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1、第八章固体废物的焚烧处理技术,主要内容,概述焚烧技术及其发展焚烧原理焚烧系统焚烧过程中污染物的产生与防治焚烧余热的利用,焚烧（incineration）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。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。,
2、概 述,垃圾焚烧技术的优点,垃圾经焚烧处理后，垃圾中的有机物、病原体和恶臭被彻底消灭，无害化程度高经过焚烧，垃圾中的可燃成分被高温分解后，一般可减重80和减容90以上，减量化效果好垃圾焚烧所产生的热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽，用来供热或发电，充分实现垃圾处理的资源化垃圾焚烧厂占地面积小，可以靠近市区建厂，节省了运输成本焚烧处理可全天候操作，不受天气影响,垃圾焚烧技术的缺点,设备投资大，技术集成度高，管理保障水平要求也高焚烧对垃圾的热值有一定要求，一般不能低于3360kJ/kg，限制了它的应用范围焚烧过程中也可能产生较为严重的“二恶英”问题，必须要对烟气投入很大的资金进行处理,8.1 焚烧技术及
3、其发展,一、焚烧技术的发展 最早的固体废物焚烧装置是1874年和1885年分别建于英国和美国的间歇式固定床垃圾焚烧炉。近年来，各国焚烧处理比例上升。最近世界各国和地区使用焚烧法处理固体废物的情况统计,德国 2005年6月起，只有经过无害化处理后的垃圾才能进行填埋处理 垃圾中TOC超过3%5%，不得进入填埋场进行填埋。垃圾循环利用率提高，垃圾焚烧逐渐成为处理不可再利用垃圾的主要方式,法国 1995年，共有垃圾焚烧炉284座，可处理掉城市垃圾的38%以上 2009年，巴黎市中心的塞纳河畔的新型垃圾焚烧厂，每年可以为城市2.38万居民提供照明，并为7700多户居民供暖，并减少1.9万吨二氧化碳排放,
4、丹麦 在赫斯霍尔姆，现在仅有4%的垃圾需要填埋，1%的特殊垃圾（化学品、染料和一些电子设备）被运送到德国一个废弃的盐矿，密闭封存。61%的垃圾得到回收，另外34%则通过垃圾发电厂焚烧处理。,美国 美国联邦政府和州政府已承认经新型垃圾焚烧发电厂处理的垃圾为可再生能源。2004年，垃圾焚烧在美国获得可再生能源生产的税收抵免资格。大多数美国人还是对垃圾电厂持敬而远之的态度，不愿意厂址建在他们居住的地方。,日本 世界上拥有垃圾焚烧厂最多的国家。截至到2006年底日本焚烧厂总数为1301个（其中东京有57个），由于垃圾焚烧趋于集约化，焚烧厂的数量在减少，但单个焚烧厂的焚烧能力在提高，因此总体焚烧处理能力
5、在不断提高。,日本垃圾焚烧的基本情况：（1）以800度以上高温焚烧，几乎不会产生二恶英。（2）垃圾焚烧厂一半以上的设施都是无公害设施，即不会产生烟、臭气和有毒气体，采用的技术是世界最先进的。冬季烟囱冒出的白色气体是水蒸气而不是烟。（3）燃烧产生的余热用于游泳池等公共设施供能。（4）市民提前预约，可进入垃圾焚烧厂参观。（5）焚烧厂周围设绿色屏障区。（6）焚烧厂周围居民可获得补偿金，且周围房价较便宜。,专家:垃圾焚烧不应被“妖魔化”焚烧危害被夸大2009-11-16 13:11:18 千龙网,二、我国焚烧技术现状与应用前景我国由于受技术和经济条件的限制，焚烧垃圾起步较晚。1988年2月，四川乐山市
