觸反應而去除；應而去除；（3）濕法工藝濕法工藝 是將過量的石灰漿噴入煙氣凈化反應器，凈化煙氣中的酸

20、性氣體。是將過量的石灰漿噴入煙氣凈化反應器，凈化煙氣中的酸性氣體。（4）半干法煙氣凈化工藝具有對酸性氣體去除率高、系統(tǒng)簡單、設備成熟、廢水零排放）半干法煙氣凈化工藝具有對酸性氣體去除率高、系統(tǒng)簡單、設備成熟、廢水零排放等特點，在生活垃圾焚燒處理中得到廣泛應用。等特點，在生活垃圾焚燒處理中得到廣泛應用。l 二噁英類物質(zhì)是已知的毒性最大的物質(zhì)之一。二噁英類物質(zhì)主二噁英類物質(zhì)是已知的毒性最大的物質(zhì)之一。二噁英類物質(zhì)主要有兩類，第一類是氯苯并二噁英（要有兩類，第一類是氯苯并二噁英（TCDDs）；第二類是二苯并）；第二類是二苯并呋喃類物質(zhì)（呋喃類物質(zhì)（PCDFs）。）。l 二噁英的來源可能三種，第一種是

21、生活垃圾中可能含有微量二二噁英的來源可能三種，第一種是生活垃圾中可能含有微量二噁英類物質(zhì)或其前驅(qū)體物質(zhì)；第二種是在垃圾焚燒過程中，一些噁英類物質(zhì)或其前驅(qū)體物質(zhì)；第二種是在垃圾焚燒過程中，一些二噁英類物質(zhì)的前驅(qū)體物質(zhì)等可能會反應生成二噁英類物質(zhì)，在二噁英類物質(zhì)的前驅(qū)體物質(zhì)等可能會反應生成二噁英類物質(zhì)，在焚燒不完全時進入煙氣；第三種可能的途徑是爐外生成二噁英類焚燒不完全時進入煙氣；第三種可能的途徑是爐外生成二噁英類物質(zhì)；物質(zhì)；l 通過控制二噁英類物質(zhì)可采用以下三個措施：一是嚴格控制焚通過控制二噁英類物質(zhì)可采用以下三個措施：一是嚴格控制焚燒爐燃燒室溫度和固體溫度、煙氣的停留時間，確保固體廢物及燒爐燃

22、燒室溫度和固體溫度、煙氣的停留時間，確保固體廢物及煙氣中的有機氣體，包括二噁英類物質(zhì)的前驅(qū)體的有效焚毀率；煙氣中的有機氣體，包括二噁英類物質(zhì)的前驅(qū)體的有效焚毀率；二是減少煙氣在二是減少煙氣在200500溫度段的停留時間；三是對煙氣進行溫度段的停留時間；三是對煙氣進行有效的凈化處理。有效的凈化處理。焚燒灰渣焚燒灰渣n一般，灰渣的主要成分是一般，灰渣的主要成分是金屬或非金屬的氧化物金屬或非金屬的氧化物，俗稱，俗稱礦礦物質(zhì)物質(zhì)，其組成約為，其組成約為SiO2 3540% 、Al2O31020%、Fe2O3510%、CaO1020%、MgO、Na2O、K2O各各15%及少量的及少量的Zn、Cu、Pb、

23、Cr等金屬及鹽類。等金屬及鹽類。n減量化效果用減量化效果用減量比指標減量比指標來衡量，并用來衡量，并用MRC(熱灼減量比）熱灼減量比）表示：表示： n殘渣中不可燃物質(zhì)量殘渣中不可燃物質(zhì)量= = 殘渣燒失量殘渣燒失量焚燒殘渣質(zhì)量焚燒殘渣質(zhì)量 不可燃燒物質(zhì)量投加廢物質(zhì)量殘渣中渣質(zhì)量投加廢物質(zhì)量焚燒殘100MRC殘渣（殘渣（600 25） 3h灼燒后減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)。灼燒后減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)。六、熱平衡和煙氣分析（一）固體廢物熱值（一）固體廢物熱值 固體廢物的熱值是指單位質(zhì)量的固體廢物完全燃燒固體廢物的熱值是指單位質(zhì)量的固體廢物完全燃燒所釋放出來的熱量，一般以所釋放

24、出來的熱量，一般以kJ/kg計。計。n根據(jù)經(jīng)驗，城市垃圾的熱值根據(jù)經(jīng)驗，城市垃圾的熱值大于大于3350kJ/kg時，燃燒時，燃燒過程無需加輔助燃料，易于實現(xiàn)自燃燒。過程無需加輔助燃料，易于實現(xiàn)自燃燒。廢廢物物煤矸石煤矸石廣州垃廣州垃圾圾杭州垃杭州垃圾圾常州垃常州垃圾圾蕪湖垃蕪湖垃圾圾上 海 污 水上 海 污 水廠污泥廠污泥熱值80080080008000441244124452445273007300286328631460014600n通過氧彈測熱儀測量計算通過氧彈測熱儀測量計算n將高位熱值轉(zhuǎn)變成低位熱值可以通過下式計將高位熱值轉(zhuǎn)變成低位熱值可以通過下式計算：算： n式中式中:nHHV為高位

