第十章固体废弃物热处理设备第十章体废弃物热处备

第十章固体废弃物热处理设备第十章体废弃物热处备主要内容主要内容◆固体废弃物焚烧设备◆固体废弃物焚烧设备◆固体废弃物热解设备§0概况§0概况固体废物热处理技术（WTEwastetoenergy）固体废物热处理技术（WTE，wastetoenergy）焚烧Incineration热解PyrolysisWTE气化GasificationWTE熔融Melting烧结化湿式氧化WetOxidation烧结、干化、熔盐反应炉……①焚烧①焚烧焚烧是一种最常用的热处理工程技术，它用加热氧化作用使有机物转换成无机废物，同时减少废物体积。一般来说，只有有机废物或含有有机物的废物适合于焚烧。焚烧缩减了废物的体积，完或废烧烧缩减了废积，完全灭绝了有害细菌和病毒的污染物，破坏了有毒的有机化合物，提供了废热的利用提供了废热的利用。②热解热解是在隔绝氧气的气氛中进行的热处理过程，经过热解的有机化合物发生降解，产生多种次级产物，形成可燃物，包括可燃气体、有机液体和固体残渣等。③气化③气化气化是在过量空气系数小于1的气氛中进行的热处理过程，形成可燃气体有机液体和固体残渣等成可燃气体、有机液体和固体残渣等。④熔融是利用热在高温下把固态污染物熔化为玻璃状或玻璃一陶瓷状物质的过程。⑤干化该技术主要用于污泥等高含水率废物的处理利用热能把废该技术主要用于污泥等高含水率废物的处理，利用热能把废物中的水分蒸发掉，从而减少废物的体积，有利于后续的利用及处置用及处置。⑥湿式氧化⑥湿式氧化湿式氧化是目前已成功地用于处理含可氧化物浓度较低的废液的技术这过程基于下述原理有机化合物的氧化速率液的技术。这一过程基于下述原理:有机化合物的氧化速率在高压下大大增加，因此加压有机废液，并使它升至一定温度然后引人氧气气氛则产生完全液相的氧化反应这样度，然后引人氧气气氛，则产生完全液相的氧化反应，这样就破坏了大多数的有机化合物。⑦烧结该技术是将固体废物和一定的添加剂混合，在高温炉中形成该技术是将固体废物和定的添加剂混合，在高温炉中形成致密化强固体材料的过程。⑧其他方法⑧其他方法其他焚烧技术包括蒸馏、蒸发、熔盐反应炉、等离子体电弧分解微波分解等分解、微波分解等。◎热处理技术的优点◎热处理技术的优点可同时实现固体废弃物的无害化、减量化和资源化。◎热处技术的缺点◎热处理技术的缺点①投资和运行费用高。②操作运行复杂，尤其是当废物成分变化较大时，对设备和运行条件要求严格，往往导致运行稳定性难以控制的后果。③二次污染与公众反应。◎适用范围处理有机成分多、热值高的废弃物。一般认为Qnet4000kJ/kg的垃圾可以直接燃烧。以燃§1固体废弃物焚烧技术§1固体废弃物焚烧技术一、焚烧的基本原理、焚烧的基本原理固体废物的焚烧(incineration或combustion)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，废物中的有害物质在高温下氧化、热解而被破坏。我国第一台垃圾焚烧炉：1988年，深圳市市政环卫综合处理厂引进三菱重工的150/d马丁炉排焚烧炉厂引进三菱重工的150t/d马丁炉排焚烧炉。1、垃圾焚烧工艺流程1、垃圾焚烧工艺流程2、影响垃圾焚烧的因素(3T+1E)2、影响垃圾焚烧的因素(3T1E)（1）垃圾的特性：工业分析、元素分析、灰成分、灰熔点等。我国城市我国城市生活垃圾的特点：的特点：水分高，灰分高灰分高，热值低。