垃圾焚烧技术及评价

1、垃圾焚烧技术及评价摘要：当今世界，环境污染已成为全球性的问题，城市生活垃圾逐年增多，这些垃圾还侵占了 大量的土地，影响城市的环境质量和可持续发展。如何将这些垃圾做到减量化、无害化、资 源化处理，成为社会普遍关注的问题，垃圾焚烧技术是解决问题处理垃圾问题的有效途径。 在分析比较城市生活垃圾各种处理技术的基础上，通过分析国内外城市生活垃圾焚烧技术的 发展历史与现状，比较城市生活垃圾的各种焚烧技术，对我国城市生活垃圾焚烧处理技术的 发展方向及其发展过程中应解决的问题提出了建议。关键字：城市垃圾垃圾焚烧技术发展现状引言：随着经济快速发展和人口的增长，人民生活日益提高，人们对赖以生存的环境要求越 来越高

2、，然而环境污染源却长期得不到很好地解决，固体废物的排放量日渐增多，据统计， 我国一个人平均每天要制造0.9 kg的生活垃圾，作为拥有13亿人口的大国，累计起来每日生 产的垃圾量也是显而易见的，这些垃圾（固体废弃物）如何处理，成为摆在我们面前一个难 题。如果处理不当，不仅可能引起燃烧和爆炸，还会污染水体、大气和土壤，影响生物生长， 危及人的健康。然而一些地方，只顾当前省钱、省事、省力，随意倾倒，一埋了之，甚至一 些厂矿、企业任意堆积、焚烧垃圾，造成周围环境的严重污染。山东省博兴县南部与恒台县 交界处，最近发现了从美国运进来的堆积如山的印刷电路板废料。这些废料燃烧后的烟气随 风飘移，令人窒息，附近

3、5,6个村庄深受其害，学校被迫停课，受害群众和师生都感到胸闷、 呼吸困难、恶心、眼睛流泪。为此，为了保护环境，必须对固体废物（垃圾）加强管理，特 别是加强城市垃圾的管理工作。我国生活垃圾现状我国每年城市生活垃圾的产出量达1.5亿吨以上，量大面广的城市生活垃圾造成城镇严 重的社会问题，这些垃圾污染水质、土壤、大气，传播疾病，严重影响人类及各种生物的生 活环境，生存空间。城市生活垃圾焚烧处理具有占地小，场地选择较易，处理时间短，减量化显著（减重一 般达到80%，减容一般达到90%）。无害化较彻底以及可回收余热等优点。目前生活垃圾焚烧 技术在我国正处于快速发展阶段，截止2008年9月统计，全国共建设

4、生活垃圾焚烧厂100座。 其中建成56座，在建44座。炉排炉与流化床焚烧厂的规模之比为60470:31920 (65:35)。数 量之比约为63:37。72%的焚烧厂集中在东部地区。广东，浙江和江苏位居前三名。三地合计 占全国总量的45%。其中80%以上的生活垃圾焚烧厂是在近5年建设的。若干从事生活垃圾焚 烧厂投资或供货的龙头企业已经开始形成。生活垃圾通过焚烧发电进行处理的比重已接近国 际平均水平。我国生活垃圾焚烧技术主要应用于经济发达，人口密集的城市，包括直辖市，东部沿海 经济发达城市和中西部省会城市。垃圾焚烧技术分析垃圾焚烧必须具备一定条件：垃圾要具有一定的发热值，当垃圾中低位发热值W 3

5、350kJ/kg (800kcal/kg)时，焚烧需助燃，掺煤或烧油助燃。一般认为，垃圾低位发热 值5000kJ/kg ( 1200kcal/kg)燃烧效果较好。一般城市生活垃圾低位发热值在33508374kJ/kg (800-2000kcal/kg)范围。另外垃圾中含水率需W50%。垃圾具有非均质性和多 变性。各地区、各季节垃圾变化很大，这给垃圾焚烧带来一定技术上的困难。至于垃圾的焚烧处理技术，发达国家因经济腾飞早，废弃物污染问题也暴露的较早，所 以至上世纪60年代末、70年代初就陆续颁布了逐渐严格的法规，并不断改进和完善废弃物的 处理技术，至今已形成了相当成熟的焚烧处理技术。其采用的焚烧系

6、统主要有层燃式、流化 床式和回转窑式三类。2.1炉排炉技术这种焚烧方式的主要特点是不需对入炉垃圾作严格的预处理，活动炉排的推动能实现对 垃圾的搅动，可防止垃圾进炉遇到强热产生表面固化，影响垃圾内部的传热和气体的流动， 以致延长垃圾的燃烧时间，导致不完全燃烧。垃圾的干燥、着火、燃烧及燃烬等一系列过程 都在炉排上进行，故处理效率极高；垃圾层均匀，燃烧稳定，炉温及余热锅炉蒸发量变动很 小。这种焚烧方式比较适合于城市生活垃圾的处理。炉排燃烧炉型已有近百年的发展历史，用于焚烧生活垃圾也已有40多年的经验，技术 成熟，设备配套性好，性能稳定可靠，可选择的供应商较多。垃圾进料和底渣排出设备比较 简单，系统运