25、熱值為高位熱值（粗熱值粗熱值），是指化合物在一定是指化合物在一定溫度下反應到達最終產(chǎn)物的焓的變化，水為溫度下反應到達最終產(chǎn)物的焓的變化，水為氣態(tài)，氣態(tài)，kJ/kg；nLHV為低位熱值為低位熱值（凈熱值凈熱值），水為液態(tài)，水為液態(tài)，kJ/kg；nH2O為焚燒產(chǎn)物中水的質(zhì)量分數(shù)，；為焚燒產(chǎn)物中水的質(zhì)量分數(shù)，；nH、Cl、F分別為廢物中氫、氯、氟含量的質(zhì)量分數(shù)，分別為廢物中氫、氯、氟含量的質(zhì)量分數(shù)，。 195 .35924202FClHOHHHVLHVn通過元素組成作近似計算通過元素組成作近似計算n若廢物的元素組成已知，則可利用若廢物的元素組成已知，則可利用Dulong方方程式近似計算出熱值：程式近

26、似計算出熱值：n式中式中wC、wH、wS、wO分別為可燃物質(zhì)中元素分別為可燃物質(zhì)中元素碳、氫、硫、氧的質(zhì)量分數(shù)；碳、氫、硫、氧的質(zhì)量分數(shù)；nxC、xO、xH、xCl、xS分別代表可燃物質(zhì)中碳、分別代表可燃物質(zhì)中碳、氧、氫、氯和硫的摩爾分數(shù)。氧、氫、氯和硫的摩爾分數(shù)。SClOHcSOHcxxxxxLHVwwwwHHV450076031450001400032. 2105008114300034000n通過比例求和法計算。如果混合固體廢物總通過比例求和法計算。如果混合固體廢物總重已知，廢物中各組成物的重量和熱值已測定，重已知，廢物中各組成物的重量和熱值已測定，則混合固體廢物的熱值可用下式計算：則混

27、合固體廢物的熱值可用下式計算：n固體廢物總熱值 固體廢物總重各組成物重量各組成物熱值)(例例1 表表1是我國武漢市城市垃圾的組分，假設各組是我國武漢市城市垃圾的組分，假設各組分的熱值與城市垃圾的典型組分的熱值相同，可據(jù)分的熱值與城市垃圾的典型組分的熱值相同，可據(jù)此計算出武漢市垃圾的熱值：此計算出武漢市垃圾的熱值：n已知各組分熱值分別為已知各組分熱值分別為廚房廢渣、果皮廚房廢渣、果皮4650kJ/kg；木屑雜草木屑雜草6510kJ/kg；紙張紙張16750kJ/kg；皮革、塑料、皮革、塑料、橡膠橡膠32570kJ/kg。可可 燃燃 組組 分分不不 可可 燃燃 組組 分分組組 分分重量百分率重量百

28、分率組組 分分重量百分率重量百分率廚房廢渣、果皮廚房廢渣、果皮木屑雜草木屑雜草紙紙 張張皮革、塑料、橡膠皮革、塑料、橡膠總總 計計29.5329.532.002.001.351.351.391.3934.2734.27煤煤 灰灰陶瓷磚、石陶瓷磚、石63.0863.082.652.6565.7365.73表表1 武漢市居民生活垃圾組分（重量百分率）武漢市居民生活垃圾組分（重量百分率）n解：以解：以100kg為基準，分別計算各組分的重量為基準，分別計算各組分的重量 m廚房廢渣及果皮廚房廢渣及果皮100kg29.5329.53kg m木屑雜草木屑雜草 2kg， m紙張紙張 1.35kg， m塑料皮革

29、等塑料皮革等 1.39kg。n計算各組分產(chǎn)生的能量計算各組分產(chǎn)生的能量 E廚房廢渣廚房廢渣4650kJ/kg29.35kg137314kJ E木屑雜草木屑雜草6510kJ/kg2kg13020kJ E紙張紙張16750kJ/kg1.35kg22613kJ E塑料皮革等塑料皮革等32570kJ/kg1.39kg45272kJnE總總 E廚房廢渣廚房廢渣 E木屑雜草木屑雜草 E紙張紙張 E塑料皮革等塑料皮革等 218219kJ（100kg） 則則1kg垃圾的熱值為垃圾的熱值為 E總總/ 100kg 2182.19kJ/kgn因為武漢市垃圾的熱值僅為因為武漢市垃圾的熱值僅為2182.19kJ/kg

