中国垃圾焚烧技术的发展状况

中国垃圾焚烧技术的发展状况1、概述垃圾焚烧与填埋、堆肥等垃圾处理技术相比有许多优点，现代化的垃圾焚烧厂能较好的实现垃圾处理的减量化、无容化和资源化。伴随着城市化进程的加快、垃圾产生量的增大和热值的提高，我国越来越多的城市已经或计划采用焚烧方式处理其生活垃圾。同时，我国的垃圾焚烧技术和装备，在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，基本完成了国产化和大型化的发展过程，可以为我国的垃圾焚烧处理提供技术先进、成熟可靠的装备。基于国家政策的大力支持，我国垃圾焚烧处理将进入发展的黄金期，但是国家的相关政策和污染控制标准也将对垃圾焚烧的二次污染控制提出更高的要求，而公众环境意识和维权意识的提高将迫使垃圾焚烧厂的建设进一步提高其技术水平，特别是焚烧二次污染的控制技术水平。因此有必要对国内生活垃圾焚烧技术发展、现状和趋势进行分析。2、国内垃圾焚烧技术发展历程虽然露天焚烧垃圾在我国较为常见，但真正采用焚烧处理生活垃圾是从上个世纪80年代中后期才开始的。我国垃圾焚烧技术发展的特点是：（1）起步晚、发展迅猛、实现了跳跃式发展、基本达到国际先进水平1988年深圳环卫综合处理厂2×150吨/日的建成标志着我国现代化大规模城市生活垃圾焚烧处理开始，但经过近5年的停滞后，珠海和深圳龙岗才在1992开始建设垃圾发电厂。进入21世纪后，我国不断从欧洲和日本引进先进成熟的机械炉排炉技术和设备，经过短期的消化吸收、实现了国产化，并在此基础上不断创新，开发出具有自主知识产权的焚烧炉技术，建成了一大批现代化的垃圾焚烧发电厂，如上海御桥、上海江桥、天津双港、广州李坑等垃圾焚烧发电厂。这些大型现代化垃圾焚烧厂配置有较好的烟气处理系，排放烟气中的污染物一般严于现行的国家标准，大部分垃圾焚烧发电厂二恶英的排放浓度则能达到欧盟Ⅱ标准的要求。目前国内可提供的机械炉排炉技术和生产厂主要有：1）浙江新世纪-伟民顺推逆推机械炉排焚烧技术；2）重庆三峰-卡万达SlTY2000机械炉排焚烧技术；3）深圳新能源-西格斯炉排焚烧技术；4）绿色动力三驱动逆推炉排焚烧技术。在上述四种机械炉排焚烧技术中，1）和4）是具有自主知识产权的技术，2）和3）是引进技术、有使用权、国内制造的技术。（2）具有国际水平的现代化焚烧技术和技术简单的焚烧技术并存发展与深圳环卫综合处理厂几乎同时建成投产的四川乐山凌云垃圾焚烧厂（日处理30吨，固定炉排）开启了我国自制垃圾焚烧炉的历史，在此后的10多年中，我国建成了一大批这种相当于第一、二代技术水平的垃圾焚烧设施，处理规模多在100吨／日以下。这些规模小、技术水平较低的焚烧炉，多为链条炉、间歇式单室（固定床）焚烧炉，燃烧性能较差，基本采用半自动化的自动控制系统，由操作人员手动机械控制与仪器自动控制相结合，难以使焚烧过程达到“3T＋E”的要求，燃烧不完全，同时，由于受焚烧成本制约，通常不愿意配置动力消耗较大和试剂消耗较多的、先进的烟气处理系统，如碱性药剂除酸和活性炭喷射，而一般采用简单的烟气处理系统，如旋风除尘或水沫除尘。即使配置有较先进处理系统的设施，一般也不使用。（3）流化床生活垃圾焚烧炉异军突起、一度发展迅猛、曾占据半壁河山近几年来，和煤共同燃烧的生活垃圾流化床焚烧炉技术在我国异军突起，一度得到迅速的发展。2000年，杭州锦江公司建设的中国第一座流化床垃圾焚烧发电厂在杭州乔司投入运行。