第六章固体废物的热处理课件.ppt
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- 第六 固体废物 热处理 课件
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1、1【概念概念】焚烧焚烧 干燥干燥热裂解热裂解 焙烧焙烧 热值热值 燃烧温度燃烧温度 DRE 热灼减量比热灼减量比 焚烧效率焚烧效率 【方法原理方法原理】 焚烧原理;热平衡和烟气分析;焚烧工艺系统焚烧原理;热平衡和烟气分析;焚烧工艺系统组成;焚烧炉系统选择;热解原理;典型固体废物组成;焚烧炉系统选择;热解原理;典型固体废物的热解;焙烧方法。的热解;焙烧方法。本章重点本章重点2处理方法处理方法焚烧处理焚烧处理热裂解热裂解焙烧处焙烧处理理其它热其它热处理方法处理方法3机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污 焚毁带病毒、病菌的垃圾。焚毁带病毒、病菌
2、的垃圾。英、美、法等试验研究,建立焚烧炉英、美、法等试验研究,建立焚烧炉19世纪中后期世纪中后期20世纪初世纪初1960大型机械化炉排;较高效率的烟气净化大型机械化炉排;较高效率的烟气净化系统系统 19701990自控、移动式机械炉排自控、移动式机械炉排焚烧炉、多样化、焚烧炉、多样化、T 除尘除尘资源化资源化智能化智能化多功能多功能综合性综合性1234.我国始于我国始于19804焚烧焚烧原理原理燃烧、燃烧机理、燃烧技术、主要影响因素燃烧、燃烧机理、燃烧技术、主要影响因素热平衡及热平衡及烟气分析烟气分析固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算固体废物热值、燃烧温度、空气和烟气量计算焚烧焚烧工艺工
3、艺焚烧工艺系统组成焚烧工艺系统组成焚烧炉焚烧炉系统系统焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评5焚焚烧烧机机理理蒸发蒸发挥发挥发分解分解烧结、熔融烧结、熔融氧化还原氧化还原CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 w/4 z/2) O2 xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O6焚焚烧烧机机 理理干燥干燥是利用焚烧系统是利用焚烧系统热能,使入炉固热能,使入炉固体废物水分汽化、体废物水分汽化、蒸发的过程蒸发的过程传导、对流和辐传导、对流和辐射三种干燥方式射三种干燥方式需要消耗较多能需要消耗较多能量量热分解热分解是
4、固体废物中的是固体废物中的有机可燃物质,有机可燃物质,在高温作用下进在高温作用下进行化学分解和聚行化学分解和聚合反应的过程合反应的过程热分解的转化率热分解的转化率取决于热分解反取决于热分解反应的热力学特性应的热力学特性和动力学行为和动力学行为燃烧燃烧是可燃物质的快是可燃物质的快速分解和高温氧速分解和高温氧化过程化过程根据种类和性质根据种类和性质不同,分为蒸发不同,分为蒸发燃烧、分解燃烧、燃烧、分解燃烧、表面燃烧表面燃烧主要污染物:烟主要污染物:烟气和残渣气和残渣7焚焚烧烧技技术术层状燃烧技术层状燃烧技术过程稳定、技术过程稳定、技术成熟、应用广成熟、应用广固定炉排焚烧炉、固定炉排焚烧炉、水平机械
5、焚烧炉、水平机械焚烧炉、倾斜机械焚烧炉倾斜机械焚烧炉等等辐射、烟气对流,辐射、烟气对流,翻转及搅动翻转及搅动炉型设计和配风炉型设计和配风设计设计流化燃烧技术流化燃烧技术较成熟,可处理较成熟,可处理低热值、高水分低热值、高水分废物,但对入料废物,但对入料要求均匀化、细要求均匀化、细小化小化流化床焚烧炉流化床焚烧炉空气流和烟气流空气流和烟气流快速移动,物料快速移动,物料流态化状态流态化状态旋转燃烧技术旋转燃烧技术较成熟、效率高较成熟、效率高回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉滚筒、抄板滚筒、抄板8焚烧影焚烧影响因素响因素废物料层厚度、运废物料层厚度、运动方式、预热温度动方式、预热温度进气方式、燃烧器性进气方式
6、、燃烧器性能、烟净化系统阻力能、烟净化系统阻力9固固体体废废物物热热值值4500760)81(450001400032. 2smclmommcmLHVH1001002)()(OHHHVHHV干湿2242095.735.519ClFLHVHHVH OH ()10固固体体废废物物燃燃烧烧温温度度11空空气气和和烟烟气气量量计计算算12焚焚烧烧工工艺艺工艺工艺系统系统空气系统空气系统前处理系统前处理系统进料系统进料系统焚烧炉系统焚烧炉系统其它系统其它系统烟气系统烟气系统13焚焚烧烧工工艺艺前前处处理理及及进进料料系系统统14焚焚烧烧工工艺艺焚焚烧烧炉炉系系统统15焚焚烧烧工工艺艺焚焚烧烧炉炉系系统统
7、炉排有炉排有效面积效面积A.燃烧室燃烧室有效容有效容积积V.停留时停留时间间.16焚焚烧烧工工艺艺空空气气系系统统主要主要设施设施通风管道、进气系统、风机和空气预热器等助燃助燃空气空气一次助燃空气:60%80%,干燥段15%、燃烧段75%、燃烬段10%二次助燃空气:20%40%,火焰上和二次燃烧室空气换热换热器预器预热热余热锅炉后,20028017焚焚烧烧工工艺艺烟烟气气系系统统PCDDs: TCDDs PCDFs酸性气体酸性气体: HF、SOX、NOX、HCl重金属重金属汞、镉、铅汞、镉、铅烟尘烟尘18焚焚烧烧工工艺艺其其它它系系统统灰渣系统灰渣系统废水处理系统废水处理系统余热系统余热系统发
