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垃圾的焚烧技术与工艺

城市生活垃圾能否采用焚烧处理技术，取决于垃圾中可燃质含量、低位发热值和垃圾含水率。一般要求，生活垃圾可燃成分为30%~40%以上，低位发热值在3350 kJ/kg以上，垃圾含水率50%以下，垃圾能够自燃焚烧，但在此条件下垃圾焚烧，无法满足炉膛内烟气850℃/2s的要求。生活垃圾低位发热值在6280 kJ/kg以上，可以实现稳定燃烧，不但可以满足炉膛内烟气850℃/2s的要求，而且可以满足工质发电的需要，有效利用能源，建设垃圾焚烧发电厂。

目前，国内城市生活垃圾人均生成量为(0.8~1.3)kg/人，一般取1.1kg/人为设计依据(包括所有在本地区生活的人口)。目前，国内已建成焚烧设施的城市，生活垃圾低位热值大多在5000kJ/kg上下，含水率一般大于50%，与发达国家城市相比，其特征是热值低、含水率高、组分成分变化大，垃圾焚烧有一定难度，垃圾焚烧锅炉热效率较低。在蒸汽参数方面，通常垃圾焚烧厂余热锅炉蒸汽参数为中温中压参数(4MPa和400℃)。

若提高蒸汽参数将有助于提高余热利用效率，提高发电量，增加垃圾厂的收入，但同时也加剧了余热锅炉材料的腐蚀，缩短了设备的使用寿命，增加了折旧成本。^[1]

循环流化床垃圾发电仿真系统

随着人们生活水平的提高，产生了越来越多的生活垃圾，垃圾发电应运而生。垃圾发电可以变废为宝，不但充分利用了垃圾的热值，又能对燃烧产生的有害成份通过烟气处理系统进行统一处理，减少对环境的污染。但垃圾热值低，不易燃烧，造成锅炉燃烧不稳定。而循环流化床锅炉燃烧稳定的特点，正好解决了这一问题，因此循环流化床垃圾发电机组逐渐成为垃圾发电的主流方式。

为了满足循环流化床垃圾发电机组运行人员的培训需求，天津电力公司培训中心与清华大学合作开发了国内首套15MW循环流化床垃圾发电仿真系统，它具有建模工具先进、仿真精度高、实时性好等特点，不但可以用于运行人员的培训，也可以用于这种新型电站的分析和研究，具有很高的研究与实际应用价值。

建设垃圾焚烧发电厂的必要条件：

1、较完善的垃圾分类收集和转运系统

我国城市生活垃圾分类还不完善，居民垃圾分类意识不强，加强垃圾分类处理宣传和强化市民参与环保的责任意识等工作还不够。另外转运系统的建设滞后，垃圾收运系统的建设需投入大量资金，而建好基础设施是保障垃圾分类能够顺利开展的前提，这些都是制约垃圾发电技术在我国推广的重要条件。

2、城市生活垃圾热值要高

垃圾焚烧发电厂目前我国城市垃圾普遍存在热值低、夏天水分含量高的特点，而垃圾焚烧发电要求进炉垃圾平均低位热值需达到4 1 87 kJ/kg以上才能不加辅助燃料，目前我国东部地区城市平均为3 140 kJ/kg，中部地区为2 219 kJ/kg，西部地区为1 507 kJ/kg。因而，就全国而言，全烧垃圾发电条件不够，需要添加辅助燃料。

3、要有较强的经济实力

垃圾焚烧发电建设投资大，运行成本高昂，政府部门负担较重。在珠三角的众多城市中，江门是唯一没有兴建垃圾焚烧发电厂的城市，《广东省江门市垃圾处理的存在问题和对策》的调研报告指出，虽然垃圾焚烧发电有诸多优点，但如建焚烧发电厂，最少设计日处理垃圾1 500 t，按处理每吨垃圾最低要建设投资35万元计算，总投资最少需要5.25亿元，政府筹资遇到较大困难，最终放弃了焚烧技术。

4、焚烧技术先进

制约垃圾焚烧技术发展的一个重要因素就是污染物排放问题，如不进行严格的控制和处理会对环境造成严重污染，对动物及生态造成破坏。

圾焚烧发电厂的主要设备有焚烧炉、余热锅炉、烟气净化系统等。

焚烧炉是一种将废气、废液、固体废弃物体燃料、医疗垃圾、生活废品、动物尸体等进行高温焚烧，达到量化数减少或缩小的一种环保设备，同时达到利用部分焚烧介质的热能的一种产品。焚烧炉由驱动装置、燃烧室及辅助设施组成，可分为固定焚烧炉和活动焚烧炉。

