1、摘要 本文首先對(duì)三種垃圾處理方式(填埋、堆肥和焚燒)進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為垃圾焚燒發(fā)電是最有效的垃圾減量化、無害化、資源化處理方式。其次比較主要焚燒爐技術(shù)中的機(jī)械爐排焚燒爐技術(shù)和循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)的特點(diǎn)，優(yōu)缺點(diǎn)以及發(fā)展情況。最后對(duì)垃圾焚燒技術(shù)在我國的利用情況進(jìn)行總結(jié)，分析在我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)以及存在的問題關(guān)鍵詞:垃圾焚燒;爐排爐;流化床；焚燒發(fā)電目 錄引言31、城市生活垃圾特性及處理方法比較41.1 城市生活垃圾的一般特性41.2 城市生活垃圾的一般處理方法41.2.1 填埋法41.2.2 堆肥法51.2.3 焚燒法52、城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)分類62.1 機(jī)械爐排焚燒爐技術(shù)72.1

2、.1 爐排焚燒爐的優(yōu)勢(shì)92.1.2 爐排焚燒爐在我國應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的問題92.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)112.2.1 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的優(yōu)勢(shì)122.2.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)的不足143、焚燒技術(shù)在我國的應(yīng)用情況144.1應(yīng)用現(xiàn)狀154.2我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)154.3焚燒發(fā)電應(yīng)用推廣中存在的主要問題165、 總結(jié)176、 結(jié)束語19參考文獻(xiàn)：20引言 隨著我國城市規(guī)模不斷擴(kuò)大和農(nóng)村城市化進(jìn)程加快，城市垃圾處理問題已成為我國不容忽視的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì):我國歷年堆存的垃圾已高達(dá)60 億t，且仍以10%的年增長率增加，這些垃圾不僅占用大量土地，而且對(duì)環(huán)境和居民健康產(chǎn)生惡劣影響。因此

3、選擇高效，節(jié)能，環(huán)保的垃圾處理方式刻不容緩。1、城市生活垃圾特性及處理方法比較 1.1 城市生活垃圾的一般特性 從焚燒角度分析，城市生活垃圾可分為可燃和不可燃兩部分， 其中可燃燒部分包括橡塑、紙張、破布、竹木、皮革、果皮及動(dòng)植物、廚房垃圾等。其組分、外貌、物性和燃燒特性等非常復(fù)雜，大部分不可直接填埋；不可燃部分包括金屬、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可回收利用部分外，大多可直接安全填埋。 城市生活垃圾組分隨機(jī)性很大，它與地區(qū)、季節(jié)、生活水平、燃?xì)馄占奥省嬍辰Y(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。其共同特性是容重輕、可壓縮性大、水分高、熱值低、難燃燒、有異味，混有少量有害物，易引發(fā)二次污染。燃燒時(shí)著火溫度不一，燃燒速度各

4、異，燃燼時(shí)間不同。 1.2 城市生活垃圾的一般處理方法 目前，世界各國城市生活垃圾處理普遍采用的主要方法有填埋法、堆肥法和焚燒法。 填埋法 填埋法技術(shù)比較成熟，操作管理簡(jiǎn)單，處理量大， 投資和運(yùn)行費(fèi)用低，是當(dāng)今世界各國主要的處理方式之一。不足之處是垃圾減容效果差，需占用大量的土地資源，填埋場(chǎng)地受地理和水文地質(zhì)條件限制較多，地址選擇很困難。填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲透液對(duì)水體和土質(zhì)容易造成污染。生成的沼氣除對(duì)環(huán)境有影響外，有時(shí)還會(huì)引起燃燒和爆炸。所以在土地資源短缺、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)對(duì)填埋法的采用受到一定的制約。 1.2.2 堆肥法 堆肥法的投資費(fèi)用接近填埋法，無害化程度較高，且有農(nóng)用價(jià)值。但是采用這種處

