文章導讀：垃圾焚燒發(fā)電15問15答。
垃圾焚燒電廠基本知識詳解
1什么是垃圾焚燒處理?
焚燒就是燒掉、燒毀;在燃燒過程中，把可燃的物質都燒完了，化成灰燼。焚燒處理是利用高溫氧化作用處理生活垃圾——將生活垃圾在高溫下燃燒，使生活垃圾中的可燃廢物轉變?yōu)槎趸己退?，焚燒后的灰、渣僅為生活垃圾原體積的20%以下，從而大大減少了固體廢物量，還可以消滅各種病原體。
2國外垃圾焚燒處理的情況如何?
(1)歐州焚燒處理現(xiàn)狀。目前歐洲各國普遍加強垃圾焚燒處理，歐盟的廢物管理最高法令也明確支持和鼓勵對垃圾進行能源回收(以焚燒為主)。1996-2007年，歐盟成員國垃圾填埋量不斷減少，而焚燒量卻呈上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計，2006年歐洲主要國家總人口為5.78億人，生活垃圾產(chǎn)生總量約為2.97億噸，生活垃圾焚燒發(fā)電(供熱)廠達到425座，垃圾焚燒處理量約6362萬噸，比2001年增加了20%。
(2)美國焚燒處理現(xiàn)狀。在美國，垃圾焚燒在垃圾處理系統(tǒng)中一直占有一席之地，美國全國垃圾焚燒處理率一直在14%左右。2007年，美國共有87座垃圾焚燒發(fā)電(供熱)廠，分布在26個州，焚燒爐共220臺，總規(guī)模93 943噸/日，共處理垃圾2870萬噸，裝機總容量為2720MW，年發(fā)電量為170億度。美國的焚燒處理能力是中國的2倍，集中在東北部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。
(3)日本焚燒處理現(xiàn)狀。在日本，垃圾焚燒處理量一直是居高不下，東京的中央焚燒廠距離日本皇宮僅3.5公里;日本皇宮周邊7公里范圍內有7座垃圾焚燒發(fā)電廠。
從上個世紀六十年代起，日本就開始大規(guī)模建設焚燒廠，達到使用年限之后需要關閉的垃圾焚燒廠絕大多是早期建設的小型垃圾焚燒廠，由污染控制水平更高的大型垃圾焚燒廠所替代。
上個世紀九十年代，為了更好的加強垃圾焚燒廠污染控制，日本對垃圾焚燒設備及煙氣處理設備進行升級換代，焚燒在生活垃圾處理中仍占據(jù)主體地位。雖然日本的垃圾焚燒廠數(shù)量減少，但是焚燒處理總量并未明顯減少。
近幾年，日本垃圾焚燒總量略有減少，主要是垃圾分類回收和減量化的推行，造成垃圾清運總量在減少。
總的來看，日本垃圾處理都以焚燒為主，垃圾分類回收在逐步加強，填埋處理量在逐步減少。
(4)新加坡焚燒處理現(xiàn)狀。新加坡的垃圾處理政策是“發(fā)展與維持足夠的焚燒廠以焚燒全部可以焚燒的垃圾，發(fā)展與維持足夠的填埋場以處理全部不可焚燒的垃圾和焚燒后的灰燼”，新加坡實行的是全量焚燒、灰渣填埋的垃圾處理方式。新加坡現(xiàn)有4座垃圾焚燒發(fā)電廠、1座垃圾填埋場及1座與之配套的海上轉運站，分別位于其北部、中部、西部偏南和南部海島，除最早建設的烏魯班丹焚燒發(fā)電廠距居民區(qū)2公里外，其它處理廠(場)均距居民區(qū)10公里外。實馬高垃圾埋置場主要填埋新加坡4座焚燒發(fā)電廠焚燒后的灰燼，以及不可焚燒的工業(yè)、建筑廢料，預計可使用至2045年。大士南垃圾焚燒發(fā)電廠全負荷垃圾處理能力3000噸/日，為目前全球規(guī)模最大，年生產(chǎn)電力9.81億千瓦時，占新加坡全部電力需求的2%-3%。
3我國垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)狀是如何?
我國垃圾焚燒發(fā)電雖起步較晚，但發(fā)展迅速。1988年深圳建立我國第一座引進日本三菱馬丁進口設備和技術的垃圾發(fā)電廠——深圳市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠(日處理垃圾3×150噸，裝機容量4MW)。隨后珠海、上海浦東和浦西、寧波、杭州、溫州、蘇州、常州、重慶、成都、廣州、福州、廈門、天津和北京等多個城市的垃圾焚燒發(fā)電廠相繼建成投產(chǎn)，2010年全國已建和在建的垃圾焚燒發(fā)電(供熱)廠已經(jīng)超過170座。
4生活垃圾能燃燒嗎?能焚燒徹底嗎?
