工作原理

二惡英在焚燒爐內的生成的來(lái)源是石油產(chǎn)品、含氯塑料，^[1]他們是二惡英的前體。生成方式主要是燃燒生成。生活垃圾中含大量的NaCl、KCl 等，而焚燒物中經(jīng)常會(huì )有S元素，從而產(chǎn)生。和含Cl元素的鹽在有氧氣存在時(shí)反應生成HCl。HCl又和Cu被氧化生成的CuO反應生成。經(jīng)研究發(fā)現，致使二惡英產(chǎn)生的最重要的催化物就是和C元素(以CO為標準)。^[2]

主要優(yōu)勢

控氣型熱解焚燒爐將焚燒過(guò)程分為二級燃燒室，^[3]一燃室進(jìn)行垃圾熱分解溫度控制為700℃以?xún)?，讓垃圾在缺氧狀態(tài)下低溫分解，這時(shí)金屬Cu、Fe、Al等金屬元素不會(huì )被氧化，因而不會(huì )有 的產(chǎn)生，會(huì )大大減少二惡英的量；同時(shí)，由于HCl的產(chǎn)生量受殘氧濃度的影響，因而缺氧燃燒會(huì )減少HCl的產(chǎn)生；并且 自還原氣氛下也難以大量生成。由于控氣型垃圾焚燒爐是固體床，所以不會(huì )產(chǎn)生煙塵，不會(huì )有未燃盡的殘碳進(jìn)入二燃室。垃圾中的可燃成份分解為可燃氣體，并引入氧氣充足的二燃室燃燒。二燃室溫度在1000℃左右并且煙道長(cháng)度使煙氣能夠停留2s以上，保證了二惡英等有毒有機氣體在高溫下完全分解燃燒。此外使用布袋除塵器可避免使用靜電除塵時(shí)Cu，Ni，Fe顆粒對二惡英生成的催化作用。

二惡英的排放標準

日本垃圾焚燒設施二惡英排放標準（濃度單位：ng TEQ/m3，換算基準O2=12%）

其他國家垃圾焚燒設施二惡英排放標準

焚燒設備

某垃圾焚燒電廠(chǎng)的垃圾焚燒爐采用加拿大制造的順推、多級機械爐排焚燒爐。焚燒爐應用到了世界第三代控氣型固體廢棄物熱分解處理技術(shù)(CAPS)，可有效減少焚燒產(chǎn)生的有毒氣體。

1、垃圾倉結構

垃圾由汽車(chē)運到處理廠(chǎng)后倒入垃圾倉內。垃圾新入倉的垃圾在倉內存放3天后就可入爐燃燒。垃圾在倉內存放時(shí)經(jīng)過(guò)發(fā)酵、排出滲濾水后可提高進(jìn)爐垃圾的熱值，又使垃圾容易著(zhù)火燃燒。在倉內，用吊車(chē)的抓斗將垃圾送至爐前料斗。

2、爐排結構

垃圾焚燒爐為往復式、順推、多級機械爐排焚燒爐。焚燒爐內有一個(gè)給料器和8個(gè)燃燒爐排單元組成，包括干燥段的兩級爐排、氣化燃燒段的四級爐排和燃盡段兩級爐排。焚燒爐內溫度控制在700℃以?xún)?。燃盡的垃圾從最后一級爐排離開(kāi)焚燒爐落入灰槽中。

給料器和防火門(mén)

給料器通過(guò)給料器(Loading Ram)將落入料斗的垃圾從防火門(mén)前推入燃燒室。給料器只負責給料，不提供燃燒空氣，并通過(guò)防火門(mén)與燃燒區隔離。防火門(mén)在給料器收回時(shí)保持關(guān)閉狀態(tài)。關(guān)閉防火門(mén)可使爐膛與外界隔開(kāi)，維持爐內負壓。同時(shí)，燃燒室的入口處有溫度測點(diǎn)，當燃燒室入口的垃圾溫度過(guò)高時(shí)，電磁閥將控制防火門(mén)后的噴霧器噴水以防止防火門(mén)打開(kāi)時(shí)給料斜槽上的垃圾將料斗中的垃圾引燃。

燃燒爐排

八級燃燒爐排分為兩級干燥爐排、四級氣化燃燒爐排和兩級燃盡段爐排。每級爐排下面都有液壓驅動(dòng)的脈沖推動(dòng)裝置。8級推動(dòng)裝置(推床)按一定順序推動(dòng)垃圾，使進(jìn)入焚燒爐的垃圾依次被與各級爐排相配合的的推床推到下一級爐排上。爐排上有均勻分布的小孔，用于噴出燃燒所需一次風(fēng)。供燃的一次風(fēng)由爐排下的一次風(fēng)管供給。垃圾在爐排推送過(guò)程中受到燃燒器和爐內的熱輻射以及一次風(fēng)的吹烘，水分迅速蒸發(fā)，著(zhù)火燃燒。