30、3350kJ/kg， 所以不能維持燃燒。所以不能維持燃燒。n實際上，焚燒過程是在焚燒裝置中進行的。由于空實際上，焚燒過程是在焚燒裝置中進行的。由于空氣的對流輻射，可燃部分的未完全燃燒，殘渣中的氣的對流輻射，可燃部分的未完全燃燒，殘渣中的顯熱，以及煙氣的顯熱等原因都會造成熱能的損失。顯熱，以及煙氣的顯熱等原因都會造成熱能的損失。因此，焚燒后可以利用的熱值可以從焚燒反應產(chǎn)生因此，焚燒后可以利用的熱值可以從焚燒反應產(chǎn)生的總熱量中減去各種熱損失。的總熱量中減去各種熱損失。n計算公式為：計算公式為： 焚燒后實際可利用的熱量焚燒獲得的總熱量焚燒后實際可利用的熱量焚燒獲得的總熱量各各種熱損失種熱損失 n例例

31、2 某固體廢物含可燃物某固體廢物含可燃物60、水分、水分20、惰性、惰性物物20。固體廢物的元素組成為碳。固體廢物的元素組成為碳28、氫、氫4、氧氧23、氮、氮4、硫、硫1、水分、水分20、灰分、灰分20。假設固體廢物的熱值為假設固體廢物的熱值為11630kJ/kg；n爐柵殘渣含碳量爐柵殘渣含碳量5；n空氣進入爐膛的溫度為空氣進入爐膛的溫度為65，離開爐柵殘渣的溫，離開爐柵殘渣的溫度為度為650；n殘渣的比熱為殘渣的比熱為0.323 kJ/(kg)；n水的汽化潛熱水的汽化潛熱2420 kJ/kg；n輻射損失為總爐膛輸入熱量的輻射損失為總爐膛輸入熱量的0.5；n碳的熱值為碳的熱值為32564 k

32、J/kg，試計算這種廢物燃燒，試計算這種廢物燃燒后可利用的熱值。后可利用的熱值。n解：以固體廢物解：以固體廢物1kg為計算基準。為計算基準。n1.殘渣中未燃燒的碳含熱量殘渣中未燃燒的碳含熱量n未燃燒碳的量未燃燒碳的量 惰性物的重量惰性物的重量1kg200.2kg 根據(jù)物料平衡：根據(jù)物料平衡： 總殘渣量總殘渣量0.2kg/（10.05）0.2105kg 未燃燒碳的量未燃燒碳的量0.2105-0.20.0105kgn未燃燒碳的熱損失未燃燒碳的熱損失nQ132564kJ/kg0.0105kg340kJ n2.計算水的汽化潛熱計算水的汽化潛熱n計算生成水的總重量計算生成水的總重量 總水量固體廢物原含水

33、量總水量固體廢物原含水量+組分中氫與氧結(jié)合生組分中氫與氧結(jié)合生成水的量成水的量 固體廢物原含水量固體廢物原含水量1kg20%0.2kg 組分中氫與氧結(jié)合生成水的量組分中氫與氧結(jié)合生成水的量1kg4%9 0.36kg 總水量總水量(0.2+0.36)kg0.56kg水的汽化潛熱水的汽化潛熱Q22420kJ/kg0.56kg1360 kJn3.輻射熱損失為進入焚燒爐總能量的輻射熱損失為進入焚燒爐總能量的0.5 輻射熱損失輻射熱損失Q311630 kJ0.00558kJn4.殘渣帶出的顯熱殘渣帶出的顯熱Q40.2105kg0.323kJ/(kg) (650-65) 39.8kJn5.可利用的熱值固體

34、廢物總含有的能量各種熱可利用的熱值固體廢物總含有的能量各種熱損失之和總熱量（損失之和總熱量（Q1Q2Q3Q4） 11630（34013605839.8） 9882.2kJ2121L H V()()ppmcTTmcTT理 煙過 空EA = m過空/m理空 298)1(1059.31254.14EALHVLHVT（二）燃燒溫度OSHc7 . 07 . 056. 51.866wwwwV理氧OSHc33. 33.3326.58.890.21wwwwVV理氧理空OHNSHC2244. 18 . 07 . 01 .11866. 1)21. 0(wwwwwVV理空（三）空氣和煙氣量計算熱解熱解 原理原理 熱

