垃圾焚燒

　　垃圾焚燒是一種較古老的傳統(tǒng)的處理垃圾的方法，近代各國也相繼建造了焚燒爐，垃圾焚燒法已成為城市垃圾處理的主要方法之一。一般爐內(nèi)溫度控制在980℃左右，焚燒后體積比原來可縮小5-8%，分類收集的可燃性垃圾經(jīng)焚燒處理后甚至可縮小90%。近年來，將焚燒處理與高溫(1650-1800℃)熱分解、融熔處理結(jié)合，以進一步減小體積。垃圾焚燒法處理后，便于填埋，節(jié)省用地，還可消滅各種病原體，將有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物，并回收熱能。近代的垃圾焚燒爐皆配有良好的煙塵凈化裝置，防止大氣污染。煙氣的排放的指標已一般燃煤電廠相若。

　　垃圾焚燒-焚燒設備

　　某垃圾焚燒電廠的垃圾焚燒爐采用加拿大制造的順推、多級機械爐排焚燒爐。焚燒爐應用了世界第三代控氣型固體廢棄物熱分解處理技術(CAPS)，可有效減少焚燒產(chǎn)生的有毒氣體。

　　1、垃圾倉結(jié)構(gòu)
　　垃圾由汽車運到處理廠后倒入垃圾倉內(nèi)。垃圾新入倉的垃圾在倉內(nèi)存放3天后就可入爐燃燒。垃圾在倉內(nèi)存放時經(jīng)過發(fā)酵、排出滲濾水后可提高進爐垃圾的熱值，又使垃圾容易著火燃燒。在倉內(nèi)，用吊車的抓斗將垃圾送至爐前料斗。

　　2、爐排結(jié)構(gòu)

　　垃圾焚燒爐為往復式、順推、多級機械爐排焚燒爐。焚燒爐內(nèi)有一個給料器和8個燃燒爐排單元組成，包括干燥段的兩級爐排、氣化燃燒段的四級爐排和燃盡段兩級爐排。焚燒爐內(nèi)溫度控制在850℃左右。燃盡的垃圾從最后一級爐排離開焚燒爐落入灰渣槽中。

　　給料器和防火門

　　給料器通過給料器(LoadingRam)將落入料斗的垃圾從防火門前推入燃燒室。給料器只負責給料，不提供燃燒空氣，并通過防火門與燃燒區(qū)隔離。防火門在給料器收回時保持關閉狀態(tài)。關閉防火門可使爐膛與外界隔開，維持爐內(nèi)負壓。同時，燃燒室的入口處有溫度測點，當燃燒室入口的垃圾溫度過高時，電磁閥將控制防火門后的噴霧器噴水以防止防火門打開時給料斜槽上的垃圾將料斗中的垃圾引燃。

　　燃燒爐排

　　八級燃燒爐排分為兩級干燥爐排、四級氣化燃燒爐排和兩級燃盡段爐排。每級爐排下面都有液壓驅(qū)動的脈沖推動裝置。8級推動裝置(推床)按一定順序推動垃圾，使進入焚燒爐的垃圾依次被與各級爐排相配合的的推床推到下一級爐排上。爐排上有均勻分布的小孔，用于噴出燃燒所需一次風。供燃的一次風由爐排下的一次風管供給。垃圾在爐排推送過程中受到燃燒器和爐內(nèi)的熱輻射以及一次風的吹烘，水分迅速蒸發(fā)，著火燃燒。

　　燃燒器布置

　　一燃室有兩個主燃燒器，如圖二17，18所示。焚燒爐內(nèi)燃燒爐排上方有溫度測點，當焚燒爐啟爐時和燃燒溫度低于要求時，燃燒器17投油助燃。燃燒器18位于爐膛出口，用于補燃未燃盡的垃圾。燃燒器所需的空氣由四臺焚燒爐公用的一臺燃燒風機提供，燃燒器燃燒所需空氣為由大氣吸入的潔凈空氣。當燃燒風機故障或供風不足時，由旁路(圖二6所示)取送風機的部分送風供給燃燒器。