首先要說明什么是熱值：單位質量(或體積)的燃料完全燃燒時所放出的熱量，即1千克(或1立方米)某種固體(氣體)燃料完全燃燒放出的熱量稱為該燃料的熱值。
隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，日常生活垃圾的熱值不斷提高。目前的熱值水平相當于普通煤炭的1/4，具體數(shù)據(jù)熱值在4200千焦/公斤左右，穩(wěn)定燃燒過程中完全可以不需要添加煤、油或天然氣等輔助燃料而熊熊燃燒，現(xiàn)在國內的機械爐排爐，都比較成熟，均能徹底焚燒生活垃圾，焚燒后的殘渣是一種密實的、不腐敗的無菌物質。
5焚燒處理有什么好處?一噸生活垃圾能發(fā)多少電?能減少多少二氧化碳的排放?
垃圾焚燒處理具有 “減量化、資源化、無害化”的優(yōu)點，而且焚燒處理設施占地較省，垃圾穩(wěn)定化迅速，減量效果明顯，生活垃圾臭味控制相對容易，焚燒余熱可以利用，在安全無害高效處理生活垃圾的同時，還能利用其焚燒所產(chǎn)生的余熱進行發(fā)電(供熱)利用，符合循環(huán)經(jīng)濟的要求，是目前國際和國內普遍推崇的生活垃圾處理技術。
利用生活垃圾焚燒產(chǎn)生的余熱發(fā)電，每年可向電網(wǎng)供電，實現(xiàn)廢物資源化，并節(jié)省不可再生資源——煤、天然氣或燃油，減少了二氧化碳的排放。據(jù)估算，國內爐排爐生活垃圾焚燒發(fā)電廠上網(wǎng)電量約為250-350 kw.h/t，每噸生活垃圾焚燒發(fā)電可節(jié)約標煤81-114 kg、減排202-283 kg二氧化碳。
6什么樣的城市適合選擇垃圾焚燒處理方式?
隨著我國城市化進程的加快和人民生活水平的提高，城市規(guī)模越來越大、城市人口越來越多，從而使得城市生活垃圾產(chǎn)量不斷增加，城市垃圾圍城危機日益嚴重。填埋、堆肥處理已經(jīng)不能完全滿足需求，堆肥對土壤的負影響也較大，大部分垃圾填埋場也已處在即將填滿而要重新選擇填埋場地的情況，由于土地緊缺和環(huán)境的要求，在不同的城市根據(jù)實際情況發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電(供熱)技術，對垃圾進行無害化處理就顯得更加迫切。
根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的需要和實際情況，GDP不高的地區(qū)偏向于繼續(xù)采用填埋的方式，但前提是要有足夠的土地作為填埋垃圾用。在比較發(fā)達地區(qū)和城市，隨著城市人口的不斷增加，適合采用焚燒處理方式，因為可以節(jié)省土地資源，進行無害化處理。
7焚燒處理技術主要有哪些?
目前主流的垃圾焚燒處理技術主要有兩種：一種是機械爐排爐技術、一種是循環(huán)流化床技術。
根據(jù)我國的相關技術政策“垃圾焚燒目前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。禁止使用不能達到控制標準的焚燒爐”，機械爐排爐技術應是生活垃圾焚燒處理的主流技術。機械爐排爐技術的特點：應用歷史長久，技術成熟。垃圾不需要預處理，故障率低，年運行時間長，處理能力較大。穩(wěn)定燃燒過程中不需要添加輔助燃料，飛灰產(chǎn)生量較少，在國外和國內都有廣泛的業(yè)績，全球垃圾焚燒處理行業(yè)絕大多數(shù)均采用該技術。
循環(huán)流化床技術：在垃圾焚燒處理領域的應用時間較短，目前還處于技術探索期。目前國內的循環(huán)流化床運行時需要消耗不可再生的煤，并且對煤塊的顆粒大小有一定要求，必須先將煤塊加工破碎后才能由給煤設備送入爐膛。同時由于其技術特點，循環(huán)流化床在垃圾焚燒處理前需要對垃圾進行分選、破碎等預處理，在預處理和廠內的輸送過程中容易造成污水以及臭味的外泄，對環(huán)境造成二次污染。該技術在垃圾衍生燃料(RDF)和污泥等焚燒處理方面更具有適應性，加煤不能超過30%。
8焚燒熱能如何利用?
