焚烧城市垃圾发电技术分析

侯国栋

摘 要：焚烧垃圾发电技术是处理城市垃圾的重要方法之一，它具有减量化、无害化和资源化的优点，在城市垃圾处理中被广泛运用。简要分析了焚烧城市垃圾发电技术的设备组成、工艺流程和限制因素等，以期为日后的相关工作提供借鉴。

关键词：城市垃圾；焚烧发电技术；工艺流程；限制因素

中图分类号：X705 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.139

城市垃圾增加是城市化进程加快的必然结果，如果处理不当，就会给环境带来严重的负面影响，比如污染空气环境、污染地下水和土壤等，进而危害人们的生命安全，降低人们的生活质量，因此，做好城市垃圾的处理工作是十分重要的。填埋、堆肥和焚烧发电是当前城市垃圾处理的主要方式，相对而言，焚烧垃圾的优势更为明显，值得被研究和推广。

1 设备组成

1.1 焚烧炉

焚烧炉是垃圾焚烧技术的核心设备，也是焚烧发电的第一步。目前，我国常用的焚烧炉主要有2种。

1.1.1 炉排炉

其核心为炉排，主要包括干燥、燃烧和燃烬3部分。它的工作原理是利用炉排的交错运动，将投入其中的垃圾逐次推入到下方，依次通过炉排的各个区域，然后利用一次风和热量干燥翻动中的垃圾并点燃，最后利用二次风向炉膛内补充氧气，同时，扰动燃烧的烟气，使垃圾的燃烧更加充分。在此过程中，一次风和二次风分别来源于垃圾储池的除臭负压装置和厂房顶部的吸风装置。这种方式的优点是不需要预处理垃圾，垃圾在炉内受热均匀、燃烧充分，并且整个过程比较容易控制，操作较为简便，适用于大多数的焚烧发电厂，而且最终产生的烟气中灰尘比较少。因为设备需要较大面积的场地，所以，需要使用油、气等作为点火和助燃燃料，投入成本比较高。

1.1.2 循环流化床炉

其基础为循环流化床技术，是一种具备焚烧、供热和发电多种功能的垃圾处理设备。该设备炉内没有炉排，可直接在炉床上铺设炉渣或石英砂等床料，并借助布风板向炉内提供热空气，对床料起到翻腾和加热的作用，使其变得炽热。与垃圾结合后，急速将垃圾干燥并燃烧。其优点在于设备占用的场地较小，使用煤作为助燃燃料，整体成本相对比较低。但是，在此过程中，需要对垃圾进行预处理，并且炉温容易出现波动，会导致垃圾燃烧不完全，而且产生的烟气中也会含有较多的灰尘，整个焚烧过程不容易被控制。

1.2 余热锅炉和发电机组

余热锅炉是回收燃烧余热的锅炉，其工作原理是利用受热面里的水吸收垃圾焚烧产生的热量，然后形成过热蒸气后进入汽轮发电机中，通过发电机组的转动得到电力，这样，剩余的热蒸气就可以被周边其他用户作为热能使用。

1.3 烟气相关设备

烟气的相关设备反应塔SCR（SNCR）、除尘器和活性碳喷射等的作用是净化和处理烟气，以减小其对空气造成的污染。其中，反应塔的作用是去除烟气中的酸性气体。按照反应材料的不同，其反应方法可分为湿法、半干法和干法3种。材料及其使用方式为烧碱溶液直接喷入洗涤塔中；氢氧化钙溶液经由旋转喷雾器进入反应塔，与消石灰直接放入反应塔中。

2 工艺流程

2.1 垃圾的储存和处理

城市垃圾的构成是非常复杂的，其内会含有大量的有毒有害废弃物，如果不处理，会直接进入焚烧过程中，这样，就会产生较多的有毒气体，同时，还会产生一些不可燃物质，因此，必须对城市垃圾进行储存和发酵处理后再焚烧。储存是通过垃圾储池实现的，并采取搅拌、倒剁等措施处理储存池内的垃圾，滤出垃圾渗滤液。

2.2 垃圾的炉内焚烧

焚烧的过程是在焚烧炉内完成的，在此过程中，需要先利用进料装置将垃圾送到给料平台上，然后再利用传送装置推送到焚烧炉内，经炉内燃烧后得到发电所需的热量和垃圾燃烧后的灰渣。

