当前课程知识点：固体废物处置与资源化 > 第五章 固体废物焚烧技术 > 5.2 固体废物的焚烧特性 > 5.2 固体废物的焚烧特性
大家好 这节课我们学习固体废物的焚烧特性
能否采用焚烧技术处理固体废物
主要取决于固体废物的燃烧特性
一个是组成 一个是热值
我们先来看组成固体废物的三组分
水分 可燃分和灰分是废物焚烧炉设计的关键因素
首先我们看水分
水分是干燥某固体废物样品所失去的重量
它与当地的气候条件密切相关
水分含量是一个重要的燃料特性
含水率太高无法点燃
不同国家和地区生活垃圾的含水率也不一样
比如美国和西欧国家
城市生活垃圾含水率大概是25~40%
日本和地中海国家50%甚至更高
再一个是可燃分
可燃分通常包括挥发分和固定碳
挥发分含量与燃烧时的火焰有密切关系
比如说焦炭和无烟煤挥发分含量少
燃烧时没有火焰
相反煤气和烟煤挥发分含量比较高
燃烧时就会产生很大的火焰
再一个是灰分
灰分多含有惰性的物质
比如说玻璃 金属等等
根据固体废物三组分的定义
三组分之和在任何情况下都是百分之百
那么它们之间的关系
可以用一个三元关系图来表示
那么在这个图当中
在斜线覆盖的区域
是不用辅助燃料就能够维持燃烧的废物组分
在这个区域的界限上或者是以外的区域
表示废物的水分太多
或者是灰分的含量太高
那么燃烧就必须加辅助燃料
固体废物焚烧的另一个重要特性是热值
热值是设计焚烧设备最重要的指标之一
根据热值我们基本可以判断
固体废物燃烧性能的好坏
可以进行热平衡的计算
前面我们讲过固体废物的热值
有高位热值和低位热值之分
二者之差是水分凝结热
高位热值可以通过标准的实验来进行测定
然后我们根据水分的凝结热
就可以求出低位热值
低位热值是燃料比较实际的热值
在理论上
当固体废物热值高于4000千焦每千克的时候
可以不加辅助燃料直接燃烧
不过在实际的焚烧过程当中
需要的热值比这个值要高一些
再一个我们看一下
固体废物的焚烧和燃料的燃烧的关系
实际上固体废物的焚烧
它是一个完全燃烧的过程
固体废物的焚烧
和一般的固体燃料的燃烧机理是一样的
固体物质的燃烧通常是由
传热 传质 热分解 蒸发 气相化学反应
和多相化学反应等等来组成
一般经过干燥 热分解 燃烧三个阶段
最终生成气相的产物和惰性的固体残渣
但是燃料的燃烧和废物的焚烧也有不同之处
它们的不同之处在于首先是目的不同
焚烧的目的是减容 减量
解毒和残灰的安全稳定化
燃料的燃烧的目的是获取能量进行加热
再一个就是他们的复杂程度不同
燃料的燃烧比较容易实现
但是对于废物的焚烧
由于其组成 形状 热值 性质
以及燃烧状况等随着时间和
炉内的燃烧区域的不同有较大的差异
所以燃烧状况比较复杂
我们刚才说废物的焚烧和燃料的燃烧
他们的机理是一样的
我们来看一下燃料燃烧它的分类
燃料的燃烧分为蒸发燃烧 分解燃烧和表面燃烧
蒸发燃烧是指类似石蜡的固体物质
它受热以后先融化为液体
进一步的受热
产生燃料的蒸汽再与空气混合燃烧
它的燃烧速度受物料的蒸发速度
和空气当中氧与燃料的蒸汽之间的扩散速度来控制
再一种是分解燃烧
分解燃烧是类似木材
纸张等等纤维类物质的燃烧
它是受热以后首先分解为
挥发性的组分和固定碳
挥发性的组分当中的可燃气体进行扩散燃烧
碳进行表面燃烧
那么在这个过程当中需要一定的热量和温度
物料的传热速度是影响这种燃烧速度的主要因素
再一种燃烧是表面燃烧
表面燃烧是类似木炭 焦炭的固体物料的燃烧
它受热以后直接燃烧
不经过融化 蒸发 分解等等过程
那么燃烧速度受到燃料表面的扩散速度
和化学反应速度的控制
又称为多相燃烧或者是置换燃烧
我们废物焚烧炉的燃烧方式有几种
首先我们看按燃烧气体的流动方式来分
分为反向流 同向流和漩涡流
反向流是指燃烧的气体与废物的流动方向相反
那么这种一般适合
比较难燃的 闪火点比较高的废物的燃烧
同向流是指燃烧的气体和废物的移动方向相同
它适用于比较易燃的闪火点比较低的废物的燃烧
漩涡流是指燃烧的气体由炉周围切线方向进入
可使炉内的气体扰动性增大
废气流经的路径和停留的时间比较长
燃烧较为完全
那么按照助燃空气加入的段数分
又分为单段燃烧和多段燃烧
单段燃烧是指废物在燃烧过程当中首先进行干燥
需克服水分的潜热以后温度开始上升
反应时间比较长
其次是废物当中的挥发分开始进行热分解
