chapter05固体废物热化学处理技术

第五章固体废物热化学处理技术一、概述二、焚烧原理及热工计算三、焚烧系统四、焚烧污染控制技术五、热解过程及原理六、热解工艺及处理技术1热化学处理概述定义热化学处理是通过对固体废物进行高温分解和深度氧化，改变其物理、化学、生物特性或组成的处理方法。热化学处理的种类常用的热化学处理技术包括：焚烧、热解、气化、熔融。固体废物的热化学处理技术2热化学处理概述热化学处理的优点：减容效果好：如焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80~90%；消毒彻底：高温处理过程可以使废物中的有害成分得到完全分解，并能彻底杀灭病原菌；减轻或消除后续处置过程对环境的影响：如可大大降低填埋场浸出液的污染物浓度和释放气体中的可燃及恶臭成分回收资源和能量，通过热化学处理可以从废物中回收高附加值产品和能量：如热解生产燃料油，焚烧发电等。固体废物的热化学处理技术3热化学处理概述热化学处理技术存在的问题投资与运行费用高；操作运行复杂、尤其是当废物成分变化大时，对设备和运行条件要求严格；二次污染与公众反应，大部分热化学处理过程都会产生各种大气污染物，如SOx、NOx、HCl、飞回和二恶英等，经常会引起附近居民的关注、担心甚至反对。固体废物的热化学处理技术4热化学处理概述固体废物热化学处理系统全系统包括：处理部分、能量回收部分、物质回收部分、尾气净化部分以及尾水、尾渣处理部分热处理热回收尾气净化物质回收水处理废料燃料空气尾渣、污水固态或液态产物尾气排放尾渣达标排放固体废物的热化学处理技术5焚烧原理及热工计算焚烧技术概述焚烧原理焚烧效果评价焚烧热工计算固体废物的热化学处理技术6焚烧技术概述焚烧处理的作用及其处理对象焚烧法是一种高温热处理技术，废物中的有害有毒物质在高温下氧化，热解而被破坏，是一种可同时实现废物资源化、减量化、无害化的处理技术。焚烧的主要目的是尽可能焚烧废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽可能减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。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；不但可以处理城市生活垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。焚烧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含量很少时，需补加大量燃料。固体废物的热化学处理技术7焚烧技术概述废物焚烧处理方式废物焚烧厂可分为：城市垃圾焚烧厂、一般工业废物焚烧厂和危险废物焚烧厂。焚烧场按处理规模和服务范围来看，又有区域集中处理场和就地分散处理场之分。对于易处理、数量少、种类单一及间歇操作的废物处理，工艺系统及焚烧炉本体尽量设计得比较简单，不必设置废热回收设施。对于数量大的废物，并需连续进行焚烧处理时，焚烧炉设计要保证高温，除将废物焚毁外，应尽可能地考虑废热回收措施，以充分利用高温烟气的热能。固体废物的热化学处理技术8焚烧技术概述废物焚烧技术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。进入六十年代，随着计算机技术和自动控制技术的进步，垃圾焚烧炉逐步发展成为集高技术为一体的现代化工业装置。到目前为止，世界上最大的垃圾焚烧厂的处理能力为4300t/d，单炉的最大处理能力已达720t/d。主要工业发达国家城市垃圾处理中焚烧所占的比例（%）瑞士日本丹麦瑞典法国比利时荷兰奥地利美国757370695540352316德国挪威英国加拿大意大利西班牙芬兰爱尔兰葡萄牙161512875500固体废物的热化学处理技术9焚烧技术概述固体废物的热化学处理技术10焚烧技术概述固体废物的热化学处理技术11焚烧原理固体废物燃烧过程由传热、传质、热分解、蒸发、气相化学反应和多相化学反应等组成。 一般认为，固体废物的燃烧可以有以下几种形式：蒸发燃烧 指类似石蜡的固体物质，受热后先融化为液体，进一步受热产生燃料蒸汽，再与空气混合燃烧。分解燃烧 指木材、纸张等纤维素类物质，受热后分解为挥发性组分和固定碳，挥发性组分中的可燃气体进行扩散燃烧，而碳则进行表面燃烧。焚烧原理及热工计算12焚烧原理表面燃烧 指类似木炭、焦炭的固体物质，受热后不经过融化、蒸发、分解等过程，而直接燃烧，表面燃烧又称作多相燃烧或置换燃烧。固体废物的焚烧与加热为目的的燃料燃烧不同，特别是对于化学、物理性质复杂的固体废物，其组成、形状、热值和燃烧状况等随时间和炉内燃烧区域的不同有很大的差异。采用焚烧方法处理含有一定水分的固体废物时，一般都要经过干燥、热分解和燃烧三个阶段，最终生成气象产物和惰性固体残渣。在设计焚烧炉时，必须知道从废物受热开始，经过以上几个阶段，最终完成燃烧所需的时间，即废物在炉膛内的停留时间。焚烧原理及热工计算13燃烧动力学 作为可燃物燃烧动力学的基础，主要讨论单一颗粒在燃烧过程中的热分解时间、燃烧时间以及燃烧速度等。热分解过程热分解速度固体燃料的热分解速度一般可视为1及反应，即：式中：m—固体废物的质量（g）k—反应常数（s-1）焚烧原理及热工计算14燃烧动力学反应常数和温度的关系K=α•exp(-E/RT)

式中：α：频率系数(s-1)

；E：活化能(cal/mol); R：气体常数(cal/mol•K);T：绝对温度（K）燃料粒径对活化能E有很大的影响：在300-400℃范围内，α=10-7-10-8g-1；当燃料粒径大于1cm时，E=25-30kcal/mol；当燃料粒径小于0.1cm时，E=50-60kcal/mol。焚烧原理及热工计算15燃烧动力学热分解时间：基本假设：固体燃料瞬间投入温度极高的炉膛内，热分解速度和热分解产物的扩散速度非常快，即热分解速度等于加热速度；辐射传热和固体物料间的导热可以忽略不计；固体物料是平板或球体颗粒。加热时间：可以由傅立叶（Fourier）准数（F0）求出 加热时间是指固体废物由初始温度加热到初始温度与周围气体介质温度之差的95%的温度所需的时间，并以这个加热时间作为热分解时间。焚烧原理及热工计算16燃烧动力学F0=a·tn/r02式中：a：热扩散系数（cm2/s）；tn：加热时间；F0：傅立叶准数；r0：球的半径或平板厚度的一半（cm）F0=f(Bi,Nu,x/D)式中：D：球的直径或平板厚度（cm）；x：离开颗粒中心的距离（cm）；Bi：Biot准数；Nu：Nussel准数Bi=hr0/Ks式中：h：从气体介质到废物表面的对流传热系数(W/m2·K);Ks：固体废物的导热系数(W/m·K);Nu=hD/Kg式中：Kg：气体介质的导热系数(W/m·K);焚烧原理及热工计算17燃烧动力学燃烧过程可燃气体的挥发速度<氧气的扩散速度，反应在固体表面上进行多相燃烧和气相燃烧；可燃气体的挥发速度>氧气的扩散速度，反应将稳定在气相中，只发生气相燃烧反应。燃烧速度固体燃料的多相燃烧可以分为以下三个阶段：①氧向惰性气体和反应产物的扩散；氧向燃烧固体表面的扩散速度(Ns)为：Ns=kx(xa-xs) 式中：kx：氧的扩散速度；xa：气体介质中氧的摩尔分率；xs：固体表面上氧的摩尔分率。焚烧原理及热工计算18燃烧动力学

