摘要：針對目前國內城市生活垃圾處理的主流方式—焚燒，本文詳盡介紹了循環流化床焚燒和爐排焚燒各自的優缺點，然后針對項目的不同外圍環境及條件，提出焚燒方式的選擇建議，以供生活垃圾焚燒發電項目的投資者參考。

　　關鍵詞：環境保護職稱范文,期刊發表,垃圾焚燒發電廠,循環流化床,爐排爐

　　隨著國家現代化建設和各地城市化進程，城市人口不斷地增長，相應的城市生活垃圾也在急劇增加，每年約有1.5億噸垃圾產生，目前已堆積70億噸，而且還在以8%遞增。垃圾的增加和隨意堆積帶來了許多問題：垃圾堆放占用了大量的耕地;露天堆放的垃圾在腐化變質的過程中產生大量的廢氣，造成周邊空氣污染;垃圾在雨水沖刷下污染地表水及水源;有害的微生物大量滋生，危害居民健康。

　　從上個世紀中期開始，世界各國大力研究垃圾的無害化處理，而垃圾焚燒發電被認為是一種高效、環保的處理方式。早在20世紀70年代開始，法國和德國最早采用焚燒垃圾發電，以后日本、美國也迅速發展垃圾焚燒發電。世界上許多著名公司投入了大量精力研發焚燒技術和設備。目前國際上焚燒主要設備和輔機已定型配套，工藝和技術十分成熟，世界各國政府均采用免稅、資金補助等優惠政策，鼓勵垃圾焚燒發電的無害化處理。

　　國內的垃圾焚燒技術，以爐排焚燒技術和流化床焚燒技術為代表，二者占據國內垃圾焚燒項目90%以上的份額。國內的爐排焚燒技術最早從國外引進，而后開始國產化生產，目前已經比較成熟;而流化床焚燒技術是國內自主研發，完全具有自主知識產權且全部設備實現國產化的技術，以中科院和浙江大學技術為代表，經過近十年的發展，該技術目前已比較成熟，且在全國各地建有50座以上的垃圾焚燒發電廠。

　　目前國內外垃圾焚燒技術市場上可見的爐型主要有爐排焚燒爐、鼓泡流化床焚燒爐、循環流化床焚燒爐、回轉窯焚燒爐和熱解氣化爐等多種。回轉窯和熱解氣化爐單爐處理量較小，難以滿足大中城市現代化大型垃圾焚燒廠的建設需要。國內外目前應用最多的爐型是爐排焚燒爐和循環流化床焚燒爐，本文主要對這兩種技術做比較分析及選擇建議。

　　一、爐排焚燒爐

　　爐排焚燒爐的主要特征是被處理的垃圾堆放在爐排上，焚燒火焰從垃圾堆料層的著火面向未著火的料堆及內層傳播，形成一層一層燃燒(層燃)的過程。

　　1、爐排型焚燒爐的優勢

　　(1)技術成熟，設備的整體性較好，配套設備已定型、工作性能可靠。國內外已有較多的應用案例。

　　(2)垃圾一般不需要預分揀直接進入爐內焚燒，垃圾進料系統比較簡單，操作人員易于掌握操作的基本要素。

　　(3)煙氣中固體顆粒含量低，煙氣中飛灰量少，飛灰處理成本較低。

　　(4)出渣設備為爐下水冷出渣，設備結構簡單，故障率低。

　　(5)運行人員少。

　　(6)由于鼓風機壓頭小，風機所需功率小，故動力消耗少，廠用電量少。

　　2、爐排型焚燒爐存在的缺陷

　　由于經濟發展水平、居民生活習慣和垃圾管理方式的差異，我國一般需要處理的垃圾與發達國家的垃圾焚燒爐所處理的垃圾有很大不同。在引進了國外發展的焚燒爐后，供應給它們的都是混合收集的原生垃圾，熱值低、含水率和不可燃組分含量高，致使在運行效果上與在原產國的應用有很大差別。主要問題包括：