5、理法，垃圾減容效果不理想，衛(wèi)生條件差，占地面積大，運(yùn)行費(fèi)用較高。垃圾中的石塊、金屬、玻璃、塑料等廢棄物不能為微生物所分解，需分撿后另行處理。堆肥法產(chǎn)生的有機(jī)肥料肥效較低、成本高，銷路不暢，并可能對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染，所以在土地資源緊缺、農(nóng)田較少的地區(qū)，堆肥法的推廣有一定困難。 焚燒法 焚燒法一般是指將垃圾作為固體燃料焚燒爐中， 在高溫條件下，垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進(jìn)行劇烈化學(xué)反應(yīng)，放出熱量，轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔夂托再|(zhì)穩(wěn)定的固體殘?jiān)煔庵械臒崮芸苫厥绽?，而性質(zhì)較穩(wěn)定的殘?jiān)芍苯犹盥瘛Ｒ话?，垃圾焚燒后，其體積可減少8595，質(zhì)量減少2080；高溫焚燒還能消除垃圾中的病原體和有害物質(zhì)，焚燒排出的氣

6、體和殘?jiān)械囊恍┯泻Ω碑a(chǎn)物的處理遠(yuǎn)比有害廢棄物直接處置容易得多。焚燒法還具有處理周期短、占地面積小、選址靈活等特點(diǎn)，焚燒處理能有效的做到廢棄物綜合利用，回收能源和資源。因此，焚燒法能以最快的速度實(shí)現(xiàn)垃圾處理的無害化、減量化和資源化。目前，在發(fā)達(dá)國家已被廣泛采用，其缺點(diǎn)是焚燒法對(duì)垃圾的熱值有一定要求，且一次性投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，管理水平和設(shè)備維修要求較高； 焚燒產(chǎn)生的廢氣若處理不當(dāng)， 很容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。 長期以來，我國對(duì)城市生活垃圾的處理基本上采用露天堆放和填埋法。長期露天堆放對(duì)大氣環(huán)境、地下水和土壤等已造成明顯的威脅和危害，尤其是大中城市和東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，因土地資源日趨緊張，采用填埋

7、法和堆肥法處理垃圾的選址已日益困難，處理成本大幅度提高。 因此，在這些地方采用焚燒法處理城市生活垃圾具有相當(dāng)重要的意義。 2、城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)分類 經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，世界各國目前已擁有數(shù)千座垃圾焚燒廠，廣泛處理各種垃圾及有害廢棄物，并且朝著集中處置和能源利用方向發(fā)展。至于垃圾的焚燒處理技術(shù)，發(fā)達(dá)國家因經(jīng)濟(jì)騰飛早，廢棄物污染問題也暴露的較早，所以至上世紀(jì)60年代末、70年代初就陸續(xù)頒布了逐漸嚴(yán)格的法規(guī)，并不斷改進(jìn)和完善廢棄物的處理技術(shù)，至今已形成了相當(dāng)成熟的焚燒處理技術(shù)。目前垃圾焚燒技術(shù)市場(chǎng)上可見的主要裝備有爐排型焚燒爐、流化床（鼓泡型及循環(huán)流化床型）焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和熱解氣化爐等

8、多種?；剞D(zhuǎn)窯和熱解氣化爐單爐處理量較小，難以滿足大中城市現(xiàn)代化大型垃圾焚燒廠的建設(shè)需要；早期開發(fā)的固定爐排焚燒爐不適于產(chǎn)業(yè)化連續(xù)處理，焚燒效果和環(huán)境性能都很差，現(xiàn)在已很少使用。在后面的分析比較中不再把它們列入討論的范圍。 2.1 機(jī)械爐排焚燒爐技術(shù) 爐排型焚燒爐的主要特征是被處理的垃圾堆放在爐排上，焚燒火焰從垃圾堆料層的著火面向未著火的料堆表面及內(nèi)層傳播，形成一層一層燃燒（層燃）的過程。在爐排上，沿料堆行進(jìn)方向，可以區(qū)分出預(yù)熱干燥、主燃和燃盡三個(gè)溫度不等的區(qū)段，以及由不同區(qū)段產(chǎn)生的氣體在爐排上方形成不同爐膛溫區(qū)，是這種爐型的共同特點(diǎn)（如圖1所示），而且沿爐膛高度方向溫度也有明顯下降。圖1 爐排

