垃圾焚燒發電的技術特點及問題分析

周忠坤

北京首創環境投資有限公司

垃圾焚燒發電的技術特點及問題分析

周忠坤

北京首創環境投資有限公司

垃圾焚燒發電是一項利國利民的公益事業，垃圾焚燒發電項目，能夠改善城市周邊環境，提高環境質量，避免和減輕垃圾無序化處理和堆積，減少了農業用地占有量，保證資源持續性發展，因此進一步加強對其的研究非常有必要。但是目前我國的垃圾發電在技術上和制度上都存在很大的問題。為了使垃圾發電能夠形成產業化并可持續的發展下去，我國的政府部門需要積極的采取有效的措施，制定相應的法律、法規，使垃圾發電產業成為朝陽產業?；诖吮疚姆治隽死贌l電的技術特點及問題。

垃圾焚燒發電；技術特點；問題

1、垃圾焚燒發電

垃圾焚燒發電是指將城市垃圾作為燃料放入到燃爐中進行燃燒，這種焚燒是經過高溫化學處理的焚燒技術，溫度可達到850－1100℃。在燃燒過程中，垃圾中的可燃物質與空氣中的氧氣發生化學反應，產生大量的氣體和固定殘渣，并釋放出大量的熱量。當燃燒達到一定程度時，爐內的垃圾可以維持自身燃燒的熱量，保證垃圾充分燃盡。燃燒產生的熱能以蒸汽的形式輸出，推動渦輪機轉動從而使發電機產生電能。經過高溫的焚燒，垃圾中的細菌和病毒得到徹底的消滅，產生的有害氣體經過過濾、分解處理達標后排放到大氣中。

2、目前我國焚燒垃圾發電的現狀

2.1 焚燒垃圾設施建設情況。我國每年都有新的垃圾焚燒廠建立，焚燒廠處理垃圾的規模也不斷增加，用于焚燒的設施設備比例不斷增大，這充分說明垃圾焚燒技術對我國垃圾處理工作的作用越來越重要，運用該技術所處理的垃圾量越來越大。垃圾焚燒發電廠的市場占有率不斷增加，盡管垃圾焚燒廠占有集中市場份額，但根據它的處理能力依然有可以拓展的市場。垃圾氣化熔融制氣技術和焚燒發電技術的開發與研究是國內外研究的熱點，具有良好的應用前景。

2.2 垃圾發電市場處于快速發展時期。垃圾焚燒發電技術是近年來逐漸發展的一項嶄新技術，是國家實現資源利用最大化的有效方針之一。該技術從出現到發展至今，焚燒垃圾進行發電的項目數量迅速增長，其發電市場從導入時期進入到了快速發展時期。我國不斷出臺各項優惠政策支持該技術發展，并吸引很多社會資本紛紛投入該技術發電市場。國家支持利用可再生能源進行發電，可再生能源含有太陽能、生物質能、風能等，生物質能就是運用自然界糞便等有機廢物變成的能源。《可再生能源法》的頒布給城市垃圾焚燒處理技術提供廣闊發展空間。

2.3 垃圾焚燒發電時的污染控制標準還未完全統一。因為垃圾發電技術在我國起步的非常晚，并且焚燒垃圾時一會產生新的有害有毒物質，所以，我國一直沒有制定有關垃圾焚燒的污染控制標準。現階段，我國市場上運用的污染控制標準有很多種，給市場帶來的負面影響較大。控制飛灰、煙氣等污染物設施設備的購置費用、建設費用及運營費用較高，這些費用會占有垃圾焚燒廠建設成本較大比例。盡管垃圾焚燒廠建設總成本在伴隨焚燒技術的提高而呈現下降趨勢，但二次處理飛灰、煙氣等污染物所發生費用依然對焚燒廠的建設成本起著重要作用，政府需要加大焚燒廠建設資金的補貼力度。

3、垃圾焚燒技術類型及特點

3.1 層燃爐技術。該技術即為焚燒時不需要對入爐的垃圾進行嚴格的預處理，活動爐排的機械運動能夠有效攪動和混合垃圾，避免垃圾進入爐內遇到強熱而發生表面固化的問題，對垃圾內部的傳熱以及氣體的流動產生影響，延長垃圾的燃燒時間，出現不完全的燃燒。在爐排上進行垃圾的干燥、著火、燃燒以及燃盡等過程，處理的效率較高，且垃圾層能夠均勻的分布，燃燒起來比較的穩定，完全，飛灰量較少。

3.2 回轉爐技術?；剞D爐焚燒技術主要包含接受貯存廢棄物、進料、爐體、回收廢熱以及控制二次污染。窯身為微傾斜布置、低速回轉的圓筒，將垃圾由高端送入，并在筒內進行翻轉燃燒，直到垃圾燃盡由下端排出?；剞D爐有兩種形式，分別為水冷壁式和耐火磚襯式兩種。其中，水冷壁的排列形式由水冷壁向轉筒周邊排列，通過吸收焚燒后放出熱量的方式降低筒體內的溫度。將風室設置在筒體的下部，使得空氣能夠由水冷管進入，穿過底部的料層后能夠均勻的混合。而耐火磚襯式的筒內壁能夠儲蓄較大的熱量，燃燒時溫度也較高，但空氣從筒體的一端進入后，筒中心的空氣會出現過剩的問題，而筒體的內部未能夠有充足的空氣，并且筒體的體重、慣量較大，轉速低，所以不能夠充分的翻動和攪拌垃圾，燃燒的速度和效果跟水冷式的相比要有所欠缺。