　　(1)由于垃圾燃料是堆放在爐排上以層燃方式燃燒，無論是滾動式、往復式和逆推式爐排爐，都不能保證垃圾內層與燃燒空氣的充分接觸和受熱。特別是應用到焚燒我國混合收集的高水分、低發熱量垃圾時，常常導致垃圾燃燒不充分，排出的底渣甚至仍有惡臭，熱灼減率一般偏高，容易造成二次污染;

　　(2)混合收集的原生垃圾，不僅水分高、熱值低，而且所有有關組成和燃燒特性隨時間和地段變化都很大、很頻繁。針對這樣的入爐垃圾，爐膛設計實際上無所適從，爐排上垃圾堆層的燃燒進程也總是偏離設計情況，爐排和它上方爐膛溫度的分布和燃燒條件都更不穩定和不均勻。局部低溫將造成爐排以上煙氣空間形成低溫區，二噁英未能完全分解、氧化，導致二噁英的排放值偏高;局部高溫區將造成NOx生成量過多，這些在爐排爐應用中也已經得到普遍證實;

　　(3)在爐排爐技術原產國，垃圾熱值一般按8000kJ/kg左右設計，而我國生活垃圾熱值低，采用爐排型焚燒爐時一般的作法是需將生活垃圾堆酵5～7d，將垃圾中大部分水分瀝出，以提高進爐垃圾熱值。堆酵過程中產生大量垃圾滲瀝液，形成二次污染隱患。再一個必要的補充措施就是向焚燒爐膛大量噴入輔助燃料油，產生了“洋設備燒土垃圾，燃油消耗量大”的問題，造成運行成本大幅度提高;

　　(4)爐排焚燒爐關鍵是爐排，為了促進垃圾堆層的燃盡，各主要發展廠商都研發了有復雜運動機構的特殊爐排，對材料品質、加工條件、安裝精度和日常維護都有更高的要求。目前爐排型焚燒爐的相關技術專利主要由三菱、西格斯、斯坦米勒、阿爾斯通等國外廠家掌握，引進國外的先進爐排型焚燒爐必須負擔高額的專利使用費，即使是引進技術國內生產成本也比較高，造成投資和運行成本居高不下，阻礙了這類技術的應用和發展。

　　(5)過量空氣系數高，一般達到1.8～2.0，因此煙氣量大，尾氣處理設備較大，且鍋爐熱效率低，一般為75%～80%。

　　(6)受氯化氫高溫腐蝕影響，蒸汽溫度低，一般不高于400℃，因此余熱發電效率低。

　　二、循環流化床焚燒爐

　　流化床焚燒是完全不同于爐排爐那樣以層燃方式實現燃燒的一大類新的燃燒技術，其主要特征是爐膛內始終存有大量的粒度適宜的高溫惰性床料，因此爐膛具有很高的熱容量。垃圾和惰性床料在由爐膛底部的布風板送入的流化空氣的作用下呈均勻流化狀態，垃圾送入爐膛后在處于流化狀態的床料裹挾下，迅速分散、快速升溫，很快地完成燃燒前的準備階段，在流化料層內和料層上方實現持續的穩定燃燒。

　　1、循環流化床垃圾焚燒爐的優勢

　　針對我國混合收集的生活垃圾發展的循環流化床垃圾焚燒技術，已經達到了商業化應用的階段，并日趨成熟，形成了不同處理能力的系列化產品。給料、排渣、燃燒控制、尾氣處理設備已有較好配套，入爐垃圾不需要復雜的前處理，產汽與常規汽輪發電設備參數配套，具有顯著的環境和經濟效益。

　　(1)適于焚燒處理我國低熱值、高水分的垃圾，燃燒后殘渣中的未燃份(即爐渣熱灼減率)<3%;