6、凌云垃圾焚烧场点燃了国内第一台日处理生活垃圾30吨的固定炉排型焚烧炉。沿海一些经济比较发达的地区，随着城市垃圾产生量逐年迅猛增加和土地资源的日益紧张，与传统的堆填法处理垃圾的矛盾日益尖锐，所以转向焚烧法处理城市垃圾的需求也开始变得紧迫起来。,目前国外运用比较成熟、完善的垃圾焚烧处理技术主要是针对热值较高、含水率较低的垃圾而言，焚烧处理效果较好。但我国垃圾没有有经过预先分捡、成分复杂、热值较低、含水率较高且变化范围较大，垃圾焚烧厂也很难正常运行。,大规模照搬引进国外垃圾焚烧设备不仅在经济上难以承受，处理效果也不理想。例如，深圳市引进一套日处理量600t垃圾的焚烧发电处理技术和设备，初期投资就已达
7、4.5亿元人民币，且需要添加辅助燃料方能维持运行。由此可见，鉴于我国的实际情况，大规模引进国外垃圾焚烧处理设备在技术和经济上均存在一定问题。,因此，推近我国城市垃圾焚烧技术的主要途径应该是在学习、借鉴国外先进经验和技术的基础上，根据我国城市垃圾的特点、现有的经济实力，开发符合我园国情的、有中国特色的科学、经济、实用、有效的城市垃圾焚烧处理技术与装置。我国目前自行发展的焚烧技术主要为两类：一类为固定床焚烧炉和链条炉排型号焚烧炉；另一类为流化床技术。,三、我国垃圾焚烧技术发展趋势全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划鼓励危险废物集中处置设施同时配备综合利用、焚烧和安全填埋等工艺装置。目前，制约我国
8、城市垃圾焚烧处理发展的主要因素是建设投资、垃圾特性及处理技术水平要求，其中建设投资是关键因素。,表8.2 年处理7万吨危险废物焚烧厂的费用组成,表8.3 几个欧洲国家生活垃圾和危险废物焚烧厂的接收费用,表8.4 国内外垃圾焚烧发电厂烟气排放标准比较,城市生活垃圾焚烧厂烟气中二恶英排放当量(根据Eadon的计算方法，以毒性当量表示，简称TEQ或ITEQ)限定值，各国标准不一致。对于新建的垃圾焚烧厂，最严格的标准是限制在0.1ngTEQ/Nm3以下，如欧盟、德国、奥地利、瑞典、荷兰、日本等。以日本为例，处理规模不同的焚烧厂，烟气排放要求是有明显区别的，如处理规模小于2t/h的垃圾焚烧炉，二恶英控制
9、标准为5ngTEQ/Nm3。实际上对二恶英排放控制标准无论日本还是欧洲都有一个逐步提高标准的过程，以挪威为例，1983年垃圾焚烧控制指标还没有二恶英，1990年为2ngTEQ/Nm3，2002年提高为0.1ngTEQ/Nm3，满足欧盟标准要求。,8.2 焚烧原理,一、固体废物的焚烧特性1、三组分水分可燃分灰分,可焚烧危险废物 废有机溶剂；废油、油乳化物和油混合物；塑料、橡胶和胶乳化物；医疗废物；农药废物；制药废物；精炼废物；含酚废物；油脂和蜡废物；含卤素、硫、磷、氮化合物的有机废物；被有毒有害化学物质污染的固体物质等。,2、热值生活垃圾的热值是指单位质量的生活垃圾燃烧释放出来的热量，以kJkg
10、(或kcalkg)计。要使生活垃圾维持燃烧，就要求其燃烧释放出来的热量足以提供加热垃圾到达燃烧温度所需要的热量和发生燃烧反应所必须的活化能。高位（粗）热值：化合物在一定温度下反应到达最终产物并返回起始温度的焓的变化，此时水为液态，可用氧弹量热计进行测量。低位（净）热值：与高位热值的意义相同，只是水是气态，为焚烧实际过程中利用的热值。,3、焚烧机理,燃烧机理,蒸发燃烧,分解燃烧,表面燃烧,扩散燃烧,气相燃烧（均相燃烧）,固相燃烧（非均相燃烧）,固体废物燃烧过程,二、焚烧过程,焚烧炉气流模式,焚烧方式,a.按气流流动特性分类,b.按燃烧级数分类：可以分为单级焚烧、二级焚烧和多级焚烧三种类型 c.焚