9、上垃圾燃燒的進(jìn)程和煙氣溫度分布爐排上垃圾燃料堆層的著火燃盡情況，很大程度上取決于爐膛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否與燃料的理化特性相適應(yīng)。對(duì)于任一特定性質(zhì)的燃料，原則上都應(yīng)進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)，以求達(dá)到盡快著火、徹底燃燒而又不超溫?zé)Y(jié)的目的。用于焚燒有相當(dāng)熱值、品質(zhì)比較均勻穩(wěn)定的垃圾燃料，有較好的效果。機(jī)械爐排爐所用的爐排有很多種（如圖2所示），它們?cè)谕扑屠耐瑫r(shí)對(duì)堆層進(jìn)行翻攪，以使垃圾堆層盡可能地?zé)?，是?dāng)前歐美地區(qū)采用較多的爐型，已有3040年的應(yīng)用和發(fā)展歷史。圖2 幾種不同型式的機(jī)械爐排焚燒爐結(jié)構(gòu)示意圖 2.1.1 爐排焚燒爐的優(yōu)勢(shì) （1）爐排燃燒爐型已有近百年的發(fā)展歷史，用于焚燒生活垃圾也已有40多年的經(jīng)

10、驗(yàn)，技術(shù)成熟度高，設(shè)備配套性好，性能穩(wěn)定可靠，可選擇的供應(yīng)商較多； （2）垃圾進(jìn)料和底渣排出設(shè)備比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行操作易于掌握；（3）在技術(shù)原產(chǎn)國，用于焚燒處理經(jīng)過分類收集的垃圾，熱值較高、品質(zhì)比較均勻穩(wěn)定，有較好的焚燒效果。 2.1.2 爐排焚燒爐在我國應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的問題在引進(jìn)了發(fā)達(dá)國家發(fā)展的爐排焚燒爐后，供應(yīng)給它們的都是混合收集的原生垃圾，熱值低、含水率和不可燃組分含量高，致使在運(yùn)行效果上與在原產(chǎn)國的應(yīng)用有很大差距。主要問題包括：（1）對(duì)于混合收集的垃圾，因?yàn)樗指摺⒍逊e密度大、發(fā)熱量低，無論是那種爐排，都有垃圾料堆內(nèi)層燃燒不充分的問題，排出的底渣甚至仍有惡臭，熱灼減率一般偏高；（2）為降低

11、垃圾含水率、提高進(jìn)爐垃圾熱值。常常將垃圾存在儲(chǔ)坑中“堆酵”數(shù)天，瀝出大量垃圾滲瀝液；在焚燒爐排下方也會(huì)瀝灑出垃圾瀝出液。需要專門投資進(jìn)行污水處理；（3）入爐垃圾的組成和燃燒特性隨時(shí)間變化很大、很頻繁。在爐排上的燃燒狀態(tài)總是偏離設(shè)計(jì)情況。爐排和它上方爐膛溫度的分布和燃燒條件都很不穩(wěn)定和很不均勻，造成局部低溫區(qū)和局部超溫區(qū)，對(duì)充分燃盡和污染控制都很不利；（4）在爐排爐技術(shù)原產(chǎn)國，垃圾熱值一般按8000kJ/kg左右設(shè)計(jì)1，而我國生活垃圾熱值低，除需將垃圾“堆酵”外，還需要向焚燒爐膛噴入輔助燃料油，消耗量大；（5）通常原生生活垃圾中含氯化物較常用燃料多，焚燒煙氣對(duì)生產(chǎn)蒸汽的鍋爐管束金屬材料具有更強(qiáng)的

12、高溫腐蝕性。為了設(shè)備安全，通常需要降低所生產(chǎn)的蒸汽的溫度和壓力，導(dǎo)致發(fā)電效率降低。若采用更加耐酸腐蝕的材料制造。就會(huì)提高設(shè)備建造和維護(hù)費(fèi)用，二者都會(huì)使發(fā)電成本提高；（6）各種爐排爐的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的爐排，對(duì)材質(zhì)、加工條件、安裝精度和日常維護(hù)都有更高的要求。前述各項(xiàng)造成投資和運(yùn)行成本居高不下，阻礙了這類技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展2。 2.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù) 流化床焚燒與層燃方式完全不同，它主要依靠爐膛內(nèi)高溫流化床料的高熱容量、強(qiáng)烈摻混和傳熱的作用，使送入爐膛的垃圾快速升溫著火，形成整個(gè)床層內(nèi)的均勻燃燒。自上個(gè)世紀(jì)60年代以來，這種技術(shù)已經(jīng)成功地被用于劣質(zhì)燃料及各類廢棄物的燃燒處置和熱能利用。但早期發(fā)展的

