1、生物质的能量和物质转换技术生物质的能量和物质转换技术生物质生物质电力电力 热能热能合成气合成气液体燃料液体燃料化学原料化学原料甲烷甲烷 氢气氢气肥料肥料乙醇等醇类乙醇等醇类化学物质化学物质直接燃烧直接燃烧热化学转化热化学转化热分解热分解生物化学转化生物化学转化好氧发酵好氧发酵气化气化(间接液化间接液化)直接液化直接液化厌氧发酵厌氧发酵加水分解加水分解发酵发酵【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
2、；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。重点重点热处理：热处理：利用热物理方法（以高温分解和深度氧化为主）改变固体废物的利用热物理方法（以高温分解和深度氧化为主）改变固体废物的化学、物理或生物特性和组成来处理固体废物的过程，广泛应用于固体废化学、物理或生物特性和组成来处理固体废物的过程，广泛应用于固体废物的预处理中，热处理包括干燥脱水、热分解、烧成（结）、焙烧、熔融、物的预处理中，热处理包括干燥脱水、热分解、烧成（结）、焙烧、熔融、湿式氧化、蒸馏、蒸发、微波分解等。湿式氧化、蒸馏、蒸发、微波分解等。固体废物的热化学
3、处理（热转化处理）：固体废物的热化学处理（热转化处理）：在高温条件下使固体废物中可回在高温条件下使固体废物中可回收利用的物质转化为能源的过程。主要包括焚烧、热解等。收利用的物质转化为能源的过程。主要包括焚烧、热解等。热化学处理的优点：热化学处理的优点：1 1）处理时间短。流化床焚烧炉几分钟即可使垃圾燃烧完）处理时间短。流化床焚烧炉几分钟即可使垃圾燃烧完全，炉排式焚烧炉垃圾停留时间仅全，炉排式焚烧炉垃圾停留时间仅1 1小时。小时。2 2）减容效果好，焚烧残渣体积是原来的）减容效果好，焚烧残渣体积是原来的8%-12%8%-12%，如经分，如经分选后的垃圾残渣仅选后的垃圾残渣仅2%-3%2%-3%。
4、3 3）消毒彻底，减轻或消除后续处置过程对环境的影响，）消毒彻底，减轻或消除后续处置过程对环境的影响，是处理带有病原菌垃圾和有机污染垃圾的良好方法。是处理带有病原菌垃圾和有机污染垃圾的良好方法。4 4）焚烧厂占地面积相对较小，不超过）焚烧厂占地面积相对较小，不超过5hm5hm2 2。5 5）回收能源和资源。）回收能源和资源。热化学处理存在的问题：热化学处理存在的问题：1 1）投资和运行费用高；）投资和运行费用高；2 2）操作运行复杂；）操作运行复杂；3 3）焚烧使垃圾利用率降低；）焚烧使垃圾利用率降低；4 4）同时带来二次污染。）同时带来二次污染。处理方法处理方法焚烧处理焚烧处理热裂解热裂解焙
5、烧焙烧处理处理其它热其它热 处理方法处理方法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 焚烧带病毒、病菌的垃圾。焚烧带病毒、病菌的垃圾。英、美、法、德等试验研究，建立焚烧炉英、美、法、德等试验研究，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1980焚烧焚烧 原理原理燃烧、
6、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、焚烧炉选评燃烧是燃烧是具有强烈放热效应、有基态和电子激发态的自由基出现，具有强烈放热效应、有基态和电子激发态的自由基出现，并伴有光辐射的化学反应现象并伴有光辐射的化学反应现象焚焚 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+
7、y/4 w/4 z/2)O2 xCO2+wHCl+0.5uN2+vSO2+(y-w)/2 H2O传热传质过程传热传质过程 着火着火是可燃物质与助燃物质由缓慢放热反应转变为强烈放热反是可燃物质与助燃物质由缓慢放热反应转变为强烈放热反应的过程。可染物质着火实际是燃烧系统的热力学、动力学、流体应的过程。可染物质着火实际是燃烧系统的热力学、动力学、流体力学等各种因素共同作用的综合结果。常见的燃烧着火方式：力学等各种因素共同作用的综合结果。常见的燃烧着火方式：化学化学自然燃烧、热燃烧、强迫点燃燃烧自然燃烧、热燃烧、强迫点燃燃烧三种。三种。燃烧实际上是燃烧实际上是干燥脱水、热化学分解、氧化还原反应干燥脱水