②氧以活化能Eα被吸附于固体燃料表面，只留一定时间后，发生氧化反应，反应产物以活化能Ed由固体表面解吸；氧的吸附为1级反应，吸附速度为：Rα=kαxs(1-θ)氧的解吸为1级反应，解吸速度为：Rd=kdθ式中：kα：吸附速度常数（mol/cm2·s）；kd：解吸速度常数（mol/cm2·s）；θ：吸附氧占固体表面活性中心的比率。③燃烧产物向周围气体介质扩散，完成燃烧。焚烧原理及热工计算19燃烧动力学总燃烧速度稳定状态下，存在如下关系：Rα=Rd=Ns=Rs消去θ后可以得到：Rs2-(kxxa+kd+kxkd/ka)Rs+kxkdxa=0求解上式可得：焚烧原理及热工计算20燃烧动力学在给定的条件下，比较扩散、吸附和解吸三个阶段的速度。可以得出那一阶段的速度为控制速度。当kd大时，1/Rs=1/kxxa+1/kaxa=Sx+Sa 扩散阻力和吸附阻力影响燃烧速度当ka大时，(Rs-kd)(Rs-kaxa)=0 低温时，解吸为控制步骤，高温时，吸附为控制步骤，两者之间没有过渡区，从一种状态向另一状态的变化是不连续的。当ks大时，1/Rs=1/kaxa-1/kd=Sa+Sd

以xs替代xa，即可得到朗格缪尔吸附等温线。焚烧原理及热工计算21燃烧动力学燃烧时间假定： ①固体燃料在稳定状态下燃烧时，周围气体的温度、压力、氧浓度等都不变化。 ②燃烧速度可以用固体颗粒半径的减少速度来表示。Rs=-ρsdr/dt式中：ρs：固体颗粒的密度。燃烧时间焚烧原理及热工计算22焚烧效果评价焚烧效果的评价指标一般固体废物一般固体废物焚烧处理的主要目的是燃烧其中的可燃物质，减少废物体积；焚烧处理效果的评价指标，主要为焚烧效率（CombustionEfficiency，简写为CE）。式中：CO和CO2为烟道气中所含的浓度值。（CO2+CO）CO2CE=×100%焚烧原理及热工计算23焚烧效果评价危险废物危险废物焚烧处理的主要目的是破坏和去除其中的有害组分（PrincipalOrganicHazardousConstituents简写为POHC）危险废物焚烧处理效果的评价指标，主要为有害物质的破坏去除率(DestructionandRemovalEfficiency，简写为DRE)DRE(%)＝(WPOHC进－WPOHC出)/WPOHC进×100％对于危险废物的焚烧处理，一般要求POHC的DRE都要求达到99.99%以上，二恶英和呋喃类的DRE达到99.9999%焚烧原理及热工计算24焚烧效果评价国家标准生活垃圾焚烧炉技术性能指标GWKB3-2000危险废物焚烧炉技术性能指标GWKB2-1999焚烧原理及热工计算项目烟气出口温度烟气停留时间焚烧炉渣热灼减率焚烧炉出口烟气中氧含量℃s%%指标≥850≥2≤56-12≥1000≥1指标焚烧炉温度烟气停留时间燃烧效率焚毁去除率焚烧残渣热灼减率废物类型℃s%%%危险废物≥1100≥20≥99.9≥99.99﹤5多氯联苯≥1200≥20≥99.9≥99.9999﹤5医疗垃圾≥850≥10≥99.9≥99.99﹤525焚烧效果评价燃烧效果的主要影响因素①物料尺寸（Size） 物料尺寸越小，所需加热和燃烧的时间就越快，一般来说，固体物质的燃烧时间与物料的粒度的1-2次方成正比。②停留时间（Time） 为了保证物料的充分燃烧，需要在炉内停留一定时间，包括加热物料及氧化反应的时间。③湍流程度（Turbulence） 湍流程度是指物料与空气及气化产物与空气之间的混合情况，湍流程度越大，混合越充分，空气的利用率越高，燃烧越有效。焚烧原理及热工计算26焚烧效果评价④焚烧温度（Temperature） 一般来说，焚烧温度越高，废物燃烧所需的停留时间就越短，焚烧效率越高，但是如果温度过高，会对炉体材料产生影响，还可能发生炉棒结焦等问题。⑤过剩空气量（Excessair） 空气量与温度是两个相互矛盾的影响因素，在实际操作过程中，应根据废物的特性、处理要求等加以适当调整，一般情况下，过剩空气量应控制在理论空气量的1.7-2.5倍。在焚烧炉的操作运行过程中，焚烧温度、停留时间、湍流程度、过剩空气量是四个最重要的影响因素，而且各个因素间相互依赖，通常称为“3T-1E原则”。焚烧原理及热工计算27焚烧热工计算焚烧烟气量①理论需氧量②理论需空气量③实际空气量④烟气量⑤过剩空气系数烟气温度热量平衡计算焚烧原理及热工计算28焚烧热工计算基本概念 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kJ/kg计。热值的两种表示法：高温热值(粗热值)：产物水是气态低温热值（净热值）：产物水是液态。二者之差就是水的汽化潜热。热值计算（Dulong）：净热值，NHV=2.32[14000mC+45000(mH-mO/8)-760mCl+4500mS]mc,mH,mO,mCl,mS￣代表C,H,O,Cl,S的质量分数将粗热值转变为净热值可通过下式计算：NHV=HHV-2420[H2O+9(H-Cl/35.5-F/19)]式中：NHV￣净热值，kJ/kg；HHV￣粗热值，kJ/kg；H2O￣焚烧产物中水的质量百分数，%；H，Cl，F￣分别为废物中的质量百分数，%。焚烧原理及热工计算29焚烧热工计算焚烧烟气量 设1kg燃料中含有碳C(kg)、氢H(kg)、氧O(kg)、硫S(kg)、氯(kg)和水分W(kg)

