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王建敏 简述现代垃圾焚烧工艺
第1章 绪论
第1.1节 焚烧技术的发展历史
垃圾焚烧技术作为一种以燃烧为手段的垃圾处理方法，其应用可以追溯至人类文明的早期，如刀耕火种时期的烧荒即可视为焚烧应用的一例。但焚烧作为一种处理生活垃圾的专用技术，其发展历史与其他垃圾处理方法相比要短很多，大致经历了三个阶段。
1．1．1萌芽阶段
萌芽阶段是从19世纪80年代开始到20世纪初期。1874年和1885年，英国诺丁汉和美国纽约先后建造了处理生活垃圾的焚烧炉，代表了生活垃圾焚烧技术的兴起。1896年和1898年，德国汉堡和法国巴黎先后建立了世界上最早的生活垃圾焚烧厂，开始了生活垃圾焚烧技术的工程应用。但是由于这一阶段的技术原始和垃圾中可燃物的比例较低，在垃圾焚烧过程中产生的浓烟和臭味，对环境的二次污染相当严重，因此这种方法曾一度为人们所抛弃。
1．1．2 发展阶段
从20世纪初到60年代末的约半个世纪，是垃圾焚烧技术的发展阶段。一次世界大战后，发达国家的经济得到了较大发展，城市居民生活水平的提高和生活垃圾成分的变化，给垃圾焚烧创造了条件，因此垃圾焚烧技术又逐渐发展起来。
这期间，欧洲、北美及日本都陆续建起了一些生活垃圾焚烧厂，其工艺与设施水平也在随着燃煤技术的发展而从固定炉排到机械炉排，从自然通风到机械供风而逐步得到发展。二次世界大战以后，发达国家的经济得到更大发展，城市居民的生活水平进一步提高，垃圾中的可燃物和易燃物也随之迅速上升，促进了垃圾焚烧技术的应用。特别是在20世纪60 年代的电子工业变革后，各种先进技术在垃圾焚烧炉上得到了应用，使垃圾焚烧炉得到了进一步完善。但总体来说，由于当时城市生活垃圾中的可燃物仍然少于非可燃物，产生量与消耗空间的矛盾尚不突出，对垃圾焚烧伴随的环境问题的认识仍肤浅等因素，直到20世纪70年代以前，生活垃圾焚烧技术的发展并不十分理想。
1．1．3 成熟阶段
从20世纪70年代初到90年代中期的20多年间，是生活垃圾焚烧技术的成熟阶段，也是生活垃圾焚烧技术发展最快的时期。这时期几乎所有的发达国家、中等发达国家都建设了不同规模、不同数量的垃圾焚烧发电厂，发展中国家建设的垃圾焚烧发电厂的也不在少数，垃圾焚烧技术的发展方兴未艾。表1-1所示的数据可以对生活垃圾焚烧技术的当代发展史作一代表性的注解。
综合分析发达国家生活垃圾焚烧技术在近二十年间迅速发展的原因，除了经济、技术、观念等因素外，还有一些其他方面的影响，比如：随着城市建设的发展和城市规模的扩大，城市人口数量骤增，生活垃圾产量也快速递增，使原有的垃圾填埋场日益饱和或已经饱和，而新的垃圾填埋场地又难于寻找，采取垃圾焚烧方法，可使生活垃圾减容85%以上，最大限度地延长现有垃圾填埋场的使用寿命。此外，随着人们生活水平的提
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高，生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅度增长，提高了生活垃圾的热值，为应用和发展生活垃圾焚烧技术提供了先决条件。
表1-1 德国垃圾焚烧炉发展概况表
年代 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 运行 炉数 7 24 33 42 46 49 56 处理容量/ （万吨/年） 72 283 458 634 800 900 1080 服务人口 /万人 245 859 1359 1773 2120 — — 占总人口 百分比/% 4.1 14.4 22.0 28.9 34.4 — — 平均处理 容量/（t/d） 310 360 430 460 500 — —
第1．2节 国内外焚烧技术的应用现状
1．2．1 国外应用现状
目前，全球每年要产生数亿吨的生活垃圾。世界各国处理垃圾方式多种多样，但建大型填埋场进行填埋，仍为主流。以垃圾场为依托，收集和利用可燃气体，使其转化为电能既可保护生态环境，又开发出了新能源，所以已引起广泛关注。
