文档介绍：第四章可燃固体废物的焚烧
一、可燃固体废物:
从焚烧角度分析,城市生活垃圾可分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。
四、焚烧法概述
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。
优点——
垃圾焚烧后,体积可减少85%~95%,质量减少20%~80%。
高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质——无害化。
焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处理远比有害废弃物直接处置容易得多。
焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。
因此,焚烧法能以最快的速度实现垃圾处理的无害化、减量化和资源化。目前,在发达国家已被广泛采用。
缺点——
焚烧法对垃圾的热值有一定要求,
建设成本和运行成本相对较高,
管理水平和设备维修要求较高;
焚烧产生的废气若处理不当,很容易对环境造成二次污染。
不同季节,年份垃圾热值的变化。
第一节可燃固体废物的热值
一、热值
热值——指单位重量的固体废物燃烧释放出来的热量,kJ/kg。
粗热值(HHV——高位热值):是指化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓的变化。水为液态
净热值(NHV——低位热值):水为气态。
二、热量的测定
:氧弹量热计——测量的是粗热值。
粗热值与净热值的转换
=HHV-2420[H2O+9(H-Cl/-F/19)]
NHV:净热值,kJ/kg
HHV:粗热值,kJ/kg
H2O:焚烧产物中水的重量百分率,%
H、Cl、F:分别为废物中氢氯氟含量的重量百分率,%
=[1400mC+45000(mH-)-760mCl+4500mS]
mC、mH、mo、mCl、mS:分别代表碳氢氧氯和硫的质量分数
%、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炉栅残渣含碳量为5%;
③空气进入炉膛的温度为65℃,离开炉栅的温度为650℃;
④ kJ/(kg.℃);
⑤水的汽化潜热2420 kJ/kg ;
⑥%;
⑦碳的热值为32564 kJ/kg 。
试计算这种废物燃烧后可利用的热值。(以1kJ/kg固体废物计算)
四、废物热值利用方式
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(图4-1)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。
垃圾焚烧发电、供热工艺
当前我国垃圾焚烧发电存在的问题
图4-1
垃圾焚烧发电存在的问题——垃圾焚烧发电在我国还处于初级阶段,还有许多方面需改进和提高。
垃圾发电当前遇到的关键问题是电站的发电量波动性大,稳定性小。其原因是垃圾中可燃废弃物的质量和数量随季节和地区的不同而发生明显变化。因此,垃圾焚烧电站的多余电力向电力公司出售时,价格不高,主要靠国家政策扶持。
另外,垃圾焚烧发电本身属于环保项目,如果处理的不好可能造成二次污染。
第二节固体废物焚烧过程
一、垃圾焚烧过程各阶段的划分
燃烧本质——由质量传递、热量传递、动量传递、化学反应、结构变化等过程综合在一起的物理化学过程。
焚烧过程:需燃烧的物料从送入焚烧炉起,到形成烟气和固态残渣的整个过程。
第一阶段:物料的干燥加热阶段
第二阶段:燃烧阶段——主阶段
第三阶段;燃尽阶段,即生成固体残渣的阶段。