则可燃组分所需的氧量减去燃料含有的氧量即为该燃料完全燃烧所需的理论空气量Va：碳燃烧C+O2→CO2C×22.4/12Nm3氢燃烧H2+1/2O2→H2OH/2×(22.4/2)Nm3硫燃烧S+O2→SO2S×22.4/32Nm3燃料中的氧O→1/2O2O/16×(22.4/2)Nm3焚烧原理及热工计算30焚烧热工计算①理论需氧量 以体积表示： V0=22.4(C/12+H/4+S/32+O/32)(Nm3/kg) 以质量表示： V0=32(C/12+H/4+S/32+O/32)(kg/kg)②理论需空气量 以体积表示：Va=V0/0.21(Nm3/kg) 以质量表示：Va=V0/0.23(kg/kg)焚烧原理及热工计算31焚烧热工计算如果在垃圾焚烧时使用了辅助燃料（如天然气等），则可将其视为CO、H2、CH4、C2H4等的混合气体，可补充分析如下：CO+1/2O2→CO2H2+1/2O2→H2OCH4+2O2→CO2+2H2OC2H4+3O2→2CO2+2H2O理论需氧量V0=1/2(CO)+1/2(H2)+3C2H4+2CH4(Nm3/Nm3)理论需空气量Va=V0/0.21(Nm3/Nm3)焚烧原理及热工计算32焚烧热工计算③实际空气量Va′=mVa 式中：m为空气比或过剩空气系数（采用连续式机械炉焚烧固体废物时，通常取m=1.7-2.5）④烟气量 湿烟气V和干烟气Vd 将还有水蒸气的烟气称为湿烟气，也称总烟气量V； 取出水蒸气的烟气称为干烟气Vd；理论烟气量 以理论空气量完全燃烧产生的烟气称为理论烟气量Ve焚烧原理及热工计算33焚烧热工计算1kg燃料的理论烟气量为：CO2：C*22.4/12(Nm3/kg)H2O2：H*22.4/2(Nm3/kg)燃烧产物W*22.4/18(Nm3/kg)燃料水分Va*x(Nm3)空气水分SO2：S*22.4/32(Nm3/kg)N2：0.79Va+N*22.4/28(Nm3/kg)x为1Nm3干空气中所含水蒸汽的量Nm3理论干烟气的量Vda=（C/12+S/32+N/28）*22.4+0.79Va(Nm3/kg)理论湿烟气量Vw=Vda+（H/2+w/18）*22.4+Va*x

(Nm3/kg)焚烧原理及热工计算34焚烧热工计算实际干烟气量（Vd）和实际湿烟气量（V）Vd=Vda+(m-1)Va=(m-0.21)Va+(C/12+S/32+N/28)*22.4(Nm3/kg)V=Vw+(m-1)Va+(m-1)Vax=(m-0.21)Va+(C/12+H/2+w/18+S/32+N/28)*22.4+mVax(Nm3/kg)根据物料平衡，湿烟气量应该等于燃料量，空气量（A）和空气中水蒸汽量（x’A）之和。即V=l+（l+x’）A（kg/kg）式中：x’为1kg干空气中所含水蒸汽的量kg，x’=18*x/29。焚烧原理及热工计算35焚烧热工计算若使用辅助燃料时，则每1Nm3的气态燃料在助燃空气Va‘=（mVa）供应下，会产生废气组成如下：Vo2=0.21(m-1)Va(Nm3/Nm3)Vn2=0.79mVa+(N2)(Nm3/Nm3)Vco2=(CO2)+(CO)+(CH4)+2(C2H4)(Nm3/Nm3)VH2o=(H2)+2(CH4)+2(C2H4)(Nm3/Nm3) 则助燃燃料的总废气量为：V=Vo2+Vn2+Vco2+VH2o焚烧原理及热工计算36焚烧热工计算⑤过剩空气系数

在实际操作中，为了掌握燃烧状况，常常通过测定烟气组分求算过剩空气系数m。 烟气中各组分的分量用(CO2)、(CO)、(N2)、(O2)、(SO2)表示，则实际供氧量Va’和理论供氧量Va可以用不参与燃烧反应的N2为基准计算：实际供氮量=(干烟气中N2量-燃料中N2量)=(N2)Vd-N*22.4/28(Nm3/kg)实际供氧量 Va’=实际供氮量*0.21/0.79=0.21((N2)Vd-N*22.4/28)/0.79(Nm3/kg)理论供氧量=实际供氧量Va‘-过剩氧量经计算可得，m=0.21/[0.21-(O2)]焚烧原理及热工计算37焚烧热工计算烟气温度燃料与空气混合燃烧后，在没有任何热量损失的情况下，燃烧烟气所能达到的最高温度称为“绝热火焰温度”；由于热量损失，实际烟气温度总是低于绝热火焰温度，它是理论上可以达到的最高烟气温度(即炉膛温度)。HL=VCPg(T-T0)式中：HL：燃料的低热值（kJ/kg）；V：总烟气量（kg/kg）

CPg：近似等压比热容，在0-1000℃范围内，约为1.254kJ/kg℃T：最终烟气温度℃；T0

：助燃空气温度或大气温度℃此时T可当成是近似的理论燃烧温度（绝热火焰温度）T=T0+HL/VCPgT实际=T0+(HL-△H)/VCPg焚烧原理及热工计算38焚烧热工计算热平衡计算①入热燃料发热量Hi1采用高热值时，Hi1=Hh（kcal/kg）采用低热值时，Hi1=HL（kcal/kg）燃料显热Hi2Hi2=Cf(θf-θ0

)式中：Cf：燃料比热（kcal/kg·℃）垃圾的Cf=0.6-0.7kcal/kg·℃

θf：燃料温度（℃）；

θ0：基准温度（℃）。焚烧原理及热工计算39焚烧热工计算助燃空气显热Hi3Hi3=A·Ca(θa-θ0

)式中：A：助燃空气量(kg/kg或Nm3/kg)；Ca：空气的等压比热(kcal/kg·℃或kJ/kg·℃)；θa：空气入口温度(℃)。②出热烟气带走的热量H01以低热值计算：H01=CdCg(θg-θ0

)+(Cw-Cd)Cs(θg-θ0

)式中：Cg:烟气平均等压比热；Cs:水蒸汽平均等压比热；θg:烟气温度。以高热值计算：H01=CdCg(θg-θ0

)+(Cw-Cd)[Cs(θg-θ0

)+r]式中：r:水的蒸发潜热。焚烧原理及热工计算40焚烧热工计算不完全燃烧造成的热损失H02

底灰：H02’=6000×Iga(l-lg)(kcal/kg)式中：Ig：底灰中残留可燃物分量；a：灰分(kg/kg)6000：底灰中残留可燃物的热值(kcal/kg)。 飞灰：H02”=8000×d×Cd(kcal/kg)式中：d：飞灰量(kg/kg)；a：飞灰中可燃物分量；8000：飞灰中残留可燃物的热值(kcal/kg)。H02=H02’+H02”（约占总出热的0.5~2.0%）焚烧原理及热工计算41焚烧热工计算焚烧灰渣带走的显热H03H03=a×Cas×（θas-θ0