11、烧产物,三、焚烧工艺参数,焚烧温度(Temperature)、搅拌混合程度(Turbulence)、停留时间(Time)（前三者称为3T）及过剩空气率合称为焚烧四大影响因素，也是焚烧炉控制的主要参数。,（1）温度,废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化，分解直至被破坏所需达到的温度。它一般比废物的着火温度高得多。一般提高焚烧温度有利于废物中的有机毒物的分解和破坏，并可抑制黑烟的产生。但过高的温度不仅增加了燃料的消耗量，而且会增加废物中金属的挥发量及氧化氮的数量，引起二次污染。因此不宜随意确定较高的焚烧温度。,焚烧温度的一般性经验,高温焚烧是防治有毒有机化合物的最好方法，大多数有机物在80
12、0-1100被燃烧，如 PCDD/PCDF（二噁英）约在925 以上开始被破坏。废物粒子在0.01-0.51微米之间，温度在900-1000以上可避免产生黑烟。含氯化合物的焚烧，温度在800-850以上时，氯气可以转化为氯化氢，以水洗涤法回收利用；低于800会生成氯气，难以去除。含有碱土金属的废物焚烧时，一般控制在750-800以下。否则易形成其低熔点盐化合物与炉膛和传动部件发生烧结而损坏设备。为防止NOx的高温生成，温度控制在1500 以下。,表8.6 危险废物焚烧炉的技术性能指标,（2）停留时间,废物中有害组分在焚烧炉内处于焚烧条件下，该组分发生氧化、燃烧，使有害物质变成无害物质所需的时间
13、称之为停留时间。停留时间的长短直接影响焚烧的完善程度，也是决定炉体容积尺寸的重要依据。同时，停留时间与温度间存在对应关系：同样的废物，焚烧温度越高，则所需的停留时间越短。,经验数据对于垃圾焚烧，如温度维持在8501000之间，有良好搅拌与混合，使垃圾的水气易于蒸发，燃烧气体在燃烧室的停留时间约为12s。对于一般有机废液，在较好的雾化条件及正常的焚烧温度条件下，焚烧所需的停留时间在0.32s左右，而较多的实际操作表明停留时间大约为0.61s；含氰化合物的废液较难焚烧，一般需较长时间，约3s左右。对于废气，为了除去恶臭的焚烧温度并不高，其所需的停留时间不需太长，一般在1s以下。例如在油脂精制工程中
14、产生的恶臭气体，在650焚烧温度下只需0.3s的停留时间，即可达到除臭效果,(3)混合强度,混合强度是指固体与助燃气接触和混合的程度，主要取决于气流扰动方式及其产生的湍流程度。气流扰动方式：因焚烧炉类型而有所区别炉排型：机械炉排扰动炉床型：送风气流扰动流化床型：流态化扰动其中，流态化扰动的效果最好。湍流程度：由气流速度和燃烧室形状决定气流速度越大，湍流程度越高；但过大的气流速度会降低在二次燃烧室的停留时间。,(4)过剩空气,在实际的燃烧系统中，氧气与可燃物质无法完全达到理想程度的混合及反应，仅供给理想空气量很难使其完全燃烧。,但过剩空气系数太高会使燃烧温度降低，并造成排气量和热损失增加，燃烧效