8、、热化学分解、氧化还原反应的综合作的综合作用过程。用过程。干燥是利用焚烧系统热能使入炉固体废物水分气化蒸气的过程；干燥是利用焚烧系统热能使入炉固体废物水分气化蒸气的过程；按热量传递的方式，可将干燥分为按热量传递的方式，可将干燥分为传导干燥、对流干燥和辐射干燥传导干燥、对流干燥和辐射干燥三种方式。三种方式。热分解是固体废物中的有机可燃物质在高温作用下，进行化学热分解是固体废物中的有机可燃物质在高温作用下，进行化学分解和聚合反应的过程。分解和聚合反应的过程。燃烧是可燃物质的快速分解和高温氧化过程。燃烧是可燃物质的快速分解和高温氧化过程。焚焚 烧烧 机机 理理 根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程
9、可划分根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程可划分为蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。为蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。蒸发燃烧：蒸发燃烧：可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行的可燃物质受热融化、形成蒸汽后进行的燃烧反应。如腊质的燃烧。燃烧反应。如腊质的燃烧。分解燃烧：分解燃烧：可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、可燃物质中的碳氢化合物等，受热分解、挥发为较小分子可燃气体后再进行的燃烧。如纸、木材挥发为较小分子可燃气体后再进行的燃烧。如纸、木材的燃烧。的燃烧。表面燃烧：表面燃烧：可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时，与空气接触就直接进行的燃烧。如木炭、
10、焦炭的应时，与空气接触就直接进行的燃烧。如木炭、焦炭的燃烧。燃烧。焚焚 烧烧 机机 理理焚焚 烧烧 产产物物焚焚 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
11、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、燃烧器性能、烟净化系统阻力能、烟净化系统阻力固固体体废废物物热热值值4500760)81(450001400032.2smclmommcmLHVH1001002)()(OHHHVHHV干湿2242095.735.519ClFLHVHHVH OH ()SOHOOCOSHOCScloHcSOHcwwwwwwHHVScheurerwwwwwH
12、HVSteuerxxxxxLHVwwwwHHV10500)161(1442008323800)43(3400043238009400143000)43(340004500760)81(450001400032.210500)81(14300034000Dulong 固固体体废废物物燃燃烧烧温温度度空空气气和和烟烟气气量量计计算算33/VVVVVVVVVVVVmkgVmkg2222222222COSONH O理 烟COSON理 空H O2理 空CO2SO2其 中：0.001866C 0.007S 0.79+0.008N 0.111H+0.0124H O+0.0161式 中：为 烟 气 中 CO
13、理 论 量，；为 烟 气 中 SO 理 论 量，；33/VmkgVmkg22N2H O2 为 烟 气 中 N 理 论 量，；为 烟 气 中 H O理 论 量，。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焚焚 烧烧 工工 艺艺前前 处处 理理及及进进料料 系系 统统焚焚 烧烧 工工 艺艺焚焚 烧烧 炉炉 系系 统统焚焚 烧烧 工工 艺艺焚焚 烧烧 炉炉 系系 统统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.焚焚 烧烧 工工 艺艺空空 气气 系系 统统主要主要 设
