垃圾焚燒電廠垃圾處理方法探究
隨著我國經濟持續增長,城市化進程不斷加快,生活垃圾作為城市代謝的產物大量產生。資金緊缺,大量垃圾只能作簡單處理,或直接堆放于地表上,浪費大片土地資源,使我國城市普遍面臨垃圾圍城的局面,已構成城市環境污染的一個重要因素。妥善處理城市生活垃圾對于發展循環經濟,建設資源節約型、環境友好型社會有著十分重要的作用。但如何選擇一種處理效果好、投資合理、工藝科學、運行費用低的處理方案,是值得認真探索和研究的課題。生活垃圾焚燒發電技術是垃圾處理的一個重要方向,是生活垃圾減量化、資源化、無害化的最有效手段。
1、垃圾焚燒發電技術概述
1.1 隨著中國城市化進程的加快和居民生活水平的提高城市生活垃圾以年均增長率8%-10%的速度迅猛增加。中國城市生活垃圾年產生量超過1.2億噸占全世界年產垃圾的四分之一以上。全國670多座大中城市中約有三分之一陷于垃圾包圍中而且這一趨向有日益加劇之勢。與其他處理方法相比垃圾焚燒處理具有減量化、占地少、二次污染小、焚燒余熱可用于發電、供熱。對于經濟發達、土地資源緊缺的地區來說垃圾焚燒發電是非常理想的垃圾處理方法。
1.2城市垃圾發電是近30年發展起來的新技術特別是20世紀70年代以來由于資源和能源危機的影響發達國家對垃圾采取了“資源化”方針垃圾處理不斷向“資源化”發展垃圾電站在發達國家迅猛發展�，F代生活垃圾可概括為可燃垃圾和不可燃垃圾兩部分。其中可燃垃圾包含紙布、皮革、塑料、橡膠、竹木、動植物殘體、樹葉、果皮、廚余等由有機物和可燃物構成城市生活垃圾的主體。而不可燃垃圾專指各類金屬、玻璃、石陶瓷等無機物。根據我國大中城市垃圾熱值均在3344-6270 J／kg這些垃圾均能自燃、發電燃燒一噸城市生活垃圾可發電300-400 KW。而且垃圾焚燒處理后的灰渣呈中性無氣味不會引發二次污染且體積減少90％重量減少75％以上明顯減容減量直接通過垃圾焚燒產生高溫煙氣進入余熱鍋爐產生蒸汽進入汽輪發電機發電在國外早已是成功的經驗 目前垃圾焚燒發電是國內外常見的垃圾再利用技術之一，煙氣分析儀實現了垃圾的無害化處理減少了垃圾對于生態環境的污染，運輸溫度記錄儀而且有效提升了區域的資源供應能力。目前在國內各省市、地區相繼建設了一些具有較大規模的垃圾焚燒發電站成為區域環境治理和能源供應的新途徑之一。
2、垃圾焚燒發電技術分類
2.1 層燃爐技術
層狀燃燒垃圾焚燒技術采用的是機械爐排爐通常燃燒系統由三段爐排區域組成：干燥區、主燃區和燃盡區。各段爐排均為臺階式每級臺階有一定的傾斜角度垃圾依靠自身重力和運動爐排單元爐排的往復運動對垃圾層產生的縱向推力而前進。各級爐排之間也設置了較大的落差機械爐排爐可使垃圾有效地翻轉、攪拌燃燒條件較為理想通過噴油助燃可以使低熱值、高水分的垃圾完全燃燒。
層燃爐焚燒方式不用對垃圾進行預處理垃圾焚燒方式集垃圾干燥、點火、焚燒、燃盡等一系列的環節于一體提高了垃圾處理的效率不會產生焚燒后的固化物粘附在爐壁上影響垃圾焚燒的熱量傳遞和氣體的流動；燃燒均勻、穩定；粉塵較少是一種較好的方法。但由于其對低熱值的垃圾需要噴油助燃而降低了其運行經濟性。我國第一座大規模城市垃圾焚燒發電站深圳市市政環衛綜合處理廠采用的就是此爐型。
2.2 循環流化床技術
循環流化床垃圾焚燒爐主要由一個由石英砂或砂子組成的流態化高溫床層來保證燃燒的穩定性垃圾進入爐膛后和燃煤顆粒一起懸浮于床層之上與空氣完全接觸燃燒未燃盡細小顆粒隨煙氣經過爐內旋風分離器返料裝置分離返回燃燒室繼續燃燒如此反復的循環燃燒；燃燒床溫穩定地控制在850-900℃有效分解了臭氣中的有害成份同時降低氮氧化物的排放；燃燒中摻煤所產生的二氧化硫能夠抑止二惡因的生成；爐后煙氣處理系統相對簡單、灰渣易于綜合利用、負荷調節范圍大、適用于低熱值或熱值變化較大的垃圾。
流化床燃燒爐蓄熱能力強燃燒穩定燃燒的控制較易可以進行自動化控制。目前采用此技術的商業運營電站較多如：無錫垃圾焚燒發電廠、東莞南城垃圾發電廠、武漢漢口垃圾焚燒電站等。
2.3 焚燒發電技術分析
除了以上兩種方法外還有回轉窯焚燒爐技術和熱解氣化焚燒爐技術這兩種技術適合處理規模小、不適用于焚燒高水份、低熱值的垃圾生產供應商有限不作討論重點。爐排型焚燒爐技術和流化床焚燒爐技術在國內外均有成熟的應用經驗供應廠商較多。其中循環流化床由于故障相對較多工藝相對落后操作環境相對惡劣。
考慮到目前國家對垃圾焚燒發電摻燒其他燃料的限制正日趨嚴格流化床爐必須加煤才能保證燃燒；與此同時環保標準也日益嚴格流化床爐飛灰產生量大處理成本高導致了流化床垃圾焚燒技術在我國的應用和發展受到一定制約。