　　3、二燃室煙道

　　二燃室主要部分為圓筒形煙道，沒有管道等造成的煙氣死角。設置二燃室的目的是為了使煙氣在120~130%的理論空氣量下，1000℃左右的條件下停留>2s，使有害氣體在爐內(nèi)分解。在二燃室入口有副燃燒器，當系統(tǒng)檢測到二燃室出口煙溫小于一定值時將點火補燃。二次風在二燃室入口處進入二燃室。二燃室有上下兩個出口通至余熱鍋爐，兩個出口前各有一個液壓驅(qū)動的擋板控制煙氣的進入。

　　每臺焚燒爐都配有一臺送風機。風機從垃圾池吸入空氣，同時也吸入從一燃室推床下部泄露到焚燒爐外部的氣體。這樣安排送風的來源是為了保證垃圾倉為微負壓狀態(tài)，避免垃圾倉的氣體外泄。送風進入余熱鍋爐，經(jīng)余熱鍋爐的兩級空氣預熱器后進入一個大混合集箱(如圖二21)，然后分別作為一、二次風進入焚燒爐的一燃室、二燃室。集箱還可以接受從不經(jīng)過余熱鍋爐的送風旁路返回的送風。離開集箱的一次風又分兩條管路：管路1通至三條風管，供風給1~3級爐排；另一條管路2通至五條風管，供風給4~8級爐排。供給爐排的一次風可以烘干垃圾、冷卻爐排并供給燃燒所需的空氣。管路1上的風量調(diào)節(jié)閥應根據(jù)焚燒爐入口的溫度進行調(diào)節(jié)。管路2上的風量調(diào)節(jié)閥則應根據(jù)焚燒爐爐膛的溫度和氧量進行調(diào)節(jié)。爐膛的空氣量應該為理論空氣量的70~80%。二次風則經(jīng)過管路進入二燃室。二次風供應量為理論空氣量的120~130%。

　　5、排灰系統(tǒng)

　　由焚燒爐排出的灰渣落入灰槽中。兩條相平行的灰槽的布置方向與焚燒爐的布置方向垂直，四臺焚燒爐的灰槽橫向貫通。液壓驅(qū)動的分灰器(圖二23所示)選擇將灰渣落入某個灰槽中?；也鄣撞坎贾糜谢覀魉蛶?，負責運走四臺焚燒爐排出到灰槽中的灰渣?；也壑幸蟊ＷC有一定的水位來浸沒灰渣。

　　6、煙氣處理設備

　　煙氣由余熱鍋爐排出后首先進入半干式洗氣塔，塔中利用霧化器將熟石灰漿從塔頂噴入塔內(nèi)，與煙氣中酸性氣體中和，可有效清除HCl、HF、等氣體。在洗氣塔出口管道上有活性炭噴嘴，活性炭用于吸附煙氣中的二噁英/呋喃類物質(zhì)。煙氣之后即進入布袋除塵器，使煙氣中的顆粒物、重金屬被吸附去除。最后將煙氣從煙囪排入大氣。

　　7、垃圾焚燒的不穩(wěn)定因素

　　垃圾焚燒與天氣、季節(jié)與垃圾的成分息息相關，諸多因素導致垃圾含水分多、再者垃圾本身的熱值直接影響垃圾焚燒爐的溫度，間接影響煙氣的質(zhì)量，在中國現(xiàn)在垃圾的分類還不是很完善，在垃圾中含有鐵、電池、大的石塊等等，也對設備造成直接得損壞，對于焚燒爐的穩(wěn)定安全運行也有一定的影響。

　　垃圾焚燒-污染控制

　　生活垃圾焚燒煙氣中的二噁英是近幾年來世界各國所普遍關心的問題。二噁英類劇毒物質(zhì)對環(huán)境造成很大危害，有效控制二噁英類物質(zhì)的產(chǎn)生與擴散，直接關系到垃圾焚燒及垃圾發(fā)電技術的推廣和應用。

　　主要結(jié)構(gòu)

