探析我国城市垃圾焚烧发电技术的应用及难题

核心提示：据中国城市环境卫生协会的统计，我国现在每年的产生的垃圾高达10亿吨，其中生活垃圾大概4亿吨，建设产生的垃圾约5亿吨，另外有1000万吨的餐饮垃圾。每年城市的垃圾量还以约5%-8%速度增加。目前通用的垃圾处理方式有堆肥、焚烧和卫生填埋。

据中国城市环境卫生协会的统计，我国现在每年的产生的垃圾高达10亿吨，其中生活垃圾大概4亿吨，建设产生的垃圾约5亿吨，另外有1000万吨的餐饮垃圾。每年城市的垃圾量还以约5%-8%速度增加。目前通用的垃圾处理方式有堆肥、焚烧和卫生填埋。

目前大多垃圾都进行卫生填埋，卫生填埋对渗滤液、产生甲烷等问题需要妥善的解决，本文着重介绍垃圾焚烧发电技术。

　    1.垃圾焚烧发电的原理

垃圾的焚烧是在800℃——1000℃的温度下充分的热解垃圾中的有毒有害的物质，将产出的高温气体运用净化除尘设备将空气净化并且回收部分热量，产生大量的热蒸汽，通过热蒸汽发电机将热能转化为电能的过程。

焚烧后的垃圾体积的减少量高达80%-90%，减少了70%的重量，因此采用焚烧处理垃圾可以达到减重减体积的效果，垃圾焚烧的优点还有占地面积小、放热发电、彻底有效的消灭细菌、废渣可以当作建筑材料等。

《国家环境保护“十三五”规划》中介绍把生活垃圾焚烧的处理系统技术作为以后处理生活垃圾的首要考虑方案，规划指出必须采用先进的生活垃圾的处理设备，降低污染物的排放量，提高生活垃圾的处理水平[1]。在国家政策的大力支持下，垃圾焚烧发电技术正趋于成熟，将会成为我国垃圾处理处置的主要方式。

        2.垃圾焚烧炉的技术解析

依据不同的焚烧原理，生活垃圾的焚烧炉可分为热解炉、炉排炉、流化床等。

        2.1 热解炉的焚烧技术解析

热解炉焚烧的使用条件是隔绝空气，垃圾内的有机物质得到充分分解，净化热蒸汽运用NaOH碱液。该方法比其他两种方法都先进，炉的结构也非常简单，设备的费用比炉排炉的费用少将近50%，缺点是热解炉的处理能力比较小(低于150t/台˙d)，燃烧后的废渣含碳量很高，对大城市每天的生活垃圾产量高的城市不适用，所以应用不是很广泛。

        2.2炉排炉的焚烧技术解析

跟很多发达国家垃圾焚烧处理处置方式一样，我国的大城市垃圾焚烧发电主要采用炉排炉焚烧的技术。

技术原理是：首先垃圾进入进料斗，进料斗倾斜将垃圾排入下方的炉排，通过大量的氧气助燃，采用燃油作为辅助的燃料，炉排此时进行机械运动使垃圾进行充分的混合和搅拌，最终使垃圾充分燃烧最后燃烬。炉排有斜推式、平推式、滚筒式以及逆推式，炉排炉的焚烧技术的处理能力可以达1200t/台˙d，炉排炉是当前日处理能力最大的焚烧炉型。

炉排炉焚烧技术的优点有：此项技术非常成熟，设备每年的运行时间高达8000h，垃圾的处理成本较其他的方法低(每吨垃圾的处理成本少于100元)，在处理各种生活垃圾的方面运用的广泛。

缺点是：开炉和停炉的过程中都经过产生二恶英的温度范围(360-820℃)。控制不好就会产生大量的二恶英有害气体，炉排炉的焚烧效率低于流化床的焚烧效率，设备的价格和后期维护价格比较高。目前国内的大型炉排炉主要以进口为主，国际上较好的炉排炉包括日本SN型炉排、日本马丁逆推炉排炉、比利时SHA多级炉排炉。

