固体废弃物的焚烧处理

固体废弃物的焚烧处理

摘要：焚烧固废具有回收热量和减量最彻底的特点。固废经焚烧, 体积可减少85%-95%；

还可以有效利用焚烧余热供暖或直接发电, 从而使固废成为新的资源；同时还能杀灭垃圾中

含有的病原菌。但焚烧如果控制不好，会产生“二恶英”类物质，造成二次污染。因此，焚烧

技术的选择十分重要。

关键词：固体废弃物；焚烧

引言：

城市生活垃圾包括人类日常生活和生产中产生的各种废弃物，随着人们生活

［1]

。水平的逐步提高，垃圾的产量越来越大，已成为摆在各级政府面前的一个难题

垃圾内含有大量有毒有害、使人致病或有碍观瞻的物质，因此是有害的废物，必

须得到有效且及时的处置，否则将严重威胁到人群健康、环境改善以及人类的持

续发展；同时垃圾是一种混合物，其大部分组分都有一定的价值，有的可被回收

再利用，有的可转化为其它对人类有用的物质，垃圾中不具备再利用价值的橱余

部分，包含一定的有机成份，可通过焚烧和热解产生燃料、热力或电力。在对垃

圾进行一定的分类，并结合焚烧制能或低温热解的方法是防止垃圾对环境

［2]［3]

的污染、合理利用垃圾资源的有效处置手段。

焚烧制能是一种比较成熟的废弃物处置技术，实践也证明了该方法的简单、

有效和可行，焚烧制能不仅大大减少了城市生活垃圾的体积和质量，而且使之无

害化，同时也回收了垃圾中所蕴舍的大部分热量。目前焚烧制能在发达国家已被

广泛应用，部分国家和地区的垃圾焚烧量与全部垃圾量之比已经达到90％以上，

国内也有许多省市的垃圾焚烧项目正在积极筹建或建设之中，同时科研单位已经

开展了大量流化床焚烧炉的研究和开发工作。本文主要介绍目前固体废弃物焚烧

技术的工艺、固废焚烧残留物处理及国内外的研究进展。

1. 固体废弃物焚烧的技术

［4]