7、行操作易于掌握。在技术原产国，用于焚烧处理分类收集的垃圾热值较高，品 质比较均匀稳定，有较好的焚烧效果。2.2流化床技术流化床燃烧技术是已发展成熟的新型清洁燃烧技术，炉控制料蓄热量大、炉内传热强度 高，更适宜燃烧发热值低、含水分高的燃料，燃烧垃圾基本上可以不用助燃。床内燃烧温度 在800900C，燃烧稳定，高温停留时间达34s，能有效控制二恶英等有害物质排放。为 了保证入炉垃圾的充分流化，对入炉垃圾的尺寸要求较为严格，需要进行一系列筛选、粉碎 等处理，使其尺寸、性状均一化。一般破碎到150 mm，然后送入流化床内燃烧，床层物料 多为石英砂，一次风经由风帽通过布风板送入流化层，二次风由流化层上部

8、送入。启动、燃 烧过程与普通流化床锅炉相似，采用燃油预热料层，当料层温度达到600C左右时投入垃圾 焚烧。流化床燃烧技术完全符合生活垃圾焚烧的要求。我国的流化床炉主要以国产化技术为主，建设投资相对较低。流化床焚烧炉在运营时可 以添加部分煤助燃，对垃圾的适应性较好。由于享受优惠电价，具有较好的经济效益。相应 的补贴费用较低，受到不少城市的青睐。流化床炉的技术特点在于：（1）需要石英砂作为辅料，需要掺煤才能燃烧垃圾。在煤价 较低或上网电价较高的情况下，掺煤越多的焚烧厂经济效益越好；（2）可以混烧多种废物， 但是进料越均匀越好，一般需要有前分选和破碎工序；（3）焚烧炉内垃圾处于悬浮流化状态， 为瞬时

9、燃烧，燃烧不完全，飞灰量大，飞灰热灼减率高。二嗯英产量大，但是由于飞灰量是 炉排炉的3-4倍，所以飞灰中的二嗯英浓度反而较低。此外，流化床焚烧的一个特点是炉渣 的热灼减率较低，仅为1-2%； （4）物料处于悬浮状态，烟气流速高，对焚烧炉的冲刷和磨 损比较严重，设备使用年限较短；（5）流化床炉的检修相对较多，年运行时间较短。通常只 有6000多小时；（6）流化床炉起炉和停炉较为方便。2.3旋转焚烧技术旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑，内壁用耐火砖砌筑，也可采用管式 水管壁护滚筒，回转窑直径为46 m，长度约为1020 m，根据焚烧的垃圾量确定，倾斜放 置。单台回转窑垃圾处理量目前可达

10、到300 t/d（直径约4 m，长约14m）。回转窑过去主要用 于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。它是通过炉本体滚筒缓慢转动，利用内壁耐高温抄 板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部，然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒内翻 滚，可与空气充分接触，进行较完全的燃烧。垃圾由滚筒一端送入，热烟气对其进行干燥， 在达到着火温度后燃烧，随着筒体滚动，垃圾翻滚并下滑，一直到筒体出口排出灰渣。垃圾含水量过大时，可在筒体尾部增加一级炉排，用来满足燃尽，滚筒中排出的烟气， 通过一垂直的燃尽室（二次燃烧室）。燃尽室内送入二次风，使烟气中的可燃成分充分燃烧。 对热值低于5000 kJ/kg （1200 kcal

11、/kg）含水分高的垃圾，旋转焚烧炉有一定的难度，一般 焚烧生活垃圾采用较少。经济性能比较由各种垃圾焚烧系统的特点分析及其技术经济性能比较（表1）可见，层燃式焚烧系统因 结构较简单，成本相对较低，垃圾不需预处理，且对垃圾成分及热值变化的适应性较好，操 作运行方便，因而在国内外应用最为广泛。表1技术经济性比较项目机械炉排焚烧炉流化床焚烧炉回转焚烧炉炉排型式机械炉排无炉排无炉排燃烧空气压力低高低垃圾与空气接触较好好较好点火升温较快快慢二次燃烧室不需要不需要要烟气中含尘量低高较高占地面积大小中垃圾破碎情况不需要而女不需要燃烧介质不需热载体需用石英砂作热载体不需热载体焚烧炉体积较大小大加料斗高度高较高低

12、焚烧炉状态静止静止旋转残渣中未燃分3%1%5%操作运行方便不太方便方便适应垃圾热值低低高运行方式连续可间断连续耐火材料磨损性小大大垃圾处理量大小中垃圾焚烧历史长短较长垃圾焚烧市场比例高低低主要传动机构炉排砂循环炉体运行费用低较高低检修工作量较少较少少结论城市生活垃圾焚烧处理技术在发达国家已相当成熟，而在我国尚处于起步阶段。对 于我国城市生活垃圾的燃烧机理还有待进一步研究，以开发适合我国国情的焚烧炉，从而真 正实现城市生活垃圾处理的资源化、减量化和无害化。我国城市生活垃圾的特点是热值低、水分含量高，且垃圾组分和热值波动大。采用机械炉排的层燃式焚烧炉因对垃圾的预处理要求较低，是比较适合我国国情的 焚烧炉。应在系统研究我国城市生活垃圾的燃烧特性的基础上，对这种焚烧技术进行深入研 究。参考文献：郝天文.珠江三角洲城市生活垃圾处理方法探讨J.环境工程，1998, 16(4): 56-62.王磊，别如山，庄慧颍.焚烧城市垃圾回收能源J.新能源，1997, 19(5): 44-48.李明，奚士光，费鸿仁.我国垃圾焚烧处理的发展J.能源技术，1998, (2):