根據國家建設部、原國家環保總局、科技部頒布的《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》：“目前垃圾焚燒宜采用以爐排爐為基礎的成熟技術審慎采用其它爐型的焚燒爐”。綜上所述爐排爐型焚燒爐較適合處理我國經濟發達地區的生活垃圾。
3、垃圾焚燒發電技術存在的問題及解決對策
3.1 垃圾入爐前的分揀
由于我國的城市垃圾未經分揀而直接運輸到垃圾場故入爐燃燒前混合垃圾需經過各種工序包括分選、篩分、破碎等瀝去原生垃圾中大量的水分、篩除其中的毒性物質特別是塑料、電池等有毒廢棄物。
處理后的垃圾成品通過膠帶輸送機送至垃圾坑內儲存熱量可以達到1500～2000kcal/kg可單燒或混燒。經過加工的垃圾衍生物使用其進行焚燒發電其可燃值和熱值都相應的得到了提升而且小顆粒有利于充分的和空氣中的氧氣燃燒使燃燒效率提高二惡英類有害物的排放量也大大降低。
此種方法效果明顯然而也普遍存在工作量大、操作環境惡劣和運行成本較高等問題。為了改善上述問題建議通過建立城市垃圾分類回收的收集方式來進行垃圾前處理。
3.2 二惡英問題處理方法
垃圾的焚燒會產生二惡英這是焚燒垃圾發電中存在的弊端。通常情況下焚燒溫度低于800℃塑料之類的含氯垃圾不完全燃燒極易生成二惡英。為了減少二惡英的問題在燃燒時可以采取以下幾種方法：第一燃燒垃圾時把燃燒的溫度進行提高提高到1200℃左右從而使得垃圾焚燒產生的二惡英量大大減少但是這種方式需要消耗大量的燃料；第二迅速降冷技術使得煙氣迅速降低溫度使二惡英不具備產生的條件但是這種方法技術含量較高而且降溫不利于余熱的利用；第三，爐溫曲線測試儀焚燒前進行垃圾的分選把容易產生二惡英的垃圾分選出來控制二惡英的生成的原料。
目前垃圾焚燒電站主要采用垃圾燃燒前的分揀和燃燒后依次采用活性炭吸附、半干法煙氣凈化、布袋除塵器吸附的組合方式來去除各種有害氣體。
3.3 焚燒飛灰問題處理方法
垃圾焚燒處理后產生飛灰和底渣后者已經被廣泛應用于筑路、制磚、玻璃制造以及混凝土生產等方面。然而前者由于含有Zn、Pb、Cu、Cr等重金屬和二惡英等劇毒有機污染物對人體健康和生態環境具有極大的危害性。目前國內外對垃圾焚燒飛灰通常采用的處理方法有：
第一、固化與穩定化。主要有水泥固化、瀝青固化、熔融固化、化學藥劑固化穩定化等。其主要作用是使飛灰中的重金屬及其它污染組分呈現化學惰性或被包容起來以便運輸和處置并可降低污染物的毒性和減少其向生態圈的遷移率；第二、將重金屬與飛灰分離分別進行資源化處理如酸提取、堿提取、生物提取等此方法工藝過程十分復雜；第三、經過適當處置按危險廢物填埋但是處理費用較高。
目前商業運行的垃圾焚燒電站通常采用第一種方式對飛灰進行處理即使用水泥固化劑對焚燒后的飛灰進行固化處理。
3.4 垃圾電站滲濾液處理方法
垃圾電站中的滲濾液分為焚燒前滲濾液和焚燒后滲濾液兩種。
垃圾電站焚燒前滲濾液主要來自于垃圾坑處理方式主要有兩種一是直接將搜集的滲濾液泵回鍋爐燃燒區域汽化處理但是大量滲濾液的回噴會減少鍋爐產生的蒸汽量；二是采用超濾及反滲透處理方式可以凈化80%的水排入污水池產生20%的濃縮液再噴入爐內燃燒。目前運行的商業電站多采用第二種方式。
垃圾焚燒后的滲濾液和垃圾坑中的滲透液是不同的。其各種有害物質的含量高水質發生了巨大的變化從而毒性也大處理起來比較困難。垃圾焚燒廠滲濾液的排放標準《污水綜合排放標準》遠高于垃圾填埋場滲濾液的排放標準《生活垃圾填埋污染控制標準》。當前對垃圾焚燒滲濾液的處理方法還沒有很好的處理手段通常是采用生物膜反應器、電解法、催化濕式氧化（CWAO）、人工濕地處理等方法但是這些方法都存在費用高的問題。
4、結束語
垃圾焚燒發電是一種較為科學環保的發電方法垃圾焚燒發電加快了城市垃圾處理的步伐提高了垃圾處理的質量改善了城市生態環境促進了國民經濟的持續、穩定、健康發展。從長遠看垃圾發電在我國具有廣泛的發展前景。我國垃圾焚燒發電技術已然成熟、很多垃圾焚燒發電設備也走上了國產化的道路、垃圾分類的意識日益為人們所接受。垃圾焚燒發電項目必然會實現社會環境和社會效益的共同發展走上可持續發展的道路。
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垃圾焚燒電廠設備狀態監測管理系統
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垃圾焚燒電廠設備點巡檢管理系統
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垃圾焚燒電廠設備點檢儀
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垃圾焚燒電廠測振儀