　　二噁英的分子結(jié)構(gòu)為1個或2個氧原子連接2個被氯取代的苯環(huán)。兩個氧原子連結(jié)的稱為多氯二笨并二噁英(PCDD，Polycholorodiabenzo-p-dioxin)，一個氧原子的稱為多氯二笨并呋喃(PCDF，Plolycholorodibenzo-furan)。統(tǒng)稱二噁英(dioxin)。毒性最強的2，3，7，8-PCDD的毒性為氰化鉀的1000倍。dioxin對哺乳動物有極強的毒性，且易溶于水，熱穩(wěn)定性好。

　　二噁英工作原理

　　二噁英在焚燒爐內(nèi)的生成的來源是石油產(chǎn)品、含氯塑料，他們是二噁英的前體。生成方式主要是燃燒生成。生活垃圾中含大量的NaCl、KCl、等，而焚燒物中經(jīng)常會有S元素，從而產(chǎn)生。和含Cl元素的鹽在有氧氣存在時反應生成HCl。HCl又和Cu被氧化生成的的CuO反應生成。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，致使二噁英產(chǎn)生的最終要的催化物就是和C元素(以CO為標準)。

　　主要優(yōu)勢

　　控氣型熱解焚燒爐將焚燒過程分為二級燃燒室，一燃室進行垃圾熱分解溫度控制為700℃以內(nèi)，讓垃圾在缺氧狀態(tài)下低溫分解，這時金屬Cu、Fe、Al等金屬元素不會被氧化，因而不會有的產(chǎn)生，會大大減少二噁英的量；同時，由于HCl的產(chǎn)生量受殘氧濃度的影響，因而缺氧燃燒會減少HCl的產(chǎn)生；并且自還原氣氛下也難以大量生成。由于控氣型垃圾焚燒爐是固體床，所以不會產(chǎn)生煙塵，不會有未燃盡的殘?zhí)歼M入二燃室。垃圾中的可燃成份分解為可燃氣體，并引入氧氣充足的二燃室燃燒。二燃室溫度在1000℃左右并且煙道長度使煙氣能夠停留2s以上，保證了二噁英等有毒有機氣體在高溫下完全分解燃燒。此外使用布袋除塵器避免了使用靜電除塵時Cu，Ni，F(xiàn)e顆粒對二噁英生成的催化作用。

　　垃圾焚燒-余熱設備

　　結(jié)構(gòu)簡介

　　垃圾焚燒電廠的余熱鍋爐為煙道式余熱鍋爐，煙氣流動方向在鍋爐中進行5次轉(zhuǎn)折。鍋爐壓力4MPa，蒸發(fā)量15t/h。余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)如圖所示，在爐膛、煙道以及高溫煙氣入口布置有水冷壁。

　　余熱鍋爐結(jié)構(gòu)圖A.送風入口管道B.送風出口管道C.上部高溫煙道D.下部煙道E.第二級過熱器F.第一級過熱器G.第二級空氣預熱器H.第一級空氣預熱器I.第二級省煤器J.第一級省煤器K.水冷壁L.汽包M.集箱

　　煙氣流程

　　煙氣從焚燒爐的二燃室通過上部或下部煙道(煙氣從下部經(jīng)過時不經(jīng)過水冷壁K)進入余熱鍋爐。先經(jīng)過第二級過熱器E、第一級過熱器F、第二級空氣預熱器G，然后從下部進入主爐膛與水冷壁換熱。之后在爐膛上部出口改變角度后向下依次通過第一級省煤器I、第一級空氣預熱器H、第二級省煤器J，之后的煙氣由煙道N離開余熱鍋爐。

　　送風流程
　　送風機來的風經(jīng)過管路A進入余熱鍋爐，在爐內(nèi)經(jīng)過兩級空氣預熱器H、G換熱，之后由管路離開鍋爐。

　　汽水流程
　　145℃的給水經(jīng)過兩級省煤器J、I(省煤器設置有給水旁路)，進入鍋爐汽包L、汽包中過冷水由下降管進入下集箱，經(jīng)爐內(nèi)水冷壁在4MPa下定壓加熱，蒸汽進入兩級過熱器F、E后達到400℃，離開鍋爐進入蒸汽總管。