14、施设施抽风、通风管道、进气系统、风机和空抽风、通风管道、进气系统、风机和空气预热器等气预热器等助燃助燃空气空气一次助燃空气：一次助燃空气：60%80%，干燥段，干燥段15%、燃烧段、燃烧段75%、燃烬段、燃烬段10%二次助燃空气：二次助燃空气：20%40%，火焰上和，火焰上和二次燃烧室空气二次燃烧室空气换热换热器预器预热热余热锅炉后，余热锅炉后，200280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、铅烟尘烟尘焚焚 烧烧 工工 艺艺其其 它它 系系 统统灰渣系统灰渣系统灰渣灰渣收集收
15、集冷却冷却输送输送渣池渣池抓吊抓吊处理或外运处理或外运灰渣漏斗、滑槽、水池或喷水器、排渣机械、抓提设备、输灰渣漏斗、滑槽、水池或喷水器、排渣机械、抓提设备、输送机械、磁选机等。送机械、磁选机等。废水处理系统废水处理系统余热系统余热系统发电系统发电系统自动控制系统自动控制系统（1 1）炉排炉焚烧线工艺流程）炉排炉焚烧线工艺流程（2 2）CFBCFB焚烧线工艺流程焚烧线工艺流程（3 3）炉排炉炉型）炉排炉炉型锅炉参数锅炉参数额定垃圾日处理量：额定垃圾日处理量：300t/d300t/d过热蒸汽压力：过热蒸汽压力：4MPa4MPa过热蒸汽温度：过热蒸汽温度：400400给水温度：给水温度：130130
16、排烟温度：排烟温度：190190冷风温度冷风温度：2020热风温度：热风温度：250250立式布置立式布置（3 3）炉排炉炉型）炉排炉炉型锅炉参数锅炉参数额定垃圾日处理量：额定垃圾日处理量：750t/d750t/d过热蒸汽压力：过热蒸汽压力：4MPa4MPa过热蒸汽温度：过热蒸汽温度：400400给水温度：给水温度：130130排烟温度：排烟温度：190-210190-210冷风温度冷风温度：2222热风温度：热风温度：210210卧式布置卧式布置（4 4）循环流化床炉型）循环流化床炉型额定垃圾日处理量：额定垃圾日处理量：500t/d500t/d过热蒸汽压力：过热蒸汽压力：3.82MPa3.8
17、2MPa过热蒸汽温度：过热蒸汽温度：450450给水温度：给水温度：150150排烟温度：排烟温度：180180冷风温度冷风温度：2020燃料种类：燃料种类：垃圾（煤助燃）垃圾（煤助燃）（5 5）典型案例：）典型案例：日处理垃圾量日处理垃圾量4750t/d锅炉蒸汽量锅炉蒸汽量70.9t/h过热蒸汽压力过热蒸汽压力4MPa过热蒸汽温度过热蒸汽温度400投运时间投运时间2012年底年底优点优点：1.运行稳定；2.超负荷能力强；3.防积灰和高温腐蚀能力强；4.连续运行时间长（310天）（5 5）典型案例）典型案例（5 5）典型案例）典型案例日处理垃圾量日处理垃圾量2500t/d锅炉蒸汽量锅炉蒸汽量3
18、6t/h过热蒸汽压力过热蒸汽压力3.82MPa过热蒸汽温度过热蒸汽温度450投运时间投运时间2013年年11月月优点：优点：1.掺煤量极低（掺煤量极低（5%总总输入热量）；输入热量）；2.负荷调节能力强；负荷调节能力强；3.防积灰和高温腐蚀能防积灰和高温腐蚀能力强；力强；4.运行稳定。运行稳定。项目名称数据GB18485-2001烟气中汞0.0025mg/Nm30.2mg/Nm3烟气中镉0.0125mg/Nm30.1mg/Nm3烟气中铅0.149mg/Nm31.6mg/Nm3烟气中一氧化碳12mg/Nm3150mg/Nm3烟气中氯化氢41.7mg/Nm375mg/Nm3烟气中粉尘11.75mg
19、/Nm380mg/Nm3烟气中氮氧化物76.7mg/Nm3400mg/Nm3烟气中二氧化硫3mg/Nm3260mg/Nm3烟气中二噁英类0.034ngTEQ/Nm31.0ngTEQ/Nm3（欧盟2000要求0.1ngTEQ/Nm3）烟气黑度林格曼1级林格曼1级（5 5）典型案例）典型案例金隅集团移动床气化炉垃圾处理系统金隅集团移动床气化炉垃圾处理系统 金隅集团移动床热解气化焚烧炉系统金隅集团移动床热解气化焚烧炉系统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、