燃燒器布置

一燃室有兩個(gè)主燃燒器，如圖二17，18所示。焚燒爐內燃燒爐排上方有溫度測點(diǎn)，當焚燒爐啟爐時(shí)和燃燒溫度低于要求時(shí)，燃燒器17投油助燃。燃燒器18位于爐膛出口，用于補燃未燃盡的垃圾。燃燒器所需的空氣由四臺焚燒爐公用的一臺燃燒風(fēng)機提供，燃燒器燃燒所需空氣為由大氣吸入的潔凈空氣。當燃燒風(fēng)機故障或供風(fēng)不足時(shí)，由旁路(圖二 6所示)取送風(fēng)機的部分送風(fēng)供給燃燒器。

3、二燃室

二燃室主要部分為圓筒形煙道，沒(méi)有管道等造成的煙氣死角。設置二燃室的目的是為了使煙氣在120~130%的理論空氣量下，1000℃左右的條件下停留>2s，使有害氣體在爐內分解。在二燃室入口有副燃燒器，當系統檢測到二燃室出口煙溫小于一定值時(shí)將點(diǎn)火補燃。二次風(fēng)在二燃室入口處進(jìn)入二燃室。二燃室有上下兩個(gè)出口通至余熱鍋爐，兩個(gè)出口前各有一個(gè)液壓驅動(dòng)的擋板控制煙氣的進(jìn)入。

4、通風(fēng)系統

每臺焚燒爐都配有一臺送風(fēng)機。風(fēng)機從垃圾池吸入空氣，同時(shí)也吸入從一燃室推床下部泄露到焚燒爐外部的氣體。這樣安排送風(fēng)的來(lái)源是為了保證垃圾倉為微負壓狀態(tài)，避免垃圾倉的氣體外泄。送風(fēng)進(jìn)入余熱鍋爐，經(jīng)余熱鍋爐的兩級空氣預熱器后進(jìn)入一個(gè)大混合集箱(如圖二21)，然后分別作為一、二次風(fēng)進(jìn)入焚燒爐的一燃室、二燃室。集箱還可以接受從不經(jīng)過(guò)余熱鍋爐的送風(fēng)旁路返回的送風(fēng)。離開(kāi)集箱的一次風(fēng)又分兩條管路：管路1通至三條風(fēng)管，供風(fēng)給1~3級爐排；另一條管路2通至五條風(fēng)管，供風(fēng)給4~8級爐排。供給爐排的一次風(fēng)可以烘干垃圾、冷卻爐排并供給燃燒所需的空氣。管路1上的風(fēng)量調節閥應根據焚燒爐入口的溫度進(jìn)行調節。管路2上的風(fēng)量調節閥則應根據焚燒爐爐膛的溫度和氧量進(jìn)行調節。爐膛的空氣量應該為理論空氣量的70~80%。二次風(fēng)則經(jīng)過(guò)管路進(jìn)入二燃室。二次風(fēng)供應量為理論空氣量的120~130%。

5、排灰系統

由焚燒爐排出的灰渣落入灰槽中。兩條相平行的灰槽的布置方向與焚燒爐的布置方向垂直，四臺焚燒爐的灰槽橫向貫通。液壓驅動(dòng)的分灰器(圖二 23所示)選擇將灰渣落入某個(gè)灰槽中?；也鄣撞坎贾糜谢覀魉蛶?，負責運走四臺焚燒爐排出到灰槽中的灰渣?；也壑幸蟊ＷC有一定的水位來(lái)浸沒(méi)灰渣。

6、

煙氣由余熱鍋爐排出后首先進(jìn)入半干式洗氣塔，塔中利用霧化器將熟石灰漿從塔頂噴入塔內，與煙氣中酸性氣體中和，可有效清除HCl、HF、等氣體。在洗氣塔出口管道上有活性炭噴嘴，活性炭用于吸附煙氣中的二惡英/呋喃類(lèi)物質(zhì)。煙氣之后即進(jìn)入布袋除塵器，使煙氣中的顆粒物、重金屬被吸附去除。最后將煙氣從煙囪排入大氣。

技術(shù)分類(lèi)

國內外垃圾焚燒技術(shù)主要有三大類(lèi)：層狀燃燒技術(shù)、流化床燃燒技術(shù)和旋轉燃燒技術(shù)（也稱(chēng)回轉窯式）。

（1）層狀燃燒技術(shù) 層狀燃燒技術(shù)發(fā)展較為成熟，一些國家都采用這種燃燒技術(shù)。為使垃圾燃燒過(guò)程穩定，層狀燃燒關(guān)鍵是爐排。垃圾在爐排上通過(guò)三個(gè)區：預熱干燥區、主燃區和燃燼區。垃圾在爐排上著(zhù)火，熱量不僅來(lái)自上方的輻射和煙氣的對流，還來(lái)自垃圾層內部。在爐排上已著(zhù)火的垃圾在爐排的特殊作用下，使垃圾層強烈地翻動(dòng)和攪動(dòng)，不斷地推動(dòng)下落，引起垃圾底部也開(kāi)始著(zhù)火，連續的翻轉和攪動(dòng)，使垃圾層松動(dòng)，透氣性加強，有助于垃圾的著(zhù)火和燃燒。爐拱形狀設計要考慮煙氣流場(chǎng)有利于熱煙氣對新入垃圾的熱輻射預熱干燥和燃燼區垃圾的燃燼。配風(fēng)設計要確?？諝庠跔t排上垃圾層分布最佳，并合理使用一、二次風(fēng)。

