一、當(dāng)前垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)

國(guó)內(nèi)第一個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠在1987年投入運(yùn)行，垃圾焚燒發(fā)電在九五期間得到一些城市特別是南方大中城市的重視，從2000年到2003年建成有二十多個(gè)日處理量在200噸以上的焚燒裝置，主要在上海、廣州、深圳、杭州、鄭州、哈爾濱等大城市以及南方一些中等城市如蘇州、寧波等，規(guī)模最大的純垃圾焚燒處理裝置（基本不需要利用輔助燃料）的日垃圾處理量為1800噸，裝機(jī)18兆瓦，此外目前在廣東等地還有一些項(xiàng)目在建設(shè)之中。雖然近兩年發(fā)展迅速，但因?yàn)槠鸩酵?，垃圾處理總量和裝機(jī)總量都不大，占我國(guó)生活垃圾總量的3%左右，發(fā)電總裝機(jī)容量200多兆瓦。垃圾焚燒發(fā)電得到了政府的大力支持，由于其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益日趨明顯，因此經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的一些城市在推廣垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)方面作了大量的工作。以下是幾個(gè)城市案例。

1、深圳

深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠應(yīng)用異重循環(huán)流化床垃圾焚燒新技術(shù)建立了它的第三套垃圾焚燒裝置，于1998年8月正式投入商業(yè)運(yùn)行，這是國(guó)內(nèi)首座擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型垃圾焚燒發(fā)電工程，這一系統(tǒng)集成了國(guó)內(nèi)開發(fā)的垃圾低污染焚燒技術(shù)、尾氣凈化技術(shù)、自動(dòng)點(diǎn)火、冷渣分選和燃燒控制等專利技術(shù)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的污染控制和排放技術(shù)指標(biāo)。該廠籌建于1985年，建廠初期，從日本進(jìn)口了兩臺(tái)“三菱——馬丁”式垃圾焚燒爐，是我國(guó)第一個(gè)垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目。但由于生活垃圾存在水份高（水份高于50%）、熱值低（當(dāng)時(shí)年平均低位發(fā)熱值約3300kJ/kg左右）、多變化、未經(jīng)分選的特點(diǎn)，垃圾進(jìn)爐后水分蒸發(fā)大量吸熱，干燥時(shí)間長(zhǎng)，著火慢，易結(jié)塊，燒透時(shí)間長(zhǎng)，爐膛溫度易大幅波動(dòng)，垃圾焚燒不穩(wěn)定；同時(shí)一期工程垃圾焚燒熱能利用率低，總體發(fā)電能力僅為500kW，每年需向電網(wǎng)買電。為解決這些問題，深圳在1996年開始第三臺(tái)垃圾焚燒爐國(guó)產(chǎn)化工程和對(duì)日本進(jìn)口垃圾焚燒爐的改造及新建一臺(tái)3000kW發(fā)電機(jī)組工程。二期工程有三個(gè)特點(diǎn)：

1）低熱值城市生活垃圾焚燒工藝

該工藝優(yōu)于引進(jìn)工藝，適合我國(guó)國(guó)情，能夠確保垃圾熱值不低于3300kJ/kg、水份不高于55%且未經(jīng)分選的城市生活垃圾在符合目前環(huán)保要求的前提下焚燒處理，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

2）垃圾資源化利用技術(shù)

通過利用該項(xiàng)技術(shù)該廠發(fā)電能力提高6倍，平均每噸垃圾發(fā)電近200kWh，由原來每年買電5.5GWh到現(xiàn)在每年可售出10GWh電以上，降低了垃圾處理成本，垃圾資源化利用水平進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。

3）設(shè)備國(guó)產(chǎn)化

與工藝相配合，開發(fā)研制了十八項(xiàng)城市生活垃圾焚燒處理配套設(shè)備并投入使用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，成套設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到80%以上。