余热锅炉由锅筒、活动烟罩、炉口段烟道、斜1段烟道、斜2段烟道、末1段烟道、末2段烟道、加料管（下料溜）槽、氧枪口、氮封装置及氮封塞、人孔、微差压取压装置、烟道的支座和吊架等组成。余热锅炉按燃料分为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉及外媒余热锅炉等。按用途分为余热热水锅炉、余热蒸汽锅炉、余热有机热载体锅炉等。

烟气净化系统包括依次相连的燃烧炉、布袋除尘器、脱硫塔和脱氮塔，脱硫塔中盛放有脱硫反应液，脱氮塔中盛放有脱氮反应液，布袋除尘器的输出端设有一伸入脱硫反应液中的第一输出管，脱硫塔的输出端设有一伸入脱氮反应液中的第二输出管，脱硫塔和脱氮塔中均设有一搅拌器，燃烧炉的输出端以及脱氮塔的输出端均设有一风机；还包括一废液储存罐，脱硫塔、脱氮塔的下端均设有一废液输出管，废液储存罐的上端设有一废液输入管，废液输出管与废液输入管可拆卸连接，废液输出管上设有一蝶阀。该烟气净化系统净化了垃圾焚烧过程中产生的烟气，消除烟气中的硫、氮有害成分，最终将净化后达标的气体排放到大气中，降低对大气的污染度。

1、设置半干法脱硫系统

2、采用高效布袋除尘器

3、高烟囱排放(按环保要求高度增加40米) 污染物通过稀释扩散，落地浓度降低，可有效减轻对环境的影响。

4、垃圾焚烧主要危害为二噁英污染，二噁英即多氯代二苯并恶英和多氯代二苯并呋喃的通俗名称，具有强致癌性。主要是由于燃料中本身含有的二噁英在燃烧中未被破坏、燃料不完全燃烧或固体性灰表面发生异相催化反应合成二噁英。^[1]

（1）炉内温度均匀控制在850—950℃；

（2）停留时间大于3秒；

（3）燃气室内充分混合，焚烧炉出口烟气中氧含量≥6%；

（4）采用石灰石脱硫，同时实现炉内脱氯，多孔活性炭对二恶英也有一定吸附作用。

（5）对于已经产生的烟气中的二噁英可以采用活性炭吸附、催化分解、紫外光分解、微生物降解和综合静电烟气净化等方法进行处理。^[1]

5、垃圾渗沥液处理

垃圾渗沥液主要产生于垃圾仓，垃圾仓采用封闭防渗结构。采用的循环流化床锅炉具备回喷处理条件，渗沥液采用污水泵加压全部进行回喷炉内处理。

6、灰渣处理

项目除渣系统，采用灰渣分除、干灰干排方式。炉渣可直接进行综合利用或填埋，炉渣输送系统采用机械除渣方式，用刮扳机送到渣仓，由运渣汽车运至厂外综合利用。同时垃圾发电厂都具有在线监控系统，即时的各项数据（如：炉内温度、二恶英排放量等）都即时显示在大屏幕上。

垃圾焚烧发电厂在人们的日常生活中，不可避免的都会产生大量的垃圾。如果不对这些垃圾进行有效的处理，将会极大地影响人们的生活环境，甚至对对人们的身体健康造成威胁。焚烧是处理垃圾的主要方式之一，但在焚烧垃圾的过程中，除了会造成二次环境污染外，还会造成资源和能源的浪费。因此，在垃圾处理中，可以采取垃圾焚烧发电的方式。

现代垃圾焚烧发电厂有如下特点：

1、现代垃圾焚烧发电厂由于有其特殊性,其发电及供电效率比现代火力发电厂低得多。

2、现代垃圾焚烧发电厂应严格符合GWKB322000等标准要求为第一目标,并在技术及经济可行的条件下,尽量提高热能利用率。

3、从化学能转换为热能的效率较高,垃圾焚烧发电厂适宜于供热。

垃圾焚烧发电会产生的有害物质包括：烟气污染其中比较受关注的是“二噁（wu）英”以及焚烧过程中产生废水以及垃圾渗沥液，再有就是灰渣和粉尘，但现今我国大部分垃圾焚烧发电的污染控制都已基本达标。

国家环境保护总局、国家发改委联合发布发电项目环境影响评价管理工作的通知”〔环发〔2006〕82号〕的规定。明确规定关于生活垃圾焚烧发电类项目厂址选择的具体要求，规定要求除国家及地方法规、标准、政策禁止污染类项目选址的区域外，以下区域一般不得新建生活垃圾焚烧发电类项目：