）式中：Cas：焚烧灰渣的比热(kcal/kg)，约等于0.3；θas：焚烧灰渣出口温度(℃)。炉壁散热损失H04H04’=式中：he：对流传热系数；θs：炉外壁表面温度(℃)；Ts：炉外壁表面温度(K)；θs：环境大气温度(℃)；Ta：环境电器温度(K)；F：炉外壁面积(m2)；ε：炉外壁表面辐射率。H04’=λ·(θi-θs)·F/L式中：λ：炉壁的导热系数；θi：炉内壁温度；L：壁厚(m).H04=H04’/M式中：M：单位时间的投料量焚烧原理及热工计算42焚烧系统典型焚烧系统机械炉床焚烧炉旋转窑式焚烧炉流化床焚烧炉模组式固定床焚烧炉焚烧系统43焚烧系统焚烧系统44典型焚烧系统焚烧系统焚烧系统辅助系统核心设备机械炉流化床炉旋转窑炉模组式炉多段炉贮存系统加料系统进风系统灰渣处理系统废水处理系统尾气处理系统余热回收系统45焚烧系统焚烧系统46典型焚烧系统焚烧系统47典型焚烧系统焚烧系统48机械炉床焚烧炉特点废物处理量大不需要特殊的预处理；设备运行稳定。助燃空气焚烧系统助燃空气一次空气二次空气一次空气由炉排下方吹入，其作用是提供废物燃烧所需的氧气一次空气的另一个作用是防止炉排过热，通常助燃空气的预热温度应控制在250℃以下二次空气由炉排上方吹入，其主要作用是使炉膛内气体产生搅动，造成良好的混合效果为烟气中未燃尽的可燃组分氧化分解提供氧气49机械炉床焚烧炉焚烧系统50机械炉床焚烧炉燃烧室炉排炉排的作用输送废物及灰渣通过炉膛搅拌和混合物料使从炉排下方进入的一次空气顺利通过燃烧层炉排的形式往复式炉排滚动式炉排摇动式炉排逆动式炉排焚烧系统51机械炉床焚烧炉焚烧系统52机械炉床焚烧炉炉膛温度炉膛内的温度一般应为700~1000℃，最好控制在850~950℃之间。焚烧系统炉膛温度上限设置下限设置恶臭物质的氧化分解一般认为在700℃以上时进行比较安全低温燃烧时容易产生剧毒物质二恶英，当炉温高于850℃时，二恶英则由生成转向分解考虑设备的腐蚀和灰渣的结焦（焚烧灰的熔融温度大约在1100~1200℃之间）减少烟气中NOx的形成53机械炉床焚烧炉炉膛构造焚烧炉的炉膛通常应设置成两个燃烧室：第一燃烧室主要完成固体物料的燃烧和挥发组分的火焰燃烧；第二燃烧室主要对烟气中的未燃尽组分和悬浮颗粒进行燃烧。焚烧系统干燥段进料口燃烧段后燃烧段二次空气第二燃烧室第一燃烧室54机械炉床焚烧炉炉膛内烟气的流动状态 烟气在炉膛内的流动状态可以根据炉膛构造设计的不同分为：①对流式；②并流式；③交流式；④二次回流式。焚烧系统对流式并流式交流式二次回流式55机械炉床焚烧炉烟气冷却系统冷却方式烟气的冷却方式有废热锅炉式、水冷式、空气混合式和间接空冷式等。冷却效果冷却后烟气的温度通常要求控制在250-300℃。低于250℃时，烟气中的HCl及SOx会在低温传热面上凝结为盐酸和硫酸，从而对设备造成严重的低温腐蚀；高于300℃时，烟气中HCl与堆积在传热面上的粉尘发生复杂反应，又会造成设备的高温腐蚀。焚烧系统56机械炉床焚烧炉设计考虑因素废物的燃料特性随季节和区域的不同而有较大的变化；废物中含有较多的水分；废物中混有燃烧特性不同的物料废物的性状、大小不一、燃烧速度有较大的差异。焚烧炉处理能力焚烧炉处理能力评价指标燃烧室热负荷炉排燃烧率燃烧室热负荷定义：燃烧室单位容积，单位时间燃烧的废物所产生的热量(低热值)，单位是kcal/m3·hr焚烧系统57机械炉床焚烧炉炉排燃烧率定义：指炉排单位面积、单位时间可以焚烧的废物量。即：G=W/(H*A)(kg/m2·hr)式中：A：炉排面积(m2)；H：每天运行时间（hr/d）；W：废物焚烧量（kg/d）焚烧系统燃烧室热负荷负荷过大负荷过小燃烧室体积变小，炉膛温度升高，容易加速炉壁的损伤，以及在炉排和炉壁上结焦烟气在燃烧时的停留时间缩短，烟气中可燃组分燃烧不完全，甚至在后续烟道中再次燃烧造成事故燃烧室容积增大，炉壁的散热损失造成炉膛温度的降低。当废物热值较低时，会使得燃烧不稳定，造成灰渣中热灼减量的增加。58旋转窑式焚烧炉旋转窑焚烧炉的主体设备是一个横置的滚筒式炉体，通过炉体的缓慢转动，对废物起到搅拌和移送的作用。旋转窑焚烧炉通常包括滚筒式炉体、后燃烧炉排和二次燃烧室。其特殊结构可使空气和废弃物在燃烧过程中充分接触，燃烧速度快，焚烧充分。有机物破坏率一般都能达到99.9999%以上。旋转窑焚烧炉结构简单，制造成本较低，其运行费用和维修费用较低。可以达到较高的炉膛温度，适于处理PCBs等危险废物和一般工业废物。焚烧系统59旋转窑式焚烧炉焚烧系统60旋转窑式焚烧炉焚烧系统61旋转窑式焚烧炉焚烧系统62流化床式焚烧炉流体化原理在一流体由下往上通过固体颗粒层时，固体颗粒在流体的作用下呈现类似流体行为的现象，称之为流体化。所谓流化床即是应用同样的原理，利用大量的气体通过粒子床，当气体的拖曳力超过粒子本身的重量，而使粒子移动并悬浮于气流中，此种设计就称之为流化床（fluidization）。焚烧系统63流化床式焚烧炉流化床焚烧炉是在炉内铺设一定厚度、一定粒度范围的石英砂或炉渣，通过底部布风板鼓入一定压力的空气，将砂粒吹起、翻腾、浮动。固定层、流动层及夹带层的形成都与底部吹入的空气量有关。一般流化床焚烧炉鼓风机的送风量是依照燃烧所需的空气量决定，通常输送量控制在不发生气相输送状态的范围内。焚烧系统64流化床式焚烧炉流化床压力式流化床气泡式流化床涡流式流化床循环式流化床加压式流化床深床气泡式流化床水平涡流式流化床多种固体粒子流化床常压式流化床浅床气泡式流化床垂直涡流式流化床单一固体粒子流化床焚烧系统65流化床式焚烧炉流化床的特点处理效率高占地面积小粉尘量大；操作运行难度大。流化床构造焚烧系统66流化床式焚烧炉焚烧系统67模组式焚烧炉模组式固定床焚烧炉亦称控气式焚烧炉或简称为模组式焚烧炉。该炉型先在工厂内铸造好，再运到现场组装后即可食用，施工工期短，但单位造价高，且寿命较短，一般模组时焚烧炉单炉的处理容量均不大，个别模组约由每日处理数百公斤到每日处理数十吨。其燃烧过程一般可在两个燃烧室进行，第一燃烧室设计为缺空气系统，而第二燃烧室则设计为过量空气系统。所谓缺空气即助燃空气未达理论需空气量，于是燃烧过程变成热解过程；而所谓超空气及供应的助燃空气超过理论需空气量，使进入二次燃烧室的废气能完全燃烧。焚烧系统68模组式焚烧炉焚烧系统69模组式焚烧炉焚烧系统70模组式焚烧炉焚烧系统71模组式焚烧炉焚烧系统72模组式焚烧炉焚烧系统73模组式焚烧炉焚烧系统74模组式焚烧炉焚烧系统75模组式焚烧炉模组式焚烧炉的优点：有能源回收的能力；可以在不需要大量辅助燃料的情况下进行垃圾焚烧；因为使用的助燃空气较少，故热效率较高；减少空气污染物的排放（例如悬浮颗粒物）；将有机碳氢化合物转变为气体，使其易于焚烧；不需垃圾前处理；建造成本较低。模组式焚烧炉的缺点：因为在第一燃烧室采用氧气不足的方式燃烧，故有较高的不完全燃烧的碳氢化合物存于残渣中；由于有不完全燃烧物的产生，若采用连续式进料，其产物易附著于炉壁，故一般均采用批式进料；对低热值的废渣处理效果很差；如果进料的特性变化很大时，焚烧过程不易操控。焚烧系统76焚烧污染物控制焚烧污染物及其控制标准粒状污染物控制技术氮氧化物控制技术酸性气体控制技术重金属控制技术二恶英和呋喃控制技术焚烧固体残渣控制技术焚烧污染物控制77焚烧污染物及其控制标准垃圾焚烧过程中产生的废气主要组成包括：CO2、H2O、N2、O2等，同时也含有部分有害物质：烟尘、酸性气体（HCl、HF、SO2）NOx、CO、碳氢化合物（TCH）、重金属(Pb、Be、Hg)以及二恶英（PCDDS/PCDFS）等。欧盟与欧洲各国生活垃圾焚烧烟气排放环保标准 （mg/m3）污染物欧盟德国奥地利荷兰瑞士瑞典HCl101010102050HF110.7122SO2505050405050NO2—2001007080—CO10050505050100烟尘101015151030Hg0.050.050.050.050.10.2Cd0.050.50.050.050.10.1重金属0.50.52111二恶英0.10.10.10.10.10.1焚烧污染物控制78焚烧污染物及其控制标准我国生活垃圾焚烧烟气排放环保标准 （mg/m3）

