生活垃圾焚烧窑炉不得不知的十个关键问题及烟气处理技术

　　1、垃圾焚烧技术的特点与选择？

　　项目用地省。同样的垃圾处理量，垃圾焚烧厂需要的用地面积只是垃圾卫生填埋场的1/20-1/15；

　　处理速度快。垃圾在卫生填埋场中的分解时间通常需要7到30年，而焚烧处理只要垃圾的熔点低于850℃，2小时左右就能处理完毕；

　　减容效果好。同等量的垃圾，通过填埋约可减容30%，通过堆肥约可减容60%，而通过焚烧约可减容90%；

　　污染排放低。据德国权威环境研究机构研测，如采用同样严格的欧盟污染控制标准，垃圾焚烧产生的污染仅为垃圾卫生填埋的1/50左右；

　　能源利用好。每吨垃圾可焚烧发电300多度，大约每5个人产生的生活垃圾，通过焚烧发电可满足1个人的日常用电需求。

　　通常来说，对于人口密集、经济发达、土地资源稀缺的大中城市，应该优先选择垃圾焚烧方式。

　　2、垃圾分类是否垃圾焚烧的前提？

　　从焚烧技术原理分析，尽管垃圾分类有利于垃圾焚烧，但并不能认为垃圾分类是垃圾焚烧的必要条件。

　　实际上，焚烧技术是一种能够适应处理混合垃圾的典型技术，目前世界上大部分采用垃圾焚烧的城市并没有做到垃圾完全分类。

　　但垃圾分类是垃圾焚烧的充分条件，因为垃圾分类能助力焚烧处理做得更好，可起到减量（减少垃圾处理量）、减排（减少污染排放量）、提质（改善燃烧工况）、提效（提高发电效率）等作用。

　　对于高标准垃圾焚烧厂来说，不但应该在合理的成本下安全和有效地处理垃圾，而且应该努力做到限度的降低污染排放，所以它理应同时满足必要条件和充分条件。从这个角度考虑，可以认为垃圾分类是垃圾焚烧的前提。

　　3、垃圾焚烧厂的主要建设要求？

　　一是每条焚烧生产线的年运行时间应在8000小时以上，垃圾焚烧系统的设计服务期限不应低于25年。

　　二是垃圾池有效容积应按5-7天的额定垃圾焚烧量确定。垃圾池应设置垃圾渗滤液收集设施。

　　三是应保证垃圾在焚烧炉内得到充分燃烧，二次燃烧室内的烟气应在不低于850℃的条件下滞留时间不小于2秒，焚烧炉渣热灼减率应控制在5%以内，有条件时宜控制在3%以内。

　　四是必须设置袋式除尘器，去除焚烧烟气中的粉尘污染物；氯化氢、氟化氢、硫氧化物、氮氧化物等酸性污染物应选用干法、半干法、湿法或其组合处理工艺对其进行有效去除。

　　五是应采取措施严格控制烟气中二噁英的排放，包括：控制燃烧室内焚烧烟气的温度、停留时间与气流扰动工况；减少烟气在200℃-500℃温度区的滞留时间；设置活性炭粉等吸附剂喷入装置。

　　4、垃圾焚烧厂的主要监管要求？

　　一是应定期监控垃圾贮坑中的垃圾贮存量，并采取有效措施导排垃圾贮坑中的渗滤液。渗滤液应经处理后达标排放。

　　二是应实现焚烧炉运行状况在线监测，监测项目至少应包括焚烧炉燃烧温度、炉膛压力、烟气出口氧气含量和一氧化碳含量，应在显著位置设立标牌，自动显示焚烧炉运行工况的主要参数和烟气主要污染物的在线监测数据。

　　三是应实现烟气自动连续在线监测，监测项目至少应包括氯化氢、一氧化碳、烟尘、二氧化硫、氮氧化物等项目，并与当地环卫和环保主管部门联网，实现数据的实时传输。

　　四是对垃圾焚烧产生的炉渣和飞灰应按照规定分别进行妥善处理或处置。

　　五是在各工艺环节要采取切实有效的臭气控制措施，厂区应做到无明显臭味；要在相关位置按要求使用除臭系统，并按要求及时维护。

　　六是在垃圾贮坑、污水及渗滤液收集池、地下建筑物、生产控制室等沼气易聚集场所，应加强日常监测监管，以确保安全生产。

　　5、垃圾焚烧厂如何控制废气排放？

　　垃圾焚烧厂排放的废气主要来自于焚烧过程所产生的烟气，其主要污染物为粉尘、氯化氢（HCl）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）、氟化氢（HF）、有机污染物、及重金属等。