（1）大中城市建成区和城市规划区；

（2）城镇或大的集中居民区主导风向的上风向；

（3）可能造成敏感区环境保护目标不能达到相应标准要求的区域。

垃圾发电之所以发展较慢，主要是受一些技术或工艺问题的制约，比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。日本推广一种超级垃圾发电技术，采用新型气熔炉，将炉温升到500℃，发电效率也由过去的一般10%提高为25%左右，有毒废气排放量降为0.5%以内，低于国际规定标准。当然，垃圾发电的成本仍然比传统的火力发电高。专家认为，随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，工艺日益科学先进，垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。

随着生活垃圾焚烧市场日渐成熟，垃圾焚烧市场竞争也越来越激烈，已经从蓝海变成了红海，使得产业发展既存在巨大的机遇，也存在很多不确定因素和挑战。重庆三峰环境产业集团有限公司(以下简称“三峰环境”)总经理王小军认为，垃圾焚烧发电行业市场空间巨大，但同样将面临“冰与火”的双重锤炼。从当前基本国情来看，影响垃圾焚烧发电行业发展的不利因素主要体现在三大方面：“邻避效应”阻碍行业发展速度;专业人才供给不足使得行业发展遭遇瓶颈;竞争激烈促使行业内企业获取新项目难度加大。^[4]

番禺生活垃圾焚烧发电厂选址风波，将人们的目光引向了城市生活垃圾处理，多方信息显示广州市政府目已将广州市生活垃圾的终端处理特许经营权授权给广日集团，这家以生产“日立”牌电梯而闻名的电器企业，如今正雄心勃勃地向生活垃圾焚烧处理领域进军。^[2]2010年广日集团很可能形成4个垃圾焚烧发电厂同时在建的发展局面。未来广日集团根据需要将在广州兴建若干个垃圾焚烧发电厂，并将市场逐步推广至其他城市。^[3]

垃圾焚烧发电厂广州从决心走垃圾焚烧发电为主的路子的那天起，就决心把垃圾焚烧厂、垃圾焚烧设备引进、消化吸收再创新的工作，由市属国有企业承担起来，打破国外设备在这个领域对我们的垄断。中国垃圾焚烧发电的主要设备都是国外的，大多数来自欧洲，但进口的设备非常昂贵。我们国家迟早要走垃圾焚烧的路子，土地比国外城市更稀缺，不可能在这个领域全盘引进，不可能没有自己的产品，广州1万多吨垃圾都要引进国外的设备，一吨垃圾的设备焚烧处理建设费用第一次投资的费用大概是50万元左右，进口的设备非常昂贵。^[2]

按国家建设部《市政公用事业特许经营管理办法》规定，获得特许经营权的企业，擅自转让、出租特许经营权，主管部门应当依法终止特许经营协议，取消其特许经营权。同时他还强调与广州市政府签订生活垃圾处理特许经营权转让的是广日集团，并不是广州环投。广州环投并不是广日集团的全资子公司。如果广日集团要把特许经营权转让给广州环投公司，必须经广州市政府允许。

公开资料显示，垃圾处理费补贴和上网电价收入是垃圾发电厂成本补偿和利润的主要来源。所谓垃圾处理费补贴，是指每处理一吨垃圾，政府就给予一定金额的补贴。海南是全国垃圾处理补贴费最低的地区，每吨只有50元；上海属于比较高的地方，每吨120元。 一般在60元到80元就有赢利空间。广州市政府将给予广日集团的垃圾处理补贴费约为每吨140元，全市每天产生的生活垃圾为1.2万吨。那么广日集团每天可获得的垃圾处理费补贴168万元，全年累计超过6亿元。这意味着，如果广州市政府给予广日集团25年城市生活垃圾终端处理特许经营权，那么在广州垃圾数量维持在每日1.2万吨，仅垃圾处理费补贴，广日集团就可获得150亿元。

广日集团还可从发电业务中获得收入。根据有关规定，国家为扶持再生能源项目，除保证垃圾发电的电量全部收购上网外，每度电还补贴0.25元，同时免征增值税、减免所得税。 2000年，广州市物价局曾批复李坑垃圾焚烧发电厂上网电价为0.63元/千瓦时(不含税)，而普通电厂上网电价每度只有两三毛钱。2009年2月正在运行的李坑焚烧发电一厂，每吨垃圾平均发电360度，最多可达400多度，年上网电价达到5000多万元，实现了收支平衡。

对于垃圾焚烧发电厂来说，一般仅仅依靠电价收入，就能基本实现收支平衡。政府给予的垃圾处理费补贴，则成为企业利润。更关键的是，由于是特许经营，具有垄断性质。只要签了合同，这个利润就是有保障的。。^[2]