35、解定義及特點、熱解過程及產(chǎn)物、有機熱解定義及特點、熱解過程及產(chǎn)物、有機固體廢物熱解機理固體廢物熱解機理 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、污泥的熱解、廢橡膠的高溫熱解、農(nóng)林廢棄泥的熱解、廢橡膠的高溫熱解、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 熱解是將有機物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之成為氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)可燃物質(zhì)的化學分解過程。熱熱 解解 的的 特特 點點 熱熱解解過過程程及及產(chǎn)產(chǎn)物物 有機固體廢物有機固體廢物 氣體（氣體（H H2 2 、CHCH4

36、4 、COCO、COCO2 2 ） + + 有機液體（有機酸、芳烴、焦油）有機液體（有機酸、芳烴、焦油）+ + 固體固體( (炭黑、灰炭黑、灰) ) 3(C3(C6 6H H1010O O5 5) 8H) 8H2 2O+CO+C6 6H H8 8O O（可燃油）（可燃油）+2CO+2CO+2CO+2CO2 2+CH+CH4 4+H+H2 2+7C+7C 010020030040050060070080001020304050607080901004312失 重率/%溫度/ 20 min-1 40 min-1 60 min-1 80 min-10100200300400500600700800-

37、1001020304050604321失重速率/min-1溫度/玉米稈在不同升溫速率下的TG，DTG曲線 熱解的基本過程熱熱 解解 動動 力力 學學 不同可燃固體廢物熱解動力學參數(shù)不同可燃固體廢物熱解動力學參數(shù) 樣樣 品品 溫度范圍溫度范圍/K E /（KJ/mol） A / min-1 紙紙 527628 74.71 2.7710106 6 布布 483628 81.95 1.3410106 6 草木草木 410631 39.93 317.38 廚余廚余 387624 9201001 24.67 327.35 1.13 2.4910101515 塑料塑料 690780 290.12 5.56

38、10101919 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、移動床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐固定床、移動床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐 熱解溫熱解溫度不同度不同 高溫熱解（高溫熱解（1000以上）、中溫熱解（以上）、中溫熱解（600-700）、）、低溫熱解（低溫熱解（600以下）以下） 供熱方供熱方式式 直接加熱直接加熱 、間接加熱、間接加熱 熱熱 解解 設設備備 內(nèi)熱式內(nèi)熱式設備設備外熱式外

39、熱式設備設備 密閉的容器中，在絕氧的條件下，熱量由反應器的外密閉的容器中，在絕氧的條件下，熱量由反應器的外面通過器壁進行傳遞，垃圾被間接加熱而分解的過程面通過器壁進行傳遞，垃圾被間接加熱而分解的過程就是外熱式分解。設備有就是外熱式分解。設備有外熱式回轉(zhuǎn)窯、豎井爐、二外熱式回轉(zhuǎn)窯、豎井爐、二塔流化床塔流化床也稱部分燃燒熱分解方式。反應器中的可燃性垃圾或也稱部分燃燒熱分解方式。反應器中的可燃性垃圾或熱分解中分解生成的碳的部分燃燒，利用此燃燒熱式熱分解中分解生成的碳的部分燃燒，利用此燃燒熱式垃圾發(fā)生分解。設備有單塔流化爐、豎井爐、氣流熱垃圾發(fā)生分解。設備有單塔流化爐、豎井爐、氣流熱分解爐及回轉(zhuǎn)窯等。

40、分解爐及回轉(zhuǎn)窯等。熱解影熱解影 響因素響因素 空氣量空氣量 城城市市生生活活垃垃圾圾的的熱熱解解 主要熱主要熱 解技術解技術 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) 新日鐵方式垃圾熱解熔融處理工藝流程新日鐵方式垃圾熱解熔融處理工藝流程 熱解和熔融為一體的復合處理工藝，垃圾在同一爐內(nèi)完成干燥（300oC）、熱解（300-1000oC） 、燃燒和熔融（1800oC）。重金屬固化在玻璃體內(nèi)。熱解氣熱值8000kJ/m3。 PuroxPurox系統(tǒng)工藝流程示意圖系統(tǒng)工藝流程示意圖 純氧高溫熱分解法，由

41、Union Carbide開發(fā)，用于城市垃圾的熱解。熱解氣含75%的CO和H2，熱值12000kJ/m3，由底部排出的熔融渣經(jīng)水冷后形成堅硬的顆粒物。系統(tǒng)能耗主要為破碎和氧氣制造。系統(tǒng)總體熱效率為58%。1收料庫收料庫 2破碎機破碎機 3儲料倉儲料倉 4回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯 5冷卻裝置冷卻裝置 6磁體磁體 7循環(huán)水循環(huán)水 8氣體凈化氣體凈化裝置裝置 9熱交換器熱交換器 10氣體洗滌器氣體洗滌器 11風機風機 12排氣管排氣管 LandgardLandgard熱分解系統(tǒng)原理圖熱分解系統(tǒng)原理圖Monsanto公司開發(fā)，破碎的廢物用回轉(zhuǎn)窯進行熱解，窯內(nèi)氣體與固體的運動方向相反。每公斤垃圾產(chǎn)可燃氣1.5m3，