（2）燃烧温度（Temperature）:对于城市生活垃圾t8500C;（2）燃烧温度（Temperature）:对于城市生活垃圾,t8500C;对于危险废物，t1100oC。（3）燃料和空气的湍流混合（Turbulence）（4）烟气停留时间（RidTi）2（4）烟气停留时间（ResidenceTime）：2s（5）过量空气系数（ExcessAir）二、典型的焚烧炉二、典型的焚烧炉炉排炉流化床焚烧焚烧炉流化床焚烧炉炉回转窑焚烧炉热解焚烧炉热解焚烧炉1、炉排炉1、炉排炉（1）炉排形式（1）炉排形式（2）燃烧过程（2）燃烧过程干燥——〉燃烧——〉燃烬2、流化床焚烧炉2、流化床焚烧炉优点：优点：床料蓄热能力强，炉内湍流混合强烈，温度稳定均匀，容易控制炉内温度低NO生成量小辅助燃料消耗小可进控制，炉内温度低，NOx生成量小，辅助燃料消耗小；可进行炉内脱氯、脱硫等。缺点：焚烧无机盐含量高的废物时，容量产生床料结焦，流化失效，，的问题；如果把运行温度控制在800oC以下，则可能导致四氯乙烯等高热稳定性的有害物质不能被彻底破除；飞灰产生氯乙烯等高热稳定性的有害物质不能被彻底破除；飞灰产生量大，受热面磨损严重。3、回转窑焚烧炉3、回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉又分为灰渣式和熔渣式两种。前者工作温度在650980oC后者工作温度在12031430oC650-980oC，后者工作温度在1203-1430oC。优点：优点：对废弃物的预处理环节要求低，推杆式给料、皮带给料、螺旋给料和雾化喷射等不同的给料方式窑内固体停留时间长气固湍料和雾化喷射等不同的给料方式，窑内固体停留时间长，气固湍流混合强烈，适合处理固体废弃物或三废同时处理；结构简单，工作稳定可靠工作稳定可靠。缺点：系统的运动部件较多，难以获得很高的密封效果；排渣热损失和烟气中颗粒物浓度比较大；投资费用和运行费用大；焚烧炉运行时，过量空气系数一般在2左右，风机电耗和排烟热损失较大。4、热解焚烧炉4、热解焚烧炉目的：（）解决灰的问题（1）解决飞灰的问题（2）解决给料的问题三、垃圾焚烧炉设计三、垃圾焚烧炉设计1、确定处理规模：t/d2、垃圾性质分析：工业分析、元素分析、灰成分、灰熔点、密度等密度等3、确定炉型4、热力计算、结构计算、烟风阻力计算、水动力计算和强度计算与常规锅炉设计类似计算，与常规锅炉设计类似§2热解设备§2热解设备一、概述、概述1、定义热解是一种传统生产工艺，是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。2、热解与焚烧的区别焚烧是需氧氧化反应过程热解是无氧或缺氧反应过程;焚烧焚烧是需氧氧化反应过程，热解是无氧或缺氧反应过程;焚烧是放热的，热解是吸热的，焚烧的主要产物是二氧化碳和水，热解的产物主要是可燃的低分子化合物;焚烧产生的热能一般就近直解的产物主要是可燃的低分子化合物;焚烧产生的热能般就近直接利用，而热解生成的产物诸如可燃气、油及炭黑等则可以贮存及远距离输送。及远距离输送。二、固体废物热解工艺的类型二、固体废物热解工艺的类型1、按热解温度的不同划分高温热解、中温热解、低温热解按热解炉的结构分2、按热解炉的结构分固定床、移动床、流化床和旋转炉等。固定床、移动床、流化床和旋转炉等。3、按热解产物的物理形态分气化方式、液化方式和炭化方式。三、城市垃圾的典型热解系统三、城市垃圾的典型热解系统1、主要热解技术移动床熔融炉方式回转窑方式回转窑方式流化床方式多段炉FlushPyrolysis