2、上海

2002年前上海的垃圾處理都是直接填埋，不僅對(duì)環(huán)境造成很大的污染，而且占用大量土地。近期上海的垃圾排放量更是達(dá)到每天14400噸的歷史最高點(diǎn)，垃圾量的猛增使上海幾個(gè)填埋點(diǎn)有限作業(yè)能力不堪重負(fù)。為此，2002年，上海建成了其首家垃圾焚燒發(fā)電廠，處理來自浦東全區(qū)的生活垃圾，在一定程度上緩解了這種壓力。該廠的設(shè)計(jì)垃圾日處理能力是1094噸，目前每天垃圾的焚燒量保持在1100-1200噸；設(shè)計(jì)日發(fā)電能力是408MWh，目前日均發(fā)電量在350-400MWh。自2002年7月1日至2003年6月30日，累計(jì)處理垃圾41.4萬噸，2003年7月，電廠的垃圾焚燒量達(dá)到了5萬噸。而且電廠在大量消化垃圾的同時(shí)，7月份的發(fā)電量也達(dá)到12GWh，其中上網(wǎng)售電9.77GWh，獲得了比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3、天津市

天津市首座垃圾焚燒發(fā)電廠正在建設(shè)之中，總投資5.7億元，垃圾焚燒處理系統(tǒng)采用世界先進(jìn)的日本TAKUMA公司SN型爐排焚燒技術(shù)，由3條400噸/天的焚燒線組成，每天可處理生活垃圾1200噸。系統(tǒng)采用連續(xù)運(yùn)行方式，全年可處理垃圾40萬噸，因此項(xiàng)目建成后天津市區(qū)生活垃圾的四分之一將被焚燒處理。設(shè)計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量為18兆瓦，日發(fā)電量35.1萬千瓦時(shí)，年上網(wǎng)總電量為1.16億kWh，相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4.8萬噸，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)垃圾的資源化、無害化處理。

4、南海垃圾發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益

廣東省南海市目前投資了日處理垃圾1000噸的垃圾發(fā)電項(xiàng)目。根據(jù)該項(xiàng)目承包商道斯公司提供的資料顯示：該項(xiàng)目采用了引進(jìn)國(guó)外關(guān)鍵設(shè)備，其余設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的方式投資，一期投資20400萬元，日處理垃圾440噸；二期投資15346萬元，日處理垃圾560萬元；該項(xiàng)目通過二年的建設(shè)已經(jīng)投入使用，由于垃圾半公益性質(zhì)，為了使投資方有比較穩(wěn)定的回報(bào)，給予垃圾發(fā)電廠較高的上網(wǎng)電價(jià)和部分垃圾處理費(fèi)的補(bǔ)貼，使該項(xiàng)目產(chǎn)生了比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、國(guó)內(nèi)垃圾焚燒及除塵技術(shù)

近年來隨著生活水平的提高，而使得城市垃圾排出量增加，它的處理問題成為了社會(huì)性問題。對(duì)一般城市垃圾，固態(tài)物質(zhì)的減容、無害化，盡可能的由焚燒爐處理已成為主流，但是，對(duì)于城市垃圾焚燒處理，不僅排氣中的煙塵、NOX、SOX、HCL等去除技術(shù)是必要的，而且有煙塵中含有二惡英類和重金屬類物的減低技術(shù)也是重要的。此外，從最近地球的環(huán)境問題，特別從溫室效應(yīng)氣體的抑制的觀點(diǎn)出發(fā)，把垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生的熱有效地利用。

