第六章 固体废物热处理

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1、固体废物的热处理固体废物的焚烧处理热处理：通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热处理方法包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等。一、焚烧的目的使得不能再进行物质利用的废物（剩余废物）：惰性化破坏、转换有害物减少待填埋废物的体积利用废物的热值以保护能源使得焚烧后的残留物转化为二次原料或填埋物焚烧原理物料组成——燃料/可燃物＋氧化物＋惰性物燃料/可燃物——热能来源氧化物——空气量的多寡及与燃料的混合程度直接影响燃烧的效率惰性物——温度与污染物的产生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

2、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。焚烧法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很少的废物时，需补加大量的燃料，这会使运行费用增高。生活垃圾的焚烧过程是一个复杂的物理化学过程，通常可以分为一下几个阶段：二、燃烧机理燃烧有蒸发燃烧、分解燃烧(裂解燃烧)、扩散燃烧与表面燃烧。其中蒸发燃烧、分解燃烧与扩散燃烧又称火焰燃烧。

3、液体燃烧——蒸发燃烧与分解燃烧为主气体燃烧——扩散燃烧为主；固体燃料燃烧——分解燃烧、蒸发燃烧、扩散燃烧与表面燃烧。1.气体燃料：与空气易互相扩散混和，接触较好．其燃烧机理包括预混焰和扩散焰。预混焰产生过程中的主要程序为：气体燃料与空气预先混合，经预热反应、燃烧、后火焰反应等步骤。火焰的形状及燃烧的情况可由空气输入量的多寡而控制。扩散焰燃烧过程中，燃料和氧化物并不预先混合．无论温度多高，燃料的点燃必须等到燃料与氧化物混合至一定程度后才会发生，燃烧情况由燃烧系统的几何构造及气体湍流度控制。2.液体燃料液体燃料必须先蒸发成蒸气，再与氧化物或空气混合，才会着火燃烧。

4、蒸发、混合等物理程序是限制液体燃烧的主要步骤。液体燃料的燃烧速度随燃料与空气量的混合率而变，并与液滴粒径的二次方成反比，即液体雾化得越细，燃烧速度越快，燃烧越完全。根据燃烧与空气比例，液体燃料的燃烧形态可分为三类：当燃烧产物中不残留有氧气与燃烧时，称之为完全燃烧或中性焰燃烧；当空气不足，燃料过剩时，燃烧产物中残留有燃料而产生黑烟，称之为还原焰燃烧：当空气过剩或燃料不足，且炉温高而均匀混合，则燃烧产物中残留有氧气，称之为氧化焰燃烧。废液焚烧与液体燃料燃烧不同之处在于：(1)含水量不同。液体燃料中只含很少的水分，而废液中有时含水量较多，甚至某些废液绝大部分是水分，

5、只含少量的可燃物——需采用辅助燃料且很难保持稳定的燃烧区。(2)废液中某些组分会在焚烧后产生某种盐类或会引起二次污染的，在焚烧处理时还需进行必要的前处理或后处理。3．固态燃料(废物)燃烧火焰燃烧是氧化反应现象固体废物——先经过热裂解——成分复杂的碳氢化合物——从废物表面挥发——与氧气充分接触——形成火焰，快速燃烧。火焰：一般在分解燃烧中几乎看不到火焰，或火焰颜色暗淡．只有充分挥发气化与氧气接触燃烧后，才发现有光耀火焰燃烧。因此裂解是一种非常重要的过程，也是有计划控制燃烧反应的关键，因此才有自控式焚烧炉的出现其中碳粒是黑烟生成的主要原因碳颗粒形成的主要途径可分为

6、直接凝缩反应与间接断键反应而形成碳粒。一般由凝缩反应形成的颗粒较大，类似石墨状的结构，可由撞击或凝缩现象形成1000～10000个结晶体，每个结晶体含有5～20层碳粒子。由直链分子断键所形成的碳颗粒，其粒径比上述凝缩反应形成的碳颗粒小，约在0.01～0.1μm之间。(三)废物焚烧炉的燃烧方式按照燃烧气体的流动方向，大致可分为反向流、同向流及旋涡流等几类；按照助燃空气加入阶段数分类．可分为单段燃烧和多段燃烧，按照助燃空气供应量，可分为过氧燃烧、缺氧燃烧(控气式)和热解燃烧等方式。1．按燃烧气体流动方式分类(1)反向流——难燃性、闪火点高的废物燃烧。(2)同向流—

7、—易燃性、闪火点低的废物燃烧。(3)旋涡流同向，适用于易燃性、闪火点低的废物燃烧气体由炉周围方向切线加入——炉内燃烧气流的旋涡性特点：可使炉内不易发生短流，废气流经路径和停留时间长，而且气流中间温度非常高，燃烧较为完全。2．按助燃空气加入段数分类(1)单段燃烧——大量的空气，且需较长停留时间才能将未燃烧的碳颗粒完全燃烧。(2)多段燃烧一次燃烧过程——蒸发和热解燃烧，产生大量的CO、碳氢化合物气体和微细的碳颗粒；第二次、第三次燃烧过程——逐次氧化成稳定的气体。多段燃烧的优点：是燃烧所必须提供的气体量不需要太大，因此在第一燃烧室内送风量小，不易将底灰带出，产生颗粒

8、物的可能性较小。目前最常用的是两段燃烧