　　通过计算机控制系统可以实现垃圾焚烧、热能利用、烟气处理等过程的高度自动化，控制设定的燃烧条件（如炉膛温度高于850℃，烟气停留时间大于2秒，保持烟气湍流流动和适度的过氧量），使焚烧系统在额定工况下运行，原始排放物浓度降到，并保证二噁英等有机物的彻底分解。

　　安装各种有效的烟气处理设备，如布袋除尘、活性炭吸附有害物质等，并使用烟气在线监测仪——以连续监测每条焚烧线的烟气排放指标，确保垃圾焚烧厂烟气污染物排放达到规定标准要求。

　　6、垃圾焚烧厂如何控制恶臭排放？

　　一是应采用密闭性好、具有自动装卸结构的压缩式运输车来运输垃圾，尽量减少臭味外溢。

　　二是在垃圾卸料大厅出入口应设置空气幕，并在垃圾运输车卸料前后关闭电动卸料门，以防止臭气外逸。

　　三是垃圾坑应采用密闭式设计，在垃圾坑上方设置吸风口，将恶臭气体作为燃烧空气引至焚烧炉内高温分解，并使垃圾坑和卸料大厅处于负压状态。

　　四是应设置备用的活性炭废气净化设施，在全厂停炉检修期间，垃圾坑内的臭气必须经活性炭废气净化设施净化达标后才能排放。

　　五是渗滤液处理系统应设计为密闭结构，并在顶部设导气管，将产生的沼气和臭气通过导气管、抽风机导入焚烧厂垃圾坑。

　　7、垃圾焚烧厂如何控制二噁英排放？

　　所谓二噁英，实际上是二噁英类的一个简称，指的是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类，共210种有机化合物，但其中只有极少数种类被认为具有毒性。

　　二噁英并不是垃圾焚烧厂特有的公害，它是一种有机物与氯一起加热就会产生的化合物，是一种比较普遍的化学现象。二噁英在空气、土壤、水、食物和垃圾中都能发现，有研究显示，食品是其主要来源，人体接触的二噁英中约有90%来自膳食方面。

　　垃圾焚烧厂控制二噁英排放，主要采用成熟的前“3T”后高效净化技术，其一是保持焚烧炉膛内温度大于850度，并控制烟气在炉膛内停留2秒以上，使二噁英得到完全分解；其二是烟气的净化处理系统，将单位二噁英浓度控制在0.1纳克以内，达到国际上最严格的排放标准。

　　事实上，自现代垃圾焚烧技术诞生120多年来，平均每10年就有一个重大的技术突破，进入21世纪以来的重大技术进步，主要是二噁英的高效处理技术得到了极实质性提升，现在大部分高比例采用垃圾焚烧的发达国家，垃圾焚烧厂对自然界二噁英排放总量的贡献率都低于1%。

　　8、垃圾焚烧厂如何处置炉渣和飞灰？

　　炉渣主要为生活垃圾焚烧后的残余物，其产生量视垃圾成分而定，其主要成分为氧化锰（MnO）、二氧化硅（SiO2）、氧化钙（CaO）、三氧化二铝（Al2O3）、三氧化二铁（Fe2O3）、废金属，以及少量未燃尽的有机物等。垃圾焚烧产生的炉渣经过高温无害化处理，再经过磁选等分离出废钢铁等废旧金属后，可对炉渣进行综合利用，如用于铺路的垫层、填埋场的覆盖材料和制作免烧砖等，不能综合利用部分可送至卫生填埋场填埋。

　　飞灰属于危险废物，必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。垃圾焚烧飞灰不得在厂区长期储存，不得进行简易处置，不得随意外运排放。垃圾焚烧飞灰必须先在厂区进行必要的稳定化和固化处理，在经稳定化和固化处理并经浸出毒性试验合格后，方可使用专用密闭运输工具送至安全填埋场或卫生填埋场填埋。条件允许时，也可采用符合标准要求的其它处理处置方法。

