固体废物的焚烧处理技术

固体废物的焚烧处理技术崔春雨（芜湖职业技术学院材料工程学院芜湖241000）摘要：在生活和生产中总会产生很多的固体垃圾，大多数都是采取焚烧处理，在焚烧过程会产生很多污染，本文就固体废物焚烧产生的污染物及如何进行防治做了研究。

关键词：固体废物; 焚烧; 防治; 处理技术前言：城市生活垃圾包括人类日常生活和生产中产生的各种废弃物，随着人们生活水平的逐步提高，垃圾的产量越来越大，已成为摆在各级政府面前的一个难题。

垃圾内含有大量有毒有害、使人致病或有碍观瞻的物质，因此是有害的废物，必须得到有效且及时的处置，否则将严重威胁到人群健康、环境改善以及人类的持续发展；同时垃圾是一种混合物，其大部分组分都有一定的价值，有的可被回收再利用，有的可转化为其它对人类有用的物质，垃圾中不具备再利用价值的橱余部分，包含一定的有机成份，可通过焚烧和热解产生燃料、热力或电力。

在对垃圾进行一定的分类，并结合焚烧制能或低温热解的方法是防止垃圾对环境的污染、合理利用垃圾资源的有效处置手段。

焚烧制能是一种比较成熟的废弃物处置技术，实践也证明了该方法的简单、有效和可行，焚烧制能不仅大大减少了城市生活垃圾的体积和质量，而且使之无害化，同时也回收了垃圾中所蕴舍的大部分热量。

目前焚烧制能在发达国家已被广泛应用，部分国家和地区的垃圾焚烧量与全部垃圾量之比已经达到90％以上，国内也有许多省市的垃圾焚烧项目正在积极筹建或建设之中，同时科研单位已经开展了大量流化床焚烧炉的研究和开发工作。

1.主要内容1.1箱式垃圾焚烧炉箱式垃圾焚烧炉，亦即固定炉排焚烧炉，采用固定倾斜式阶梯炉排，各炉共用一个排烟通道。

在操作时，垃圾从炉门由人工投入燃烧室进行燃烧、除渣和拨火也从炉门由人工进行。

炉排上方的炉拱在燃烧过程中呈白热化状态，由此而产生的强烈辐射对新燃料起到了烘干的作用。

这种箱式焚烧炉比较适合于垃圾焚烧。

其主要缺陷在于操作工人劳动强度大、工作条件恶劣。

此外，人工投料和除渣操作造成焚烧过程的不连续性。

1.2机械往复推饲炉排垃圾焚烧炉这是一种借助于燃煤技术的燃烧方式。

垃圾由机械给料装置自动进入炉膛，先后在炉排上经过干燥和引燃区、主焚烧区以及燃烬区，完成整个焚烧过程，垃圾在炉膛内的停留时间一般为1h。

借助于炉排倾角并通过炉排的往复运动，垃圾在向灰斗的运动过程中不断地得到翻搅，拨火作用强。

为了适应焚烧量、垃圾种类以及成分的变化，燃烧空气量及其分布均可调节，并可分为一次风、二次风或者三次风分别配给。

该燃烧炉排运行方式有顺推和逆推两种方式。

顺推往复炉排片的运动方向与垃圾运动方向相同，逆推则相反，采用逆推倾斜往复炉排可使来自主焚烧区域的灼热灰渣与干燥引燃区域中的垃圾更加充分地混合，有利于垃圾的引燃。

可见，这种炉排更加适用于水分高、热值低的垃圾的焚烧。

1.3垃圾流化床焚烧技术流化床焚烧炉是一种固定炉排焚烧炉，燃烧空气通过送风机经过特制的均风器送入炉膛。

可燃物在流态化状态燃烧。

由于焚烧炉炉内含有一定量的炉料，炉内气、固流体强烈混合，垃圾进入炉内即和炽热的炉料迅速、充分混合，垃圾从加热、干燥到燃烧全过程完成迅速，焚烧炉蓄热量大，着火条件好，燃烧稳定性好，燃料适应性广，特别适用于我国城市生活垃圾多成分、高水分，垃圾成分随季节变化，热值低且波动范围大等特点，而且具有耐久性好、使用寿命长、负荷调节范围宽、焚烧炉热效率高（>80%）的良好特性。