42、熱值5000kJ/m3。 OccidentalOccidental系統(tǒng)工藝流程示意系統(tǒng)工藝流程示意圖圖 由美國的Occidental Research Corporation開發(fā)，分為預處理和熱解兩大處理系統(tǒng)，熱解設備為不銹鋼筒式反應器，廢料由空氣輸送至爐內(nèi)，與760oC的炭黑混合燃燒提供熱源。主要產(chǎn)物為熱解油，熱值24000kJ/kg。1垃圾垃圾 2貯槽貯槽 3熱分解塔熱分解塔 4、10旋風分離器旋風分離器 5燃燒塔燃燒塔 6廢氣洗滌廢氣洗滌 7鼓風機鼓風機 8生成氣生成氣 9換熱器換熱器 11電除塵器電除塵器 12冷卻塔冷卻塔 13氣柜氣柜 14煙囪煙囪 15燒嘴燒嘴 16廢水處廢水處理機

43、組理機組 17油裝置油裝置 18脫水裝置脫水裝置 19加料器加料器 20砂倉砂倉 21蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器 月島機械雙塔循環(huán)式熱解裝置工藝流程圖月島機械雙塔循環(huán)式熱解裝置工藝流程圖 日本工業(yè)技術院研制，石英砂和熱解氣、助燃空氣形成流化加熱，500oC熱解。1前破碎機前破碎機 2氣力分選氣力分選 3干燥器干燥器 4篩選篩選 5細破碎細破碎 6熱分解反熱分解反應器應器 7無機物處理系統(tǒng)無機物處理系統(tǒng) Garret Garret 熱分解系統(tǒng)工藝流程圖熱分解系統(tǒng)工藝流程圖由美國Garret研究和開發(fā)公司開發(fā)，經(jīng)破碎、風選、干燥脫水、篩分磁選、浮選可回收70%的玻璃和金屬，輕組分破碎后由氣流送入管式熱解

44、爐，由外加熱至500oC熱解，產(chǎn)物油熱值31000kJ/L，氣熱值18000kJ/m3。 3）城市垃圾熱解方式的經(jīng)濟技術評價）城市垃圾熱解方式的經(jīng)濟技術評價 美國哥倫比亞大學技術中心，對從城市垃圾回收能量的不同方法進行了比較和評美國哥倫比亞大學技術中心，對從城市垃圾回收能量的不同方法進行了比較和評價，主要從對環(huán)境的影響、運轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟可行性幾個方面進行了比較。從經(jīng)濟價，主要從對環(huán)境的影響、運轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟可行性幾個方面進行了比較。從經(jīng)濟比較的結(jié)果來看，以比較的結(jié)果來看，以Purox法處理費用最低，而法處理費用最低，而Garret法處理費用最高。盡管從產(chǎn)生法處理費用最高。盡管從產(chǎn)生的液態(tài)燃

45、料易于貯存和運輸這點來看，的液態(tài)燃料易于貯存和運輸這點來看，Garret法有其優(yōu)點，但由于此法生產(chǎn)的焦油粘法有其優(yōu)點，但由于此法生產(chǎn)的焦油粘性大、輻射性強，在貯藏時易聚合，不能混摻于油中，而且回收的氣體熱值低，使用性大、輻射性強，在貯藏時易聚合，不能混摻于油中，而且回收的氣體熱值低，使用受到限制。比較而言，在這些方法中，以受到限制。比較而言，在這些方法中，以Purox方法最好，對環(huán)境影響小、運轉(zhuǎn)簡單、方法最好，對環(huán)境影響小、運轉(zhuǎn)簡單、產(chǎn)品適應面廣、凈處理費用也不高，與紐約市填埋處理垃圾的費用大致相當。產(chǎn)品適應面廣、凈處理費用也不高，與紐約市填埋處理垃圾的費用大致相當。 城市垃圾回收能量方法的評

46、價比較城市垃圾回收能量方法的評價比較 （1000t/d1000t/d） 項目項目 LandgardLandgard法法 GarrettGarrett法法 TorraxTorrax法法 PuroxPurox法法 投資額（日元投資額（日元/t/t） 償還費（日元償還費（日元/t/t） 運轉(zhuǎn)費（日元運轉(zhuǎn)費（日元/t/t） 運轉(zhuǎn)費總額（日元運轉(zhuǎn)費總額（日元/t/t） 回收資源折價（日元回收資源折價（日元/t/t） 凈處理費用（日元凈處理費用（日元/t/t） 645 645 2151 2151 3606 3606 5757 5757 3930 3930657 2184 2184