序号项目监测方案限值150t/d（含）以下150t/d以上1烟（粉）尘小时均值100802烟气（格林曼黑度）小时均值113一氧化碳小时均值1001004氮氧化物小时均值2402405二氧化硫小时均值3001006氯化氢小时均值100507汞测定均值0.30.18镉测定均值0.30.19铅测定均值2.01.510二恶英（I-TEQ）测定均值0.08（1.0）0.03（0.5）焚烧污染物控制79粒状污染物控制技术固体废物焚烧系统中使用的除尘设备有：静电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器以及湿法除尘设备。粒状污染物控制技术80粒状污染物控制技术机械式除尘器湿式除尘器过滤式除尘器电除尘器粒状污染物控制技术81机械式除尘器机械式除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用是颗粒物与气流分离的装置。主要包括：重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器这类设备构造简单、投资少、动力消耗低，除尘效率一般在40-90%之间。常作为预处理设备，以减轻第二级除尘器的负荷。粒状污染物控制技术82重力沉降室原理：当含尘气体进入空室后，利用尘粒自身的重力作用使之自然沉降，并与气流分离。分类：水平气流沉降室垂直气流沉降室粒状污染物控制技术83重力沉降室水平气流沉降室粒状污染物控制技术84重力沉降室粒状污染物控制技术垂直气流沉降室85惯性除尘器原理：利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将粉尘从含尘气体中分离出来。分类：冲击式惯性除尘装置单级式多极式反转式惯性除尘装置弯管型百叶窗型多层板型粒状污染物控制技术86惯性除尘器粒状污染物控制技术冲击式惯性除尘装置87惯性除尘器粒状污染物控制技术反转式惯性除尘装置88旋风除尘器原理：利用旋转的气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来。旋风除尘器用于工业生产已有百余年的历史，广泛应用于化工、石油、冶金建筑、矿山、机械、轻纺、电力等工业部门。特点：结构简单，器身无运动部件，不需特殊的附属设备，占地面积小，制造、安装投资较少；操作、维护简便，压力损失中等，动力消耗不大，运转、维护费用较低；操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度、温度限制。粒状污染物控制技术89旋风除尘器普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。按性能分类：高效旋风除尘器高流量旋风除尘器通用旋风除尘器按进气方式分类切向进入式轴向进入式按气流组织分类回流式旋风除尘器筒式旁路式扩散式直流式旋风除尘器平旋式旋风除尘器旋流式旋风除尘器粒状污染物控制技术90旋风除尘器多管式旋风除尘器