1.1箱式垃圾焚烧炉

箱式垃圾焚烧炉学习彩妆 ，亦即固定炉排焚烧炉，采用固定倾斜式阶梯炉排，各炉共用一

个排烟通道。在操作时，垃圾从炉门由人工投入燃烧室进行燃烧、除渣和拨火也

从炉门由人工进行。炉排上方的炉拱在燃烧过程中呈白热化状态，由此而产生的

强烈辐射对新燃料起到了烘干的作用。这种箱式焚烧炉比较适合于垃圾焚烧。其

主要缺陷在于操作工人劳动强度大、工作条件恶劣。此外，人工投料和除渣操作

造成焚烧过程的不连续性。

1.2机械往复推饲炉排垃圾焚烧炉

这是一种借助于燃煤技术的燃烧方式。垃圾由机械给料装置自动进入炉膛，先后

在炉排上经过干燥和引燃区、主焚烧区以及燃烬区，完成整个焚烧过程，垃圾在

炉膛内的停留时间一般为1h。借助于炉排倾角并通过炉排的往复运动，垃圾在

向灰斗的运动过程中不断地得到翻搅，拨火作用强。为了适应焚烧量、垃圾种类

以及成分的变化，燃烧空气量及其分布均可调节，并可分为一次风、二次风或者

三次风分别配给。该燃烧炉排运行方式有顺推和逆推两种方式。顺推往复炉排片

的运动方向与垃圾运动方向相同，逆推则相反，采用逆推倾斜往复炉排可使来自

主焚烧区域的灼热灰渣与干燥引燃区域中的垃圾更加充分地混合，有利于垃圾的

引燃。可见，这种炉排更加适用于水分高、热值低的垃圾的焚烧。

1.3垃圾流化床焚烧技术

流化床焚烧炉是一种固定炉排焚烧炉，燃烧空气通过送风机经过特制的均风器送

入炉膛。可燃物在流态化状态燃烧。由于焚烧炉炉内含有一定量的炉料，炉内气、

固流体强烈混合，垃圾进入炉内即和炽热的炉料迅速、充分混合，垃圾从加热、

干燥到燃烧全过程完成迅速，焚烧炉蓄热量大，着火条件好，燃烧稳定性好，燃

料适应性广，特别适用于我国城市生活垃圾多成分、高水分，垃圾成分随季节变

化，热值低且波动范围大等特点，而且具有耐久性好、使用寿命长、负荷调节范

围宽、焚烧炉热效率高（>80%）的良好特性。垃圾经燃烧后体积减少95%左右，

重量减轻85%左右。流化床锅炉燃烧温度控制在850-950C，氮氧化物排放低（氮

氧化物生成环境是燃烧温度大于1300C）。二恶英的排放也可控制在较低的浓度。

但流化床燃烧设备一次性投资较大，风机需要较高压头，电耗较高。

1.4 等离子震撼是什么意思 体垃圾焚烧炉

等离子体垃圾焚烧炉是一种具有国际先进水平的垃圾处理设备。等离子体是当今

最好的新型热源，它具有高温（1300-1000C）、能量集中、电热转换效率极高

的特点，有机垃圾在等离子体月饼简笔画 高温的作用下，迅速脱水、热解、裂解，产生H、

2

CO、CH和部分有机气体等为主要成分的混合可燃性气体，再经过二次燃烧达

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到减容，并将所有传染病毒及其他毒物全部分解，彻底消灭病原菌及各种微生物，

达到无毒无害化。废弃物燃烧后的残余物仅剩3%左右， 基本无味，无烟排放，

无二恶英排放，而且占地面积小，节时，灰烬少（约为传统焚烧炉灰烬体积的

1/10），洁净、安全、卫生。不足之处是投资较高，处量不宜过大，较适合处理

医疗垃圾等有毒、有害垃圾。

1.5两段式气化燃烧技术

垃圾焚烧炉是二恶英污染的主要来源之一，其排气已成为社会问题。气化燃烧技

术从根本上解决了此问题，是新的垃圾焚烧技术。气化是燃烧的特殊形式。物料

在空气不足的情况下发生不完全燃烧，它的燃烧产物是CO、H和挥发物中的

2

CH等可燃气体。控制反应过程产生最小的显热和最大的潜热，可得到可燃气

mn

成分含量高、煤气热值高和焦油含量低、水蒸气含量低的优质煤气。该技术是以

气化炉为核心，先将垃圾在气化炉中气化，经过特别设计的气化炉可抑制二恶英

和氮氧化物的形成，产生的可燃气体可燃烧用于产生蒸汽、发电等。而且硫化物

不是以SO的形式存在，而是以HS和COS的形式存在，降低了尾气回收的难度

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和费用。

1.6热解气化技术

BAT (Best Available Techniques)技术是由法、美、德、日、瑞士和瑞典共同参与

开发的被称为第三代废弃物处理技术的热解气化（Thermal Pyrolysis）技术。这

一技术的一个巨大优势是能处理除核废料外所有类型的垃圾，而不需要事先进行

任何分类。这种在上世纪90年代中期发达国家流行起来的技术完全不同于传统

意义上的焚烧，它结合了创新的高温分解技术和传统的高温供氧气化技术，使用

合成气燃烧发电。由于不燃烧，就没有烟的排放，人们所关注的二恶英排放也已

经降到0.01ng/m以下，尚不足最好的焚烧技术的1/10。但是，热解气化技术设备

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的投资成本和最好的垃圾焚烧技术差不多，整套设备往往需要上亿元的投资。

2固废焚烧废气处理

焚烧产生的废气主皮蛋豆腐怎么做 要包括烟尘、硫氧化物、氯化氢、氮氧化物、重金属、水银、

二噁英等有害物质、它们对环境及人类的健康都构成严重威胁, 必须加以妥善处

理。废气的处理一般分为两个方面一是烟尘的处理； 二是有毒有害物质的处理。

烟尘的处理相对比较简单， 旋风除尘器、静电除尘器、袋滤式除尘器及文丘里

水浴除尘器都可以使用其中旋风除尘器的处理效率在70%左右，去除尘粒径的临

界值在5um 以上，对于微粒子的烟尘去除效果比较差。目前旋风除尘器已成为

淘汰产品，静电除尘器可捕集0.5um以下的微粒子，烟尘的除尘率高达99%。而

且集尘面积和电力强度较大, 通著名化学家 过的废气流速越慢，除尘效果越好，但是电除尘

器没有脱硫设备，必须在其后加一级脱硫设备，增加了设备的投资。袋滤式除尘

器的除尘效果也优于旋风除尘器。但布袋的使用十分苛刻, 温度太低会结雾，温

度太高会烧毁，烟气含水率太高会引起灰尘粘结在布袋上而导致清灰的困难。同

时布袋不耐酸碱腐蚀, 为了保护布袋必须在其前增加脱酸设备, 又增加设备投

资。而文丘里水浴除尘器墓于雾化喷嘴的功效, 可以采用一级、二级文丘里结构,

对于0.5um以上的粉尘均能去除干净， 同时具有较好的除酸功能, 因此无论是锅

炉还是焚烧炉, 都是一种理想产品。

［5]