47、 3683 3683 5877 5877 2835 2835 30423042485 485 1644 1644 3273 3273 4917 4917 2070 2070 28472847687 687 2280 2280 3576 3576 5856 5856 4668 4668 11881188廢廢塑塑料料的的熱熱解解 在500oC可以得到較高產(chǎn)率的液態(tài)烴和苯乙烯單體，低于該溫度會發(fā)生熱解不完全或過度熱解而導致產(chǎn)率降低。為了得到更多的目的產(chǎn)物，一般需要加催化劑，如硅鋁類化合物和各種分子篩。廢廢塑塑料料的的熱熱解解設設備備 在槽內(nèi)的分解過程中在槽內(nèi)的分解過程中進行混合攪拌，物料進行混合攪拌

48、，物料混合均勻，采用外部混合均勻，采用外部加熱，靠溫度來控制加熱，靠溫度來控制成油形狀。該法物料成油形狀。該法物料的停留時間較長，加的停留時間較長，加熱管表面析出炭后會熱管表面析出炭后會造成傳熱不良，須定造成傳熱不良，須定期清理排出。期清理排出。 管式蒸餾先用重油溶解或管式蒸餾先用重油溶解或分解廢塑料，然后再進入分解廢塑料，然后再進入分解爐；螺旋式反應器則分解爐；螺旋式反應器則采用螺旋攪拌，傳熱均勻，采用螺旋攪拌，傳熱均勻，分解速度快，但對分解速分解速度快，但對分解速度較慢的聚合物不能完全度較慢的聚合物不能完全實現(xiàn)輕質(zhì)化。實現(xiàn)輕質(zhì)化。采用部分塑料采用部分塑料燃燒的內(nèi)部加燃燒的內(nèi)部加熱方式，具有

49、熱方式，具有原料不須熔融、原料不須熔融、熱效率高、分熱效率高、分解速度快等優(yōu)解速度快等優(yōu)點。點。廢廢塑塑料料的的熱熱解解 比較簡單地把廢比較簡單地把廢PS制成液狀單體，制成液狀單體，而且用于回收單體而且用于回收單體的分解設備、反應的分解設備、反應溫度和停留時間均溫度和停留時間均可隨意控制?？呻S意控制。由于抽料泵會造成減由于抽料泵會造成減壓，物料在分解管內(nèi)停壓，物料在分解管內(nèi)停留時間不穩(wěn)定；留時間不穩(wěn)定； 高溫高溫分解時氣化率高；分解時氣化率高； 分分解速度慢的聚合物不能解速度慢的聚合物不能完全實現(xiàn)輕質(zhì)化；完全實現(xiàn)輕質(zhì)化； 由由于是外部加熱，所以耗于是外部加熱，所以耗能比較大。能比較大。熱解原料

50、的分熱解原料的分散不夠均勻，散不夠均勻，顆粒與氣體的顆粒與氣體的熱交換效率低，熱交換效率低，管線容易結(jié)焦管線容易結(jié)焦等。等。1溶解槽溶解槽 2管式分解爐管式分解爐 3分離槽分離槽 4油品回收系統(tǒng)油品回收系統(tǒng) 5補燃器補燃器 圖圖 管式蒸餾法熱分解工藝流程圖管式蒸餾法熱分解工藝流程圖 1 傳送機傳送機 2破碎機破碎機 3筒倉筒倉 4氣流干燥機氣流干燥機 5料斗料斗 6袋濾機袋濾機 7熔融爐熔融爐 8熱風爐熱風爐 9微波電源微波電源 10貯液槽貯液槽 11螺旋式反應器螺旋式反應器 12殘渣排出機殘渣排出機 13蒸餾塔蒸餾塔 14煤氣洗滌器煤氣洗滌器 15燃燒爐燃燒爐 16重油貯槽重油貯槽 17輕重

51、油貯槽輕重油貯槽 18鹽酸回收塔鹽酸回收塔 19鹽酸槽鹽酸槽 20中和槽中和槽 21堿槽堿槽 22中和廢液貯槽中和廢液貯槽 圖圖 螺旋式熱分解系統(tǒng)工藝流程圖螺旋式熱分解系統(tǒng)工藝流程圖 （a） 流化床熱分解爐流化床熱分解爐 （b） 系統(tǒng)工藝流程系統(tǒng)工藝流程 1砂加料口砂加料口 2 ,9螺旋加料器螺旋加料器 3擺線減速器擺線減速器 4起重機起重機 5給料槽給料槽 6平板送料器平板送料器 7傳送帶傳送帶 8傳送帶稱傳送帶稱 10密封罐密封罐 11流化床熱分解爐流化床熱分解爐 12墊片墊片 13蒸餾塔蒸餾塔 14冷卻塔冷卻塔 15煙霧分離器煙霧分離器 16排氣筒排氣筒 17脫膜筒脫膜筒 18水洗槽水洗