20、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
21、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
22、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 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 1 2 3 4 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热热 解解 与与 焚
23、焚烧烧 比比较较热解是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或热解是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。固态可燃物质的化学分解过程。热热 解解 的的 特特 点点热热解解过过程程及及产产物物有机固体废物有机固体废物 气体（气体（H H2 2 、CHCH4 4 、COCO、COCO2 2 ）+有机液体（有机酸、芳烃、焦油）有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+固体固体(炭黑、灰炭黑、灰)3 3(C C6 6H H1010O O5 5)8H8H2 2O+CO+C6 6H H8 8O O（可燃油）（可燃油）+2CO+2CO+2CO+2CO2 2+CH+
24、CH4 4+H+H2 2+7C+7C 热热 解解 动动 力力 学学不同可燃固体废物热解动力学参数不同可燃固体废物热解动力学参数样样 品品温度范围温度范围/KE/（KJ/mol）A/min-1纸纸52762874.712.7710106 6布布48362881.951.3410106 6草木草木41063139.93317.38厨余厨余387624920100124.67327.351.132.4910101515塑料塑料690780290.125.5610101919热热 解解 工工 艺艺 分分类类是否生是否生成炉渣成炉渣渣造型和非造渣型渣造型和非造渣型热解、热解、燃烧位燃烧位置置单塔式和双塔
25、式单塔式和双塔式产物物产物物理形态理形态气化方式、液化方式、炭化方式气化方式、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（高温热解（1000以上）、中温热解（以上）、中温热解（600-700）如）如橡胶与塑料、低温热解（橡胶与塑料、低温热解（600以下）农林产品以下）农林产品供热方供热方式式直接加热、间接加热直接加热、间接加热热热 解解 设设备备内热式内热式设备设备外热式外热式设备设备密闭的容器中，在绝氧的条件下，热量由反应器的外密闭的容器中，在绝氧的条件下，热量由反应器的外面通过器壁进行传递，垃圾被间接加
26、热而分解的过程面通过器壁进行传递，垃圾被间接加热而分解的过程就是外热式分解。设备有就是外热式分解。设备有外热式回转窑、竖井炉、二外热式回转窑、竖井炉、二塔流化床塔流化床也称部分燃烧热分解方式。反应器中的可燃性垃圾或也称部分燃烧热分解方式。反应器中的可燃性垃圾或热分解中分解生成的碳的部分燃烧，利用此燃烧热式热分解中分解生成的碳的部分燃烧，利用此燃烧热式垃圾发生分解。设备有单塔流化炉、竖井炉、气流热垃圾发生分解。设备有单塔流化炉、竖井炉、气流热分解炉及回转窑等。分解炉及回转窑等。热解影热解影 响因素响因素空气量空气量城城市市生生活活垃垃圾圾的的热热解解主要热主要热 解技术解技术Occidental
27、系统系统新日铁系统新日铁系统Purox系统系统Landgard系统系统流化床系统流化床系统Garret系统系统新日铁方式垃圾热解熔融处理工艺流程新日铁方式垃圾热解熔融处理工艺流程热解和熔融为一体的复合处理工艺，在同一炉内完成干燥、热解、燃烧和热解和熔融为一体的复合处理工艺，在同一炉内完成干燥、热解、燃烧和熔融；干燥段温度熔融；干燥段温度300300热解温度热解温度300-1000300-1000，熔融温度，熔融温度1700-18001700-1800热解气体热值为热解气体热值为10460kJ/m10460kJ/m3 3 Purox Purox系统工艺流程示意图系统工艺流程示意图纯氧高温热分解法