由于加入煤到循环流化床焚烧炉中，这种技术适于处理高含水率、低热值的生活垃圾，并且处理费用相对机械炉排炉低，在2000～2012年得到迅速发展，很多中小城市采用了循环流化床焚烧技术，如余杭、嘉兴、宁波、东莞、菏泽、彭州，以及中西部和东北部的大城市，如长春、大连、哈尔滨、昆明、郑州。但近两年来，由于国家能源政策的调整和煤价不断上升，这种技术的发展步伐显著放慢。与炉排炉不同，大多数流化床焚烧炉主要采用国内技术。国内技术和设备的提供企业有：杭州锦江集团、中科通用能源环保和清华同方。3、国内适用生活垃圾焚烧技术现状（1）垃圾焚烧比例及焚烧厂分布近几年来，我国垃圾焚烧处理发展很快。生活垃圾焚烧处理能力，从2001年的6520吨／日，提升到2012年的113000吨／日，翻了17.3倍；在垃圾无害处理中所占比例，从2001年的3%提升到2012年的31%，增加了28个百分点。目前，国内的垃圾焚烧发电厂主要分布在经济发达地区和一些大城市，其中江苏、浙江、广东三省的生活垃圾焚烧发电厂数量最多。随着经济发展，我国中西部地区越来越多的城市也选择了建设生活垃圾焚烧发电厂。2012年新投入运行生活垃圾焚烧厂21座（不含扩建项目），总规模约1.9万吨/日，比2012年略有减少。截至2012年年底，投入运行的生活垃圾焚烧发电厂有142座，总处理能力为15.4万吨/日，总装机约为2600MW。其中采用炉排炉的焚烧发电厂有77座，合计处理能力达到7.0万吨/日，装机达到1250MW；采用流化床的焚烧发电厂有59座，合计处理能力为5.0万吨/日，装机达到1300MW；其余少部分为热解炉和回转窑炉。2012年我国生活垃圾焚烧发电行业发展相对平稳，已经投入运行的炉排炉垃圾焚烧发电厂总能力7.1万吨/日（截至2012年12月），其中10家企业（中国光大国际有限公司、重庆三峰环境产业集团有限公司、浙江伟明集团、深圳能源环保、上海城投、创冠环保（中国）有限公司、绿色动力控股集团有限公司、天津泰达环保有限公司、金州环境集团、浙江旺能环保股份有限公司）拥有总焚烧处理能力的72%，其中中国光大国际有限公司、重庆三峰环境产业集团有限公司两家企业所占比例处于领先地位。这10家企业中大部分为上市公司，既有中央企业，也有地方国有企业；既有外资企业，也有民营企业；既有国内上市企业，也有境外上市企业。2012年我国首次开展了全国生活垃圾焚烧厂等级评定工作。生活垃圾焚烧厂无害化等级评定由中国城市环境卫生协会组织开展，参加这次评定的生活垃圾焚烧厂有54座，投入运行时间在1年以上，主要是炉排炉。由于当前我国炉排炉的建设运行整体水平比较高，因此，这50多座生活垃圾焚烧厂实际上代表了目前投入运行的100多座生活垃圾焚烧发电厂的最高水平。至2012年底已建成具有规模的焚烧厂130余座，焚烧炉120余台，装机容量达到2600MW。（2）垃圾焚烧炉机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、旋转窑焚烧炉和热解气化焚烧炉在我国生活垃圾处理中均有应用，但主要以机械炉排焚烧炉技术和循环流化床焚烧炉技术为主。每100吨炉排炉焚烧能力平均装机容量为1.7MW，而流化床炉为2.6MW。采用机械炉排技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海地区，尤其是省会级和副省级城市。所采用的技术包括：日本三菱-马丁逆推炉排、日立-VonRoll顺推炉排、Takuma炉排，德国Noer-keerchi炉排、SITY2000炉排，法国阿尔斯通炉排、比利时西格斯炉排，美国Detroit炉排、Basic炉排，以及新世纪-伟民顺推逆推炉排、三峰-SITY2000、深能源-西格斯炉排和绿色动力三驱动逆推炉排焚烧技术。