3.3 流化床技術。流化床焚燒爐物料處于懸浮狀態，空氣會跟垃圾充分的接觸，煙氣的流速也變得較高，燃燒效果好，通過分級燃燒能夠有效降低氮氧化物的排放，實現低成本脫硫，灰渣易于綜合利用，負荷調節范圍大，燃燒穩定。但是，流化床一般難以焚燒大塊垃圾，因此對垃圾的前分選和破碎工序要求嚴格，由此限制了其在工業廢棄物和城市垃圾焚燒領域的發展。另外，由于垃圾和砂粒在爐內呈流化狀態，加上補充燃煤，所以煙氣中的粉塵含量較大，除塵器負擔加重，飛灰量增多，處理費用增加。近年來，由于煤價的上漲，飛灰量大、需要預處理等原因，使得流化床垃圾焚燒爐在我國的應用和發展受到一定的制約。

4、垃圾焚燒發電工藝流程

4.1 垃圾儲存。城市垃圾中存在各種各樣的物質，有些垃圾甚至含有有害物質，所以處理的時候要將這些有害的、不能燃燒的垃圾挑出來。余下的能夠被利用的垃圾，在過稱之后將其放入垃圾儲池中。常見的垃圾儲池一般能夠儲存將近一周的垃圾處理量。對儲池中的垃圾，要進行攪拌、攪碎，還要把過程中產生的垃圾滲濾液收集起來。

4.2 垃圾焚燒。經過上一環節處理的垃圾，可以通過機器設備將它送進焚燒爐入，垃圾焚燒開始。垃圾焚燒之后，會產生爐渣，要將爐渣清理干凈。焚燒爐有循環流化床爐、爐排爐之分。因為焚燒爐不同，相應的焚燒方法也會有不同。

4.3 余熱鍋爐發電。焚燒垃圾發電技術，除了用到焚燒爐，還有余熱鍋爐和汽輪發電機組這兩種設備。垃圾在焚燒爐焚燒之后，所產生的熱量經過余熱鍋爐轉化之后會變成蒸汽，蒸汽可以被汽輪發

電機組用來發電。

4.4 煙氣凈化與處理。焚燒垃圾會產生許多有害物質，這些有害物質如果不能得到很好處理，會對環境造成二次污染。比如焚燒垃圾產生的煙塵、重金屬等有害物質。煙氣凈化處理根據搭配方式的不同，有三種處理方式。分別是半干式反應塔搭配袋式除塵器，干式反應塔搭配袋式除塵器，濕式反應塔搭配袋式除塵器。

4.5 垃圾滲濾液的處理。放置在垃圾儲池中的垃圾，經過發酵之后會產生垃圾滲濾液。這種液體散發著比較臭的氣味，含有較多氨氮、重金屬。垃圾滲濾液能夠占垃圾重量的1/10。這些滲濾液經過污水處理之后才能排放，不然會造成環境污染。

4.6 爐渣、爐灰的處理。焚燒爐在焚燒過垃圾之后，會產生爐渣。爐渣是垃圾的一部分。爐渣也可以通過先進技術處理，為日常生產所利用。處理后的爐渣，可以充當制作磚塊的材料，也可以在鋪設道路時加以利用。布袋除塵器中收集到的飛塵，在實際生活中沒有利用價值，要經過特殊處理方式進行無害處理后再將它填埋。

5、垃圾焚燒發電存在問題

垃圾焚燒發電在垃圾處理方面有著非常大的優勢和作用，但是在目前的發展過程中，也有一定的問題有待解決：

5.1 垃圾焚燒運行不穩定。垃圾焚燒會產生一定的熱值，但是，由于熱值量與當時所處的季節息息相關，伴隨著季節的轉換，垃圾焚燒運行過程并不是很穩定。由實際經驗得出，提高垃圾的熱值量，弓{進新的有效的管理經驗，研究開發利用新技術，穩定運行，勢在必行。目前我們國家收集垃圾仍然采用混合收集清運的方法，垃圾的組成成分非常復雜，大量不可燃成分摻雜其中，進而垃圾熱值偏低，這種現象的出現，很大程度上是因為，我國垃圾管理和處理水平不高，全民環境保護意識低。

5.2 環保意識問題。目前國內的垃圾處理能力不高，人民的環保意識沒有達到相對的高度，很多垃圾的收集都是混合處理的，這樣垃圾內容負責，很多不可燃垃圾也在里面，對垃圾的焚燒時候的穩定性也會在一定程度起著不利的影響。

5.3 對于垃圾焚燒之后，在尾氣里面存在部分的有害物質，必須進行控制，如果控制不到位，則很容易造成二次污染，我們需要按照國家標準進行尾氣處理達標后，才能夠進行正常排放。

