固体废弃物处理技术一、定义和绪论定义：焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为900℃左右，炉心最高温度可达1100℃），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。焚烧技术的发展历史焚烧的优点缺点——国外利用垃圾焚烧发电技术的应用始于20世纪50年代，最先应用的国家是联邦德国和法国，其后美国、日本、韩国等均建有相当数量的垃圾焚烧电站。我国于1988年开始首次引进垃圾焚烧发电技术，2000年沈阳建成我国首座垃圾与污水一体处理厂。电厂垃圾发电工艺流程二、燃烧原理固体废物焚烧过程（1）干燥阶段干燥阶段——对机械送料的运动式炉栅，从物料送入焚烧炉起到物料开始析出挥发分着火。在干燥阶段，物料的水分是以蒸汽形态析出的，因此需要吸收大量的热量——水的汽化潜热。1.预热阶段2.水分蒸发阶段橡胶塑料的水分是最易蒸发的,其排列为橡胶、塑料、纤维、纸、竹木、厨房垃圾。1.预热阶段（2）焚烧阶段热解：在无氧或近乎无氧条件下，利用热能破坏含碳高分子化合物元素的化学键，使含碳化合物破坏或进行化学重组。纤维素分子：C6H10O5——2CO+CH4+3H2O+3C对象——大分子的含碳化合物（一般的有机固体废物）挥发分的析出：200~800℃强氧化反应：析出的挥发物、固定炭燃烧固废的燃烧分为三阶段，即预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段和炭燃烧阶段。预热起燃阶段在该阶段，固废被加热，水分逐渐蒸发后变为干物料，当固废被加热到160℃时，开始释放出挥发分。挥发分的组成为:二氧化碳、一氧化碳、低分子碳氢化合物(如:甲烷和乙烯等)、氢气、氧气和氮气等气体。挥发分中的氢气、低分子碳氢化合物和一氧化碳是可燃成分，二氧化碳和氮气是不可燃成分。挥发分燃烧阶段固废经加热所释放出的挥发分在高温下开始燃烧，同时释放出大量热量，由于挥发分的成分比较复杂，其燃烧反应也比较复杂。几种主要挥发分气体的燃烧反应方程式如下:炭燃烧阶段挥发分在燃烧初期将固定碳包裹着，氧气不能接触到炭的表面，因而炭在挥发分的燃烧初期是不燃烧的，经过一段时间以后，挥发分燃烧结束，剩下的炭与氧气接触并发生燃烧反应。炭燃烧时的反应方程式如下:(3)燃尽阶段该阶段可燃物浓度减少，惰性物增加，氧化剂量相对较大，反应区温度降低。改善措施：翻动，拨火——减少物料外表面的灰层。增加物料在炉内的停留时间。影响固体物质焚烧的因素固体废物焚烧的产物三、垃圾品质及焚烧要求有机物或可燃无机物+O2=CO2+H2O+其它简单无机物+热量热值的计算方法方法一、通过元素组成作近似计算方法二、通过比例求和法计算如果混合固体废物总重已知，废物中各组成物的重量和热值已测定，则混合固体废物的热值可用下式计算：关于热值的计算解：(1)以100为基准，分别汁算各组分的重量厨房废渣及果皮重量＝100×29.53%=29.53kg同样方法计算出木屑、杂草的重量为2kg，纸张重量为1.35kg，塑料皮革等重量1.39kg。(2)计算各组分产生的能量实际上，焚烧过程是在焚烧装置中进行的。由于空气的对流辐射、可燃部分的未完全燃烧、残渣中的显热以及烟气的显热等原因都会造成热能的损失。因此，焚烧后可以利用的热量应从焚烧反应产生的总热量中减去各种热损失，计算公式为：例2某固体废物含可燃物60%，水分20%、惰性物20%。固体废物的元素组成为碳28%、氢4%，氧23%、氮4%、硫1%、水分20%、灰分20%。假设①固体废物的热值为11630kJ/kg；②炉栅残渣含碳量5%；③进人炉膛的废物温度为65℃，离开炉栅残渣的温度为650℃；④残渣的比热为0.323kJ/(kg·℃)；⑤水的汽化潜热2420kJ/kg；⑥辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%；⑦碳的热值为32564kJ/kg，试计算这种废物燃烧后可利用的热量。焚烧产物废物在焚烧炉中停留时间的计算固体废物在焚烧炉内的停留时间：指固体废物从进炉开始到焚烧结束炉渣从炉中排出所需的时间。例2试计算在800℃的焚烧炉中焚烧氯苯，当DRE分别为99%、99.9%、99.99%时的停留时间。习题：试计算在900℃的焚烧炉中焚烧甲苯，当焚烧时间分别为0.1S、0.3s时的DRE。当甲苯的DRE要求99.99%,甲苯在炉内的停留时间为多少?(甲苯的A=2.281013，E=56500kcal/（g.mol)，R=1.987kcal/(g.mol.k)理论燃烧温度的计算燃烧反应是由许多单个反应组成的复杂的化学过程。它包括放热反应，也有吸热反应。当燃烧系统处于绝热状态时，焚烧释放出的全部热量使焚烧产物（废气）达到的温度称为理论燃烧温度，即绝热火焰温度T。在温度为25℃，许多