15、率反而降低。工业锅炉m：1.2-1.5 焚烧炉m：1.5-2.0,四要素互动关系,8.3 固体废物的焚烧系统,一、焚烧系统一座大型垃圾焚烧厂通常包括下述八个系统：(1)贮存及进料系统本系统由垃圾贮坑、抓斗、破碎机(有时可无)、进料斗及故障排除监视设备组成。(2)焚烧炉即焚烧炉本体内的设备。主要包括炉床及燃烧室：炉床让垃圾在炉床上翻转和燃烧。燃烧室一般在炉床正上方，可提供燃烧废气数秒钟的停留时间，由炉床下方往上喷入的一次空气，由炉床下方喷入的二次空气。,(3)余热回收系统包括布置在燃烧室四周的铝炉路管(即蒸发器)、过热器、节热器、蒸汽汗管、安全阀等装置。(4)饲水处理系统主要将给水处理到纯水品质
16、，再送入锅炉水循环系统。处理方法为高级用水处理程序，一般包括活性炭吸附、离子交换及逆渗透等单元。(5)废气处理系统处理从炉体产生的废气以达到到排放标准。,(6)废水处理系统包括锅炉泄放的废水、洗车废水、灰渣冷却水。(7)灰渣收集及处理系统由焚烧炉体产生的底灰及废气处理单元所产生的飞灰。经冷却收集后合并或分开处理。(8)自动控制系统包括称重及车辆管制自动控制，吊车的自动运行，炉渣吊车的自动控制，自动燃烧系统、焚烧炉的自动启动和停炉，以及实现多变量控制的模糊数学控制。对焚烧过程的控制参数有空气量、炉温、压力、冷却系统、集尘器容量、烟气浓度等。,二、焚烧设备焚烧炉是整个焚烧过程的核心，焚烧炉类型不同
17、，往往整个焚烧反应的焚烧效果不同。焚烧炉的构造大致可分成承载炉床和炉床上空的燃烧室两部分。具体的结构形式与废物的种类、性质和燃烧形式等因素有关，不同的焚烧方式有相应的焚烧炉与之相配合。目前世界上固体废物焚烧炉的型号已有200多种，其中较广泛应用的炉型按照燃烧方式主要可分成机械炉排焚烧炉、立式多段炉、回转窑焚烧炉和沸腾流化床焚烧炉等。,（1）机械炉排焚烧炉,机械炉排焚烧炉的发展历史最长，技术也最成熟。机械炉排焚烧炉的心脏是机械炉排及燃烧室。炉排的构造及性能和燃烧室几何形状，决定了焚烧炉的性能及固体废物焚烧处理的效果。炉排的主要作用是承载及运送固体废物和炉渣通过炉体，还可以不断地搅动固体废物，并在
18、搅动的同时使从炉排下方吹入的空气穿过固体燃烧层，使燃烧反应进行得更加充分。,炉排的种类与构造（1）,移动式炉排又称链条式炉排，点燃后垃圾通过调节炉排的速度可控制垃圾的干燥和点燃时间，燃烧的速度可根据垃圾组分性质及其焚烧特性进行调整。,炉排的种类与构造（2）,往复式炉排对固体废物适应较强。,扇形式炉排扰动较弱，易出现燃烧不充分的现象。,炉排的种类与构造（3）,逆动式炉排长度固定，宽度可依炉床所需面积调整。废物层搅拌程度良好。目前，多数大型垃圾焚烧厂采用这种形式炉排。,滚筒式炉排搅拌混合充分，冷却效果良好，但滚桶的空气送气口易阻塞而造成气锁。,炉排焚烧炉的燃烧概念图,燃烧室的构造,燃烧室的炉体两侧
19、为钢构支柱，侧面设置横梁，以支持炉排及炉壁。燃烧室炉壁依吸热方式的不向，可分为耐火材料型炉壁与水冷式炉壁两种。耐火材料型炉壁仅靠耐火材料隔热，所有热量均由设于对流区的锅炉传热面吸收，热传递效率较低。水冷式炉壁是在燃烧室顶部和侧壁位置配置水管，以吸收炉内辐射及增加锅炉传热面积，为现代大型垃圾焚烧炉采用。,燃烧室的形状,燃烧室几何形状与焚烧后废气被导引的流态有密切关系，影响焚烧效率。燃烧室中的气流模式，依由炉排下方导入的助燃空气与垃圾在炉排上运动的方向分成逆流式、顺流式、复流式及交流式四种。,逆流式可以使垃圾受到充分的干燥，因此对于焚烧低热值及高含水量的垃圾较适用，即低位热值在2000-4000k
