垃圾焚燒處理簡介

1、摘要 本文首先對三種垃圾處理方式(填埋、堆肥和焚燒)進行對比，認為垃圾焚燒發(fā)電是最有效的垃圾減量化、無害化、資源化處理方式。其次比較主要焚燒爐技術中的機械爐排焚燒爐技術和循環(huán)流化床垃圾焚燒技術的特點，優(yōu)缺點以及發(fā)展情況。最后對垃圾焚燒技術在我國的利用情況進行總結，分析在我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的發(fā)展特點以及存在的問題關鍵詞:垃圾焚燒;爐排爐;流化床；焚燒發(fā)電目 錄引言31、城市生活垃圾特性及處理方法比較41.1 城市生活垃圾的一般特性41.2 城市生活垃圾的一般處理方法41.2.1 填埋法41.2.2 堆肥法51.2.3 焚燒法52、城市生活垃圾焚燒處理技術分類62.1 機械爐排焚燒爐技術72.1

2、.1 爐排焚燒爐的優(yōu)勢92.1.2 爐排焚燒爐在我國應用時出現(xiàn)的問題92.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術112.2.1 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的優(yōu)勢122.2.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術的不足143、焚燒技術在我國的應用情況144.1應用現(xiàn)狀154.2我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)發(fā)展特點154.3焚燒發(fā)電應用推廣中存在的主要問題165、 總結176、 結束語19參考文獻：20引言 隨著我國城市規(guī)模不斷擴大和農(nóng)村城市化進程加快，城市垃圾處理問題已成為我國不容忽視的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計:我國歷年堆存的垃圾已高達60 億t，且仍以10%的年增長率增加，這些垃圾不僅占用大量土地，而且對環(huán)境和居民健康產(chǎn)生惡劣影響。因此

3、選擇高效，節(jié)能，環(huán)保的垃圾處理方式刻不容緩。1、城市生活垃圾特性及處理方法比較 1.1 城市生活垃圾的一般特性 從焚燒角度分析，城市生活垃圾可分為可燃和不可燃兩部分， 其中可燃燒部分包括橡塑、紙張、破布、竹木、皮革、果皮及動植物、廚房垃圾等。其組分、外貌、物性和燃燒特性等非常復雜，大部分不可直接填埋；不可燃部分包括金屬、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。 城市生活垃圾組分隨機性很大，它與地區(qū)、季節(jié)、生活水平、燃氣普及率、飲食結構等密切相關。其共同特性是容重輕、可壓縮性大、水分高、熱值低、難燃燒、有異味，混有少量有害物，易引發(fā)二次污染。燃燒時著火溫度不一，燃燒速度各

4、異，燃燼時間不同。 1.2 城市生活垃圾的一般處理方法 目前，世界各國城市生活垃圾處理普遍采用的主要方法有填埋法、堆肥法和焚燒法。 填埋法 填埋法技術比較成熟，操作管理簡單，處理量大， 投資和運行費用低，是當今世界各國主要的處理方式之一。不足之處是垃圾減容效果差，需占用大量的土地資源，填埋場地受地理和水文地質(zhì)條件限制較多，地址選擇很困難。填埋場產(chǎn)生的滲透液對水體和土質(zhì)容易造成污染。生成的沼氣除對環(huán)境有影響外，有時還會引起燃燒和爆炸。所以在土地資源短缺、經(jīng)濟發(fā)達的國家和地區(qū)對填埋法的采用受到一定的制約。 1.2.2 堆肥法 堆肥法的投資費用接近填埋法，無害化程度較高，且有農(nóng)用價值。但是采用這種處

5、理法，垃圾減容效果不理想，衛(wèi)生條件差，占地面積大，運行費用較高。垃圾中的石塊、金屬、玻璃、塑料等廢棄物不能為微生物所分解，需分撿后另行處理。堆肥法產(chǎn)生的有機肥料肥效較低、成本高，銷路不暢，并可能對土壤造成嚴重污染，所以在土地資源緊缺、農(nóng)田較少的地區(qū)，堆肥法的推廣有一定困難。 焚燒法 焚燒法一般是指將垃圾作為固體燃料焚燒爐中， 在高溫條件下，垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進行劇烈化學反應，放出熱量，轉(zhuǎn)化成高溫煙氣和性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘渣。煙氣中的熱能可回收利用，而性質(zhì)較穩(wěn)定的殘渣可直接填埋。一般，垃圾焚燒后，其體積可減少8595，質(zhì)量減少2080；高溫焚燒還能消除垃圾中的病原體和有害物質(zhì)，焚燒排出的氣

