固体废弃物的焚烧处理

固体废弃物的焚烧处理

摘要：焚烧固废具有回收热量和减量最彻底的特点。固废经焚烧, 体积可减少85%-95%；还可以有效利用焚烧余热供暖或直接发电, 从而使固废成为新的资源；同时还能杀灭垃圾中含有的病原菌。但焚烧如果控制不好，会产生“二恶英”类物质，造成二次污染。因此，焚烧技术的选择十分重要。

关键词：固体废弃物；焚烧

引言：

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［1]。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［2]或低温热解［3]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。本文主要介绍目前固体废弃物焚烧

技术的工艺、固废焚烧残留物处理及国内外的研究进展。

1.固体废弃物焚烧的技术［4]

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

C m H n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

BAT (Best Available Techniques)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固废焚烧废气处理

焚烧产生的废气主要包括烟尘、硫氧化物、氯化氢、氮氧化物、重金属、水银、二噁英等有害物质、它们对环境及人类的健康都构成严重威胁, 必须加以妥善处理。废气的处理一般分为两个方面一是烟尘的处理；二是有毒有害物质的处理。烟尘的处理相对比较简单，旋风除尘器、静电除尘器、袋滤式除尘器及文丘里水浴除尘器都可以使用其中旋风除尘器的处理效率在70%左右，去除尘粒径的临界值在5um 以上，对于微粒子的烟尘去除效果比较差。目前旋风除尘器已成为