多管式旋风除尘器是由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组。根据旋风管的布置方式和进气方向可分为：回流式多管旋风除尘器直流式多管旋风除尘器粒状污染物控制技术91旋风除尘器旋风除尘器的选择技术性能指标处理量Q压力损失△P除尘效率η经济指标基建投资运转管理费用占地面积使用寿命粒状污染物控制技术92湿式除尘器湿式除尘器是利用液体（通常是水）与含尘气体接触（液滴和尘粒的碰撞、粘附及扩散），依靠液滴、液膜、气泡等形式洗涤气体的净化装置。湿式除尘器一般由捕集尘粒的净化器和从气流中分离含尘液滴的脱水器两部分组成。湿式除尘器的优缺点：优点：除尘效率高，结构简单，占地面积小，一次投资低，操作及维修方便；能处理高温高湿或粘性大的含尘气体。缺点：排出的污水和泥浆造成二次污染，需处理；水源不足的地方使用较为困难；受季节影响较大；处理对设备有腐蚀性的含尘气体时需对设备作防腐处理。粒状污染物控制技术93湿式除尘器湿式除尘器的式样很多，通常是：耗能低的主要用于治理废气；耗能高的一般用于除尘。用于除尘的湿式除尘器主要有：喷淋塔式除尘器文丘里洗涤除尘器冲击水浴式除尘器水膜除尘器粒状污染物控制技术94喷淋塔式除尘器喷淋塔是构造最简单的一种洗涤器，一般不用作单独除尘。当气体需要除尘、降温或在除尘的同时要求去除其他有害气体时，有时采用该设备。根据喷淋塔内气体与液体的流动方向，可将其分为：顺流式喷淋塔式除尘器逆流式喷淋塔式除尘器错流式喷淋塔式除尘器粒状污染物控制技术95文丘里洗涤除尘器文丘里洗涤除尘器是湿式洗涤器中除尘效率最高的一种除尘器。但动力消耗比较大，阻力一般为1470~4900Pa。文丘里洗涤除尘器是由文丘里管和脱水装置两部分组成。原理：粒状污染物控制技术96冲击水浴式除尘器冲击水浴式除尘器是一种高效率湿式除尘设备，它没有喷嘴，也没有很窄的缝隙。故不易发生堵塞，是一种比较常用的湿式除尘设备。构造及工作原理粒状污染物控制技术97水膜除尘器水膜除尘器是采用喷雾或其他方式，使除尘装置的壁上形成一薄层水膜，以捕集粉尘。常用的水膜除尘器有以下两种形式：管式水膜除尘器立式旋风水膜除尘器卧式旋风水膜除尘器粒状污染物控制技术98管式水膜除尘器管式水膜除尘器是一种阻力较低、构造简单、而除尘效果较高的除尘器，其管材可以用玻璃、竹、陶瓷、搪瓷、水泥或其他防腐、耐磨材料制造。粒状污染物控制技术99立式水膜除尘器立式水膜除尘器是一种运行简单、维护管理方便的除尘器，一般用耐磨、耐腐蚀的麻石砌筑。尤其适用于湿度大的地方。但其耗水量比较大，废水需经处理才能排放。粒状污染物控制技术100卧式旋风水膜除尘器卧式旋风水膜除尘器是一种阻力不高而效率比较高的除尘器。结构简单，操作、维护方便，耗水量小，且不易磨损。主要应用于机械和冶金等行业。粒状污染物控制技术101湿式除尘器湿式除尘法在净化后的气体从除尘器排出时，一般都带有水滴。为除去这部分水滴，在湿式除尘器之后，都附有脱水装置。脱水方式主要有：重力沉降法碰撞法离心法过滤法粒状污染物控制技术102过滤式除尘器是以一定的过滤材料，是含尘气流通过滤料来达到分离气体中固体粉尘的一种高效除尘设备。常用的方法有：空气过滤器（利用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料）袋式除尘器（利用纤维织物作滤料）颗粒除尘器（采用廉价的砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤料）粒状污染物控制技术103袋式除尘器一般除尘效率都可达到99%以上。原理：利用滤料的截留、颗粒的惯性碰撞、静电和扩散等作用将颗粒阻截在滤料表面，而将粉尘从气流中分离出来。对于袋式除尘器，按照清灰方式可分为：人工拍打袋式除尘器、机械振打袋式除尘器、气环反吹袋式除尘器和脉冲袋式除尘器。按照含尘气体进气方式可分为：内滤式和外滤式袋式除尘器。按照气流与被分离的粉尘下落方向可分为顺流式和逆流式袋式除尘器两类。按动力装置布置的位置分为正压式和负压式袋式除尘器。按照滤袋的形状可分为圆袋和扁袋式除尘器。粒状污染物控制技术104袋式除尘器袋式除尘器的滤料与选用对滤料的要求，必须根据含尘气体的性质（温度、湿度，粒径及含尘浓度等）来选择滤料。滤料的种类与选用滤料的种类 气体和尘粒的性质，温度，湿度；滤料耐久度，化学稳定性，价格等。滤料的选用 清灰的难易，滤料的性能，强度及有效的过滤面积等。粒状污染物控制技术105脉冲袋式除尘器脉冲袋式除尘器是一种周期性向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋上积尘的袋式除尘器。处理能力大，除尘效率高、滤袋使用周期长，应用广泛。粒状污染物控制技术106机械振打袋式除尘器机械振打袋式除尘器是指采用机械传动装置周期性振打滤袋，以清除滤袋上粉尘的装置。按照振打部位的不同，可以分为：顶部振打袋式除尘器中部振打袋式除尘器