6、體和殘渣中的一些有害副產(chǎn)物的處理遠比有害廢棄物直接處置容易得多。焚燒法還具有處理周期短、占地面積小、選址靈活等特點，焚燒處理能有效的做到廢棄物綜合利用，回收能源和資源。因此，焚燒法能以最快的速度實現(xiàn)垃圾處理的無害化、減量化和資源化。目前，在發(fā)達國家已被廣泛采用，其缺點是焚燒法對垃圾的熱值有一定要求，且一次性投資大，運行費用高，管理水平和設備維修要求較高； 焚燒產(chǎn)生的廢氣若處理不當， 很容易對環(huán)境造成二次污染。 長期以來，我國對城市生活垃圾的處理基本上采用露天堆放和填埋法。長期露天堆放對大氣環(huán)境、地下水和土壤等已造成明顯的威脅和危害，尤其是大中城市和東部沿海發(fā)達地區(qū)，因土地資源日趨緊張，采用填埋

7、法和堆肥法處理垃圾的選址已日益困難，處理成本大幅度提高。 因此，在這些地方采用焚燒法處理城市生活垃圾具有相當重要的意義。 2、城市生活垃圾焚燒處理技術分類 經(jīng)過一個世紀的發(fā)展，世界各國目前已擁有數(shù)千座垃圾焚燒廠，廣泛處理各種垃圾及有害廢棄物，并且朝著集中處置和能源利用方向發(fā)展。至于垃圾的焚燒處理技術，發(fā)達國家因經(jīng)濟騰飛早，廢棄物污染問題也暴露的較早，所以至上世紀60年代末、70年代初就陸續(xù)頒布了逐漸嚴格的法規(guī)，并不斷改進和完善廢棄物的處理技術，至今已形成了相當成熟的焚燒處理技術。目前垃圾焚燒技術市場上可見的主要裝備有爐排型焚燒爐、流化床（鼓泡型及循環(huán)流化床型）焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和熱解氣化爐等

8、多種?；剞D(zhuǎn)窯和熱解氣化爐單爐處理量較小，難以滿足大中城市現(xiàn)代化大型垃圾焚燒廠的建設需要；早期開發(fā)的固定爐排焚燒爐不適于產(chǎn)業(yè)化連續(xù)處理，焚燒效果和環(huán)境性能都很差，現(xiàn)在已很少使用。在后面的分析比較中不再把它們列入討論的范圍。 2.1 機械爐排焚燒爐技術 爐排型焚燒爐的主要特征是被處理的垃圾堆放在爐排上，焚燒火焰從垃圾堆料層的著火面向未著火的料堆表面及內(nèi)層傳播，形成一層一層燃燒（層燃）的過程。在爐排上，沿料堆行進方向，可以區(qū)分出預熱干燥、主燃和燃盡三個溫度不等的區(qū)段，以及由不同區(qū)段產(chǎn)生的氣體在爐排上方形成不同爐膛溫區(qū)，是這種爐型的共同特點（如圖1所示），而且沿爐膛高度方向溫度也有明顯下降。圖1 爐排

9、上垃圾燃燒的進程和煙氣溫度分布爐排上垃圾燃料堆層的著火燃盡情況，很大程度上取決于爐膛的結構設計是否與燃料的理化特性相適應。對于任一特定性質(zhì)的燃料，原則上都應進行專門的設計，以求達到盡快著火、徹底燃燒而又不超溫燒結的目的。用于焚燒有相當熱值、品質(zhì)比較均勻穩(wěn)定的垃圾燃料，有較好的效果。機械爐排爐所用的爐排有很多種（如圖2所示），它們在推送垃圾的同時對堆層進行翻攪，以使垃圾堆層盡可能地燒透，是當前歐美地區(qū)采用較多的爐型，已有3040年的應用和發(fā)展歷史。圖2 幾種不同型式的機械爐排焚燒爐結構示意圖 2.1.1 爐排焚燒爐的優(yōu)勢 （1）爐排燃燒爐型已有近百年的發(fā)展歷史，用于焚燒生活垃圾也已有40多年的經(jīng)

10、驗，技術成熟度高，設備配套性好，性能穩(wěn)定可靠，可選擇的供應商較多； （2）垃圾進料和底渣排出設備比較簡單，系統(tǒng)運行操作易于掌握；（3）在技術原產(chǎn)國，用于焚燒處理經(jīng)過分類收集的垃圾，熱值較高、品質(zhì)比較均勻穩(wěn)定，有較好的焚燒效果。 2.1.2 爐排焚燒爐在我國應用時出現(xiàn)的問題在引進了發(fā)達國家發(fā)展的爐排焚燒爐后，供應給它們的都是混合收集的原生垃圾，熱值低、含水率和不可燃組分含量高，致使在運行效果上與在原產(chǎn)國的應用有很大差距。主要問題包括：（1）對于混合收集的垃圾，因為水分高、堆積密度大、發(fā)熱量低，無論是那種爐排，都有垃圾料堆內(nèi)層燃燒不充分的問題，排出的底渣甚至仍有惡臭，熱灼減率一般偏高；（2）為降低