8、电系统发电系统自动控制系统自动控制系统19焚焚烧烧炉炉的的选选评评炉型炉型优点优点缺点缺点机械焚机械焚烧炉烧炉容量大(单炉容量达容量大(单炉容量达100500t/d)、效)、效率高、焚烧彻底、公害易处理、燃烧稳率高、焚烧彻底、公害易处理、燃烧稳定、控管容易、余热利用高定、控管容易、余热利用高造价高、技术复杂、维修费高,需连造价高、技术复杂、维修费高,需连续运转、运行管理要求高续运转、运行管理要求高回转式回转式焚烧炉焚烧炉垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量(单炉容(单炉容100400t/d)、)、 可高温安全燃可高温安全燃烧,烧, 残灰颗粒小残灰颗粒小连续传动装
9、置复杂、炉内的耐火材料连续传动装置复杂、炉内的耐火材料易损坏易损坏控气式控气式焚烧炉焚烧炉适用中小容量(单炉容量适用中小容量(单炉容量150t/d)、)、构造简单、装置可移动、机动性强构造简单、装置可移动、机动性强燃烧不完全、燃烧效率低、燃烧不完全、燃烧效率低、 使用年使用年限短、限短、 平均建造成本较高平均建造成本较高流化床流化床焚烧炉焚烧炉容量适中(单炉容量容量适中(单炉容量50200t/d)、)、燃烧温度较低(燃烧温度较低(750850)、)、 热传导热传导好、公害低、好、公害低、 烧效率高烧效率高操作技术高、燃料种类受到限制、进操作技术高、燃料种类受到限制、进料颗粒较小、单位处理量所需
10、动力高、料颗粒较小、单位处理量所需动力高、炉床材料易冲蚀损坏炉床材料易冲蚀损坏垃圾衍垃圾衍生燃料生燃料焚烧炉焚烧炉适用大容量(单炉容适用大容量(单炉容200750t/d)焚烧、)焚烧、余热利用率高、可资源回收余热利用率高、可资源回收造价昂贵、设备构造复杂、技术复杂、造价昂贵、设备构造复杂、技术复杂、不适合高水分垃圾不适合高水分垃圾20焚焚烧烧炉炉的的选选评评焚焚烧烧效效果果黑度,烟气量黑度,烟气量12342122热解热解原理原理热解定义及特点、热解过程及产物、有机热解定义及特点、热解过程及产物、有机固体废物热解机理固体废物热解机理热解热解工艺工艺热解工艺分类热解工艺分类典型固典型固体废物体废物
11、的热解的热解城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃物的热解物的热解23热热解解与与焚焚烧烧比比较较24热热解解的的特特点点25热热解解过过程程及及产产物物有机固体废物 气体(H2 、CH4 、CO、CO2 )+ 有机液体(有机酸、芳烃、焦油)+ 固体(炭黑、灰)3(C6H10O5) 8H2O+C6H8O(可燃油)+2CO+2CO2+CH4+H2+7C26热热解解动动力力学学27热热解解工工艺艺分分类类是否生是否生成炉渣成炉渣造渣型和非造渣型热解、热解、燃烧位燃烧位置置单塔式和双塔式产物物产
12、物物理形态理形态气化方式、液化方式、炭化方式热解炉热解炉结构结构固定床、移动床、流化床和旋转炉热解温热解温度不同度不同高温热解、中温热解、低温热解供热方供热方式式直接加热 、间接加热28 造气 造油双塔循环式转窑式管式快速热解电炉法热热解解常常用用工工艺艺29SW热解造气是使其在一定温度下转变成气体燃料。1、双塔循环式工艺:1)原料定量投入热解炉内;2)与来自燃烧炉返回的砂混合;3)热解炉内400-700热解生成燃气。4)气体进入净化系统,一部分供燃烧炉,一部分作分解炉搅拌、浮动用5)热解产生的炭送燃烧炉燃烧。6)被加热的砂送回到热解炉。热热解解常常用用工工艺艺热热解解造造气气30-SW中固态
13、炭燃烧,放热反应在焚烧炉内进行。因此使热解塔生成的气体不含烟气。故获得高热值的燃气。-热载体:砂子 粒度要求:0.3-燃烧室用空气助燃。热热解解常常用用工工艺艺双双塔塔热热解解31-颗粒循环浮动、传质、传热速度快,单位面积处理能力大。-物料在床内分散均匀,床内温度均衡,易控制。-有载体蓄热、无急冷急热现象。-分塔进行,燃气纯度高。 热热解解常常用用工工艺艺双双塔塔热热解解-循环流动,动力费用高。-物料粒度大小要接近,砂子0.3;SW5-20,破碎要求高。-结构较复杂,操作也较难。-载体飞出量大。 双塔热解的优点双塔热解的优点双塔热解的缺点双塔热解的缺点32 将SW用锤式破碎机破碎成10以下。然
14、后用活塞给料器将空气挤出并自动连续地送入回转窑内,在窑的出口喷入燃烧气逆流直接加热垃圾,使其受热分解而气化。残渣落入水槽内急剧冷却,然后回收铁和玻璃。气体以除尘而得可燃气。热热解解常常用用工工艺艺回转回转窑热窑热分解分解造气造气SW 破碎 给料器SW 回 转 炉 水槽 磁选 残渣 金属 除尘 可燃气 730-760 1090 33-预处理只破碎不分选,比较简单。-处理效率高,适应性强,设备结构简单,操作可靠。 热热解解常常用用工工艺艺回回转转窑窑热热分分解解造造气气-热效率低。-占地面积大。-造价、运转费用大。 回转窑热回转窑热分解造气优点分解造气优点回转窑热回转窑热分解造气缺点分解造气缺点3
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