28、，纯氧由炉底送入燃烧区参与燃烧；炉渣由底部排除，纯氧高温热分解法，纯氧由炉底送入燃烧区参与燃烧；炉渣由底部排除，水冷。热解气含有水冷。热解气含有75%CO75%CO和和H H2 2,体积之比体积之比2 2：1 1。1kg1kg垃圾产生热值为垃圾产生热值为11168kJ/m11168kJ/m3 3气体气体0.712m0.712m3 3，回收余热锅炉热效率，回收余热锅炉热效率90%90%，系统总热效率，系统总热效率58%58%1收料库收料库 2破碎机破碎机 3储料仓储料仓 4回转窑回转窑 5冷却装置冷却装置 6磁体磁体 7循环水循环水 8气体净化装气体净化装置置 9热交换器热交换器 10气体洗涤器
29、气体洗涤器 11风机风机 12排气管排气管 LandgardLandgard热分解系统原理图热分解系统原理图1kg1kg垃圾产生可燃气体垃圾产生可燃气体1.5m1.5m3 3，热值为，热值为4600-5000kJ/m4600-5000kJ/m3 3，与垃圾组成有关。，与垃圾组成有关。前处理工艺简单，对垃圾组成的适应性强，装置构造简单，操作可靠性高。前处理工艺简单，对垃圾组成的适应性强，装置构造简单，操作可靠性高。OccidentalOccidental系统工艺流程示意图系统工艺流程示意图 以有机物液化为目标的热解技术，热解油热值为以有机物液化为目标的热解技术，热解油热值为24401kJ/kg2
30、4401kJ/kg，低于普，低于普通燃油热值通燃油热值424001kJ/kg424001kJ/kg。炭黑产生量大（约占垃圾炭黑产生量大（约占垃圾20%20%，总热值的，总热值的30%30%）。）。1垃圾垃圾 2贮槽贮槽 3热分解塔热分解塔 4、10旋风分离器旋风分离器 5燃烧塔燃烧塔 6废气洗涤废气洗涤 7鼓风机鼓风机8生成气生成气 9换热器换热器 11电除尘器电除尘器 12冷却塔冷却塔 13气柜气柜 14烟囱烟囱 15烧嘴烧嘴 16废水处理机废水处理机组组 17油装置油装置 18脱水装置脱水装置 19加料器加料器 20砂仓砂仓 21蒸汽发生器蒸汽发生器 月岛机械双塔循环流化床热解装置工艺流程
31、图月岛机械双塔循环流化床热解装置工艺流程图1前破碎机前破碎机 2气力分选气力分选 3干燥器干燥器 4筛选筛选 5细破碎细破碎 6热分解反应器热分解反应器 7无机物处理系统无机物处理系统 GrreetGrreet 热分解系统工艺流程图热分解系统工艺流程图 油的热值油的热值31800kJ/kg,31800kJ/kg,气的热值气的热值18600kJ/m18600kJ/mN N3 3。1t1t垃圾可得垃圾可得136L136L油，铁约油，铁约60kg60kg，炭炭70kg70kg（炭热值（炭热值20900kJ/kg20900kJ/kg）。）。前处理工艺复杂，破碎过程动力消耗大，运输费用高，难以长期稳定运
32、行。前处理工艺复杂，破碎过程动力消耗大，运输费用高，难以长期稳定运行。城市垃圾热解方式的经济技术评价城市垃圾热解方式的经济技术评价 美国哥伦比亚大学技术中心，从对环境的影响、运转的可美国哥伦比亚大学技术中心，从对环境的影响、运转的可靠性和经济可行性几个方面，对从城市垃圾回收能量的不同方靠性和经济可行性几个方面，对从城市垃圾回收能量的不同方法进行了比较和评价。法进行了比较和评价。从经济比较的结果来看，以从经济比较的结果来看，以PuroxPurox法处理费用最低，而法处理费用最低，而GarretGarret法法处理费用最高。尽管从产生的液态燃料易于贮存和运处理费用最高。尽管从产生的液态燃料易于贮存