52、槽 19油水分離槽油水分離槽 20送風機送風機 21尾氣燃燒爐尾氣燃燒爐 22焦炭滾筒焦炭滾筒 23鹽酸回收塔鹽酸回收塔 24貯罐貯罐 25排風機排風機 26清洗塔清洗塔 27中和槽中和槽 28油罐油罐 29壓縮機壓縮機 圖圖 流化床熱分解系統(tǒng)工藝流程圖流化床熱分解系統(tǒng)工藝流程圖n污泥的熱解特點：與焚燒相比，優(yōu)點有操作系統(tǒng)封閉，減容率高，無污染氣體排放，幾乎所有的重金屬顆粒都殘留在固體剩余物中，能實現(xiàn)能量的自給和資源的回收。產(chǎn)物：可燃性氣體，液態(tài)燃料油焦油，炭黑殘渣。污污泥泥的的熱熱解解 污泥脫水 干燥 熱解 炭灰分離 油氣冷凝 熱量回收 二次污染防治二次燃燒1 定量進料器定量進料器 2蒸汽干

53、燥器蒸汽干燥器 31號水洗塔號水洗塔 4熱解爐熱解爐 5熱風爐熱風爐 6燃燒室燃燒室 7余熱鍋爐余熱鍋爐 82號水洗塔號水洗塔 9吸水塔吸水塔 10濕式電除塵器濕式電除塵器 11堿循環(huán)槽堿循環(huán)槽 12灰槽灰槽 13煙囪煙囪 圖圖 污泥干燥污泥干燥- -熱解系統(tǒng)示意圖熱解系統(tǒng)示意圖污泥熱解主要工序：脫水、干燥、熱解、炭灰分離、油氣冷凝、熱量回收、二次污染防治等。圖圖 污泥低溫熱解工藝流程污泥低溫熱解工藝流程 在小于500oC、常壓和缺氧條件下，用污泥中所含硅酸鋁和重金屬做催化劑，將污泥中的脂類和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂嫌?、氣和炭。廢廢橡橡膠膠的的熱熱解解 輪胎破碎 分（磁）選 干燥預熱 橡膠熱解 油氣冷

54、凝 熱量回收 廢氣凈化 廢橡膠的熱解產(chǎn)物廢橡膠的熱解產(chǎn)物 廢橡膠（如廢輪胎）的熱解產(chǎn)物非常復雜，根據(jù)德國漢堡大學的研廢橡膠（如廢輪胎）的熱解產(chǎn)物非常復雜，根據(jù)德國漢堡大學的研究，輪胎熱解得到的產(chǎn)物中，（按質(zhì)量計）氣體占究，輪胎熱解得到的產(chǎn)物中，（按質(zhì)量計）氣體占22%22%、液體占、液體占27%27%、炭、炭灰占灰占39%39%、鋼絲占、鋼絲占12%12%。 氣體組成中主要為甲烷（氣體組成中主要為甲烷（15.13%15.13%）、乙烷（）、乙烷（2.95%2.95%）、乙烯）、乙烯（3.99%3.99%）、丙烯（）、丙烯（2.5%2.5%）、一氧化碳（）、一氧化碳（3.8%3.8%），水、），

55、水、COCO2 2、氫氣和丁二、氫氣和丁二烯也占一定比例。液體組成中主要是苯（烯也占一定比例。液體組成中主要是苯（4.75%4.75%）、甲苯（）、甲苯（3.62%3.62%）和其）和其他芳香族化合物（他芳香族化合物（8.5%8.5%）。在氣體和液體中還有微量的硫化氫和噻吩，）。在氣體和液體中還有微量的硫化氫和噻吩，但硫含量都低于標準。但硫含量都低于標準。廢廢橡橡膠膠的的熱熱解解 圖圖 橡膠熱解產(chǎn)品組成與溫度關系橡膠熱解產(chǎn)品組成與溫度關系 農(nóng)農(nóng)林林廢廢棄棄物物的的熱熱解解 農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)草煤氣農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)草煤氣 在煙氣供應不足的情況下，在較低溫度下燃燒農(nóng)林廢棄物，在煙氣供應不足的情況下，在較

56、低溫度下燃燒農(nóng)林廢棄物，可生成以一氧化碳和氫氣為主要成分的可燃氣體，俗稱草煤氣。可生成以一氧化碳和氫氣為主要成分的可燃氣體，俗稱草煤氣。 當空氣從爐柵進入爐內(nèi)后，首先與有機廢物燃燒生成當空氣從爐柵進入爐內(nèi)后，首先與有機廢物燃燒生成COCO2 2，COCO2 2隨氣流進入還原層被還原成隨氣流進入還原層被還原成COCO，所含的水分也被還原成，所含的水分也被還原成H H2 2和和COCO。在干餾層，有機廢物被熱氣體干餾，分解為在干餾層，有機廢物被熱氣體干餾，分解為CHCH4 4，C C2 2H H4 4等揮發(fā)性氣等揮發(fā)性氣體，與體，與H H2 2和和COCO一道進入干燥層，最終形成由一道進入干燥層，