20、J/kg的垃圾。顺流式因一次风与炉排上垃圾物流的接触效率低，故常用于焚烧高热值及低含水量的垃圾，即低位热值在5000kJ/kg以上的垃圾。交流式介于两者之间。复流式中间由天井隔开、使燃烧室成为两个烟道，燃烧气体与末燃气体在气体混合室内可再燃烧，使燃烧作用更趋于完全。若垃圾热值随四季变化较大，则可以采用复流式的搭配形态。,机械炉排焚烧炉的特点,机械炉排焚烧炉因其特殊的传动部件构造而具有以下特点：焚烧操作连续化、自动化，处理量大垃圾燃尽率高，热值利用较彻底对进料无形态上的要求，无需破碎设备复杂，传动部件多，维修费用亦高塑料及其它低熔点化合物会因熔融烧结而损坏设备,（2）立式多段炉,炉体是一个垂直的
21、内衬耐火材料的钢制圆筒，内部分为许多层，每层是一个炉膛，炉体中央装有带搅功臂的中空中心轴，搅动臂上装有多个方向与每层落料口的位置相配合的搅拌齿。废物经由炉顶送入，依次向下移动，呈螺旋形运动，助燃空气由中心轴的内筒下部进入；然后进入搅动臂的内筒流至臂端。,立式多段炉的特点,多层炉的特点是废物在炉内停留时间长，能挥发较多水分，特别适合处理含水率高、热值低的污泥，目前世界70%的污泥焚烧都使用多段炉。但其结构复杂，移动零件多，易出故障，维修费用高。,（3）回转窑式焚烧炉,旋转窑是一个略为倾斜而内衬耐火砖的钢制空心圆筒，窑体通常很长。大多数废物物料是由燃烧过程中产生的气体以及窑壁传输的热量加热的。固体
22、废物可从前端送入窑中进行焚烧，以定速旋转来达到搅拌废物的目的。旋转时须保持适当倾斜度，以利于固体废物下滑。此外，废液及废气可以从前段、中段、后段同时配合助燃空气送入，甚至于整桶装的废物(如污泥)也可送入窑中燃烧。,回转窑式焚烧炉的特点,回转窑式焚烧炉因其独特的炉身构造而具有以下特点：进料适应性广，能焚烧不同物态（固体、液体、污泥）及形状（粉末、颗粒、块状）的废物，可在熔融态下工作工作连续，且可通过调节转速来控制停留时间结构简单，故障少，维修费用低过剩空气系数大，故热效率偏低（35%-40%）球形废物已滚出回转窑，不易完全燃烧,（4）流化床焚烧炉,流化床焚烧炉是一垂直的衬耐火材料的钢制容器，在焚
23、烧炉的下部安装有气流分布板，板上装有载热的惰性颗粒（如石英砂）。空气从焚烧炉的下部进入，经过气流分布板使床层产生流态化。固体废物多由炉侧进入炉内，与高温载热体及气流交换热量而被干燥、破碎并燃烧、产生的热量贮存于载热体中，并将气流的温度提高。,流化床焚烧炉的特点,流化床焚烧炉因其特殊的工作原理而具有以下特点：气固混合强烈，过剩空气系数较小，燃烧效率高传热均匀，床温易于控制构造简单，造价低，故障率亦低大块物料需预破碎，废气中粉尘含量高动力消耗很大,（5）模组式固定床焚烧炉（控气式焚烧炉）,该炉型先在工厂内铸造好，再运到现场组装即可使用，因此，施工工期短，但单位造价高，且使用寿命短。一般模组式焚烧炉
24、单炉的处理容量不大，由每日处理数百公斤到数十吨。两个燃烧室，第一燃烧室为缺空气系统，第二燃烧室为超空气系统，温度由700升至1000以上，将第一燃烧室不完全燃烧的悬浮颗粒完全燃烧。,优点：有能源回收的潜力；可以在不需要大量辅助燃油的情况下进行垃圾焚烧；使用助燃空气少，热效率较高；可减少空气污染物的排放（如颗粒物）；可将有机碳氢化合物转变为气体，使其易于焚烧；不需要垃圾前处理。缺点：焚烧残渣中有不完全燃烧的碳氢化合物；对低热值的废液处理效果差；废物的进料特性变化大时，焚烧过程不易操作控制。一般多在小乡镇、岛屿、医院、工厂内使用，适宜处理少量的危险废物。,（6）熔融气化焚烧炉,熔融气化焚烧炉在焚烧
