城市生活垃圾焚燒發電技術及煙氣處理的研究

趙博鋒

（甘肅藍野建設監理有限公司，甘肅 蘭州 730030）

在城市生活垃圾處理中，如果處理不得當，必然會引起空氣質量惡化，污染地下土壤、水源，引起疾病傳播，嚴重影響人身健康、環境衛生。目前，我國垃圾處理主要采取填埋、堆肥以及焚燒發電的方式，焚燒發電不僅能夠減少垃圾容量，還不會污染地下水源、土壤，所焚燒的熱量，還可用于發電、供熱，逐漸成為生活垃圾處理的主要方式[1]。筆者根據自身多年的生活垃圾處理從業經驗，主要分析如何運用生活垃圾焚燒發電技術，處理好煙氣問題。

1 垃圾焚燒發電的工藝流程

（1）垃圾儲存：對于城市生活垃圾，必須實現垃圾分類，剔除有害、有毒的廢棄物，拋棄不可燃燒物體，在進場過磅之后，將垃圾送入至垃圾儲存池，再通過混合、攪拌以及倒垛處理之后，對垃圾滲濾液進行收集。

（2）垃圾焚燒：沿著下料裝置，垃圾輸送到給料裝置，再推送到焚燒鍋爐焚燒，在焚燒以后，排出爐渣，根據爐型不同，垃圾焚燒工藝也存在差異。

（3）余熱發電：通過汽輪發電機組、余熱鍋爐，所焚燒垃圾產生一定熱量后，經過余熱鍋爐出現蒸汽后，再由蒸汽向汽輪機組進行供給發電。

（4）煙氣凈化、處理：在垃圾焚燒流程當中，會出現有害物質、有害氣體，例如重金屬、酸性氣體以及煙塵等，對于這些污染物，怎樣開展無害化處理，防止出現環境二次污染，是垃圾焚燒的重點關注問題。通過煙氣凈化處理，可有效解決這類問題。煙氣凈化主要分為干式反應塔、袋式除塵器、半干式反應塔、濕式反應塔等方式，采取濕式反應塔的方式，可有效去除酸性氣體，但濕式反應塔還需注重污水處理問題；重金屬是由于垃圾焚燒產生的，對于重金屬的去除工藝，一般情況下，將垃圾焚燒發電產生的重金屬進入到除塵器中，根據重金屬的物理特性，將垃圾焚燒煙氣凈化系統的溫度調到最低，此時重金屬在除塵器中的進化效果將達到最高值；對于二惡英的去除：由于二惡英是因為含氯元素的物質燃燒不充分而產生，故而必須對含有氯元素的物質進行高溫加熱，使其能夠充分燃燒，同時利用活性炭的吸附作用對二惡英進行去除[2]。

（5）垃圾滲濾液處理：堆放在垃圾儲存池中的垃圾，經過腐爛發酵之后，會有垃圾滲濾液出現，滲濾液的重金屬含量較高，氨氮含量較大，氣體臭味較重，水質變化也大，具有較高的有機污染物濃度，滲濾液占垃圾重量12%左右。在垃圾發電廠區必須建設污水處理站，處理好滲濾液以后方可排放。

（6）爐灰和爐渣的科學處理：再經過垃圾焚燒以后，爐渣一般占垃圾重量20%左右，爐渣經過加工處理，可作為道路和制磚材料。通過布袋除塵器進行回收，爐灰占垃圾總量2%左右，但爐灰無利用價值（如圖1所示）。

圖1 生活垃圾焚燒發電技術流程

2 垃圾焚燒發電的煙氣處理技術

（1）源頭控制：對于垃圾焚燒，為防止二次污染，必須開展分類收集，必須提升資源利用率。同時，必須加強煙氣儲倉的密封，針對垃圾卸料，設置電動卷簾門，設置氣膜封閉，通過風機將氣體輸送至鍋爐內進行脫臭和助燃。

（2）煙氣處理存在問題：我國的垃圾焚燒設備，主要從國外引進，國外垃圾均通過分類處理，具有較高的可燃物含量，垃圾中的有害物質較少，國外焚燒設備對熱值高的垃圾較為適用，針對國內高水分和低熱值的垃圾，具有適應性問題。根據國外參數管理，垃圾焚燒必然增加煙氣污染。同時，我國的生活垃圾大多數屬于混合垃圾，垃圾成分地域差異較大，焚燒運行極為不平穩。同時，我國垃圾分類收集的水平不高，一般可回收垃圾均需經過分揀，我國生活垃圾塑料含量較大，導致酸性氣體超標排放。