由于借助机械振打方式清灰，所以过滤负荷较高，但由于滤袋受到机械力的作用，损坏较快。粒状污染物控制技术107气环反吹袋式除尘器气环反吹袋式除尘器是以高速气体通过气环反吹滤袋的方法达到清灰目的的袋式除尘器。适用于高浓度和较潮湿的粉尘，也可用于空气中含有水汽的场合，但滤袋磨损较快。粒状污染物控制技术108扁袋式除尘器将滤袋的横截面形状作成梯形或楔形的袋式除尘器成为扁袋式除尘器。与圆袋的除尘器相比，在滤布和单位面积上的过滤负荷相同的情况下，其占地面积小，结构紧凑，在单位体积内可以布置较多的过滤面积。粒状污染物控制技术109颗粒除尘器颗粒除尘器的滤料层有水平和垂直两种布置方式，分别称为颗粒层除尘器和颗粒床除尘器。颗粒层清灰时颗粒滤料呈现浮动状态的颗粒层除尘器又叫沸腾颗粒层除尘器。颗粒除尘器优点：除尘效率高适应性广处理粉尘气量、气体温度和入口浓度等参数的波动对除尘效率的影响不敏感。采用适当的滤料可以处理高温气体。颗粒滤料除尘器均为干式作业，不需用水，不存在二次污染。粒状污染物控制技术110颗粒层除尘器粒状污染物控制技术111沸腾颗粒层除尘器粒状污染物控制技术112移动式颗粒层除尘器右图是由江苏理工大学设计制造的新型移动式颗粒层除尘器。该设备从根本上解决了颗粒层除尘器的运行可靠问题。粒状污染物控制技术113电除尘器电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒带电，并在电场的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。粒状污染物控制技术114电除尘器电除尘器类型按气体流向可分为：立式电除尘器和卧式电除尘器；按清灰方式可分为：干式电除尘器、湿式电除尘器和电除雾器；按集尘的结构型可分为：管式电除尘器和板式电除尘器；按电极在电除尘器内的配置和位置可分为：单区式和双区式。粒状污染物控制技术115有害气体控制技术氮氧化物控制技术酸性气体控制技术重金属控制技术二恶英和呋喃控制技术有害气体污染物治理技术116有害气体污染物治理技术吸收法吸附法催化法燃烧法冷凝法膜分离法电子束照射净化法生物净化法有害气体污染物治理技术117吸收法吸收法是利用气体混合物中的一种或多种组分在选定的吸收剂中的溶解度不同或与吸收剂中的组分发生选择性的化学反应，从而将其从气相分离出去的操作过程。吸收法可以分为以下两种类型：物理吸收对于高浓度气体，可考虑物理吸收，进而便于物质回收。化学吸收对于低浓度有害气体采用化学吸收效果好。吸收法治理气态污染物具有工艺成熟、设备简单、投资低等特点，但必须对吸收液进行适当处理或回用，否则易造成二次污染或导致资源浪费。有害气体污染物治理技术118吸收法吸收剂的种类及选择水：水是常用的吸收剂，价廉易得，工艺简单，是许多吸收过程(尤其是物理吸收）的首选吸收剂。增溶剂：水既可直接做吸收剂，也可在其中加入增溶剂，从而增大某些被吸收物质的溶解度，加大吸收效果。酸性吸收液。用于吸收碱性气体，如用硫酸、硝酸吸收NH3。碱性吸收液。用于吸收能和碱性物质发生反应的气体。有机吸收液。有机废气一般可用有机吸收剂吸收，如用汽油吸收烃类气体、苯和沥青烟等。固体吸收剂。粉状或粒状吸收剂，但应用较少。有害气体污染物治理技术119吸收法吸收工艺的配置与选择 要考虑多方面的因素如吸收剂的选择、吸收剂的性质和特点、吸收设备的选择及其特性、吸收剂的再生、废气的组成及性质、被吸收组分的浓度、能量耗费、影响吸收的因素、吸收的温度、压力、操作控制、经济等多方面因素。这里主要讨论废气组成、温度、操作过程中设备维护及净化后废气的处理等问题。有害气体污染物治理技术120吸收法的工艺冷却。生产过程产生的高温烟气需预先冷却到适当温度(一般为333K左右)后再进行吸收，常用的冷却方法有:1)在低温热交换器中间接冷却装置2)直接增湿冷却3)用预洗涤塔(或预洗涤段)冷却，除尘。设备和管道的结垢与堵塞。。除雾。气体的再加热。塔内降温有害气体污染物治理技术121常用的吸收设备按气液接触基本构件特点，可分为填料塔板式塔特种接触设备喷洒塔喷射吸收器文丘里吸收器有害气体污染物治理技术122填料塔填料塔内以填料作为气液接触的基本构件。填料塔属于微分接触逆流操作，塔体组成结构如右图所示。填料塔具有结构简单、制造容易(宜于用耐腐蚀材料制造)、气体变动适应性强、阻力小(490Pa/m塔高)等优点。不适于含尘量大的气体的吸收，堵塞后不易清除。有害气体污染物治理技术123板式塔板式塔是在塔体内设置一层层的塔板作为气液接触的基本构件。属于逐级阶梯接触逆流操作。与填料塔相比，板式塔空塔速度高，因而生产能力大，直径较大的板式塔，检修容易，造价较低，可处理浓度较高的气体。缺点是压降大，即阻力大，压力损失为980~1960Pa/板。操作弹性小，气流急速变化时不操作。有害气体污染物治理技术124特种接触设备——喷洒塔有害气体污染物治理技术125特种接触设备——喷射吸收器有害气体污染物治理技术126特种接触设备——文丘里吸收器有害气体污染物治理技术127吸附法吸附净化法是利用多孔性固体物质具有选择性地吸附废气中的一种或多种有害组分的特性来处理废气的。按作用力不同可分为两种:物理吸附由分子间范德华力引起的，吸附质和吸附剂间不发生化学反应，吸附质和吸附剂间的吸附力不强，当气体中吸附质分压降低或温度升高时，被吸附的气体能很容易从固体表面逸出，而不改变气体原来的性状。化学吸附化学吸附是由吸附剂与吸附质间的化学键力引起的，吸附需要一定的活化能，即升高温度可提高吸附速率。有害气体污染物治理技术128吸附法吸附法治理气态污染物必须考虑吸附和吸附剂再生的全部过程。 高浓度废气不宜用吸附法。吸附法常用于用其他方法难以分离的低浓度(如10-6含量级)有害物质和排放标准要求严格的废气处理，如用活性碳吸附低浓度气体，就是利用吸附剂高的选择性达到好的分离效果。有害气体污染物治理技术129吸附法设备吸附法设备主要类型有：固定床吸附器立式固定床吸附器卧式固定床吸附器环式固定床吸附器移动床吸附器流化床吸附器有害气体污染物治理技术130立式固定床吸附器有害气体污染物治理技术131卧式固定床吸附器有害气体污染物治理技术132环式固定床吸附器有害气体污染物治理技术133移动床吸附器有害气体污染物治理技术134流化床吸附器有害气体污染物治理技术135催化法催化法净化气态污染物是利用催化剂的催化作用(改变化学反应速度)，将废气中的污染物转化为无害或易于去除或回收利用的物质的净化方法。催化剂有较强的选择性，因此气态污染物的催化净化关键在于催化剂的选择，但应注意催化剂的老化和中毒。催化净化法根据反应机理可分为催化氧化和催化还原两种选择催化剂时应考虑催化剂的活性选择性、热稳定性、一定的机械强度及良好的抗毒性能。为避免催化剂中毒，应了解反应物原料中哪些是该反应所用催化剂的毒物及致毒剂量。有害气体污染物治理技术136催化法反应器及催化系统气固催化反应器是催化法净化气态污染物的主要设备。气固催化反应器分固定床、流化床和移动床反应器三类。其中固定床催化反应器因其结构简单，催化剂不易磨损，催化剂用量相对较少，床层内气体流动模型简单，容易控制，反应气体与催化剂接触紧密，反应速率快，转化率高等优点而得到广泛使用。固定床反应器根据换热和要求方式的不同，分为绝热式与换热式两大类。绝热式反应器分为单段式和多段式；换热式反应器主要是管式反应器，管式反应器又以催化剂的装填部位不同分为多管式和催剂列管式两种。137多段式绝热式固定床反应器138燃烧法燃烧净化是利用某些废气中的污染物可燃烧氧化的特性，将其燃烧变为无害或易于进一步处理和回收的物质的方法。 如碳氢化合物、恶臭等可燃烧的气态污染物都可用燃烧法处理。该法工艺简单，且有热能回收利用。燃烧净化根据燃烧温度和燃烧状态可分直接燃烧、催化燃烧、热力燃烧三类。直接燃烧用于浓度较高的可燃废气，它需加热至1100℃进行;热力燃烧则可用于各种浓度气体燃烧，需添加辅助燃料，需预热至600~800℃进行;催化燃烧常用于低浓度废气的燃烧，不能用于便催化剂中毒的气体，需预热至200~400℃进行，预热耗能较少，但催化剂较贵。有害气体污染物治理技术139冷凝法冷凝法是指气体在不同温度及压力下具有不同饱和蒸气压，在降低温度和加大压力时，某些气体物质凝结成液体分离出来，进而达到净化和回收的目的。当废气中污染物的蒸气分压等于该温度下的饱和蒸气压时，废气中的污染物开始凝结出来，该温度称为某一系统压力下的“露点温度”。冷凝法特别适用于回收高浓度有价值的污染物，如高浓度有机蒸气回收等。根据被冷却的气体是否与冷却液(或冷冻液)直接接触，冷凝分为接触冷凝和表面冷凝两种。接触冷凝是被冷却的气体与冷却液直接接触冷凝。它有利于传热，但冷凝液需进一步处理，否则可能造成二次污染。表面冷凝亦称间接冷却，通过冷却壁把废气与冷却液分开，依靠间壁传递热量，因而被冷凝的液体很纯，可直接回收利用。有害气体污染物治理技术140接触式冷凝法141翅管空冷冷凝法142膜分离法气体膜分离法的基本原理是混合气体在压力梯度作用下，透过特定薄膜时，不同的气体具有不同的透过速度，从而使不同组分间气体达到分离的效果。因此又称速度分离法。根据构成膜的物质不同，膜分离过程可分为：固体膜分离回收合成氨弛放气中氢，从C5及C5以下烷烃中分离乙烯丙烯等液膜分离液膜分离技术是近一、二十年迅速发展起来的一种新型分离技术。膜分离技术应用于净化气体污染物是一种较新的分离净化方法，该法具有节能的优点。有害气体污染物治理技术143电子束照射净化法该法可同时脱硫和脱氮，并且投资少，运行费用低，系统结构简单，操作容易，副产物可作肥料，无二次污染。电子束照射净化法脱硫、脱氮的整个工序为:废气冷却:温度为150℃的排放气体被冷却到70℃;加氨:根据SOx与NOx确定投入废气中的氨量，与冷却后的气体一并送人容器;电子束照射:粉粒捕集:硫酸氨和硝酸氨的微粒从反应器进入收尘装置，在短时间内颗粒凝集长大，被分离回收做肥料。有害气体污染物治理技术144生物净化法生物净化法是利用微生物的生命活动把废气中有害气态污染物转化成少害甚至无害物质的废气净化法。该法具有对污染物浓度变化适应性强、低能耗等优点。日本、中国、荷兰、德国等国家已成功地把它应用于H2S、挥发性有机废气等的处理，去除效果在90%以上。废气中有机物的生物净化分为需氧生物净化和厌氧生物净化两类，其机理同废水处理的生物净化机理。有害气体污染物治理技术145重金属控制技术重金属物质焚烧后的特性含重金属的物质经高温焚烧后，一部分会因燃烧而挥发，其余部分仍残留在灰渣中，而挥发与残留的比例则与各种重金属物质的饱和温度有关。废弃物经焚烧后形成多种氧化物及氯化物，因挥发、热疖、还原、氧化等作用，可能进一步发生化学反应，其产物包括元素态重金属、重金属氧化物及重金属氯化物等。元素态重金属、重金属氧化物及重金属氯化物在废气中将一特定的平衡状态存在，且因其浓度各不相同，各自的饱和温度亦不相同，遂构成了复杂的连锁关系。146重金属控制技术重金属去除机理重金属降温达到饱和，经凝结成粒状物后被集成设备收集除去；饱和温度较低的重金属元素虽无法充分凝结，但会因飞回表面的催化作用而形成饱和温度较高且较易凝结的氧化物或氯化物，而易于被集成设备收集除去；仍以气态存在的重金属物质，因吸附于飞灰上或喷入的活性炭粉末而被集成设备一并收集除去。因部分重金属的氯化物为水溶性，即使无法在上述的凝结即吸附作用而除去，却可利用其溶于水的特性，经由湿式吸烟塔的洗涤液自废气中吸收下来。147重金属控制技术148重金属控制技术149二恶英和呋喃类控制技术150二恶英和呋喃类控制技术控制来源加强废物资源化利用减少炉内形成保持足够的炉膛温度避免炉外低温再合成控制烟气的排放温度及选用吸收和吸附材料进行吸收。151焚烧残渣控制技术焚烧系统产生的残渣包括：底灰、粉尘和洗涤器产物。底灰中主要含有相当数量的金属、玻璃、及未燃尽的有机物等。底灰中未燃尽的有机物的量是衡量焚烧设备性能的重要指标。可用底灰燃尽指数（AshBurnoutIndex,ABI）或热灼减量（I）来表示：式中：a：底灰原质量（g）b：底灰经灼热燃烧后的质量（g）152概述热解原理及方法典型固体废物的热解六、热解工艺及处理技术153概述一、热解的概念