25、过程中先将生活垃圾进行热解产生可燃性气体和固体残渣，然后进行燃烧和熔融，或将气化和熔融合为一体。高温下分解二恶英及其前驱体，减少二恶英类物质总量。炉渣经过高温熔融，可直接回收利用。还原性气氛，有价金属在炉膛中不会被氧化，随炉渣排出后易被分选而回收利用熔融气化焚烧炉运行费用高、维修相对困难，但减容比为各类焚烧炉中最高，可达70：1，资源回收利用高，二次污染小,（7）液体喷射炉,液体喷射炉适合处理流动性的废液、污泥及泥浆等。常见类型有立式圆筒炉、卧式圆筒炉、箱式炉、回转窑等。,8.4 焚烧过程中污染物的产生与防治,1、污染物的产生可燃固体废物（以城市生活垃圾为例）：从焚烧角度分析，城市生活垃圾可分
26、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，不易直接填埋；不可燃垃圾金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可回收利用部分外，大多可直接安全填埋,焚烧产物,有机碳CO2，二恶英等 HH2O，有F或Cl存在时可能有HF、HCl 有机硫和有机磷SO2、SO3、P2O5有机氮N2为主，少量氮氧化物有机氟化物HF，氢不足会出现CF4、COF4（需添加助燃料）有机氯氯化氢（氢气不足有游离氯气产生）有机溴化物、碘化物HBr、Br2、I2金属卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物,2、污染物控制内容,酸性气体NOx有害气体恶臭灰渣
27、,（1）酸性气体主要包括CO2，SO2，HCl，H2S等方法：干式洗气法、湿式洗气法及半干式洗气法。反应原理：物理吸收：水，活性炭等 化学反应（中和）设备：洗气塔、填料塔等,干式洗气法：喷入干粉（石灰、碳酸氢钠，硫化钠等）2HCl+SO2+2CaOCaCl2+CaSO3+H2O SO2+Na2S=Na2S2O3+S 湿式洗气法：NaOH，Ca（OH）2等 HCl+Ca（OH）2CaCl2+H2O 2Hg+2H2SO4 Hg2SO4+2H2O+SO2 除Hg时，需要添加含硫化合物半干式洗气法：将液体雾化喷入洗气塔，介质被蒸发，无废水流出,（2）NOx燃烧控制法 通过低氧浓度燃烧而控制NOx的产生
28、，但氧气浓度过低时，议引起不完全燃烧，产生CO进而生成二恶英。无触酶脱氮法（尿素，氨水等）2NO+（NH）2CO+O2 2N2+2H2O+CO2触酶脱氮法（在触酶表面）4NO+4NH3+2O2 4N2+6H2O NO+NO2+2NH3 2N2+3H2O,（3）二恶英与呋喃,二恶英(Dioxins)是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，是目前发现的无意识合成的毒性最强的化合物，是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。人们通常所说的二噁英指的是多氯二苯并二恶英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDDs)的统称，共有210种同族体。其中2，3，7，8-四氯二苯并二恶英(TCDD)毒性