垃圾经燃烧后体积减少95%左右，重量减轻85%左右。

流化床锅炉燃烧温度控制在850-950°C，氮氧化物排放低（氮氧化物生成环境是燃烧温度大于1300°C）。

二恶英的排放也可控制在较低的浓度。

但流化床燃烧设备一次性投资较大，风机需要较高压头，电耗较高。

1.4 等离子体垃圾焚烧炉等离子体垃圾焚烧炉是一种具有国际先进水平的垃圾处理设备。

等离子体是当今最好的新型热源，它具有高温（1300-1000°C）、能量集中、电热转换效率极高的特点，有机垃圾在等离子体高温的作用下，迅速脱水、热解、裂解，产生H2、CO、CH4和部分有机气体等为主要成分的混合可燃性气体，再经过二次燃烧达到减容，并将所有传染病毒及其他毒物全部分解，彻底消灭病原菌及各种微生物，达到无毒无害化。

废弃物燃烧后的残余物仅剩3%左右，基本无味，无烟排放，无二恶英排放，而且占地面积小，节时，灰烬少（约为传统焚烧炉灰烬体积的1/10），洁净、安全、卫生。

不足之处是投资较高，处量不宜过大，较适合处理医疗垃圾等有毒、有害垃圾。

1.5两段式气化燃烧技术垃圾焚烧炉是二恶英污染的主要来源之一，其排气已成为社会问题。

气化燃烧技术从根本上解决了此问题，是新的垃圾焚烧技术。

气化是燃烧的特殊形式。

物料在空气不足的情况下发生不完全燃烧，它的燃烧产物是CO、H2和挥发物中的CmHn等可燃气体。

控制反应过程产生最小的显热和最大的潜热，可得到可燃气成分含量高、煤气热值高和焦油含量低、水蒸气含量低的优质煤气。

该技术是以气化炉为核心，先将垃圾在气化炉中气化，经过特别设计的气化炉可抑制二恶英和氮氧化物的形成，产生的可燃气体可燃烧用于产生蒸汽、发电等。

而且硫化物不是以SO2的形式存在，而是以H2S和COS的形式存在，降低了尾气回收的难度和费用。

1.6热解气化技术是由法、美、德、日、瑞士和瑞典共同参与开发的被称为第三代废弃物处理技术的热解气化（Thermal Pyrolysis）技术。

这一技术的一个巨大优势是能处理除核废料外所有类型的垃圾，而不需要事先进行任何分类。

这种在上世纪90年代中期发达国家流行起来的技术完全不同于传统意义上的焚烧，它结合了创新的高温分解技术和传统的高温供氧气化技术，使用合成气燃烧发电。

由于不燃烧，就没有烟的排放，人们所关注的二恶英排放也已经降到0.01ng/m3以下，尚不足最好的焚烧技术的1/10。

但是，热解气化技术设备的投资成本和最好的垃圾焚烧技术差不多，整套设备往往需要上亿元的投资。

2.研究现状2.1国内现状我国生活垃圾焚烧技术的研究起步与20 世纪80 年代中期,“八五”期间被列为国家科技攻关项目,目前正日益受到重视。

中国科学院和浙江大学等单位采用强气流流化床或异重流化床技术。

同济大学等曾对垃圾气化进行过研究;西安交通大学和东南大学对垃圾热解进行了研究；中国科学院广州能源所则着重研究除去不可燃成分后得到的RDF 的燃烧特性及硫和氯物质的高温腐蚀特性。

目前我国的焚烧设备大多尚处于安装、调试或试运行过程中。

虽然我国垃圾焚烧技术的推广受技术、资金等条件的制约,但随着国民经济及城市建设的发展、环保标准的提高,在大城市和经济比较发达的城市,城市生活垃圾焚烧将成为垃圾处理技术的主流。