5.4 國家在垃圾焚燒發電產業鏈上的制度有待更加一部的完善，對于垃圾處理費用有待加強規范，目前垃圾焚燒企業還靠著國家政府的相應補貼和提高發電價格來維持整個發電廠的整個運行生產過程。

5.5 焚燒設備投資成本高。應用垃圾發電技術就少不了與之對應的焚燒設備，但在現實中，焚燒設備投資成本是非常高的。垃圾焚燒發電產業在當今的發電行業中，是一顆剛剛起步的新星，需要我們投人更多的關心。經濟效益是垃圾焚燒發電項目追求的一部分，然而，焚燒設備成本高的問題給我們帶來了很大的經濟上的困擾。

6、垃圾焚燒發電的技術的優化措施

6.1 提高先進技術和裝備，降本增效。國內相關企業在引進先進技術和設備的同時，要深入研究焚燒工藝和設備的關鍵技術，結合我國垃圾的特點，及時的調整和優化工藝過程參數，最好可以開發具有自主產權的先進裝備系統，確保生產安全、性能可靠、高效率發電。

6.2 垃圾分類。收集為建立垃圾焚燒發電站，更好地實施垃圾焚燒，首先應確保垃圾焚燒原料的保質保量供應，故應加強進行對中小城市城市生活垃圾的分類回收。根據調查得出，目前的垃圾分類收集狀況并不理想，存在諸多問題。根據經濟水平、人口分布、市區的功能，應該制定出了不同的分選收集模式，實行分區治理。

6.3 降低有害物質排放。在垃圾焚燒處理廠進行焚燒后，一般尾氣中會存在積累的有害氣體，比如酸性氣體，氯化氫，氧化硫、氧化氮、一氧化碳、等一些碳氧化合物，如果不對這些氣體物質進行嚴格控制，則排放到空氣中去，造成二次污染。這個問題也是我們一直持續關注的重要問題，也是全世界關注的研究課題，所以在焚燒垃圾發電過程中，必須全面做好防止二次污染的措施，從垃圾源頭，對垃圾進行嚴格的分類，避免塑料垃圾的焚燒，加大技術控制燃燒過程中有害氣體的產生，制定相關的焚燒垃圾氣體排放標準，并且做好監督管理制度，引進和吸收消化國外的先進工藝過程，優化參數，最終的目標是對周圍環境的不利影響降低到最小的程度。

6.4 將垃圾處理費以電費形式收取。政府經濟能力有限，不能夠為電廠提供有利的經濟補貼，居民的垃圾處理費收取也存在很大的困難。所以政府可以把垃圾處理費附加到電費中，以電費附加費的形式予以收取，從而保障電廠的經濟利益。

6.5 降低建設成本。垃圾發電廠的建設成本高的根本原因在于焚燒設備都是采用價格異常昂貴的進口設備。如果所有的垃圾焚燒發電設備都從國外進口，這無疑給垃圾發電廠帶來巨大的經濟壓力。針對這個弊端，我們研究出了新的方案。即主要的設備從國外引進輔之以其他設備從國內購買的方法。因此只要能保證主要設備的利用率，其他設備只是發揮輔助功能。焚燒設備生產廠家要積極研討，爭取制造出成本低但是功能相對較高的垃圾焚燒設備，進而創造出更大的經濟效益。降低建設成本，是擴大經濟收益首要任務。

6.6 加強環保監管。垃圾發電產生的二次污染，對環境影響很大，為了能夠有效的控制燃燒產生的有害氣體逸出，環境監管部門要做好監管工作，定期或不定期對電廠進行檢查，對于不達標的電廠給予相應的處罰

6.7 運行管理。在垃圾焚燒發電廠的運營管理上，政府及經營者應注意加大對發電廠的管理及技術創新。1)首先要健全垃圾分類收集機制，注重從源頭上對垃圾的分類處理。盡可能使可回收、熱值高的垃圾得到合理利用，為提高垃圾發電效率提供保障。2)統籌規劃，合理布局。必須對區域經濟發展水平、垃圾產量、垃圾特性作科學的評估，合理規劃建設城市的垃圾焚燒發電項目，為提高垃圾發電的規模效應，優先在較大城市建設垃圾焚燒發電廠。3)不斷改進新技術，提高垃圾焚燒發電的效率。4)加強對焚燒爐的爐溫控制和對垃圾焚燒發電尾氣的凈化處理，嚴格控制二口惡英的排放。5)加強對垃圾焚燒發電廠附近的環境定期監測，特別是對三致物質二口惡英的定期監測。

總之，隨著大中小城市的快速發展，城市垃圾也逐漸的增加，必須對城市垃圾合理的處理，減少給環境帶來不良的影響。把垃圾焚燒后進行發電是焚燒技術的再運用，它能夠徹底無害化的處理垃圾，使垃圾量明顯減少，并實現資源的再利用，減少垃圾給環境帶來的影響，有效節約土地資源，因此進一步加強對其的研究非常有必要。

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