　　9、“邻避现象”的成因与化解？

　　引发“邻避现象”的原因很多，主要有以下几个方面：

　　一是部分设施标准较低、运营不善、污染超标，给公众造成不良印象和抵触心理；

　　二是部分项目选址过程不够公开、环境评价不够规范，运营阶段采用选择性达标方式；

　　三是房市价格攀升提高了公众对环境价值和环境质量的预期，同时公众对环境利益的自我维护意识日益加强；

　　四是缺乏透明公开的项目信息、平等有效的沟通机制和公平合理的补偿机制；

　　五是二噁英等污染被人为误导、人为放大，引起周边居民的恐慌，进而被利用后演变成有组织的群体性事件。

　　在公众对垃圾焚烧心存疑虑的当下，的化解之道，莫过于在一个各方都能接受的地点，通过科学规划、精心设计、认真建设、规范运行、严格监管，由政府、企业和公众三方合力打造出一个“信息公开、操作透明、环境优美、以人为本、真正环保”的“蓝色垃圾焚烧厂”。事实胜于雄辩，如果在我们身边的这类真实可信的“蓝色垃圾焚烧厂”多了，相信公众对垃圾焚烧的种种疑虑就能逐步消除。

　　10、“蓝色垃圾焚烧厂”有哪些先进理念？

　　一是更严格的烟气排放指标：

　　采用温度场成像与自动燃烧控制相结合的智能燃烧控制系统，以实现垃圾在炉膛内的充分稳定燃烧，使炉渣热灼减率小于3%，并大幅降低烟气污染物的源头产生量。

　　在目前国内焚烧厂采用的的SNCR脱硝、干法/半干法脱酸、活性炭吸附去除二噁英及重金属、布袋除尘器去除烟尘的基础上，采用脱酸效率更高的湿法工艺，并增设全球的SCR低温催化脱硝及分解二噁英的设施，以大幅降低民众最关心的二噁英及NOx等排放。

　　设定二噁英排放浓度为0.01ngTEQ/Nm3，较欧盟2000严格10倍；SOx排放浓度为10mg/Nm3，较欧盟2000严格5倍；NOx排放浓度为50mg/Nm3，较欧盟2000严格4倍；烟尘排放浓度为5mg/Nm3，较欧盟2000严格2倍。

　　二是更显著的能源利用效率：

　　采用烟气再循环技术，在高效节能的同时大幅削减NOx的产生量；采用SCR低温催化脱硝系统，在实现NOx和二噁英同步高效去除的同时，较高温催化剂的能量消耗减少50%以上。

　　大型垃圾焚烧厂的汽轮机排汽方式采用自然通风冷却塔冷却，较目前常用的强制通风冷却塔的能量消耗降低90%以上。

　　采用智能燃烧控制系统，并优化炉膛和锅炉设计，适度提高蒸汽参数，优先采用大型焚烧炉设备，可使单位垃圾发电量提高10%以上。

　　三是更先进的资源综合利用：

　　厂内污水经处理后循环利用，实现全厂污水“零排放”；支持多种固废高效协同处理，如协同处置医废、污泥等；垃圾焚烧厂建设优先应用新型节能材料、环保材料、再生材料，垃圾焚烧厂炉渣用于建筑材料，实现资源综合利用。

　　四是更透明的企业运行情况：

　　建设数字化焚烧工厂，在厂界内、工房内设置无死角的监测和监控站点，实时采集各项工况指标，污染物排放指标实时上传到政府部门指定网站，公众可实时查询，也可调阅过往数据。

　　实行无厂界的开放式管理方式，公众可通过预约到焚烧厂进行参观和查询。同时定期对焚烧厂的管理情况、运行状况等进行总结和公布，接受社会监督。

　　由政府部门委托第三方进行常态监管，并采用定期检查和不定期抽查的机制，对运行管理水平进行综合考评。

　　五是更完善的公用服务设施：

　　建设社区服务中心和活动场所，如卫生服务部门、教育宣传中心、干洗中心、健身广场、露天足球场、露天篮球场和室内游泳池等。

　　设置补偿机制，可通过电价补贴、垃圾处理费补贴、免费提供热源、区域公共服务优先权等方式，由政府对一定区域的居民进行补偿。

　　由政府主导在垃圾焚烧厂周边建设主题公园，实现绿化覆盖率增加50%以上，污染物本底值降低30%以上。通过垃圾焚烧厂建设带动周边环境整体升级，大幅提高区域环境质量。

　　生活垃圾焚烧厂烟气处理技术

　　焚烧作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度的一种处理技术已经成为当今国际社会生活垃圾处理的重要技术。然而，每吨焚烧后会产生5000～7000m的废气，如何控制烟气中污染物的排放浓度也日益受到人们的广泛关注，笔者主要从烟气中污染物组分及相应的处理技术方面进行综述