生活垃圾中存在大量的可燃物，利用生活垃圾代替煤作為燃料，在焚燒爐內進行燃燒、發(fā)出熱量并產(chǎn)生蒸汽，既可以發(fā)電，也可以熱電聯(lián)產(chǎn)或直接供熱。對生活垃圾采用焚燒發(fā)電(供熱)的方式，不但處理了生活垃圾，而且還節(jié)約了國家的不可再生資源——煤或燃油，同時彌補了我國電力的不足。
9焚燒處理產(chǎn)生哪些廢氣?如何控制?
生活垃圾焚燒的煙氣控制系統(tǒng)標準遠比燃煤鍋爐、燃油鍋爐、焦化爐嚴格。
生活垃圾焚燒發(fā)電(供熱)廠排放的廢氣主要來自于焚燒爐所產(chǎn)生的煙氣，所含的主要污染物為粉塵、氯化氫(HCl)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、氟化氫(HF)、有機污染物、二惡英及重金屬等。通過計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)垃圾焚燒、熱能利用、煙氣處理等過程的高度自動化，使焚燒系統(tǒng)在額定工況下運行，從而使原始排放物濃度降到最低。煙氣經(jīng)過煙氣凈化系統(tǒng)處理后通過煙囪排入大氣前，使用煙氣在線監(jiān)測儀——以連續(xù)監(jiān)測每條焚燒線的煙氣排放指標，確保垃圾焚燒發(fā)電(供熱)廠煙氣達標排放。
10焚燒處理產(chǎn)生哪些廢渣?如何處置?
爐渣：生活垃圾在焚燒爐中經(jīng)高溫焚燒，使生活垃圾中各種成分得到徹底的氧化、分解和鈍化而成為爐渣，組成主要為玻璃、金屬和各類無機物。
爐渣主要為生活垃圾燃燒后的殘余物，其產(chǎn)生量視垃圾成分而定，其主要成分為氧化錳(MnO)、二氧化硅(SiO2)、氧化鈣(CaO)、三氧化二鋁(Al2O3)、三氧化二鐵(Fe2O3)、廢金屬，以及少量未燃盡的有機物等，根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)規(guī)定：“焚燒后的爐渣按一般固體廢物處理”。垃圾焚燒產(chǎn)生的爐渣經(jīng)過高溫無害化處理，再經(jīng)過磁選等分離出廢鋼鐵等廢舊金屬后，對爐渣進行綜合利用，可用作鋪路的墊層、填埋場覆蓋層的材料和制作免燒磚等等，爐渣綜合利用率可達98%，不能綜合利用部分送至填埋場填埋。
飛灰：煙氣凈化系統(tǒng)收集的粉塵(飛灰)含有二惡英及重金屬等有害物，根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)規(guī)定：“除塵飛灰按危險廢物處理”。
飛灰屬于危險廢物，必須單獨收集，不得與生活垃圾、焚燒殘渣等混合，也不得與其他危險廢物混合。生活垃圾焚燒飛灰不得在產(chǎn)生地長期儲存，不得進行簡易處置，不得排放。生活垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生地必須進行必要的穩(wěn)定化固化處理，穩(wěn)定化固化處理之后方可運輸，運輸需使用專用運輸工具。采用密閉收集和輸送的方式輸送至飛灰儲倉，經(jīng)浸出毒性試驗合格后送至填埋場填埋。
11垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英是什么?
二惡英實際上是二惡英類的一個簡稱，它指的并不是一種單一物質，而是結構和性質都很相似的包含眾多同類物或異構體的兩大類共210種化合物，這類物質非常穩(wěn)定，熔點較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機溶劑，是無色無味、毒性嚴重的脂溶性物質，所以非常容易在生物體內積累。二惡英是燃燒過程中產(chǎn)生的污染物，垃圾露天焚燒或在填埋場垃圾自燃排放的二惡英，是同量垃圾經(jīng)過現(xiàn)代化焚燒排放的很多倍;再生有色金屬、煉鋼、鐵礦石焚燒、煉焦、遺體火化、鑄鐵生產(chǎn)、水泥生產(chǎn)、制漿造紙(含氯漂白工藝是形成二惡英的主要過程)等行業(yè)也產(chǎn)生了大量的二惡英;還有汽車尾氣、香煙、燒烤、煙花爆竹、自然界中森林火災和火山爆發(fā)等都能夠產(chǎn)生二惡英，其實二惡英離我們并不遙遠。目前，我們的環(huán)境中存在的二惡英主要來自于冶金、煉焦、石化等行業(yè)。
12垃圾焚燒的煙氣中為什么會有二惡英?
