城市垃圾焚燒發電技術及污染物控制方法研究

　　隨著我國經濟的快速發展，城市化的進程也越來越快。但隨著城市人口的增加，如何處理日漸增多的城市生活垃圾是擺在我們面前的突出問題之一。目前，我國有三分之一的城市有垃圾圍城之勢，并且垃圾清運的數量還在以每年3%的速度在不斷增長。如果對垃圾處理不當，會對我們生存的環境造成巨大的危害。如：空氣質量惡化、地下水源和土壤受到污染、傳播疾病、影響環境衛生和人身健康。目前城市垃圾處理方式有三種：填埋、焚燒發電和堆肥。焚燒法與填埋和堆肥相比，具有較大優勢。主要體現在：可有效減少垃圾容量75%以上，節約土地，不會對土壤和地下水造成污染，垃圾焚燒產生的熱量可以用來供熱和發電。由于垃圾焚燒發電具有“無害化，減量化和資源化”的優勢，有望逐漸成為未來垃圾處理的主要方式。
　　
　　1、垃圾焚燒發電工藝流程
　　
　　1.1垃圾儲存
　　
　　對城市生活垃圾應剔除有毒有害的廢棄物及不可燃燒物。進場過磅后，首先送進垃圾儲池，垃圾儲池可儲存5~7d的垃圾處理量。在儲池內對垃圾進行攪拌、混合和倒垛等處理，并收集垃圾滲濾液。
　　
　　1.2垃圾焚燒
　　
　　垃圾沿下料裝置下落到給料裝置平臺，給料裝置將垃圾推送至焚燒爐進行焚燒，垃圾在焚燒爐燃燒后排出爐渣。垃圾焚燒爐的種類主要分為循環流化床爐和爐排爐兩大類。垃圾焚燒工藝也因爐型的不同而有所區別。
　　
　　1.3余熱發電
　　
　　垃圾焚燒爐配套余熱鍋爐和汽輪發電機組。垃圾燃燒產生的熱量通過余熱鍋爐產生蒸汽，蒸汽提供給汽輪機組發電。
　　
　　1.4煙氣凈化與處理
　　
　　生活垃圾焚燒過程中產生許多有害氣體和物質，如煙塵、酸性氣體、重金屬及二惡英等污染物。如何對這些污染物進行無害化處理，以免對環境造成二次污染，是在垃圾焚燒中應該特別引起重視的一個問題。煙氣凈化與處理工藝一般分為半干式反應塔＋袋式除塵器、干式反應塔＋袋式除塵器、濕式反應塔＋袋式除塵器三種形式。濕式洗滌法雖然對酸性氣體的去除好于其它兩種形式，但是濕式洗滌法存在污水處理的問題，其系統設備的投資費用約為半干法的兩倍。
　　
　　1.5垃圾滲濾液的處理
　　
　　放置于垃圾儲池內的垃圾腐爛發酵以后，排出垃圾滲濾液。垃圾滲濾液的特點是臭味較重、氨氮和重金屬含量高，有機物污染濃度高，水質變化大，滲濾液一般占垃圾重量的10%左右。在垃圾發電的廠區內建有污水處理站，通過對滲濾液處理達標后才能排放。目前，對垃圾滲濾液更嚴格的處理標準（GB16889-2008）的實施，將為以MBR（膜生物反應器）為代表的新興技術帶來增長契機。MBR裝置由生化和超濾系統組成，采用膜生物反應器工藝處理垃圾焚燒發電廠滲濾液可有效的實現達標排放。
　　
　　1.6爐渣、爐灰的處理
　　
　　垃圾焚燒以后產生的爐渣約占垃圾總重量的15%左右。爐渣經過加工處理后進行再利用，可以作為制磚、道路的輔助材料。另外經過布袋除塵器回收下來的飛灰，約占垃圾總重量的3%左右，飛灰沒有利用價值，要經過無害化處理后進行填埋。
　　
　　2、垃圾焚燒發電污染物控制與處理
　　
　　2.1從源頭控制
　　
　　針對焚燒垃圾所產生的二次污染，首先要進行的就是分類與收集，增強資源利用率，再分選除去垃圾中的含氯成分高的物質及金屬催化劑；其次垃圾儲倉要全密封，在垃圾卸料口裝電動卷簾門，加裝氣膜封閉，用風機將儲倉內氣體抽吸的氣體送入鍋爐中助燃、脫臭；儲倉中垃圾滲瀝水收集到污水坑內，用泵送到爐膛內焚燒、裂解。
　　
　　2.2惡臭的防治
　　
　　垃圾堆放會發出惡臭，應該避免其擴散到大氣中造成空氣污染。具體措施如下：建立全密閉的垃圾儲倉；在垃圾卸料口裝電動卷簾門，加裝氣幕密閉；用風機將儲倉內抽成負壓，把抽出的惡臭氣體送到鍋爐中助燃，進行燃燒脫臭。同時加強垃圾儲坑的操作管理，利用抓斗不斷地對垃圾進行攪拌翻動，不僅可以使進爐垃圾熱值均勻，且可避免垃圾的厭氧發酵，減少惡臭的發生。
　　