成为挥发性的碳氢化合物
最后才是碳颗粒的表面燃烧
因此单段燃烧一般必须加入大量的空气
而且停留的时间要比较长
才能将未燃烧的碳颗粒完全燃烧
多段燃烧是在一次燃烧过程当中
提供未充足的空气量
使废物进行蒸发和热解燃烧
产生大量的碳颗粒
一氧化碳和碳氢化合物气体
然后在第二次 第三次燃烧过程当中
再供给充足的空气
多段燃烧在一燃室送风量比较小
不易将底灰带出
目前我们常用的多段燃烧是两段燃烧
依照在一燃室供给的空气量分
又分为过氧燃烧 缺氧燃烧和热解燃烧
过氧燃烧是在一燃室供给充足的空气量
即超过理论空气量
缺氧燃烧是在一燃室供给理论空气量的70~80%
处于缺氧状态
使废物在此室内裂解成为
小分子的碳氢化合物气体
一氧化碳与少量的碳颗粒
在二燃室再供给充足的空气
使其氧化成稳定的气体
热解燃烧是在一燃室供给理论空气量的20~30%
加速废物的裂解反应
产生部分可回收利用的裂解油
裂解后的排气当中仅有微量的粉尘
大量的碳氢化合物气体与一氧化碳
在二燃室加入充足的空气迅速燃烧
好 这节课就讲到这里
谢谢大家
-绪论
--绪论
-1.1 固体废物定义及分类
-1.2 固体废物的特点
-1.3 固体废物的环境问题
-1.4 固体废物的管理原则
-1.5 我国固体废物的管理体系
-第一章 讨论
-第一章测试题--作业
-2.1 固体废物产生量预测
-2.2 固体废物的性质
-2.3 危险废物的特性及鉴别
-2.4 固体废物的采样方法
-第二章 讨论
--第二章 讨论
-第二章测试题--作业
-3.1 固体废物的收集方式
-3.2 固体废物的收运系统及其分析方法
-3.3 固体废物的收集路线及规划设计
-3.4 固体废物的运输
-3.5 生活垃圾的中转运输
-第三章 讨论
-第三章测试题--作业
-4.1 固体废物的压实
-4.2 固体废物的破碎（一）
-4.3 固体废物的破碎（二）
-4.4 固体废物的分选（一）--筛分
-4.5 固体废物的分选（二）--重力分选原理
-4.6 固体废物的分选（三）--重力分选方法
-4.7 固体废物的分选（四）--磁选和电选
-4.8 固体废物的分选（五）--浮选和半湿式选择性破碎分选
--4.8 固体废物的分选（五）--浮选和半湿式选择性破碎分选
-第四章 讨论
--第四章 讨论
-第四章测试题--作业
-5.1 焚烧技术及其发展
-5.2 固体废物的焚烧特性
-5.3 焚烧效果评价及影响因素
-5.4 焚烧主要参数及热平衡计算
-5.5 固体废物的焚烧系统
-5.6 典型焚烧炉工作原理（一）
-5.7 典型焚烧炉工作原理（二）
-5.8 焚烧产生的大气污染物及其控制（一）
-5.9 焚烧产生的大气污染物及其控制（二）
-5.10 焚烧产生的灰渣及其控制
-第五章 讨论
-第五章测试题--作业
-6.1 热解概念及原理
-6.2 热解的影响因素
-6.3 固体废物的热解处理技术
-第六章 讨论
--第六章 讨论
-第六章测试题--作业
-7.1 生物处理的基本概念
-7.2 堆肥化基本概念及发展过程
-7.3 堆肥化原理
-7.4 堆肥化的影响因素及其控制
-7.5 堆肥工艺
--7.5 堆肥工艺
-7.6 堆肥设备
--7.6 堆肥设备
-7.7 堆肥产品及其腐熟度评价
-第七章 讨论
--第七章 讨论
-第七章测试题--作业
-8.1 厌氧消化概念及特点
-8.2 厌氧消化影响因素
-8.3 厌氧消化工艺（一）
-8.4 厌氧消化工艺（二）
-8.5 厌氧消化工艺（三）
-8.6 餐厨厌氧案例_陈婷
-第八章 讨论
--第八章 讨论
-第八章测试题--作业
-9.1 固体废物填埋处置概述
-9.2 填埋场分类
-9.3 填埋场总体规划和场址选择
-9.4 填埋场地表水和地下水控制
-9.5 填埋气体的产生
-9.6 填埋气体收集和处理
-9.7 渗滤液的产生及性质
-9.8 渗滤液的处理
-9.9 填埋场防渗系统
-9.10 填埋场终场覆盖与环境监测
-第九章 讨论
--第九章 讨论1
--第九章 讨论2
-第九章测试题--作业
-10.1 生命周期评估的意义_赵岩
-10.2 生命周期评估的定义与内容_赵岩
-10.3 生命周期评估的方法_赵岩
-10.4 生命周期评估的应用_赵岩
-第十章测试题--作业