生活垃圾焚燒過程中，二惡英的生成途徑包括以下幾個方面：
(1)生活垃圾中本身含有微量的二惡英，由于二惡英具有熱穩(wěn)定性，盡管大部分經(jīng)高溫燃燒得以分解，但仍會有一部分燃燒后隨煙氣排出。
(2)燃燒過程中由含氯前體物生成二惡英，前體物包括聚氯乙烯(是經(jīng)常使用的一種塑料)、五氯苯酚(是紡織品、皮革制品、木材、織造漿料和印花色漿中普遍采用的一種防霉防腐劑)等，燃燒中前體物分子通過重排、自由基縮合、脫氯或其他分子反應等過程會生成二惡英，這部分二惡英大部分經(jīng)高溫燃燒被分解。
(3)當燃燒不充分時，煙氣中產(chǎn)生過多的未燃盡物質，在300—500℃溫度環(huán)境下，經(jīng)高溫燃燒已分解的二惡英遇到適量的觸媒物質(主要為重金屬，特別是銅)將重新生成。
13垃圾焚燒中二惡英的生成可以控制嗎?
盡管焚燒可能產(chǎn)生二惡英，但只要控制燃燒的條件，比如讓煙氣在爐子里停留的時間長一些就可以大幅度減少二惡英的產(chǎn)生。
(1)選用符合國家標準《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)的焚燒爐，控制燃燒溫度，確保煙氣在燃燒室內溫度達到850℃以上的區(qū)域停留時間不小于2秒，使二次燃燒的氣體形成旋流，使燃燒更完全、更充分，使二惡英充分分解。研究表明，二惡英的生成和一氧化碳濃度有很大關系。運行中調節(jié)一、二次風量和配比，并通過二次風來加強擾動，使垃圾燃燒更加充分，從而控制煙氣中一氧化碳的含量及二惡英的生成量。
(2)當煙氣溫度降到300～500℃范圍時，少量已經(jīng)分解的二惡英將重新生成，因此，設計考慮盡量減小余熱鍋爐尾部的截面積，使煙氣流速提高，以減少煙氣從高溫到低溫過程的停留時間，以減少二惡英的再生成。
14二惡英的排放可以控制嗎?
一是在煙氣凈化系統(tǒng)的煙道上布置活性炭導入裝置，將比表面積大于700m2/g的活性炭噴入煙氣，以吸附二惡英。同時，布袋除塵器中，當煙氣通過由顆粒物形成的濾層時，含塵煙氣中殘存的微量二惡英仍能被濾層中未反應的Ca(OH)2或CaO粉末、活性炭粉末等所組成的粉餅層過濾和吸附而得到進一步凈化。
二是選用高效布袋除塵器，采用高效濾料，將附有二惡英的飛灰過濾收集后，用“螯合劑+水泥+水”穩(wěn)定化處理。
15垃圾焚燒處理廠有臭味嗎?如何控制惡臭?
生活垃圾中有機物的腐爛分解，不可避免地將產(chǎn)生惡臭污染。惡臭污染源主要來自進廠的原始垃圾，垃圾運輸車在卸料過程中和垃圾堆放在垃圾儲坑內散發(fā)出帶惡臭的氣體，其主要成分為硫化氫(H2S)，氨(NH3)等。
為了控制焚燒廠產(chǎn)生的惡臭可以采取以下措施：
(1)垃圾本身是有臭味的，因此不排除運輸沿路有臭味，這方面，主要是采用密閉性、具有自動裝卸結構的運輸車來運輸垃圾，盡量減少臭味外溢;
(2)垃圾運輸車進入車間后，通過卸料門將垃圾傾倒進垃圾坑中。垃圾卸料門為電動提升式，由專人控制，運輸車完成卸料后及時關閉，使垃圾坑密閉化。
(3)垃圾卸料大廳總入口設置空氣幕，以防止臭氣外逸。
(4)垃圾坑為密閉式，風機的吸風口設置于垃圾坑上方，使垃圾坑和卸料大廳處于負壓狀態(tài)，不但能有效地控制臭氣外逸，又同時將惡臭氣體作為燃燒空氣引至焚燒爐，惡臭氣體在焚燒爐內高溫分解，氣味得以清除。為避免臭氣外逸，垃圾坑廠房為封閉廠房。
(5)在廠區(qū)四周種植一定數(shù)量的高大喬木，減少影響。
(6)為防止在全廠停爐檢修期間，垃圾坑的臭氣對周圍環(huán)境的污染，坑內臭氣經(jīng)活性炭廢氣凈化器凈化后排至室外。定期對凈化器出口的臭氣濃度進行檢測，當臭氣出口濃度達到國標控制限值，及時更換凈化器內的活性炭，廢棄的活性炭將與生活垃圾混合進入焚燒爐內進行高溫焚燒處理。
(7)滲濾液處理系統(tǒng)為密閉結構，頂部設導氣管，產(chǎn)生的沼氣以及臭氣通過導氣管、抽風機導入垃圾儲坑。
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