　　垃圾焚燒-輔機系統(tǒng)

　　某某垃圾焚燒電廠的四臺余熱鍋爐配有兩臺汽輪機。主蒸汽系統(tǒng)采用集中母管制，兩臺汽輪發(fā)電機組在廠房內(nèi)縱向布置。汽輪機采用廣州斯科達生產(chǎn)的6MW凝汽式汽輪機。設計進汽壓力3.9MPa，進汽溫度390℃，額定進汽量35t/h。

　　機組配備兩級射汽抽汽器，一級汽封抽氣器。設計一級抽氣供除氧器使用。機組的冷凝方式為水冷，采用機械通風冷卻塔二次循環(huán)水冷系統(tǒng)。循環(huán)水的流動由循環(huán)水泵保證，循環(huán)水系統(tǒng)同時經(jīng)空氣冷卻器和潤滑油站進行相關的冷卻。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵經(jīng)汽封加熱器進入除氧器。除氧器出口的低壓給水通過給水泵升壓后進入余熱鍋爐。四爐兩機配備兩臺除氧器，除凝結(jié)水進入除氧器外，還有化學補水(溫度、流量)以及由疏水泵送來的疏水箱的疏水。

　　垃圾焚燒-硬件構(gòu)成

　　系統(tǒng)在硬件采構(gòu)成上采用PROFIBUSPROFINET結(jié)構(gòu)。采用5塊SIEMENS317-2PN/DPCPU，分別控制公共系統(tǒng)及四套焚燒爐-余熱鍋爐系統(tǒng)。CPU317-2PN/DP具有大容量程序存儲器，可用于要求很高的應用?？稍赑ROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)?？勺鳛镻ROFINETI/O控制器，用于在PROFINET上運行分布式I/O。并可與集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生產(chǎn)線上的中央控制器，可用于大規(guī)模的I/O配置或分布式I/O結(jié)構(gòu)。此外，CPU對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力。

　　在本系統(tǒng)中，CPU317-2PN/DP通過PROFIBUS接口構(gòu)成PROFIBUS網(wǎng)絡的控制設備，讀取PROFIBUS總線上各I/O站的數(shù)據(jù)。同時配有PROFInet接口，可與上位機通過PROFINET通訊，實現(xiàn)與上位機的高速數(shù)據(jù)監(jiān)視與控制功能。

　　垃圾焚燒-發(fā)展現(xiàn)狀

　　垃圾焚燒這個所謂的“環(huán)保節(jié)能技術”在國際上已經(jīng)成了昨日的黃花。1985年，美國有超過137座垃圾焚燒爐興建計劃被取消；1992年，加拿大安大略省通過了焚燒爐使用的禁令；1996年北美洲五大湖52個焚化爐停止運行；德國、荷蘭、比利時等歐洲國家也相繼頒布“焚燒爐禁建令”；1998年，日本永久關閉了2000多座工業(yè)廢物焚燒爐，到2000年7月，日本已有4600座垃圾焚燒設施停止使用；即使是經(jīng)濟不是很發(fā)達的菲律賓也頒布了垃圾焚燒設施建設的禁令。2007年，原國家環(huán)?？偩忠蠛５韰^(qū)六里屯垃圾焚燒發(fā)電項目緩建。

