固體廢物處理與處置熱處理

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1、第四章固體廢物的熱處理固體廢物的熱處理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)化為能源的過程，主要包括熱解、焚燒等技術(shù)，特別適合有機(jī)固體廢物的資源化。第一節(jié)焚燒處理固體廢物焚燒處理就是將固體廢物進(jìn)行高溫分解和深度氧化的處理過程。早期的焚燒爐如弗萊斯焚燒爐、安德森焚燒爐設(shè)備簡陋，沒有煙氣凈化處理設(shè)施，間歇操作，采用人工加料和人工排渣，焚燒效率低，殘?jiān)看?，污染?yán)重?，F(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800~1200℃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(shí)實(shí)現(xiàn)廢物

2、的無害化、減量化、資源化。一、燃燒與焚燒通常把具有強(qiáng)烈放熱效應(yīng)、有基態(tài)和電子激發(fā)態(tài)的自由基出現(xiàn)并伴有光輻射的化學(xué)反應(yīng)稱為燃燒。生活垃圾和危險(xiǎn)廢物的燃燒，稱為焚燒。根據(jù)可燃物質(zhì)種類和性質(zhì)的不同，燃燒過程有蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒三種機(jī)理。蒸發(fā)燃燒蒸發(fā)燃燒是指垃圾受熱熔化成液體，近而轉(zhuǎn)化成蒸氣，與空氣擴(kuò)散混合而燃燒。如蠟的燃燒。表面燃燒指固體廢物不含揮發(fā)組分，燃燒只在固體表面進(jìn)行，而且在燃燒過程中不發(fā)生融化、蒸發(fā)和分解等過程。如木炭、焦炭的燃燒屬于此類。表面燃燒分解燃燒可燃物質(zhì)的碳?xì)浠衔锏仁軣岱纸?，揮發(fā)為較小分子可燃?xì)怏w后再進(jìn)行燃燒就是分解燃燒，

3、如木材和紙的燃燒。垃圾受熱后首先分解，輕的碳?xì)浠衔飺]發(fā)，留下固定碳及惰性物。揮發(fā)分與空氣擴(kuò)散混合而燃燒，固定碳的表面與空氣接觸進(jìn)行表面燃燒。生活垃圾中含有多種有機(jī)成分，其燃燒過程是蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒的綜合過程。一般，可燃廢物可用CxHyOzNuSvClw表示，其完全燃燒的氧化反應(yīng)可表示為：實(shí)際燃燒過程中，通過加入足夠的氧氣、保持適當(dāng)溫度和反應(yīng)停留時(shí)間，控制燃燒反應(yīng)使之接近理論燃燒，不致產(chǎn)生有毒氣體。二、焚燒原理通?？蓪⒎贌^程劃分為干燥、熱分解和燃燒三個(gè)階段。干燥是利用焚燒系統(tǒng)熱能，使入爐固體廢物水分汽化、蒸發(fā)的過程。熱分解時(shí)固體廢物中

4、的有機(jī)可燃物質(zhì)在高溫作用下進(jìn)行化學(xué)分解和聚合反應(yīng)的過程。燃燒是可燃物質(zhì)快速分解和高溫氧化過程。焚燒過程實(shí)際上是干燥脫水、熱化學(xué)分解、氧化還原反應(yīng)的綜合作用過程。三、焚燒技術(shù)1、層狀燃燒技術(shù)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。連續(xù)的翻動和攪動，明顯改善了物料的透氣性，促進(jìn)了垃圾的著火和燃燒。合理的爐型設(shè)計(jì)和配風(fēng)設(shè)計(jì)，能有效地利用火焰下空氣、火焰上空氣的機(jī)械作用和高溫?zé)煔獾臒彷椛洌_保爐排上垃圾的預(yù)熱、干燥、燃燒和燃燼過程。爐排型焚燒爐將廢物置于爐排上進(jìn)行焚燒的爐子，有固定爐排和活動爐排兩種焚燒爐固定爐排：只能手工操作、

5、間歇運(yùn)行，勞動條件差、效率低，撥料不充分時(shí)焚燒不徹底。只適用于焚燒少量的易燃性廢物。實(shí)際應(yīng)用較多的是活動式爐排焚燒爐，即機(jī)械爐排焚燒爐?；顒邮綘t排有：（1）并列搖動式一系列扇形爐排有規(guī)律地橫排在爐體中。爐排上下運(yùn)動，使物料向前運(yùn)動，對固體廢物適應(yīng)性強(qiáng)，可用以含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。（2）逆動式爐排長度固定、寬度可依爐床所需面積進(jìn)行調(diào)整，可由數(shù)個(gè)爐床橫向組合而成。固定爐條和可動爐條交錯(cuò)配置，可動爐條逆向移動，廢物因重力而滑落。大型垃圾焚燒。（3）臺階式為傾斜床面，其中固定和可動爐排縱向交錯(cuò)配置，有階段落差。（4）履帶

6、式爐排由連續(xù)不斷地運(yùn)動著的履帶組成。較少使用。（5）滾筒式爐排為5~7個(gè)圓筒形滾輪，成傾斜排列，相鄰圓桶間旋轉(zhuǎn)方向相反，有獨(dú)立的一次空氣導(dǎo)管，由圓桶底部經(jīng)滾筒表面的送氣孔到達(dá)廢物層。利用空氣流和煙氣流的快速運(yùn)動，使媒介料和固體廢物在燃燒過程中處于流態(tài)化狀態(tài)，并在流態(tài)化狀態(tài)下進(jìn)行固體廢物的干燥、燃燒和燃燼。焚燒溫度多保持在400~980℃。2、流化燃燒技術(shù)流化床焚燒爐流化床焚燒爐優(yōu)點(diǎn)：顆粒的劇烈運(yùn)動使得顆粒和氣體間傳熱、傳質(zhì)速度快；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(jià)較低。缺點(diǎn)：需破碎后才能燃燒，動力消耗大。流化床型焚燒爐是

7、利用爐底分布板吹出熱風(fēng)將廢物懸浮呈沸騰狀進(jìn)行燃燒，并用石英砂作載體，加速傳熱和燃燒。適用于粉狀或泥狀廢物焚燒處理。它是一個(gè)略微傾斜而內(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(dá)到固體廢物均勻混合并沿傾斜角度向出料端移動。3、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)——旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐溫度分布大致為：干燥區(qū)200~400℃，燃燒區(qū)700~900℃，高溫熔融燒結(jié)區(qū)1100~1300℃旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐爐身為一臥式可旋轉(zhuǎn)圓柱體（外層為金屬內(nèi)層耐火磚砌筑而成）。轉(zhuǎn)速一般為0.5-3r/min物料加熱是由燃燒過程中產(chǎn)生的氣體以及窯壁傳輸?shù)臒崃克峁?。進(jìn)氣進(jìn)料方式根據(jù)燃燒氣體和固體廢

8、物前進(jìn)方向是否一致，旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐分為順流和逆流兩種。后者常用于處理高水分固廢。目前絕大多數(shù)的旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐為同向，主要的原因