11、垃圾含水率、提高進爐垃圾熱值。常常將垃圾存在儲坑中“堆酵”數(shù)天，瀝出大量垃圾滲瀝液；在焚燒爐排下方也會瀝灑出垃圾瀝出液。需要專門投資進行污水處理；（3）入爐垃圾的組成和燃燒特性隨時間變化很大、很頻繁。在爐排上的燃燒狀態(tài)總是偏離設計情況。爐排和它上方爐膛溫度的分布和燃燒條件都很不穩(wěn)定和很不均勻，造成局部低溫區(qū)和局部超溫區(qū)，對充分燃盡和污染控制都很不利；（4）在爐排爐技術原產(chǎn)國，垃圾熱值一般按8000kJ/kg左右設計1，而我國生活垃圾熱值低，除需將垃圾“堆酵”外，還需要向焚燒爐膛噴入輔助燃料油，消耗量大；（5）通常原生生活垃圾中含氯化物較常用燃料多，焚燒煙氣對生產(chǎn)蒸汽的鍋爐管束金屬材料具有更強的

12、高溫腐蝕性。為了設備安全，通常需要降低所生產(chǎn)的蒸汽的溫度和壓力，導致發(fā)電效率降低。若采用更加耐酸腐蝕的材料制造。就會提高設備建造和維護費用，二者都會使發(fā)電成本提高；（6）各種爐排爐的復雜運動的爐排，對材質(zhì)、加工條件、安裝精度和日常維護都有更高的要求。前述各項造成投資和運行成本居高不下，阻礙了這類技術的應用和發(fā)展2。 2.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術 流化床焚燒與層燃方式完全不同，它主要依靠爐膛內(nèi)高溫流化床料的高熱容量、強烈摻混和傳熱的作用，使送入爐膛的垃圾快速升溫著火，形成整個床層內(nèi)的均勻燃燒。自上個世紀60年代以來，這種技術已經(jīng)成功地被用于劣質(zhì)燃料及各類廢棄物的燃燒處置和熱能利用。但早期發(fā)展的

13、流化床燃燒爐，屬于“鼓泡流化床”燃燒模式，也有多種爐型（包括一些所稱有內(nèi)循環(huán)功能的焚燒爐），采用的流化風速較低，主要的燃燒過程發(fā)生在下部流化床層內(nèi)，上部稀相空間的燃燒份額很小。因此沿爐膛高度溫度下降很快，限制了燃料揮發(fā)分氣體的燃盡和對污染物的控制。循環(huán)流化床燃燒是近30年才發(fā)展起來的一個新技術分支。它繼承了一般流化床燃燒固有的對燃料適應性強的優(yōu)點，同時提高了流化速度、增加了物料循環(huán)回路（如圖3所示）。大量的物料被煙氣帶到爐膛上部燃燒，經(jīng)過內(nèi)、外循環(huán)的多個途徑再返回爐膛下部，提高了爐膛上部的燃燒放熱份額，增強了爐膛上下部之間的物料交換，使整個爐膛處于均勻的高溫燃燒狀態(tài)，確保煙氣在高溫區(qū)的有效停留

14、時間。能保證垃圾各組分的充分燃盡，使有毒有害物質(zhì)的分解破壞更為徹底；也防止了局部超溫的出現(xiàn)，對常量污染物（SO2、NOx等）的控制更為有力。因此，循環(huán)流化床燃燒技術一出現(xiàn)就被能源環(huán)境界公認為是一種環(huán)境友好型的焚燒方式。圖3 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐工作原理圖國內(nèi)在開發(fā)循環(huán)流化床垃圾焚燒技術方面投入力量較大，在焚燒處理混合收集的原生垃圾方面具有獨到之處。為了確保爐膛內(nèi)物料持續(xù)均勻流化，國外主要通過將垃圾可燃組分制成“垃圾衍生燃料”（RDF）均勻顆粒來實現(xiàn)；國內(nèi)技術則主要借助完善流化供風和原生垃圾給料系統(tǒng)，加速包括不可燃物在內(nèi)的爐渣的排出，以及積極維持循環(huán)物料的平衡等手段，只需要輔之以對超大尺寸組分入