2.3 余热的发电

余热的发电需要借助余热锅炉和汽轮发电机组的共同作用来实现。其中，余热锅炉是将垃圾焚烧产生的热量变为过热蒸气，将蒸气的动力作用于汽轮发电机后便可产生电能。

2.4 净化处理烟气

在净化处理烟气的过程中，至少有7种常用方法，主要包括除尘、活性碳、scr、sncr和3种脱酸方法。

烟气是垃圾焚烧后产生的主要物质，由于城市垃圾成分非常复杂，即使经过处理也无法完全消除全部的有害物质，所以，燃烧后的烟气中会含有较多的有害物质和气体，比如酸性气体、二噁英和重金属等，这些都会给空气造成严重的污染，因此，还需要对燃烧烟气进行净化处理。其中，酸处理的方式主要有干式、半干式和湿式3种，而效果最好的是湿式处理法，但是，这种方式所需的费用也相对比较高。在二噁英和灰尘控制方面，可以采取“活性炭吸附+石灰石半干法脱硫+布袋除尘器”的方法。另外，还可以采取SNCR技术，利用氨水等还原剂去除焚烧过程产生的NOx，避免其给大气造成污染。

2.5 处理垃圾渗滤液

垃圾渗滤液是垃圾在储池内反应发酵的产物，其特点是含有较多的有机污染物、重金属和氨氮，气味比较臭，水质会发生较大程度的变化。垃圾渗滤液也是城市垃圾的重要组成部分，其份量约占垃圾总重的20%～35%，会对环境造成比较严重的二次污染，所以，需要做好垃圾渗滤液的处理工作。在处理过程中，常采用的方法为膜生物反应器处理，其基本过程是先通过隔栅和调节池预处理渗滤液，然后利用膜分离进行超滤和纳滤，再利用生物反应等处理生物，从而实现渗滤液的达标排放。

2.6 处理飞灰、炉渣

炉渣、飞灰是垃圾焚烧后的产物，其总量约占垃圾总重的25%，而且炉渣经过处理后可以制成砖等重复利用。炉飞灰是危险废物，不具备应用价值，但是，如果其处理不当，也会对空气造成污染，因此，需要进行无害化处理后再填埋。

3 限制因素

城市垃圾焚烧发电技术是实现城市垃圾循环利用的重要措施，对于建设节约型社会有非常重要的作用。但是，受我国经济发展现状和技术水平等因素的影响，城市垃圾焚烧发电技术在我国的运用还不普遍，其限制因素包括以下几方面。

3.1 城市垃圾的总热值较低

我国城市垃圾的成分非常复杂，并不是所有的都适合焚烧，而且城市垃圾大多没有分类收集，采取的是混合收集的方式；再加上垃圾中餐饮垃圾、厨房预料垃圾比较多，城市垃圾整体的含水量较高，这些问题都限制了其总热值。我国城市垃圾的总热值仅有发达国家的40%左右，其焚烧发电的价值相对比较低、成本比较高。

3.2 焚烧垃圾发电技术落后

我国城市垃圾焚烧发电技术兴起的时间比较晚，与发达国家相比有一定的差距，很多设备和技术都是外国厂家生产制造并引入我国的，不能完全适应我国的实际发展情况。在这种大形势下，焚烧垃圾发电设备应有的功能并没有完全发挥出来了，大大降低了城市垃圾焚烧发电的效率。同时，我国在焚烧垃圾发电技术上较为成熟的还有余热发电技术，其他的焚烧炉、烟气处理等都是从国外引入的，设备之间的不配套也在很大程度上限制了焚烧垃圾发电的效率。

3.3 焚烧垃圾发电厂筹资困难

在当前的大环境下，焚烧垃圾发电厂的建设需要相对比较高的投资成本，而在运行过程中，也需要煤、油和气等各种燃料的支持，虽然可以得到一定的电费收入，但总体而言，运行成本依然比较高，这就限制了我国内部和西部等经济不发达地区焚烧城市垃圾发电的发展。

4 结束语

采用城市垃圾焚烧发电技术能够实现对城市垃圾的减量化、无害化和资源化处理。随着城市垃圾的日益增加，垃圾焚烧发电技术的推广和应用也势在必行，因此，研究城市垃圾焚烧发电技术是十分必要的。目前，我国城市垃圾焚烧发电技术的应用过程中还有许多限制因素，无论是技术上，还是经济上，都存在不足，所以，针对这些问题，应该采取合理的应对措施来解决，从而提高城市垃圾焚烧技术的应用水平，推动社会经济的快速发展。

参考文献

[1]卢红梅.城市垃圾焚烧发电技术简述[J].河南建材，2013（03）：140-142.

[2]刘文波.城市垃圾焚烧技术的应用探讨[J].山西化工，2014，34（6）：80-82.

〔编辑：白洁〕

Abstract： The incineration of garbage power generation technology is one of the important methods to deal with municipal waste， it has the advantages of reduction， harmless and resource， and it is widely used in municipal waste disposal. This paper briefly analyzes the equipment composition， process flow and limiting factor of the incineration of MSW power generation technology， in order to provide reference for the future work.

Key words： municipal solid waste； incineration power generation technology； process flow； limiting factor