文章導(dǎo)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(zhì)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(zhuǎn)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(qiáng)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(jìn)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?cè)丝跒?.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(dá)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(jī)總?cè)萘繛?720MW，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(jì)發(fā)達(dá)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(nèi)有7座垃圾焚燒發(fā)電廠。
從上個世紀(jì)六十年代起，日本就開始大規(guī)模建設(shè)焚燒廠，達(dá)到使用年限之后需要關(guān)閉的垃圾焚燒廠絕大多是早期建設(shè)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(jì)九十年代，為了更好的加強(qiáng)垃圾焚燒廠污染控制，日本對垃圾焚燒設(shè)備及煙氣處理設(shè)備進(jìn)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(yùn)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(qiáng)，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(zhuǎn)運(yùn)站，分別位于其北部、中部、西部偏南和南部海島，除最早建設(shè)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(yù)計可使用至2045年。大士南垃圾焚燒發(fā)電廠全負(fù)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(jìn)日本三菱馬丁進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)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(jī)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(zhì)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(jì)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(dāng)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(nèi)的機(jī)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(zhì)。
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(diǎn)，而且焚燒處理設(shè)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(jìn)行發(fā)電(供熱)利用，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，是目前國際和國內(nèi)普遍推崇的生活垃圾處理技術(shù)。
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(nèi)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(biāo)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(jìn)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(jī)日益嚴(yán)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(fù)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(shù)，對垃圾進(jìn)行無害化處理就顯得更加迫切。
根據(jù)經(jīng)濟(jì)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(dá)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(jìn)行無害化處理。
7焚燒處理技術(shù)主要有哪些?
目前主流的垃圾焚燒處理技術(shù)主要有兩種：一種是機(jī)械爐排爐技術(shù)、一種是循環(huán)流化床技術(shù)。
根據(jù)我國的相關(guān)技術(shù)政策“垃圾焚燒目前宜采用以爐排爐為基礎(chǔ)的成熟技術(shù)，審慎采用其它爐型的焚燒爐。禁止使用不能達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)的焚燒爐”，機(jī)械爐排爐技術(shù)應(yīng)是生活垃圾焚燒處理的主流技術(shù)。機(jī)械爐排爐技術(shù)的特點(diǎn)：應(yīng)用歷史長久，技術(shù)成熟。垃圾不需要預(yù)處理，故障率低，年運(yùn)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(nèi)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(shù)。
循環(huán)流化床技術(shù)：在垃圾焚燒處理領(lǐng)域的應(yīng)用時間較短，目前還處于技術(shù)探索期。目前國內(nèi)的循環(huán)流化床運(yùn)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(shè)備送入爐膛。同時由于其技術(shù)特點(diǎn)，循環(huán)流化床在垃圾焚燒處理前需要對垃圾進(jìn)行分選、破碎等預(yù)處理，在預(yù)處理和廠內(nèi)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(shù)在垃圾衍生燃料(RDF)和污泥等焚燒處理方面更具有適應(yīng)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(nèi)進(jìn)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(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比燃煤鍋爐、燃油鍋爐、焦化爐嚴(yán)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(jī)污染物、二惡英及重金屬等。通過計算機(jī)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(yùn)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(biāo)，確保垃圾焚燒發(fā)電(供熱)廠煙氣達(dá)標(biāo)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(jī)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(jī)物等，根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(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?zé)o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(jìn)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)》(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(dú)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(jìn)行簡易處置，不得排放。生活垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生地必須進(jìn)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(yùn)輸，運(yùn)輸需使用專用運(yùn)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(zhì)，而是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的兩大類共210種化合物，這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無色無味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體內(nèi)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(zāi)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(yuǎn)。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(yīng)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(dāng)燃燒不充分時，煙氣中產(chǎn)生過多的未燃盡物質(zhì)，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(zhì)(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(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2001)的焚燒爐，控制燃燒溫度，確保煙氣在燃燒室內(nèi)溫度達(dá)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(guān)系。運(yùn)行中調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)量和配比，并通過二次風(fēng)來加強(qiáng)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(dāng)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(shè)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(dǎo)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(dāng)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(yīng)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(jìn)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(jī)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(jìn)廠的原始垃圾，垃圾運(yùn)輸車在卸料過程中和垃圾堆放在垃圾儲坑內(nèi)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(yùn)輸沿路有臭味，這方面，主要是采用密閉性、具有自動裝卸結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸車來運(yùn)輸垃圾，盡量減少臭味外溢;
(2)垃圾運(yùn)輸車進(jìn)入車間后，通過卸料門將垃圾傾倒進(jìn)垃圾坑中。垃圾卸料門為電動提升式，由專人控制，運(yùn)輸車完成卸料后及時關(guān)閉，使垃圾坑密閉化。
(3)垃圾卸料大廳總?cè)肟谠O(shè)置空氣幕，以防止臭氣外逸。
(4)垃圾坑為密閉式，風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口設(shè)置于垃圾坑上方，使垃圾坑和卸料大廳處于負(fù)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(nèi)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(nèi)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(jìn)行檢測，當(dāng)臭氣出口濃度達(dá)到國標(biāo)控制限值，及時更換凈化器內(nèi)的活性炭，廢棄的活性炭將與生活垃圾混合進(jìn)入焚燒爐內(nèi)進(jìn)行高溫焚燒處理。
(7)滲濾液處理系統(tǒng)為密閉結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)導(dǎo)氣管，產(chǎn)生的沼氣以及臭氣通過導(dǎo)氣管、抽風(fēng)機(jī)導(dǎo)入垃圾儲坑。
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