15、爐的限制，來解決問題。這種爐型的開發(fā)，為焚燒技術和我國焚燒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。以中國科學院、浙江大學和清華大學等為代表的研發(fā)成果為基礎，已經(jīng)建設了20多個循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電工程項目。2.2.1 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的優(yōu)勢針對我國混合收集的生活垃圾發(fā)展的循環(huán)流化床垃圾焚燒技術，已經(jīng)達到了商業(yè)化應用的階段，并日趨成熟，形成了不同處理能力的系列化產(chǎn)品。給料、排渣、燃燒控制、尾氣處理設備已有較好配套，入爐垃圾不需要復雜的前處理，產(chǎn)汽與常規(guī)汽輪發(fā)電設備參數(shù)配套，具有顯著的環(huán)境和經(jīng)濟效益。（1）適于焚燒處理我國一般混合收集的原生垃圾，燃盡完全，殘渣熱灼減率12%；（2）可以焚燒處置固形垃圾和其他

16、氣態(tài)或液態(tài)、熱值懸殊的燃料和廢棄物，垃圾堆放、儲存過程中產(chǎn)生的垃圾滲瀝液都可以直接送入爐膛焚燒處置；（3）為避免入爐垃圾品質(zhì)變化及差異過大對焚燒狀態(tài)的影響，可以向爐內(nèi)添加適量的輔助燃料煤，而不必用油。價廉易得，添加量較少；（4）系統(tǒng)設備配套研發(fā)，對垃圾的分選和預處理要求很低，不需要復雜的預處理工藝，運行穩(wěn)定。爐內(nèi)沒有復雜的運動機構，設備故障率低；（5）單爐處理量較大。目前已形成單爐處理能力從100500噸/日的產(chǎn)品系列，能夠適應大型垃圾焚燒廠的建設要求；（6）可以把過熱器布置在這類焚燒爐型所特有的物料循環(huán)通道中，隔絕與焚燒煙氣的接觸，避免高溫HCl腐蝕；所生產(chǎn)的過熱蒸汽溫度達到常規(guī)熱電系統(tǒng)參數(shù)

17、，提高垃圾發(fā)電效率；（7）焚燒爐膛內(nèi)各處溫度均勻，并采用了分級供風及爐內(nèi)添加石灰石等措施，能徹底分解有毒有害物質(zhì)，有效控制NOx、SOx等的生成，實現(xiàn)了環(huán)境友好。 2.2.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術的不足（1）與機械爐排爐相比，發(fā)展歷史不長，系統(tǒng)配套，特別是與原生垃圾不作分選處理相關的給料、排渣設備還需長期考驗，不斷完善；（2）雖然從技術發(fā)展到生產(chǎn)制造，均立足于國內(nèi)，設備維護和技術更新都更加方便、經(jīng)濟、快捷，但對在設計準則和加工工藝等方面，仍需積累經(jīng)驗、形成實用可行的行業(yè)標準，不斷完善；（3）一般循環(huán)流化床焚燒爐飛灰比例較高，灰量較大。按照我國目前有關法規(guī)，焚燒爐飛灰需按危險廢棄物作專門處置，

18、處置成本較高。需要從減少飛灰量和降低飛灰毒性兩個方面入手，探求解決方案，采用多渠道排灰和發(fā)展相應排灰安全處置的技術。3、焚燒技術在我國的應用情況 4.1應用現(xiàn)狀 4.2我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)發(fā)展特點4.3焚燒發(fā)電應用推廣中存在的主要問題5、 總結 我國中、大型城市的生活垃圾產(chǎn)量較大, 有機成分相對較高,經(jīng)濟、技術力量相對較強,隨著我國經(jīng)濟條件的改善,隨著會發(fā)展的需要,垃圾焚燒處理或發(fā)電由于其所具有的種種優(yōu)勢,在我國中大型城市應逐漸上升為一種主要的處理方式。但是考慮我國的經(jīng)濟情況,全套引進國外設備費用則太高,成本難以回收,應盡量做到引進設備與消化吸收相結合,且盡量開發(fā)效果較佳的全套或部分國產(chǎn)的垃圾

19、焚燒設備。在新建垃圾焚燒廠時,應結合各地區(qū)的經(jīng)濟實力及垃圾的特性、當?shù)氐募夹g條件和具體情況而選擇適當?shù)牡攸c、爐型,同時要借鑒國外和我國已建成的垃圾焚燒廠的經(jīng)驗,避免不必要的損失和浪費。由于我國垃圾焚燒處理技術尚處在相對初期階段, 焚燒技術、煙氣凈化技術、廢水、廢渣處理技術還需加速發(fā)展,以進一步推動我國垃圾處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 垃圾焚燒發(fā)電是目前世界上最先進的垃圾處理方式, 不僅不污染環(huán)境, 不破壞地下水資源, 而且可大量節(jié)約土地, 可從根本上解決城市的垃圾處理問題, 垃圾焚燒發(fā)電已經(jīng)成為國際上保護資源、拉動環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要項目?？梢韵胂? 通過垃圾焚燒的方法,許多居民家的電視、冰箱、空調(diào)、電燈等, 可能將用上他們?nèi)拥舻睦?/p>