33、和运输这点来看，输这点来看，G Garretarret法有其优点，但由于此法生产的焦油粘性法有其优点，但由于此法生产的焦油粘性大、辐射性强，在贮藏时易聚合，不能混掺于油中，而且回收大、辐射性强，在贮藏时易聚合，不能混掺于油中，而且回收的气体热值低，使用受到限制，的气体热值低，使用受到限制，TorraxTorrax也有同样的缺点。比较也有同样的缺点。比较而言，在这些方法中，以而言，在这些方法中，以PuroxPurox方法方法最好，对环境影响小、运转最好，对环境影响小、运转简单、产品适应面广、净处理费用也不高，与纽约市填埋处理简单、产品适应面广、净处理费用也不高，与纽约市填埋处理垃圾的费用大致相当
34、。垃圾的费用大致相当。城市垃圾回收能量方法的评价比较城市垃圾回收能量方法的评价比较 （1000t/d1000t/d）项目项目LandgardLandgard法法GarrettGarrett法法TorraxTorrax法法ParoxParox法法投资额（日元投资额（日元/t/t）偿还费（日元偿还费（日元/t/t）运转费（日元运转费（日元/t/t）运转费总额（日元运转费总额（日元/t/t）回收资源折价（日元回收资源折价（日元/t/t）净处理费用（日元净处理费用（日元/t/t）64564521512151360636065757575739303930182718276576572184218436
35、83368358775877283528353042304248548516441644327332734917491720702070284728476876872280228035763576585658564668466811881188水泥窑处置生活垃圾组合技术的构成水泥窑处置生活垃圾组合技术的构成原生垃圾原生垃圾粗破粗破生物干化生物干化风选风选混合物混合物细破细破可燃物可燃物在线入窑系统离线入窑系统不燃物不燃物水泥原料 生活垃圾在线（直接）入窑技术生活垃圾在线（直接）入窑技术是指生活垃圾热处理后是指生活垃圾热处理后的产物的产物全部进入窑系统全部进入窑系统的技术，通常在通过对水泥窑的主
36、体的技术，通常在通过对水泥窑的主体装备（主要是分解炉）进行改造实现的。装备（主要是分解炉）进行改造实现的。生活垃圾离线（间接）入窑技术生活垃圾离线（间接）入窑技术是指将生活垃圾处理后是指将生活垃圾处理后的产物有的产物有一部分不直接入窑处理一部分不直接入窑处理的技术。其中最具有代表性的技术。其中最具有代表性的是各种的是各种气化入窑技术气化入窑技术。气化入窑技术是通过在窑外将垃圾燃料先进行热解气化气化入窑技术是通过在窑外将垃圾燃料先进行热解气化后以燃气形式进入水泥窑燃烧，不需考虑燃气焦油和净化，后以燃气形式进入水泥窑燃烧，不需考虑燃气焦油和净化，气化渣冷却后，做为水泥原料使用。气化渣冷却后，做为水
37、泥原料使用。废废塑塑料料的的热热解解废废塑塑料料的的热热解解设设备备在槽内的分解过程中在槽内的分解过程中进行混合搅拌，物料进行混合搅拌，物料混合均匀，采用外部混合均匀，采用外部加热，靠温度来控制加热，靠温度来控制成油形状。该法物料成油形状。该法物料的停留时间较长，加的停留时间较长，加热管表面析出炭后会热管表面析出炭后会造成传热不良，须定造成传热不良，须定期清理排出。期清理排出。管式蒸馏先用重油溶解或管式蒸馏先用重油溶解或分解废塑料，然后再进入分解废塑料，然后再进入分解炉；螺旋式反应器则分解炉；螺旋式反应器则采用螺旋搅拌，传热均匀，采用螺旋搅拌，传热均匀，分解速度快，但对分解速分解速度快，但对分
38、解速度较慢的聚合物不能完全度较慢的聚合物不能完全实现轻质化。实现轻质化。采用部分塑料采用部分塑料燃烧的内部加燃烧的内部加热方式，具有热方式，具有原料不须熔融、原料不须熔融、热效率高、分热效率高、分解速度快等优解速度快等优点。点。废废塑塑料料的的热热解解工工艺艺比较简单地把废比较简单地把废PS制成液状单体，制成液状单体，而且用于回收单体而且用于回收单体的分解设备、反应的分解设备、反应温度和停留时间均温度和停留时间均可随意控制。可随意控制。抽料泵会造成减压，抽料泵会造成减压，物料在分解管内停留时物料在分解管内停留时间不稳定；高温分解时间不稳定；高温分解时气化率高；分解速度慢气化率高；分解速度慢的聚