29、最强，LD50（半致死剂量）是氰化钾毒性的1000倍以上。,二恶英的影响案例,意大利25家奶酪厂二恶英含量超标警惕二恶英污染食物关于禁止进口意大利莫扎里拉奶酪的公告,影响二恶英生成的因素碳源 不论是在重新合成反应中,还是在前驱物异相催化反应中,都需要提供一定数量的碳源。氯源二恶英在形成过程中需要含氯物质提供一定数量的氯原子。包括聚氯乙烯塑料(PVC)、HCl、Cl2、KCl、NaCl、MgCl2、CuCl2、CuCl、FeCl3等温度温度是影响二恶英形成的重要因素之一。二恶英在常温下呈固体,熔点高,一般在700以下对热稳定,高于此温度开始分解。其最佳生成温度为300,催化剂一般认为,在重新合成
30、反应和前驱物异相催化反应中,即使有足够的碳源和氯源,且有适宜的反应温度,如果没有催化剂的存在,也不会有太多二恶英的生成。氧实验观察到在缺氧的条件下,二恶英的生成浓度开始下降。在重新合成反应中氧的存在是必要的。固体废物焚烧过程中,随着氧浓度的升高,二恶英的生成浓度一般也随之升高。反应时间大量实验表明,在适宜的温度下,经过530分钟后,二恶英的生成速率急剧增大,并在24小时内完成。,二恶英的生成机理,表观生成机理：原生垃圾带有：垃圾本身若含微量二恶英，燃烧温度不高会导致其未遭破坏而排出焚烧炉内生成：焚烧过程中因温度较低或停留时间太短，含氯有机前体物（如聚氯乙烯、氯酚等）部分氧化产生生成焚烧炉外再合
31、成：烟气中未燃尽的有机物在飞灰中的重金属（特别是CuCl2）催化和300-500下重新生成注：影响二恶英生成的因素很复杂，对反应表面、催化剂、反应物、水分、氯源、燃烧条件以及反应机理的研究都有待进一步深化,二恶英的控制 控制焚烧厂产生的二恶英，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612 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
32、用活性碳喷射吸附法去除,炉内过程,高温和长时间焚烧,加入催化剂和催化剂NH3、尿素等,调节控制气氛,烟气脱硝,控制进料,活性炭或硫化钠等吸附,控制和脱除NOx和有机毒物的工艺,（4）恶臭 垃圾厌氧发酵和有机物不完全燃烧产生的。多为有机硫化物或氮化物。恶臭污染物是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。从广义上说,我们把散发在大气中的一切有味物质统称为恶臭气体。,恶臭属于感觉公害,直接作用于嗅觉,给人们造成危害。轻者给人以不愉快的感觉;重者使人呼吸困难,恶心呕吐,流泪,甚至会引起中毒。其中有些是三致物质，有些会影响神经系统和造血系统，有些则会引起机体的变态反应。,恶臭的产生和组
33、成 产生：未完全燃烧 一是含硫化合物,如硫化氢、硫醇类、硫醚类等;二是含氮的化合物,如氨、胺类、酰胺、吲哚类等;三是卤素及其衍生物,如氯气、卤代烃等;四是烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等;五是含氧的有机物,如酚、醇、醛、酮、有机酸等。,恶臭控制,（5）灰渣焚烧灰渣是焚烧过程中一种必然的副产物，根据垃圾组成及焚烧工艺的不同，灰渣的产生量一般为垃圾焚烧前总重量的530。焚烧灰渣根据收集位置的不同，可分为底灰和飞灰：底灰渣（slag）是焚烧历由炉床尾端排比的残余物，主要含有焚烧后的灰分和未完全燃烧的残渣。飞灰（fly ash）是指由空气污染控制设备所收集的细微颗粒，占灰渣总量的20%，其重金属含量