（2）流化床燃燒技術(shù) 流化床燃燒技術(shù)已發(fā)展成熟，由于其熱強度高，更適宜燃燒發(fā)熱值低、含水分高的燃料。同時(shí)，由于其爐內蓄熱量大，在燃燒垃圾時(shí)基本上可以不用助燃。為了保證入爐垃圾的充分流化，對入爐垃圾的尺寸要求較為嚴格，要求垃圾進(jìn)行一系列篩選及粉碎等處理，使其尺寸、狀況均一化。一般破碎到《15cm，然后送入流化床內燃燒，床層物料為石英砂，布風(fēng)板通常設計成倒錐體結構，風(fēng)帽為L(cháng)型。床內燃燒溫度控制在800-900℃，冷態(tài)氣流斷面流速為2m/s，熱態(tài)為3～4m/s。一次風(fēng)經(jīng)由風(fēng)帽通過(guò)布風(fēng)板送入流化層，二次風(fēng)由流化層上部送入。采用燃油預熱料層，當料層溫度達到600℃左右時(shí)投入垃圾焚燒。該爐啟動(dòng)、燃燒過(guò)程特性與普通流化床鍋爐相似。

（3）旋轉燃燒技術(shù) 旋轉焚燒爐燃燒設備主要是一個(gè)緩慢旋轉的回轉窯，其內壁可采用耐火磚砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保護滾筒，回轉窯直徑為4-6m，長(cháng)度10-20m，根據焚燒的垃圾量確定，傾斜放置。每臺垃圾處理量可達到300t/d（直徑4m，長(cháng)14m）?；剞D窯過(guò)去主要用于處理有毒有害的醫院垃圾和化工廢料。它是通過(guò)爐本體滾筒緩慢轉動(dòng)，利用內壁耐高溫抄板將垃圾由筒體下部在筒體滾動(dòng)時(shí)帶到筒體上部，然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒內翻滾，可與空氣得到充分接觸，進(jìn)行較完全的燃燒。垃圾由滾筒一端送入，熱煙氣對其進(jìn)行干燥，在達到著(zhù)火溫度后燃燒，隨著(zhù)筒體滾動(dòng)，垃圾得到翻滾并下滑，一直到筒體出口排出灰渣。當垃圾含水量過(guò)大時(shí)，可在筒體尾部增加一級爐排，用來(lái)滿(mǎn)足燃燼，滾筒中排出的煙氣，通過(guò)一垂直的燃燼室（二次燃燒室）。燃燼室內送入二次風(fēng)，煙氣中的可燃成分在此得到充分燃燒。二次燃燒室溫度普遍為1000-1200℃?；剞D窯式垃圾燃燒裝置費用低，廠(chǎng)用電耗與其他燃燒方式相比也較少，但對熱值低于5000kJ/kg含水分高的垃圾燃燒有一定的難度。

四大原則

健全的垃圾分類(lèi)是垃圾焚燒發(fā)電的前置條件，是不可超越的歷史階段，這早就是社會(huì )共識。問(wèn)題是垃圾分類(lèi)需要強大的基礎設施，只有政府才有能力提供垃圾分類(lèi)所需的強大基礎設施。不論公眾的分類(lèi)沖動(dòng)多么強烈，如果沒(méi)有政府提供的強大基礎設施來(lái)配合，就絕無(wú)落地的可能。

巨大的環(huán)境風(fēng)險注定，把垃圾焚燒發(fā)電這種高風(fēng)險產(chǎn)業(yè)交給市場(chǎng)、交給企業(yè)去主導，后果極其嚴重。如果城市垃圾危機確實(shí)嚴重到非燒不可，那么這種事關(guān)公共安全的高風(fēng)險產(chǎn)業(yè)，就完全屬于公共服務(wù)的范疇，就應該主要由城市政府買(mǎi)單，應該屬于財政全額保障的公益行業(yè)。惟有財政全額保障，不計成本，才可能杜絕偷工減料的行業(yè)黑洞。

能否做到垃圾焚燒全程公開(kāi)透明，也應是決定垃圾焚燒發(fā)電是否上馬的重要指標。垃圾焚燒發(fā)電必須做到向整個(gè)社會(huì )，尤其向作為潛在受害者的所在社區的居民全方位開(kāi)放，接受整個(gè)社會(huì )尤其是所在社區居民全方位的監督，才能真正取信于人，真正讓人放心。

垃圾焚燒發(fā)電不可避免的環(huán)境風(fēng)險，顯然要對周邊居民的物業(yè)帶來(lái)一定損失，既有損失就該賠償。利益只能置換，不能被犧牲，無(wú)論當事的是多數人還是少數人。這個(gè)原則必須是剛性的，否則，借著(zhù)所謂整體利益、多數人利益，今天被犧牲的可能是他，但明天就可能是你。