39、合物不能完全实现的聚合物不能完全实现轻质化；轻质化；外部微波加外部微波加热，耗能比较大。热，耗能比较大。热解原料的分热解原料的分散不够均匀，散不够均匀，颗粒与气体的颗粒与气体的热交换效率低，热交换效率低，管线容易结焦管线容易结焦等。等。1溶解槽溶解槽 2管式分解炉管式分解炉 3分离槽分离槽 4油品回收系统油品回收系统 5补燃器补燃器图图 管式蒸馏法发热分解工艺流程图管式蒸馏法发热分解工艺流程图1 传送机传送机 2破碎机破碎机 3筒仓筒仓 4气流干燥机气流干燥机 5料斗料斗 6袋滤机袋滤机 7熔融炉熔融炉 8热风炉热风炉 9微波电源微波电源 10贮液槽贮液槽 11螺旋式反应器螺旋式反应器 12残
40、渣排出机残渣排出机 13蒸馏塔蒸馏塔 14煤气洗涤器煤气洗涤器 15燃烧炉燃烧炉 16重油贮槽重油贮槽 17轻重油贮槽轻重油贮槽 18盐酸回收塔盐酸回收塔 19盐酸槽盐酸槽 20中和槽中和槽 21碱槽碱槽 22中和废液贮槽中和废液贮槽 图图 螺旋式热分解系统工艺流程图螺旋式热分解系统工艺流程图（a）流化床热分解炉流化床热分解炉 （b）系统工艺流程系统工艺流程 1砂加料口砂加料口 2,9螺旋加料器螺旋加料器 3摆线减速器摆线减速器 4起重机起重机 5给料槽给料槽 6平板送料器平板送料器 7传送带传送带 8传送带称传送带称 10密封罐密封罐 11流化床热分解炉流化床热分解炉 12垫片垫片 13蒸馏
41、塔蒸馏塔 14冷却塔冷却塔 15烟雾分离器烟雾分离器 16排气筒排气筒 17脱膜筒脱膜筒 18水洗槽水洗槽 19油水分离槽油水分离槽 20送风机送风机 21尾气燃烧炉尾气燃烧炉 22焦炭滚筒焦炭滚筒 23盐酸回收塔盐酸回收塔 24贮罐贮罐 25排风机排风机 26清洗塔清洗塔 27中和槽中和槽 28油罐油罐 29压缩机压缩机 图图 流化床热分解系统工艺流程图流化床热分解系统工艺流程图污污泥泥的的热热解解污泥脱水 干燥 热解 炭灰分离 油气冷凝 热量回收 二次污染防治操作系统封闭，污泥减容率高，无污染气体排放，所操作系统封闭，污泥减容率高，无污染气体排放，所有重金属残留在剩余物中，热解时实现能量自
42、给和资有重金属残留在剩余物中，热解时实现能量自给和资源回收。源回收。1 定量进料器定量进料器 2蒸汽干燥器蒸汽干燥器 31号水洗塔号水洗塔 4热解炉热解炉 5热风炉热风炉 6燃烧室燃烧室 7余热锅炉余热锅炉 82号水洗塔号水洗塔 9吸水塔吸水塔 10湿式电除尘器湿式电除尘器 11碱循环槽碱循环槽 12灰槽灰槽 13烟囱烟囱 图图 污泥干燥污泥干燥-热解系统示意图热解系统示意图图图 污泥低温热解工艺流程污泥低温热解工艺流程废废橡橡胶胶的的热热解解轮胎破碎 分（磁）选 干燥预热 橡胶热解 油气冷凝 热量回收 废气净化 废橡胶的热解产物废橡胶的热解产物 废橡胶（如废轮胎）的热解产物非常复杂。废橡胶（
43、如废轮胎）的热解产物非常复杂。德国汉堡大学研究结果：轮胎热解产物（按质量德国汉堡大学研究结果：轮胎热解产物（按质量计）中气体占计）中气体占22%22%、液体占、液体占27%27%、炭灰占、炭灰占39%39%、钢丝占、钢丝占12%12%。气体组成中主要为甲烷（气体组成中主要为甲烷（15.13%15.13%）、乙烷）、乙烷（2.95%2.95%）、乙烯（）、乙烯（3.99%3.99%）、丙烯（）、丙烯（2.5%2.5%）、一氧化）、一氧化碳（碳（3.8%3.8%），水、），水、CO2CO2、氢气和丁二烯也占一定比例。、氢气和丁二烯也占一定比例。液体组成中主要是苯（液体组成中主要是苯（4.75%4.
44、75%）、甲苯（）、甲苯（3.62%3.62%）和其他芳香族化合物（和其他芳香族化合物（8.5%8.5%）。）。在气体和液体中还有微量的硫化氢和噻吩，但硫在气体和液体中还有微量的硫化氢和噻吩，但硫含量都低于标准。含量都低于标准。废废橡橡胶胶的的热热解解 图图 橡胶热解产品组成与温度关系橡胶热解产品组成与温度关系图图 流化床热解橡胶工艺流程图流化床热解橡胶工艺流程图农农林林废废弃弃物物的的热热解解农林废弃物生产草煤气农林废弃物生产草煤气 在烟气供应不足的情况下，在较低温度下燃烧农林废弃在烟气供应不足的情况下，在较低温度下燃烧农林废弃物，可生成以一氧化碳和氢气为主要成分的可燃气体，俗称物，可生成以