13、流化床燃燒爐，屬于“鼓泡流化床”燃燒模式，也有多種爐型（包括一些所稱有內(nèi)循環(huán)功能的焚燒爐），采用的流化風(fēng)速較低，主要的燃燒過程發(fā)生在下部流化床層內(nèi)，上部稀相空間的燃燒份額很小。因此沿爐膛高度溫度下降很快，限制了燃料揮發(fā)分氣體的燃盡和對(duì)污染物的控制。循環(huán)流化床燃燒是近30年才發(fā)展起來的一個(gè)新技術(shù)分支。它繼承了一般流化床燃燒固有的對(duì)燃料適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了流化速度、增加了物料循環(huán)回路（如圖3所示）。大量的物料被煙氣帶到爐膛上部燃燒，經(jīng)過內(nèi)、外循環(huán)的多個(gè)途徑再返回爐膛下部，提高了爐膛上部的燃燒放熱份額，增強(qiáng)了爐膛上下部之間的物料交換，使整個(gè)爐膛處于均勻的高溫燃燒狀態(tài)，確保煙氣在高溫區(qū)的有效停留

14、時(shí)間。能保證垃圾各組分的充分燃盡，使有毒有害物質(zhì)的分解破壞更為徹底；也防止了局部超溫的出現(xiàn)，對(duì)常量污染物（SO2、NOx等）的控制更為有力。因此，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)一出現(xiàn)就被能源環(huán)境界公認(rèn)為是一種環(huán)境友好型的焚燒方式。圖3 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐工作原理圖國內(nèi)在開發(fā)循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)方面投入力量較大，在焚燒處理混合收集的原生垃圾方面具有獨(dú)到之處。為了確保爐膛內(nèi)物料持續(xù)均勻流化，國外主要通過將垃圾可燃組分制成“垃圾衍生燃料”（RDF）均勻顆粒來實(shí)現(xiàn)；國內(nèi)技術(shù)則主要借助完善流化供風(fēng)和原生垃圾給料系統(tǒng)，加速包括不可燃物在內(nèi)的爐渣的排出，以及積極維持循環(huán)物料的平衡等手段，只需要輔之以對(duì)超大尺寸組分入

15、爐的限制，來解決問題。這種爐型的開發(fā)，為焚燒技術(shù)和我國焚燒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。以中國科學(xué)院、浙江大學(xué)和清華大學(xué)等為代表的研發(fā)成果為基礎(chǔ)，已經(jīng)建設(shè)了20多個(gè)循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電工程項(xiàng)目。2.2.1 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的優(yōu)勢(shì)針對(duì)我國混合收集的生活垃圾發(fā)展的循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)，已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化應(yīng)用的階段，并日趨成熟，形成了不同處理能力的系列化產(chǎn)品。給料、排渣、燃燒控制、尾氣處理設(shè)備已有較好配套，入爐垃圾不需要復(fù)雜的前處理，產(chǎn)汽與常規(guī)汽輪發(fā)電設(shè)備參數(shù)配套，具有顯著的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。（1）適于焚燒處理我國一般混合收集的原生垃圾，燃盡完全，殘?jiān)鼰嶙茰p率12%；（2）可以焚燒處置固形垃圾和其他

16、氣態(tài)或液態(tài)、熱值懸殊的燃料和廢棄物，垃圾堆放、儲(chǔ)存過程中產(chǎn)生的垃圾滲瀝液都可以直接送入爐膛焚燒處置；（3）為避免入爐垃圾品質(zhì)變化及差異過大對(duì)焚燒狀態(tài)的影響，可以向爐內(nèi)添加適量的輔助燃料煤，而不必用油。價(jià)廉易得，添加量較少；（4）系統(tǒng)設(shè)備配套研發(fā)，對(duì)垃圾的分選和預(yù)處理要求很低，不需要復(fù)雜的預(yù)處理工藝，運(yùn)行穩(wěn)定。爐內(nèi)沒有復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)備故障率低；（5）單爐處理量較大。目前已形成單爐處理能力從100500噸/日的產(chǎn)品系列，能夠適應(yīng)大型垃圾焚燒廠的建設(shè)要求；（6）可以把過熱器布置在這類焚燒爐型所特有的物料循環(huán)通道中，隔絕與焚燒煙氣的接觸，避免高溫HCl腐蝕；所生產(chǎn)的過熱蒸汽溫度達(dá)到常規(guī)熱電系統(tǒng)參數(shù)