57、最終形成由COCO、H H2 2、CHCH4 4、 C C2 2H H4 4 與水蒸氣、氮氣組成的混合氣體，其熱值一般為與水蒸氣、氮氣組成的混合氣體，其熱值一般為62817118kJ/m62817118kJ/m3 3。農(nóng)農(nóng)林林廢廢棄棄物物的的熱熱解解 圖圖 草煤氣發(fā)生爐工作原理示意圖草煤氣發(fā)生爐工作原理示意圖 農(nóng)農(nóng)林林廢廢棄棄物物的的熱熱解解 氣化爐主要有固定床（上吸式、下吸式、層式下吸式等）氣化爐及循氣化爐主要有固定床（上吸式、下吸式、層式下吸式等）氣化爐及循環(huán)流化床氣化爐等。環(huán)流化床氣化爐等。（a） （b） （c） （a）上吸式氣化爐（）上吸式氣化爐（b）下吸式氣化爐（）下吸式氣化爐（c）

58、層式下吸式氣化爐）層式下吸式氣化爐 農(nóng)農(nóng)林林廢廢棄棄物物的的熱熱解解 圖圖 循環(huán)流化床系統(tǒng)循環(huán)流化床系統(tǒng) 1、8L閥閥 2下料直管下料直管 3原料緩沖罐原料緩沖罐 4旋風旋風分離器分離器 5炭受槽炭受槽 6循環(huán)管循環(huán)管 7氣化爐氣化爐 P測壓點測壓點 T測溫點測溫點 農(nóng)林廢棄物熱解生產(chǎn)化工原料農(nóng)林廢棄物熱解生產(chǎn)化工原料 在隔絕空氣的條件下，經(jīng)農(nóng)林廢物加熱至在隔絕空氣的條件下，經(jīng)農(nóng)林廢物加熱至270-400270-400，可分解形成固，可分解形成固體的草炭、液態(tài)的糠醛、乙酸、焦油、氣態(tài)的草煤氣等多種燃料與化工原體的草炭、液態(tài)的糠醛、乙酸、焦油、氣態(tài)的草煤氣等多種燃料與化工原料。料。 熱解系統(tǒng)主要

59、設備由熱解爐、冷卻器和分離器三部分組成。熱解系統(tǒng)主要設備由熱解爐、冷卻器和分離器三部分組成。農(nóng)農(nóng)林林廢廢棄棄物物的的熱熱解解 a熱解釜熱解釜 b熱解爐熱解爐 c吊鉤吊鉤 d冷凝器冷凝器 e分離分離器器 f凈化器凈化器 g分液罐分液罐 h污泥罐污泥罐 I油槽油槽 圖圖 豎置式熱解爐豎置式熱解爐 固固體體廢廢物物的的焙焙燒燒 方方法法 還原焙燒還原焙燒 硫酸化焙燒硫酸化焙燒 氯化焙燒氯化焙燒 鈉化焙燒鈉化焙燒 離析焙燒離析焙燒 燒結(jié)焙燒燒結(jié)焙燒 分解焙燒分解焙燒 氧化焙燒氧化焙燒 焙燒是在低于熔點的溫度下進行熱處理固體廢物的過程，其目的是改變廢物的化學物理性質(zhì)，以便于后續(xù)的資源化利用。焙燒后的產(chǎn)品

60、稱為焙砂。固固體體廢廢物物的的焙焙燒燒 燒結(jié)焙燒：燒結(jié)焙燒：將粉末或粒狀物料在高溫下燒成塊狀或球團狀物料，目的為將粉末或粒狀物料在高溫下燒成塊狀或球團狀物料，目的為提高致密度和機械強度，以便于下步作業(yè)的進行。提高致密度和機械強度，以便于下步作業(yè)的進行。 燒結(jié)成塊是主要的目燒結(jié)成塊是主要的目的，有時需要添加石灰石等其他輔助原料。的，有時需要添加石灰石等其他輔助原料。分解焙燒：分解焙燒：物料在高溫下發(fā)生分解反應的過程，也叫煅燒。通常是為了物料在高溫下發(fā)生分解反應的過程，也叫煅燒。通常是為了脫除脫除COCO2 2及結(jié)合水，使物料某些成分發(fā)生分解。例如，碳酸鈣煅燒：及結(jié)合水，使物料某些成分發(fā)生分解。例