　　據(jù)環(huán)境科學研究院資深研究員趙章元的研究，中國的垃圾焚燒工程正在迅速擴展。事實上，不僅僅是北京、廣州、南京、蘇州，在中國，幾乎每個省都在建設或準備建設垃圾焚燒發(fā)電廠。但也有部分城市，如昆明等明確表態(tài)不采用垃圾焚燒方法處理垃圾。目前垃圾焚燒已經(jīng)引起了群體事件和大量上訪和訴訟。如南京江北垃圾焚燒發(fā)電廠項目引發(fā)的群體抗議、江蘇吳江垃圾發(fā)電廠門口的靜默抗議、北京董村垃圾焚燒廠抗議事件等。垃圾焚燒項目在中國的迅速上馬擴展，其原因是多方面的，但主要原因可以歸納如下：第一，垃圾處理壓力。垃圾處理的常用方法是掩埋，但現(xiàn)在掩埋方法已經(jīng)行不通，掩埋無法滿足日益增加的垃圾處理需求，隨著垃圾的增加，垃圾問題日益成為城市發(fā)展過程中的重大問題，嚴重影響城市形象和城市環(huán)境，甚至呈現(xiàn)垃圾包圍城市現(xiàn)象。而垃圾焚燒可以快速處理堆積成山的垃圾，減小垃圾的體積，將垃圾變成氣體，升入空中，令人視而不見，從而創(chuàng)造政績，掩蓋問題真相。第二，對電力的巨大需求。能源中，電被認為是清潔的。但殊不知，電的生產(chǎn)是骯臟的。隨著工業(yè)發(fā)展，對電需要日益增長，只要能發(fā)電，項目的科學性增加。其背后是中國電力的巨大利益訴求。電力總公司是中國非常有實力的勢力，其掌管者更是力量強大。為了家族利益，電力公司有著非常大的擴展性。第三，海外資本力量的推動。垃圾焚燒技術在國外屬于夕陽技術，垃圾焚燒被更多的發(fā)達國家抵制。控制焚燒技術的國際資本力量看到了中國這塊肥肉，企圖利用賄賂等手段將其將死之技術移至中國，延續(xù)其生命，擴展其資本。國內(nèi)的漢奸走狗為了自己的子女能在外國讀書生活，違背民族氣節(jié)，與國際資本沆瀣一氣，狼狽為奸。第四，管理部門的惰性。垃圾焚燒是多快工程。處理垃圾效果顯性明顯，隱形效果緩慢。管理部門不想深入研究，迷信國外技術，導致焚燒爐工程盲目上馬。

　不可避免的人為管理漏洞

　　2010年1月7日，廣州李坑生活垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)生管道炸裂事故5人受傷，令人對垃圾焚燒設施的不可完全避免的人為管理漏洞產(chǎn)生擔憂。

　　垃圾焚燒-專家建議

　　中國環(huán)境和學研究院研究員趙章元是垃圾焚燒“反對派”的代表人物解決城市垃圾的最佳方法不是焚燒而是綜合利用，據(jù)業(yè)內(nèi)人士測算，目前中國可回收利用的再生資源價值約3000億元?？墒聦嵣?，除廢鋼鐵的回收率較高外，廢塑料的回收率為25%，廢橡膠的回收率為32%，廢紙的回收率為35%，廢玻璃的回收率只有13%……中國對廢舊資源的利用水平遠遠低于發(fā)達國家。其實垃圾中的蘊含著巨大的財富，不能一燒了之。填埋也好，垃圾焚燒也罷，都不是解決垃圾問題的最佳方法。國際上目前比較推崇的做法是綜合利用處理，這也是今后垃圾處理的發(fā)展趨勢和方向。垃圾綜合利用這件事情能夠辦成，這才是真正的環(huán)保與節(jié)能，不僅回收利用價值幾千億的資源，還可以向聯(lián)合國出售因不焚燒垃圾而節(jié)約的CO2的排放指標，同時避免焚燒垃圾而導致的對大氣的毒害污染，讓人民享受潔凈的空氣。

　　垃圾分類處理，政府有關部門完全可以在政策法規(guī)層面支持，同時把花在垃圾焚燒上的資金用于扶持相關企業(yè)在垃圾產(chǎn)生的源頭小區(qū)入手進行分類或分揀處理。在小區(qū)建立垃圾分類設施，促進鼓勵居民進行垃圾分類，這樣就可以把垃圾中的資源直接分類再回收利用起來。根據(jù)小區(qū)的實際，在推廣垃圾分類處理的初期，可以考慮以小區(qū)為單位，增設垃圾分揀處理站，吸納大量社會人員就業(yè)，擔當垃圾分揀工，把小區(qū)的所有垃圾，利用人工來分類分揀，回收利用所有可以利用的資源，實在不能利用的垃圾再送去合格的不滲漏的垃圾填埋場填埋，以免再次出現(xiàn)目前的垃圾填埋場滲漏污染地下水的情況。另外，政府有關部門可以采取類似目前已經(jīng)行之有效的限塑令的方式來限制過度包裝，限制未經(jīng)處理的蔬菜進入居民消費的環(huán)節(jié)等有效措施在源頭上減少垃圾的產(chǎn)生。