　　2.3酸性廢氣的處理
　　
　　對垃圾焚燒尾氣中SO2、HCl等酸性氣體的處理方法，有干式、半干式和濕式洗氣技術。
　　
　　2.4粉塵的處理
　　
　　粉塵的處理在當前得到普遍應用的是靜電除塵器和布袋除塵器。一般CFB鍋爐采用靜電除塵器就可達到粉塵排放要求、垃圾焚燒CFB鍋爐配備靜電除塵器或布袋除塵器都能除小于1mm的細小粉塵，除塵效率靜電除塵器可達99%，布袋除塵器超過99%。但對重金屬物質，靜電除塵器去除效率較差，因為尾氣進入靜電除塵器溫度較高，重金屬物質無法充分凝結，且其與飛灰間接觸時間不足，無法充分發揮飛灰的吸附作用。當布袋除塵器與半干式洗氣塔合并使用時，未*反應的Ca(OH)2粉塵附著于濾布袋上，當廢氣經過時，因增加表面接觸時間，可提高廢氣中酸性氣體的去除效率。
　　
　　2.5二噁英的控制技術
　　
　　垃圾焚燒過程能夠產生二噁英，影響二噁英產生的原因是十分復雜的，主要有碳源、氯源、溫度、催化劑、飛灰和氧源等。目前對于二噁英的控制技術主要是在垃圾焚燒過程中控制二噁英的生成，主要依據二噁英生成的影響因素來采取相應的措施。根據二噁英的生成機理，可以考慮從以下三個方面來控制二噁英的生成。
　　
　　(1)控制氯源
　　
　　垃圾焚燒時加入脫氯物質(如含鈣化合物、氨等)?？稍跓煔庵袊娙隢H3以控制前驅物的產生，或噴入CaO以吸收HCl，這兩種方法已被證實去除二噁英有相當大的效能。在鍋爐管束前噴入氨后，一方面氨與氯的結合能力比二噁英前驅物與氯的結合能力強，減少了前驅物與氯結合而生成二噁英；另一方面飛灰中的Cu等重金屬是前驅物合成二噁英的催化劑，在前驅物合成中起決定作用，而胺和氨對Cu等重金屬催化劑是zui有效的催化毒化物，可使Cu等重金屬催化劑失去催化作用，從而減少二噁英的生成。
　　
　　(2)提高燃燒技術
　　
　　目前，關于二噁英分解普遍的看法是850℃左右、在爐膛中停留時間到達2s，或是1000℃左右在爐膛里停留1s，或是1200℃左右停留幾微妙被認為二噁英可以*分解。若是溫度控制在1200℃以上，生成物中將不包含二噁英前驅物，大大降低后期的重新合成幾率。高溫分解是我們控制二噁英排放的主要過程，由于在很多的垃圾中本身就含有二噁英，高溫分解區域是除去原有的和產生的二噁英的一個比較理想的區域。
　　
　　(3)燃燒后合成的控制
　　
　　當排煙溫度冷卻到300～500℃時，在CuCl2、FeCl3催化下，C6H5Cl和C6H4ClOH類前驅物會重新組合生成二噁英。為了盡可能減少二噁英合成幾率，一般采用控制煙氣溫度的辦法。通常是當具有一定溫度的(此時溫度不低于500℃為宜)焚燒煙氣從鍋爐排出后采用急冷技術使煙氣在內急速冷卻到200℃以下(通常為100℃左右)，從而躍過二噁英易生成的溫度區。
　　
　　2.6垃圾滲濾液的處理
　　
　　垃圾滲濾液主要產生在垃圾貯坑，成分十分復雜、污染物濃度較高。由于垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，不同的填埋場、同一填埋場的不同時間段，滲濾液的水量水質都有著不同的特點，處理難度較大。目前，滲濾液的處理方案可以分為場內處理和場外處理兩大類，具體有4種方案：(1)直接排入城市污水處理廠合并處理；(2)預處理后匯入城市污水處理廠合并處理；(3)向填埋場的循環噴灑處理；(4)建設污水處理系統進行獨立處理。垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學法和生物法。
　　
　　3.結語
　　
　　總之，垃圾焚燒發電加快了城市垃圾處理的步伐，提高了垃圾處理的質量，改善了城市生態環境，促進了國民經濟的持續、穩定、健康發展。隨著城市燃氣率的提高，特別是“西氣東輸”工程的建設，垃圾的熱值普遍增加，城市經濟實力的加強，垃圾焚燒發電的條件日趨成熟，從長遠看，垃圾發電在我國具有廣泛的發展前景。