固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。天然：橡胶，木材，纸张，蛋白质，有机物淀粉，纤维素人工：塑料，合成橡胶，合成纤维154固体废物的热解与焚烧相比有以下优点1)可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源；2)由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染；3)废物中的硫、重金属等有害成分大部分被留在炭黑中；4)由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；5)NOx的产生量少。155方式热量氧产物用途焚烧放热需要CO2，H2O利用显热，大：发电；小：加热（只能就近利用）热解吸热不需要可燃低分子化合物气态：H2，CH4，CO液态：CH3OH，CH3COOH，CH3CHO固态：焦碳，碳黑燃料油、气便于贮藏可远距离运输表1热解与焚烧的区别156热解原理固体废物的热解过程是一个复杂的化学反应过程，包括：大分子的键断裂大分子的异构化最后生成各种较小的分子小分子的聚合热解产物包括气固液三种形式，具体地有以下成分：1、C1-5的烃类、氢和CO------气态2、C25的烃类、乙酸、丙酮、甲醇等------液态3、含纯碳和聚合高分子的含碳物-----固态157热解通式：有机固体废物（H2，CH4，CO，CO2，H2O，NH3，H2S，HCN）气体+有机酸，芳烃，焦油+有机液体+碳黑+炉渣例：纤维素3（C6H10O5）→8H2O+C6H8O+2CO+CH4+H2+7C其中：C6H8O代表液态油品158热解方式 1、供热方式内部加热外部加热：效率低 2、热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行 单塔式 双塔式 3、热解过程是否生成炉渣造渣型非造渣型 4、热解产物的状态气化方式 液化方式 炭化方式 5、热解炉结构固定层式 移动层式或回转式159典型固体废物的热解-塑料废塑料热解产物及工艺流程：（一）热解产物1、塑料分类：热塑型，热固性按受热分解后的产物解聚反应型：受热分解时聚合物解离成单体，切断单分子之间的结合键，如四氟乙烯，聚氧化甲烯塑料随机分解型：受热分解时键的断裂是随机的，产生无一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物，如聚乙烯，聚氯乙烯中间分解型：二者兼而有之，分解产物的比例随塑料种类，分解的温度而不同，多数塑料均属于此类160热解流程1、废塑料的特性①导热系数低，0.07-0.3kcal/(m.h.℃）相当于木材，热解时内外部温度不均一，故热效率低下②塑料品种多，废塑料品种混杂，分选困难1611、减压分解流程①特点：微波炉与热风炉加热，减压蒸馏②流程：废塑料＜10mm熔化炉熔融含聚氯乙烯时HCL可在回收塔回收反应炉分解气体燃料油破碎碳粒二炉除去金属热风400-450℃6.7×104pa冷却热化1622、聚烯烃浴热解流程（低温热解流程）利用聚氯乙烯（PVC）脱HCL的温度比聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）分解的温度低这一特点，将PE、PP、PS在400℃熔融，形成熔融液浴使PVC受热分解优点：用对流传热代替导热系数小的热传导由于分解温度低，没有金属（PVC稳定剂）的飞散163气体油品（C7-C30）HCL水洗塔回收作燃烧气（C1-C4）冷凝塔回收流程：把PVC、PE、PP、PS加入到380-400℃的PE、PP、PS的热浴媒体中PVC首先脱HCL汽化PE、PS、PP熔融形成热浴媒体根据时间长短PE、PP、2、聚烯烃浴热解流程（低温热解流程）PS逐渐分解1643、流化床法②注意：a、正常运转后预热炉停止使用b、流动层内设置搅拌桨，以保证流化层床温度均一，同时防止废塑料与热媒体粘附在一起变成块状物阻止流化的进行媒体（0.3mm砂）热风400-450℃废塑料破碎5-20mm分解热量（部分塑料燃烧）供给分解所需能量①流程：分解炉1653、流化床法③优点和缺点：优点：a、改善了传热效果，热分解炉内温度均一b、内热式供热，热效率高缺点：部分废塑料燃烧产生的N2、H2O及CO2夹在热解气中，使热解气热值低；回收率较其他方法低166二、废橡胶的热解产物及工艺流程1、废橡胶的热解产物①原料：废橡胶天然橡胶生产的废轮胎工业部门的废皮带和废胶管而人工合成的氯丁橡胶、丁氰橡