34、（Hg、Cd、Pb、Cr等）较高，此外还可能含有二恶英、多氯联苯等微量有机污染物，属危险废物。焚烧灰渣中重金属含量较高，不能在产生地长期贮存，须进行必要的稳定化处理后运至安全填埋场进行最终处置。,飞灰（烟气中的粉尘）国际上将粒径小于75um的固体悬浮物定义为粉尘。飘尘（pm），系指大气中粒径小于10um的固体微粒，它能较长期地在大气中漂浮，有时也称为浮游粉尘。降尘，系指大气中粒径大于10um的固体微粒，在重力作用下，它可在较短的时间内沉降到地面。总悬浮微粒（TSP），系指大气中粒径小于100um的所有固体微粒。,飞灰的产生燃料或废物中的矿物质、金属、盐类、有机金属化合物及有机物质都可能在燃烧系
35、统中形成细小的粉尘，被排气夹带出去。部分熔点低的盐类在燃烧室挥发成蒸气，被气体带出燃烧室外，在排气管或烟气处理系统中因温度降低，凝结成固体。可燃物在低温时重新组合成大分子。,粉尘去除,主要利用各种除尘设备进行处理 方法主要包括两种干法除尘湿法除尘 除尘设备主要有：重力沉降室、旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器、文丘里除尘器、洗涤塔等。选择时，优选袋式除尘器，并注意滤袋和袋笼材质的选择。若选择湿式除尘装置，必须配备完整的废水处理设施。,重金属主要来源于废物中重金属及其化合物的蒸发，大部分以氯化物形态存在标准控制的重金属主要包括Pb、Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni等。,我国焚烧灰渣中重金属含量
36、的典型值,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。,焚烧灰渣中重金属控制思路,（1）普及环境教育，推进垃圾分类，将重金属含量高的废弃物（废灯管、废电池、电子废弃物等）分出焚烧垃圾。（2）垃圾进入焚烧炉前进行预处理。飞灰浸出毒性实验
37、表明，金属氯化物最易浸出。通过控制入炉垃圾中的金属氯化物含量，那么就有可能大大减少飞灰中可溶性的金属物质含量，降低飞灰的浸出毒性，从而降低飞灰的处理成本。（3）改进焚烧工艺（如高温焚烧）重新分配重金属在底灰和飞灰中的比例，提高重金属在飞灰中的含量，降低底灰中的重金属含量，使底灰实现无害化，只需对飞灰进行集中处理，这也是生态型焚烧技术的指导思想。,综合处理的基本方式,微型或小型危险废物焚烧炉：针对性处理大中型烟气净化系统：严格设计成熟技术：1、干式：干式洗气塔+布袋除尘器2、湿式：文丘里洗涤器+湿式洗气塔 静电除尘+填料吸收塔3、半干式：半干式洗气塔+静电除尘器/布袋除尘器,8.5 余热利用,余
38、热利用方式：直接利用 蒸汽、热水和热空气 余热发电 电力 热电联供 发电+区域性供热,低压蒸汽及高压蒸汽的利用途径：1、厂内辅助设备自用；2、厂内生产用蒸汽；3、生活用汽（水）；4、区域蒸汽利用（发电）。,冷却与余热利用设备,1、急冷装置 一般对危险废物而言，温度降低的合理工艺是先通过余热锅炉使烟气温度由1100 左右降至600 左右，然后采用急冷装置使温度在短时间内通过二恶英再合成的温度区间。应保证烟气从500降至200 的停留时间小于1s。2、废热锅炉3、空气预热器,列管换热器,套管换热器,板式换热器,焚烧温水锅炉设备,废热锅炉工作原理,广东珠海垃圾焚烧发电厂,无锡惠联垃圾焚烧发电厂,2005年10月12日，河南省许昌市天键热电有限公司垃圾焚烧发电车间的工人将假冒伪劣香烟倾倒在焚烧炉旁，准备用于燃烧发电。河南省长葛市烟草专卖局一改过去销毁假烟的做法，将查获的3万余条假冒伪劣香烟交予许昌市天键热电有限公司垃圾焚烧发电车间焚烧发电，转化成了2万度电。,