　　1、烟气中污染物组分

　　垃圾焚烧烟气组成极其复杂，主要污染物有烟尘(飞灰)、酸性气体、重金属等。烟尘颗粒物主要是垃圾焚烧过程中烟气夹带的不可燃物质或燃烧过程产生的微小惰性无机颗粒状物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物及有害的重金属氧化物。酸性气体及氮氧化物主要来源于垃圾中特定组分的燃烧过程。研究表明，HC1的浓度受垃圾中含氯有机物的影响高于无机氯化物。

　　重金属类污染物主要来源于生活垃圾中含有的废旧电池，主要包括铅、汞、铬、镉、砷及其化合物以及其他重金属及其化合物，当垃圾中有机氯化物含量高时，烟气中的重金属以铬为主要成分，当垃圾中无机氯化物高时，烟气中的重金属以铅为主要成分。

　　我国2010年发布了《生活垃圾焚烧污染控制标准》征求意见稿，对垃圾焚烧烟气的排放标准作出了更为严格的限制，部分指标达到欧洲EU2000/76/EC标准，由此可见，合理有效的烟气处理技术是保障垃圾焚烧发电厂推广实施的必要条件。

　　2、烟尘、重金属及的脱除工艺

　　2.1烟尘的脱除

　　烟尘脱除主要采用除尘器，根据CJJ90_-2009生活垃圾焚烧处理工程技术规范要求，生活垃圾焚烧厂烟气净化系统必须设置袋式除尘器。目前，采用机械炉排炉的垃圾焚烧厂除尘装置多采用袋式除尘器;采用循环流化床的垃圾焚烧厂由于含尘量高，多采用“旋风除尘器+袋式除尘器”组合工艺。

　　袋式除尘器主要利用预涂粉尘、滤袋表面积附尘等技术，对有害有毒气体进行处理和过滤，除尘效率可达99.50%～99.99%，能长期稳定运行，适应工艺负荷变化引起的风量波动，有效捕集10tzm以下的微尘，粉尘排放浓度可稳定达到<50mg/m甚至5mg/m3以下。FE是目前国内外垃圾焚烧发电厂应用较为普遍的滤料，其水解稳定性、耐酸，碱性、耐磨性及氧化稳定性均为优，使用年限为3-4a，但其价格较高。其他滤料难以抵御垃圾焚烧炉烟气的腐蚀，使用寿命较短。

　　3、酸性污染物的脱除工艺

　　国内外常用的垃圾焚烧烟气中酸性污染物的脱除工艺主要有干法、湿法和半干法3种。国外垃圾焚烧发电厂常采用湿法和机械旋转喷雾半干法烟气净化工艺，国内已建成的垃圾焚烧发电厂大多采用机械旋转喷雾半干法工艺或循环流化法和干法净化工艺。

　　3.1干法工艺

　　干法脱酸工艺是将碱性脱酸物质直接喷射在烟道内，流程简单，设备投资约为半干法的80%，工艺过程不产生废水，设备故障率低，维护方便，但钙硫比偏高，脱酸剂耗量大，致使飞灰产生量大。

　　E.Jannelli等在RDF(垃圾衍生燃料)焚烧模拟实验中，采用Ca(OH)2作为吸收剂处理HCI，脱除率可达到99%。姚宇平指出在用石灰或消石灰作为吸收剂进行干法脱酸时，更应该注重其Blaine比表面积。郭一鑫采用干法烟气净化系统进行烟气处理，HC1的脱除率可达到97%，SO2的脱除率>90%。吴立等研究表明，电石渣的脱酸效果与纯Ca(OH)相当，可替代纯Ca(OH)：，降低处理成本。孙向军等提出碳酸氢钠的经济性较熟石灰差，但脱除效率更高。

　　2008年，江苏科林集团引进了一种新的干法脱酸工艺——NSK工艺。从锅炉出来的烟气经双流雾化器喷出的水雾急速冷却到160℃左右后，在NSK混合器内与消石灰、活性炭充分混合，中和烟气中的酸性气体，吸附等有害成分，确保酸性气体达标排放。