1、城市垃圾焚燒生成氣體和飛灰的特性

1）垃圾焚燒生成氣體的特性

從垃圾處理焚燒設(shè)施排出的氣體含灰塵、NOX、SOX、HCL、CO和二惡英等成份，對(duì)這些物質(zhì)的排放國(guó)家也制定了一些相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。限制排放物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。為了遵守這一類的規(guī)定，各種環(huán)境環(huán)保技術(shù)在垃圾焚燒設(shè)施中使用，為了減少NOX，使用了二段燃燒法（把燃燒空氣的一部分在火爐中間加入，控制氧化氣氛及減少NOX產(chǎn)生量的方法），排氣再循環(huán)法（把燃?xì)饣旌偷饺紵每諝庵校瑴p弱氧化氣氛，同時(shí)減低NOX的發(fā)生量的方法）等控制產(chǎn)生NOX技術(shù)和加入氛而使NOX分解、減少的脫硝技術(shù)。煙氣中的硫，通常由于垃圾中含有硫成份少，濃度較低，如后所述的那樣，隨著在除去HCL時(shí)被去除，酸性氣體的去除有濕式、半干式、干式等各種方法，在濕式中，通過堿液進(jìn)行吸收，但存在由于吸收液的腐蝕，選定裝置材料較難，并有廢水處理問題，最近多采用半干式、干式，一般采用向爐內(nèi)注入CaCO3及向煙道噴霧消石灰粉末或泥漿的洗滌器等，以往的半干式、干式提高SOX的去除率較難，但在存在HCL情況下，注入消石灰，顯示了較高的脫硫效率。反應(yīng)中產(chǎn)生的反應(yīng)生成物可在后面的除塵器進(jìn)行回收。以前，對(duì)于在燃料中含有的重金屬、hg、pb、cd等，人們但心由于低沸點(diǎn)、易形成氣態(tài)物，以及具有濃縮成重金屬難以捕集的微粒子傾向的物質(zhì)排放，但由于現(xiàn)在的除塵器對(duì)微粒子的捕集性能的提高，近年這已不作主要的問題考慮。在廢棄物中，除上述物質(zhì)外，HCL和二惡英被關(guān)注，HCL的去除和SOX的去除相同，通過向煙道進(jìn)行噴消石灰粉末和泥漿。在氣流中進(jìn)行反應(yīng)，或在過濾器上堆積了的粉塵層內(nèi)通過吸收反應(yīng)，充分顯示去除性能。

二惡英以氣體狀或附著在粒子上被排出，為了抑制在燃燒爐中的產(chǎn)生，可使用促進(jìn)空氣完全燃燒，提高燃燒溫度，增加在燃燒器內(nèi)滯留的時(shí)間等措施，但因?yàn)樵?00℃附近的排氣中，會(huì)再生成，故不長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行這個(gè)溫度域是最有效的。對(duì)于垃圾焚燒設(shè)施，為了防止設(shè)備腐蝕及氯化物的吸濕，多在300℃左右運(yùn)行除塵器，但是由于在此溫度會(huì)產(chǎn)生近二惡英物質(zhì)及以飛灰中的重金屬等作為催化劑在除塵器內(nèi)產(chǎn)生二惡英的情況，所以可采用降低除塵器運(yùn)行溫度及提高除塵器性能等措施。

2）焚燒爐生成飛灰的特性

在除塵器入口的由焚燒生成飛灰的濃度，隨由垃圾的值、燃燒方式而不同，從數(shù)g/Nm3至20g/Nm3左右，平均粒徑是10～40μm左右，但也含有亞微米領(lǐng)域的灰塵，在這個(gè)領(lǐng)域里含有重金屬等被濃縮，因此有必要可采電除塵或袋除塵。對(duì)于電除器的除塵效率有很大影響的由焚燒爐產(chǎn)生的灰塵的比電阻，幾乎在范圍為108～1011Ω.cm，的電除器適用范圍內(nèi)。通常垃圾焚燒爐灰塵，從灰塵的比電阻方面，較容易把電除塵器作為除塵適用對(duì)象。

2、焚燒爐的除塵

除塵器有旋風(fēng)除塵器、洗滌器、顆粒層除塵器、電除塵器、袋除塵器等各種方法，它的選定，有設(shè)備費(fèi)，運(yùn)行費(fèi)、維修、所需動(dòng)力，除塵效率、大型化的適應(yīng)性。廢水處理的有無等很多要考慮的因素，作為垃圾焚燒爐排氣用的除塵器，現(xiàn)主要以電除塵器和袋除塵器為中心，以下概要說明二種方式。

1）電除塵器

電除塵器因?yàn)椴都矢?，壓力損失低，維護(hù)管理容易，適于大型裝置，所以火力發(fā)電等方面占據(jù)大型除塵裝置的中心、重心。在垃圾焚燒工程中，到現(xiàn)在為止，仍較多地被采用，它的理由是：