硫氧化物、氯化氢、氮氧化物、重金属等有毒污染物可采用湿式洗涤法，该

法主要是使用苛性钠（NaOH）等碱性溶液, 在适当的排气温度条件下(70C)对

排气进行洗涤。

垃圾焚烧中产生二噁英的主要原因： 一是垃圾本身含有二噁英； 二是垃圾

中有氯苯酚、氯苯、多氯联苯以及聚氯乙烯等含氯有机物, 在焚烧过程中不充分

燃烧, 在O2及CO存在的情况下产生二噁英；三是在废气冷却过程中上述物质形

成二噁英，特别是在250-400C时易产生（传统的电除尘器正在此温度域）

控制二噁英产生的3T原则:一是温度应保持炉内温度在800C以上, 最好是

900 C,使二噁英完全分解；二是时间，在焚烧炉内保持足够的烟气高温区停留

时间, 一般在1-2秒以上。在烟气的处理过程中则应尽量缩短在250-400C温度域

的停留时间, 最好在200℃ , 以避免二噁英的产生；三是涡流, 优化焚烧炉的炉

型及二次风的喷入方法, 使烟气充分混合搅拌, 以达到充分燃烧使二噁英分解的

目的。烟气中二噁英的处理：一是喷入粉末活性炭吸附；二是设置催化分解器使

其分解；三是设置活性炭吸收塔吸收二噁英。飞灰中二噁英的处理：一是在还原

性状态450以上条件下使其分解；二是在1300℃ 以上使飞灰熔融分解；三是超

临界水解法分解二噁英。

3国内外目前的研究消防画大全 得心应手 进展

我国生活垃圾焚烧技术的研究起步与20 世纪80 年代中期,“八五”期间被列

为国家科技攻关项目,目前正日益受到重视。中国科学院和浙江大学等单位采用

强气流流化床或异重流化床技术 ;同济大学等曾对垃圾气化进行过研究;西安

[6 ]

交通大学和东南大学对垃圾热解进行了研究 ;中国科学院广州能源所则着重研

[7 ]

究除去不可燃成分后得到的RDF 的燃烧特性及硫和氯物质的高温腐蚀特性 。

[8]

目前我国的焚烧设备大多尚处于安装、调试或试运行过程中。虽然我国垃圾焚烧

技术的推广受技术、资金等条件的制约,但随着国民经济及城市建设的发展、环

保标准的提高,在大城市和经济比较发达的城市,城市生活垃圾焚烧将成为垃圾处

理技术的主流。

垃圾焚烧是一种技术高度复杂、成本相对昂贵的垃圾处理技术。因此,它的发

展及应用现状都是欧美、日本等发达国家走在最前沿。西方发达国家在开发出马

丁炉(Martin Furnace) 后,又对两段炉(two - stage furnace) 、两室炉( two -

chamber furnace) 、回转窑(rotarykiln) 、流化床(fluidized bed) 、垃圾衍生燃

料( refu derived fuel ) 、控制氧量燃烧(cont rolled air oxidation) 及高温或低

温裂解( high/low temperature decomposition) 等多种技术进行了研究、开发

[9 ]

。它们的垃圾焚烧技术已是一项成熟的工艺,机械炉排焚烧炉是目前发达国家

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应用前

景。

参考文献：

1

．中国一联合国城市发展与垃圾管理高级研讨会论文集，1999，南京

2．盛宏至等，“处置城市生活废弃物的流化床焚烧制能技术”，《环境保护综合利用技术》pp4—9，中国

环境科学科学出版社，1994年6月

3．Dongke Zhang,et．al，Low-temperature Pyrolysis for Energy Recovery from Municipal and

IndustrialWastes,Application for Fundin经典的短句 g from Targeted lnsitutional Links Program,1995，PPl—7

4.谷震昭，张莲等，固体废弃物焚烧处理法，《实用技术》 2003，112（6）

5.辛晓晶. 城市垃圾中固体废弃办公室故事 物焚烧产生的尾气处理，《上海化工》 2006，31（4）

6.池 勇,严建华,蒋旭光等. 异重流化床垃圾焚烧技术的试验研究[J ].动力工程,1998 ,18 (6) :21 —25.

7. 金保升,仲兆平,周山明. 城市生活垃圾热解特性的实验研究[J ] . 环境工程,1998 ,16 (6) :51 —55.

8. 郭小汾. 垃圾衍生燃料洁净燃烧技术的基础性研究[D] . 太原:太原理工大学博士学位论文. 2000.

9. 张 益,赵由才主编. 生活垃圾焚烧技术[M] . 北京;化学工业出版社