　垃圾焚燒-再生利用

　　瑞典第二大城市哥德堡，洗澡、用電，或者使用熱水、取暖，這些能量很可能來自垃圾。RENOVA公司宣傳副總監(jiān)克里斯蒂安（ChristianKallerdahl）稱，通過廢棄物處理，可滿足哥德堡30%的區(qū)域供暖以及5%的電力，這里每年可處理70萬噸垃圾，大部分變成了能源。“廢棄物98%可以變成能源。”克里斯蒂安所說的數(shù)字令人欣慰，這些能源會通過遍及哥德堡的管道輸送到每戶家庭。RENOVA公司擁有世界上最先進的混合動力垃圾車，還配備稱重裝置。

　　垃圾焚燒發(fā)電，既解決垃圾處理問題，又能產(chǎn)生能源，不過，國內(nèi)一些專家反對盲目上馬垃圾焚燒廠。投資和運行成本高，產(chǎn)生二英等有害氣體，發(fā)達國家垃圾焚燒漸成“夕陽”，這些成為反對派的主要理由。垃圾焚燒廠的確投資不菲，漢斯就告訴CBN記者，這樣的處理廠投資很大，一般是20億到30億元人民幣，具體要根據(jù)土質(zhì)情況而定，一個全新的廢物處理廠要用20到30年收回投資。垃圾焚燒會不會影響周圍居民生活？對此，克里斯蒂安肯定地回答，公司采用非常先進的設備，并且對焚燒過程產(chǎn)生的廢氣進行凈化，不會對居民有影響，工廠運行30多年，一直挺好。CBN記者注意到，工廠的煙囪里不斷有白煙冒出，這些煙有毒嗎？克里斯蒂安笑著說：這只是水蒸氣。

　　垃圾焚燒-意義

　　垃圾焚燒，或稱垃圾焚化，是一種廢物處理技術，指焚燒各種有機材料或物質(zhì)，以縮減廢物體積。焚燒與其他高溫垃圾處理系統(tǒng)，皆被稱為“熱處理”。焚化垃圾時會將垃圾轉(zhuǎn)化為灰燼、氣體、微粒和熱力，而熱力可用于發(fā)電。氣體在排放到大氣中之前，需要去除污染物，其余殘余物則用于堆填。

　　焚燒爐內(nèi)溫度一般控制在980℃左右，焚燒后垃圾體積比原來可縮小50-80%，分類收集的可燃性垃圾經(jīng)焚燒處理后甚至可縮小90%。近年來，將焚燒處理與高溫(1650-1800℃)熱分解、融熔處理結(jié)合，以進一步減小體積。垃圾焚燒比起填埋法占地面積小，效率高，被視為一種“減量快”的好方法。

　　但垃圾焚燒法也有諸多弊端，如耗資昂貴、操作復雜，并且如果各種垃圾混雜，則其效率會嚴重降低，且潛伏性污染嚴重。公眾最擔憂的是焚燒城市固體垃圾可能產(chǎn)生大量的二惡英。二惡英在焚燒爐內(nèi)的生成來源是石油產(chǎn)品、含氯塑料等。生活垃圾中含大量的氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)等化學物質(zhì)，而當這些垃圾中的有機物質(zhì)在含有氯的環(huán)境下燃燒，就會產(chǎn)生二惡英。盡管其污染防治技術在日益改進，但至今尚存在技術上的爭議。合理、有效的垃圾分類是減少這一現(xiàn)象的一大解決方案。