我国目前自行发展的焚烧技术主要为两类:类固定床焚烧炉和链条炉排型焚烧炉固定床焚烧炉和链条炉排式焚一类：固定床焚烧炉和链条炉排型焚烧炉；固定床焚烧炉和链条炉排式焚烧炉投资较低, 但燃烧空气不能与垃圾充分混合, 燃烧温度较低且不均匀, 不能有效破坏垃圾中的有害有机物, 无法控制SOx、NOx、HCI、CO等排放, 性能与国际水平相差较大, 不是垃圾焚烧炉发展的主流方向。

一类：流化床技术。

流化床焚烧炉具有燃烧效率高、燃烧彻底、投资相对较低等特点, 得到许多单位的重视和开发。

2.2国外现状垃圾焚烧是一种技术高度复杂、成本相对昂贵的垃圾处理技术。

因此,它的发展及应用现状都是欧美、日本等发达国家走在最前沿。

西方发达国家在开发出马丁炉后,又对两段炉、两室炉、回转窑、流化床、垃圾衍生燃料、控制氧量燃烧及高温或低温裂解等多种技术进行了研究、开发。

它们的垃圾焚烧技术已是一项成熟的工艺,机械炉排焚烧炉是目前发达国家大型生活垃圾焚烧炉的主流设备,但垃圾流化床焚烧炉等也具有较好的应用前景。

3.展望3.1制约发展因素3.1.1建设投资：是关键因素。

由于基础差, 经济发展水平还比较低, 垃圾处理厂建设资金短缺是许多城市面临的问题。

3.1.2垃圾特性：针对我国城市生活垃圾特性, 制定垃圾焚烧标准和规范, 指导垃圾焚烧技术的发展。

对于引进西方国家的焚烧设备, 烟气排放标准如达到出口国的烟气排放标准一般能满足我国环境标准要求。

但对于国内研制开发的焚烧技术与设备, 目前还很难达到发达国家的标准, 在没有严格具体的标准和规范指导下, 会导致低品位垃圾焚烧炉的盲目发展。

3.1.3处理技术：垃圾焚烧处理将是我国城市垃圾处理的重要发展方向。

炉排炉：国外城市生活垃圾焚烧厂的主要炉型, 技术成熟, 适应性强。

对于我国的城市生活垃圾焚烧也同样适用, 特别是大型生活垃圾焚烧厂, 炉排炉应该是首选炉型; 组合式焚烧系统：对于小型垃圾焚烧厂具有广泛的适应性。

流化床焚烧炉：在我国燃煤特别是低热值煤方面具有良好的技术和经验, 应作为焚烧经过分选处理的垃圾衍生燃料(RDF) 的主要方向。

3.2发展归纳3.2.1积极的引进、吸收、消化国外的先进技术,开发生产适合我国国情的大型垃圾焚烧设备。

这不但可以降低垃圾焚烧的成本,而且可能推进我国垃圾处理技术水平的提高和焚烧处理垃圾设备国产化的进程。

3.2.2加强立法,尽快制订垃圾焚烧处理技术标准和设备规范,对现有的小型焚烧炉进行鉴定,逐步淘汰技术水平低,二次污染严重的滞后设备,实现垃圾焚烧处理的规范化管理。

垃圾焚烧设备标准只是对垃圾的低位发热量、灰渣的热灼减量等几个指标作了规定,而缺乏切实可行的规范和标准,以环境保护法和固体废物污染环境保护法为依据,逐步制定和健全垃圾焚烧处理规范和标准,实行规范化管理对于垃圾焚烧处理的健康发展具有重要的现实意义。

3.2.3积极开发废气净化设备及其二次污染控制设备,保证焚烧处理达到无害化的要求。

由于垃圾成分复杂,焚烧产生的污染物种类多,治理难度大,焚烧设备必须配置高效的废气净化设施,以确保达到大气污染物排放标准的要求。

3.2.4研究开发先进的分析监测手段及焚烧污染危害评价制度。

积极研究开发操作简单、使用方便、准确可靠的污染监测仪器设备,有效地对垃圾焚烧排放污染物进行监控,保证垃圾焚烧处理设施安全、高效的运行。