17、，提高垃圾發(fā)電效率；（7）焚燒爐膛內(nèi)各處溫度均勻，并采用了分級(jí)供風(fēng)及爐內(nèi)添加石灰石等措施，能徹底分解有毒有害物質(zhì)，有效控制NOx、SOx等的生成，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好。 2.2.2 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)的不足（1）與機(jī)械爐排爐相比，發(fā)展歷史不長，系統(tǒng)配套，特別是與原生垃圾不作分選處理相關(guān)的給料、排渣設(shè)備還需長期考驗(yàn)，不斷完善；（2）雖然從技術(shù)發(fā)展到生產(chǎn)制造，均立足于國內(nèi)，設(shè)備維護(hù)和技術(shù)更新都更加方便、經(jīng)濟(jì)、快捷，但對(duì)在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和加工工藝等方面，仍需積累經(jīng)驗(yàn)、形成實(shí)用可行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善；（3）一般循環(huán)流化床焚燒爐飛灰比例較高，灰量較大。按照我國目前有關(guān)法規(guī)，焚燒爐飛灰需按危險(xiǎn)廢棄物作專門處置，

18、處置成本較高。需要從減少飛灰量和降低飛灰毒性兩個(gè)方面入手，探求解決方案，采用多渠道排灰和發(fā)展相應(yīng)排灰安全處置的技術(shù)。3、焚燒技術(shù)在我國的應(yīng)用情況 4.1應(yīng)用現(xiàn)狀 4.2我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)4.3焚燒發(fā)電應(yīng)用推廣中存在的主要問題5、 總結(jié) 我國中、大型城市的生活垃圾產(chǎn)量較大, 有機(jī)成分相對(duì)較高,經(jīng)濟(jì)、技術(shù)力量相對(duì)較強(qiáng),隨著我國經(jīng)濟(jì)條件的改善,隨著會(huì)發(fā)展的需要,垃圾焚燒處理或發(fā)電由于其所具有的種種優(yōu)勢(shì),在我國中大型城市應(yīng)逐漸上升為一種主要的處理方式。但是考慮我國的經(jīng)濟(jì)情況,全套引進(jìn)國外設(shè)備費(fèi)用則太高,成本難以回收,應(yīng)盡量做到引進(jìn)設(shè)備與消化吸收相結(jié)合,且盡量開發(fā)效果較佳的全套或部分國產(chǎn)的垃圾

19、焚燒設(shè)備。在新建垃圾焚燒廠時(shí),應(yīng)結(jié)合各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力及垃圾的特性、當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)條件和具體情況而選擇適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)、爐型,同時(shí)要借鑒國外和我國已建成的垃圾焚燒廠的經(jīng)驗(yàn),避免不必要的損失和浪費(fèi)。由于我國垃圾焚燒處理技術(shù)尚處在相對(duì)初期階段, 焚燒技術(shù)、煙氣凈化技術(shù)、廢水、廢渣處理技術(shù)還需加速發(fā)展,以進(jìn)一步推動(dòng)我國垃圾處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 垃圾焚燒發(fā)電是目前世界上最先進(jìn)的垃圾處理方式, 不僅不污染環(huán)境, 不破壞地下水資源, 而且可大量節(jié)約土地, 可從根本上解決城市的垃圾處理問題, 垃圾焚燒發(fā)電已經(jīng)成為國際上保護(hù)資源、拉動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要項(xiàng)目?？梢韵胂? 通過垃圾焚燒的方法,許多居民家的電視、冰箱、空調(diào)、電燈等, 可能將用上他們?nèi)拥舻睦?/p>