在机械炉排焚烧厂中，引进技术和关键设备焚烧厂的占64%，引进技术国内制造的占15%，使用国产炉排的占21％。采用循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区地级市和中西部地区较多，这一方面由于中西部地区煤炭资源丰富；另一方面流化床焚烧炉垃圾贴费较低，较适宜中型城市。所采用的技术包括：浙江大学热能系-杭州锦江集团的循环流化床焚烧技术、中国科学院热能所-中科通用能源环保的锅炉外置式循环流化床技术、清华大学热能系-清华同方的机械炉排-循环流化床技术和日本茌原制作所的内循环流化床技术。前两种技术的加煤量一般为垃圾处理量的20%，一些焚烧厂的实际加煤量甚至超过处理垃圾量的40%。（3）处理厂规模和设备配置已建成的大多数机械炉排焚烧厂的焚烧能力平均为910吨／日，最大为1800吨／日，最小仅有100吨／日。总的发展趋势是处理规模不断增大。在2001年，平均焚烧处理能力为181吨／日，但到2012年，平均焚烧处理能力就增至910吨／日。我国垃圾焚烧厂一般配置2-3条垃圾焚烧线。与发到国家不同的是，没有配置备用的垃圾焚烧线。机械炉排焚烧厂的年运行时间超过8000小时，但流化床焚烧厂的年运行时间不到7800小时。由于没有备用的焚烧线，在焚烧厂大修时，垃圾一般送填埋场处置。（4）烟气处理系统及烟气排放水平由于标准的要求，我国大型生活垃圾焚烧烟气净化系统基本上采用“半干法脱酸＋活性炭喷射吸附二恶英＋布袋除尘器除尘”的烟气组合处理工艺，其特点是仅可以达到较高的净化效率，而且具有投资和运行费用低、流程简单、不产生废水等优点。在国内应用的半干法烟气脱酸工艺主要有以下三种技术：——喷雾干燥法烟气净化技术；——循环悬浮法烟气净化技术；——多组分有毒废气治理技术（MHGT）。近年来，我国部分新建的垃圾焚烧厂的烟气处理系统开始采用“干法脱酸＋活性炭喷射吸附二恶英＋布袋除尘器除尘”的组合烟气处理工艺，经处理排放烟气中的烟尘、酸性气体、重金属和二恶英浓度也远低于国家标准限值，部分指标也能达到欧盟Ⅱ标准要求。但是，早期建成的一些垃圾焚烧厂，烟气处理系统欠完善，污染物的排放水平仍然较高。此外，小型垃圾焚烧厂的烟气处理系统一般与现代化大型垃圾焚烧厂相比并不完善，即使配，完善也很难达到连续稳定运行，其烟气中污染物（特别是二恶英类）排放水平较大型垃圾焚烧炉要高的多。（5）卫生防护距离和环境防护距离已经建成和在建的垃圾焚烧厂的卫生防护距离，均由环评报告确定并得到当地环境主管部门的批复。经调查，其卫生防护距离多定为300米，且该距离能满足对公众卫生防护的要求。上海御桥垃圾焚烧厂和江桥垃圾焚烧厂在紧邻垃圾贮坑（恶臭产生源）的垃圾卸料大厅、垃圾吊和渗滤液储槽的H2S、NH3监测浓度均符合《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）的“车间空气中有害物质的最高容许浓度”（H2S：10mg/m3、NH3：30mg/m3）；下风向厂界处及渗滤液预处理设施附近厂边界处监测的NH3、H2S、臭气浓度均符合《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）二级标准（NH3：1.5mg/m3、H2S：0.06mg/m3、臭气浓度：20）。这表明，采用先进技术、加强运营和管理，可以有效控制垃圾焚烧厂释放恶臭的环境影响，取300米防护距离是非常保守的。环境防护距离是在环境