        2.3 流化床的焚烧技术解析

我国的节能环保技术明确的推荐使用流化床垃圾焚烧处理技术。

流化床的工作原理是：炉的内部铺设很多炉渣或者砂子，炉内温度升高至60O℃以上，同时炉底吹入高于200℃的热风，生活垃圾经过破碎和分类等步骤后投放到燃烧炉中，混合掺烧比例小于20%的煤粉与炉渣或砂子同时燃烧和翻腾，处于沸腾状态的砂子在炉内的导热效果很好，因此垃圾可以迅速的燃烧。燃烧后的灰烬掉落到炉子底部，砂子和不可燃物拍出后进行分离处理，砂子可循环使用。

流化床焚烧炉的处理能力比较适中，单个炉子的处理能力约500t/台˙d。流化床的焚烧技术优点是：可以最小限度的减少有害气体二恶英的产生，燃烧比较充分，运行比较稳定，燃烧产生的热效率比较高。

缺点是：必须掺煤才可以充分的燃烧，总的有效运行的时间比较短约6000h左右，设备的性质决定了其需要均匀性好的垃圾进行处理，每吨的处理成本费用高达150元，烟气中的灰尘是炉排炉灰尘量的3——4倍，设备被砂子磨损非常严重，后期维护成本很高。

　    3国内的城市垃圾发电厂运行中遇到的问题

　　3.1来自舆论的压力

对城市垃圾采取焚烧发电的方式，不仅可以实现垃圾的无害化处理，而且可以优化资源，进行发电，使资源得到最大限度的利用。但是随着城市垃圾焚烧项目在国内大力推广，产生了很多棘手的问题，比如焚烧发电厂的选址问题。

首先垃圾发电厂的选址不能离城市过远，如果过远就会增加垃圾运输的费用。拟建的垃圾焚烧发电厂离居民区太近，产生的有害气体一旦泄露对周边居民身体健康的危害将是非常严重的。而且在居民区周边选址垃圾焚烧发电厂居民的身心健康和担忧自由的固定资产贬值，就会产生人民群众集体反对的不良现象。

       3.2环境可容量的限制

城市垃圾在焚烧的过程中会有很多的污染物产生，在我国制定的《生活垃圾焚烧污染控制标准》中规定了有10种污染物，其中包括CO、烟尘、SO2、HCl、NOx、Hg、二恶英等物质。

按照最新环评的标准，规定了二恶英的最高极限值是0.6PgTEQ/m，但是在上海、北京、广州等一线城市中，监测中显示空气中的二恶英的含量已经接近最高极限值，甚至有的超过极限值。

现在的大气负荷已经达到其所能承受的极限值了。如果在这些一线城市中新增加城市垃圾焚烧厂会大大的增加居民将要面对严重的环境风险，国内很多大中城市都面临或者即将面临大气容量的问题，虽然在项目实施之前会有环评报告，但是这个潜在的危险源不容忽视，必须引起重视。

        3.3不完善的系统监管体制

城市的垃圾焚烧厂在运行过程中会产生大量的污染物质，其中有渗滤液、飞灰、废气等污染物质。如何处理好这些污染物质是解决问题的关键。

国家明文规定环保部门要对垃圾焚烧发电厂的污染物质实行严格的监控，但是根据调查，国内的230家的垃圾焚烧厂只有100家环保部门对其实施了严格的监测，监测比例不到40%。

因此环保部门必须重视监管垃圾焚烧厂的污染物的排放情况，制定应急响应预案，保证在污染物泄露时，人民的身体健康得到最大限度保证，把灾害降到最低。

       4改善城市垃圾焚烧厂运行的建议

城市化程度越来越高，人们的生活水平越来越高，随着而来的生活垃圾将急剧增加。目前普遍处理生活垃圾的方式是填埋，但是随着时间的推移，这并不是有效的解决办法，可以利用的土地将减少，必须大力推行垃圾焚烧技术。单从技术上说，垃圾焚烧发电处理技术比填埋更多的优势，同时垃圾焚烧发电也存在很多棘手的问题需要政府、相关企业、大众共同努力才能顺利的完成。

政府必须响应相关政策，发挥其监督作用，对监管不力的环保部门要进行责任制审核，必须追究责任，面对民众的担心问题，必须采取适当的沟通，多引进国外先进的经验运用到我国的实际国情中去。对于相关企业政府应取消对焚烧企业的不合理的资金补贴，主要依据市场决定垃圾焚烧市场的走向问题，真正的把焚烧产业推向市场，让其合理的发展。