（1）垃圾焚燒排氣中由于水蒸汽濃度高，除塵裝置有必要在較高溫度下運(yùn)行；

（2）異常燃燒產(chǎn)生之際，高溫氣體到達(dá)除塵器濾布有可能破損的危險(xiǎn)；

（3）袋式除塵器對(duì)于吸濕性的粉塵，溫度降低時(shí)濾料可能被堵塞的危險(xiǎn)；

（1）由于拉圾質(zhì)量的變化，加上排氣中水蒸汽濃度降低，為了抑制二惡英產(chǎn)生，推進(jìn)收塵溫度的低溫化，

（2）電除塵器作為設(shè)定集塵溫度的起因，二惡英生成部份誤解為電除塵器的特性引起的：

（3）袋除塵器的高溫耐久性的提高：

（4）袋除塵器的集塵性能極高，對(duì)控制在灰塵中含有的二惡英排出很有效：

（5）在集塵器前，設(shè)置水噴霧的冷卻塔和進(jìn)行脫硫劑泥漿的噴霧工作，即使在異常燃燒時(shí)，也很少有高溫火險(xiǎn)到達(dá)除塵器的可能。

2）袋除塵器

將織布、氈等圓筒狀的濾布的一端塞住，從外面或里面把含塵的氣體過濾，在濾布上形成粉塵層，由于這個(gè)層可以高效地捕塵，在濾布上堆積的粉塵層，通過反吹振動(dòng)或脈動(dòng)噴吹被適當(dāng)抖落，據(jù)了解，在國(guó)內(nèi)十年前南方城市已把長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器作為垃圾焚燒排塵的除塵裝置，不足之處，是濾袋的壽命問題。

3）電除塵器和袋除塵器的比較

最近的垃圾焚燒設(shè)備作為排氣對(duì)策，有在除塵器上流吹人堿等吸收劑，用除塵器除去SOX和HCL的反應(yīng)物的傾向?？梢赃x擇不產(chǎn)生氯化物等潮解的集塵溫度，產(chǎn)生二惡英那樣的高溫就沒有必要了。使用袋除塵器時(shí)，因?yàn)槟芷诖跒V布上堆積的粉塵層內(nèi)吸收SOX、HCL等及吸附二惡英，所以比電除塵器更有利。另一面，因?yàn)閴A性溶液的的增加，與氣體溫度降低同時(shí)，比電阻也減少，所以，也能提高有關(guān)提高除塵器電除塵器，對(duì)電除塵器和袋除塵器的比較后，得出了以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)亞微米粒子的捕集性能，袋除塵器高。

（2）袋除塵器出口的灰塵濃度不大受入口濃度的影響，但電除塵器受入口濃度的影響較大，入口濃度超過設(shè)計(jì)值，出口濃度不能達(dá)到要求值

（3）灰塵的比電阻對(duì)電除塵器的集塵性能有很大影。響，這個(gè)比電阻因灰塵的組成的操作溫度而異。

（4）在上游設(shè)置干式洗滌的場(chǎng)合，可與在袋除塵器中的粉塵層內(nèi)進(jìn)行吸收反應(yīng)相對(duì)應(yīng)。在電除塵器捕集板上的粉塵層內(nèi)不發(fā)生吸收反應(yīng)。因此，在使用電除塵器時(shí)，為除去同程度的酸性氣體，吸收劑的量增加30%左右，

如上所述，近年來垃圾焚燒設(shè)施的排塵處理，采用袋除塵器的增加。

三、垃圾焚燒滲濾液處理技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)的城市生活垃圾填埋處理受到越來越多的限制，根據(jù)城市生活垃圾處理無害化、減量化和資源化的基本原則，垃圾焚燒發(fā)電已成為近年來解決城市生活垃圾出路的一個(gè)新方向。目前國(guó)內(nèi)對(duì)垃圾滲濾液處理工藝的 研究 大多停留在垃圾填埋廠滲濾液處理階段。由于垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液與垃圾填埋廠滲濾液特點(diǎn)的差異，因而不能簡(jiǎn)單的套用。
 

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