垃圾焚烧是一种技术高度复杂，成本相对昂贵的生活垃圾处理技术。因此，无论是其发展源流与应用现状，目前均以欧美、日本等发达国家最具代表性。目前，机械炉排焚烧炉是发达国家大型生活垃圾焚烧炉的主流设备，但垃圾流化床焚烧炉等也具有较好的潜在应用特性。
自20世纪70年代以来，垃圾焚烧技术在发达国家得到了较快的发展。日本的垃圾焚烧比例在上世纪90年代中期已达75%，现有大小垃圾焚烧厂接近1900座。瑞士、比利时、丹麦、法国、卢森堡、瑞典、新加坡等国焚烧的比例也都已接近或超过填埋。可见，垃圾焚烧技术正逐步为越来越多的国家所采用。
1．2．2 国内应用现状
中国每年约要产生上亿吨的生活垃圾，垃圾已给生态环境造成了严重威胁，如何采取有效措施，进行垃圾无害化、资源化处理，是我们所面临的重要问题之一。 生活垃圾，主要组成部分是有机物，有机物通过集中填埋，会自然发酵降解。一个庞大的垃圾填埋场，在其不断的生物转化过程中，产生大量的可燃气体，其中包括甲烷、二氧化碳及少量的氮、氧等。 其中甲烷、二氧化碳等成分含量增加，是造成温室效应的重要原因之一，而且它们还破坏臭氧层，直接威胁着人类的健康和生存。
20世纪80年代，我国城市生活垃圾焚烧处理技术的研究和应用起步。“八五”期间被列为国家科技攻关项目，其代表作就是1988年在深圳建成的市政环卫综合处理厂。作为我国第一座垃圾焚烧电厂，正是它揭开了我国采用焚烧技术处理城市生活垃圾的序幕。至今，我国在深圳、珠海、上海、宁波等城市已建成近30座垃圾焚烧发电厂。
作为一个兴利除弊的良性产业，垃圾发电很快得到了来自国家产业政策的强大拉动。1996年，国家经贸委等联合下发文件，把垃圾焚烧发电列入了“资源综合利用目录”。1998年，垃圾发电首次被明确为“一种新能源”(国家计委《关于新能源建设项目审批通
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知》)。
2002年，一个对我国环卫事业改革发展具有重要意义的生活垃圾收费制度确立，也为推进垃圾处理的产业化、市场化奠定了基础。其标志就是由国家计委、财政部、建设部、国家环保总局联合发出的《关于实行城市生活垃圾处理收费制度、促进垃圾处理产业化的通知》。
同发达国家相比，我国的垃圾焚烧发电技术还只是刚刚起步，目前还远远不能满足日益增长的需要。但是，巨大的市场潜力正在吸引着越来越多的企业来投资垃圾焚烧技术设备的研制，一个新兴的环保产业正逐步形成。如果能尽快开发出适合国情的垃圾焚烧技术，应该能在我国得以较大的推广。
第1．3节 概况
1．3．1 垃圾焚烧电厂工艺流程
典型的城市生活垃圾焚烧系统的工艺流程可描述为：
? 垃圾经前处理后与助燃空气系统所提供的一次、二次风在垃圾焚烧炉中混合燃烧；
? 燃烧所产生的热能被余热锅炉加以利用，采用汽机发电； ? 经过降温后的烟气在净化后，经烟囱排入大气；
? 垃圾焚烧产生的滤渣经处理后，送往填埋场或作为其他用途，烟气处理系统所收集的飞灰也做专门处理；
? 各系统产生的废水送往废水处理系统；
? 现代化的垃圾焚烧厂的整个处理过程都可由自动控制系统加以控制。
1．3．2 苏能垃圾发电厂系统简述
以下部分都将以苏州市苏能垃圾发电有限公司为例，介绍现代生活垃圾焚烧的主要工艺流程。
图1-1 全厂工艺流程图
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1、卸车平台 2、垃圾仓 3、抓斗控制室 4、垃圾吊 5、进料斗 6、给料炉排 7、一次风 8、焚烧炉排
9、二次风 10、余热锅炉 11、半干式反应塔 12、石灰浆制备 13、活性炭喷射吸附 14、布袋除尘器 15、引风机 16、烟囱 17、汽轮机 18、发电机 19、除渣机 20、渣仓
21、渗滤液收集间 22、灰仓 23、刮板输送机 24、灰仓
本厂规模为日焚烧垃圾1000t/d，有3条日处理能力为350t/d的垃圾焚烧线以及两台额定功率为9MW（最大功率为12MW）的中压凝汽式汽轮发电机组。采用半干法烟气净化处理方式，加活性炭吸附及布袋除尘器，执行技术和设备出口国的垃圾焚烧厂烟气排放标准（1992年欧盟Ⅰ标准）,其中二噁英执行欧盟Ⅱ标准。
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