45、一氧化碳和氢气为主要成分的可燃气体，俗称草煤气。草煤气。当空气从炉栅进入炉内后，首先与有机废物燃烧生成当空气从炉栅进入炉内后，首先与有机废物燃烧生成COCO2 2，COCO2 2随气流进入还原层被还原成随气流进入还原层被还原成COCO，所含的水分也被还，所含的水分也被还原成原成H H2 2。在热解层，有机废物被热气体干馏、分解为。在热解层，有机废物被热气体干馏、分解为CHCH4 4、C C2 2H H4 4等挥发性气体，与等挥发性气体，与H H2 2和和COCO一道进入干燥层，最终形成由一道进入干燥层，最终形成由COCO、H H2 2、CHCH4 4、C C2 2H H4 4 与水蒸气、氮气组
46、成的混合气体，其热与水蒸气、氮气组成的混合气体，其热值一般为值一般为6281-7118kJ/m6281-7118kJ/m3 3。农农林林废废弃弃物物的的热热解解 图图 草煤气发生炉工作原理示意图草煤气发生炉工作原理示意图农农林林废废弃弃物物的的热热解解气化炉主要有固定床（上吸式、下吸式、层式下吸式等）气化炉及循气化炉主要有固定床（上吸式、下吸式、层式下吸式等）气化炉及循环流化床气化炉等。环流化床气化炉等。（a）（b）（c）（a）上吸式气化炉（）上吸式气化炉（b）下吸式气化炉（）下吸式气化炉（c）层式下吸式气化炉）层式下吸式气化炉农农林林废废弃弃物物的的热热解解图图 循环流化床系统循环流化床系统
47、1、8L阀阀 2下料直管下料直管 3原料缓冲罐原料缓冲罐 4旋风旋风分离器分离器 5炭受槽炭受槽 6循环管循环管 7气化炉气化炉 P测测压点压点 T测温点测温点农林废弃物热解生产化工原料农林废弃物热解生产化工原料 在隔绝空气的条件下，经农林废物加热至在隔绝空气的条件下，经农林废物加热至270-270-400400，可分解形成固体的草炭、液态的糠醛、乙酸、，可分解形成固体的草炭、液态的糠醛、乙酸、焦油、气态的草煤气等多种燃料与化工原料。焦油、气态的草煤气等多种燃料与化工原料。热解系统主要设备由热解炉、冷冷气和分离器三部热解系统主要设备由热解炉、冷冷气和分离器三部分组成。分组成。农农林林废废弃弃物
48、物的的热热解解a热解釜热解釜 b热解炉热解炉 c吊钩吊钩 d冷凝器冷凝器 e分离器分离器 f净化器净化器 g分液罐分液罐 h污泥罐污泥罐 I油槽油槽 图图 竖置式热解炉竖置式热解炉固固体体废废物物的的焙焙烧烧 方方法法还原焙烧还原焙烧硫酸化焙烧硫酸化焙烧氯化焙烧氯化焙烧钠化焙烧钠化焙烧离析焙烧离析焙烧烧结焙烧烧结焙烧分解焙烧分解焙烧氧化焙烧氧化焙烧焙烧：焙烧：在低于熔点的温度下热处理废物的过程，可改变废物的物在低于熔点的温度下热处理废物的过程，可改变废物的物理、化学性质，便于资源化利用。理、化学性质，便于资源化利用。固固体体废废物物的的焙焙烧烧烧结焙烧：烧结焙烧：为提高至密度和机械强度，以便于
49、下步作为提高至密度和机械强度，以便于下步作业的进行，将粉末或粒状物料在高温下烧成块状或球业的进行，将粉末或粒状物料在高温下烧成块状或球团状物料的过程。团状物料的过程。分解焙烧：分解焙烧：物料在高温下发生分解反应的过程。通常物料在高温下发生分解反应的过程。通常是为了脱除是为了脱除COCO2 2及结合水，使物料某些成分发生分解。及结合水，使物料某些成分发生分解。固固体体废废物物的的焙焙烧烧还原焙烧：还原焙烧：在还原气氛中将固体废物中的金属氧化物转变成为地在还原气氛中将固体废物中的金属氧化物转变成为地价金属氧化物或金属的过程。价金属氧化物或金属的过程。凡是对氧的化学亲和力比对被还原的金属对氧的化学亲
50、和力凡是对氧的化学亲和力比对被还原的金属对氧的化学亲和力大的物质均可作为该金属氧化物的还原剂使用。常用的还原剂有大的物质均可作为该金属氧化物的还原剂使用。常用的还原剂有固定碳固定碳 、气体一氧化碳和氢气。、气体一氧化碳和氢气。氯化焙烧：氯化焙烧：废物原料与氯化剂（废物原料与氯化剂（ClCl2 2、NaClNaCl、CaClCaCl2 2）混合，在一）混合，在一定的温度或气氛下进行焙烧，使废物中的有价金属与氯化物发生定的温度或气氛下进行焙烧，使废物中的有价金属与氯化物发生化学反应，生成可溶性金属氯化物或挥发性气态金属氯化物的过化学反应，生成可溶性金属氯化物或挥发性气态金属氯化物的过程。（高中低）