　　(2)可以同時處理多種廢棄物：不僅可以焚燒處置生活垃圾，同時也可燃燒處置熱值懸殊的工業廢棄物，特別是可以焚燒處理污泥;

　　(3)為避免不同季節、不同街區收集的垃圾品質差異對焚燒狀態和效果的影響，確保焚燒爐在任何時刻都處于良好的工作狀態，在焚燒過程中添加適量的輔助燃料是必要的。對循環流化床焚燒爐而言，可以摻燒燃料煤而不一定用燃料油，并且添加量較少就可以達到良好的效果;

　　(4)由于爐內沒有復雜的運動機構，設備故障率低。國內開發的一些新型循環流化床焚燒系統，包括了垃圾給料和底渣排出設備的配套研發，使循環流化床垃圾焚燒爐對垃圾的分選和預處理要求大為降低，甚至不需要特別復雜的預處理工藝就可以達到穩定運行的效果;

　　(5)單爐處理量較大。目前已形成單爐處理能力從100～800t/d的產品系列，能夠適應大、中、小型垃圾焚燒廠的建設要求;

　　(6)環保性能良好。循環流化床焚燒爐因實現了均勻的燃燒溫度，爐膛的溫度也能長期穩定保持在850℃及以上，該溫度能徹底分解有毒有害物質，有效控制NOx、SOx等各類污染物的生成;尤其對二噁英的控制，國外研究發現，流化床摻燒的煤對二噁英的生成具有抑制作用。實際運行結果也證明，流化床對二噁英的控制比爐排爐更有優勢;

　　(7)過量空氣系數低，為1.3～1.5，因此煙氣量少，尾氣處理設備較小，投資較省;且鍋爐熱效率較高，可達80%～83%。

　　(8)蒸汽溫度可達到450℃以上，發電效率較高。

　　2、循環流化床垃圾焚燒技術的缺陷

　　(1)與機械爐排爐相比，發展歷史不長，系統配套，特別是與原生垃圾不作分選處理相關的給料、排渣設備仍是系統中的較弱項，還需進一步完善;

　　(2)與引進(包括技術引進)的機械爐排爐相比，循環流化床焚燒爐的設備研發、加工制造和安裝調試，多注重于系統的基本功能和工作可靠性，而對工作環境、廠區清潔、設備和廠房的外觀造型等方面關注不夠，投入不多。另外對加工工藝等經驗積累和完善仍需付出持之以恒的努力;

　　(3)由于爐膛高速流化煙氣的夾帶作用，飛灰比例較高，灰量較大。按照我國目前有關法規，焚燒爐飛灰應一律視作危險廢棄物，需按危險廢棄物作專門處置;

　　(4)為保證流態化焚燒，一、二次風機壓頭較大，自耗電較高;

　　(5)進料及出渣設備復雜，運行維護要求高;

　　三、焚燒方式的選擇建議

　　根據上述的分析比較可知，兩種焚燒方式各有技術上的優缺點，策劃一個項目的焚燒方式時，建議考慮以下幾種情況：

　　1、如一個項目除了處理生活垃圾外，還有污泥需要處理，建議選擇循環流化床焚燒方式;一般污泥干化后成粉末狀，而爐排焚燒爐的爐排片間有間隙，不適合焚燒污泥;

　　2、如當地的經濟條件比較差或者生活垃圾熱值比較低(主要在北方地區)，可能會導致爐排爐焚燒溫度上不去而需采取噴油助燃的模式，帶來運行成本的增加;建議采用循環流化床焚燒方式;

　　3、如一個項目焚燒處理量比較大(2000t/d以上)，采用循環流化床焚燒方式可能會導致垃圾處理不完的情況發生，建議采用爐排焚燒方式;

　　4、如一個項目焚燒處理量比較小(500t/d以下)，采用循環流化床焚燒方式可能會導致一臺鍋爐故障后，全廠停運的狀況，建議采用爐排焚燒方式。