（3）惡臭防治：在垃圾進場后會產生大量惡臭，為防止擴散至空氣中，導致空氣污染，必須建立完全封閉的垃圾儲備倉，選擇風機對垃圾倉進行抽風形成負壓，將惡臭氣體輸送至鍋爐進行助燃焚燒，利用抓斗攪拌翻動，確保鍋爐內的熱量均勻，防止垃圾產生厭氧發酵，降低惡臭發生率。

（4）酸性廢氣處理：垃圾焚燒中，會產生HCl和SO2酸性氣體，必須采取濕式洗氣方式、干式方式進行處理。

（5）粉塵處理：在垃圾焚燒中所產生的煙氣含有大量粉塵，需采取布袋除塵器進行處理。

（6）二噁英控制：在垃圾焚燒中，會產生大量二噁英，主要是因氧源、溫度、氯源等因素產生，對于二噁英的控制，主要是控制焚燒過程，按照二噁英影響因素、生產機理，采取相關措施：其一，控制好氯源。針對垃圾焚燒，需加入脫氯物質，選擇NH3噴入煙氣中，防止前驅物產生，或者選擇CaO噴入，以有效吸收HCl。通過這兩種方式，可有效去除二噁英。在鍋爐管束之前，噴入氨后，通過氯氣和氨氣的結合，減少氯氣和前驅物的結合，防止產生二噁英[3]。同時，在飛灰中，對于Cu重金屬物質，選擇氨、胺等重金屬催化劑，可有效降低二噁英產生幾率；其二，提升燃燒技術。針對二噁英在爐膛中，一般停留2 s，通過1 000 ℃左右燃燒，可完全分解二噁英。如果溫度控制超過1 200 ℃，在垃圾焚燒生成物中，可避免產生二噁英前驅物，減少后期重新合成。由于生活垃圾本身包含二噁英，通過高溫分解，可有效遏制二噁英排放；其三，控制好焚燒后的合成物。針對排煙溫度冷卻后，達到400 ℃左右，通過FeCl3和CuCl2的催化后，可產生前驅物，重新組合后，產生二噁英。為降低二噁英的合成幾率，可控制好煙氣溫度，在一定溫度下，不低于500 ℃，在垃圾焚燒后，煙氣從鍋爐排出后，選擇急冷技術，可控制好內急冷卻方式，控制到200 ℃以下。在煙氣處理中，合理控制好二噁英的產生和合成，是焚燒發電的重點研究課題。

3 建議和前景

近年來，我國垃圾焚燒發電廠建設呈逐年增加趨勢，在煙氣處理方面，發展極為不平衡，某些小型、老式發電廠，發電技術和煙氣處理技術較為落后，有的雖然經過改造，但無法確保穩定達標排放。針對新建發電廠，目前采取脫硝、干法、袋式除塵等方式，可適應環保要求，有效控制煙氣排放[4]。

與此同時，隨著我國日益注重環保、節能，出臺垃圾處理相關規范，但我國垃圾焚燒尚處于初級發展階段，尤其是小型城市，大多采取填埋方式，焚燒發電技術并沒有大規模推廣，仍需要各界的努力。根據我國實際狀況，由于能源儲備十分豐富，人口數量較大，但資源人均量較低。隨著社會逐漸發展和資源日益消耗，能源儲存量也在隨之減少，很難滿足日益增加的能源需求。進一步提升煙氣處理水平，在提升能源利用率的同時，又有效保護了自然生態環境[5]。

目前，垃圾焚燒問題，已成為社會公眾關注的熱點，尤其是煙氣排放，在新形勢下，實現污染防治是重點發展趨勢，提高社會群眾對垃圾焚燒的認可度，按照焚燒工藝和煙氣處理技術，滿足煙氣達標排放，合理選擇設備；同時，結合煙氣處理設備的相關故障，研究排放時可能出現的環境影響，探索基于焚燒發電廠的優化運營方案，引進先進的科學技術，推廣運用焚燒發電技術，以提升能源利用效率，有利于提升資源回收，促進發電廠的健康、持續、穩定運行[6]。

4 結論

綜上所述，在城市規劃建設中，垃圾焚燒發電有利于加快垃圾處理步伐，提升垃圾處理效率，對城市生態改善具有積極作用。隨著城市燃氣率的逐漸提升，尤其是各類能源需求的不斷增大，通過垃圾焚燒，不僅可以解決垃圾占地和環境污染問題，還可實現垃圾資源的二次利用，為此，我們必須加強城市生活焚燒發電技術的研究，尤其是注重煙氣處理，以提升垃圾處理的整體效益。