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[摘 要]随着我国城市化进程的步伐加快，导致城市生活垃圾产生量快速增加。如何有效处置生活垃圾成了城市管理者面临的一大难题。垃圾焚烧法主要优点是减量效果最佳，无害化彻底，同时现代焚烧技术对余热进行了充分利用，减少了二次污染，具有明显的社会、经济和环境效益。但在生活垃圾焚烧发电过程中也存在二次污染问题，特别是废气污染，必须采取有效措施予以解决。
[关键词]生活垃圾；焚烧发电工艺；废气污染；防治措施
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0293-01
1 垃圾的主要焚烧方式
目前，在国内外的垃圾焚烧处理中，其方式主要有直接焚烧和热解气化焚烧两种。垃圾直接焚烧又称“单段燃烧”。由于生活垃圾含水率高、热值低，在垃圾焚烧之前，通常需将垃圾进行脱水和相对干燥处理，其中常用的是采用堆酵和预热烘烤干燥。热解气化燃烧是在缺氧条件下进行，完成垃圾的蒸发干燥、热解气化燃烧反应，产生大量的炭粒、CO与碳氢化合物气体，通过二段燃烧室进行燃烧。
2 生活垃圾焚烧发电工艺简介
2.1 垃圾焚烧系统
要利用生活垃圾焚烧发电，首先需要进行垃圾焚烧，一般垃圾焚烧有三种方式：一是先对垃圾进行预处理，然后再焚烧。第二种是垃圾收集后直接焚烧。第三种是对废物进行简单的预处理，然后进行焚烧。但无论是什么样的燃烧，都离不开垃圾焚烧系统中的应用，在整个系统中的垃圾焚烧，是焚烧炉的关键设备，因为垃圾，其成分非常复杂，且热值将变得更大，有很多的变化，使垃圾焚烧系统和垃圾焚烧炉的炉体结构。根据燃烧方式的不同，燃烧炉可分为机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉和回转窑焚烧炉。
有一个焚烧炉前包括机械炉排焚烧，且技术成熟，其每一年的正常运行时间在8000h以上，垃圾焚烧过程中的机械炉排焚烧炉，垃圾是层流燃烧炉排上燃烧，燃烧，再经过干燥后，在排出的灰渣，不不管什么样的格子，往往采用不同的方法使垃圾层可以继续宽松，使废气充分接触，使燃烧更充分。流化床焚烧炉利用流态化技术焚烧垃圾。流化床焚烧炉中普遍存在石英砂作为热载体。采用流化床燃烧的垃圾焚烧炉，往往都需要先通过喷油燃烧的方式把炉体内的石英砂加热到600℃以上，并且还需要将垃圾破碎成为5cm粒径以下的颗粒投入到炉内，所以它可以使垃圾和媒体流化充分混合，从而浪费水很快蒸发，更利于垃圾的燃烧。因为在流化床垃圾焚烧炉的热载体炉的存在，所以在垃圾燃烧过程中，燃烧的稳定性会更好，而且对垃圾具有较好的适应性，及燃烧热效率更高，和流化床焚烧炉焚烧垃圾的利用，也能有效地控制燃烧温度，减少一氧化氮的产生，有利于环境保护。最后，由钢柱安装耐火涂料或直接从冷却水管道和钻孔钢板焊接成的圆柱形回转窑焚烧炉，然后沿轴向方向的筒体小角度倾斜，在焚烧垃圾时，垃圾是由气缸同时供应。慢慢旋转，使废物逐渐干燥和燃烧。在垃圾焚烧炉的选择上，必须结合实际情况，根据垃圾的实际情况，选择合适的垃圾焚烧炉。
2.2 热回收系统
要对垃圾燃烧所产生的热量加以利用，使其用来发电，还需要通过热回收系统，在进行垃圾焚烧的过程中，通过对热回收系统的利用，将垃圾燃烧所产生的热量通过吸热介质进行回收，而需要应用到的设备就是余热锅炉，余热锅炉可以分为分体式的余热锅炉和一体式的余热锅炉，分体式的余热锅炉是指焚烧设备和热回收设备相互分离的，而一体式余热锅炉则是把焚烧设备和热回收装置连接成为一个整体。无论采用哪种形式的设备，热回收的基本流程都是一致的，都是将焚烧所产生的热量变成水蒸气，然后再以热蒸汽作为动力来进行发电。
2.3 热力与发电系统
在余熱锅炉产生过热蒸汽之后，热力发电机就会将其转换为电能，所以热力系统是生活垃圾焚烧发电过程中一个重要的系统，一个热力系统是由锅炉、汽机、发电机以及凝汽器、除氧器和凝结水泵等附属设备构成的，锅炉用以产生高温高压蒸汽，汽机则利用高温高压蒸汽做功，而发电机主要是产生电能。就整个热力与发电系统而言，其相当于一个小型的火力发电厂，而在实际应用过程中，这一系统所存在的主要问题就是蒸汽的参数不够稳定。
3 生活垃圾焚烧发电所产生的废气污染防治措施
3.1 有机污染物防治措施
（1）源头控制。在城市生活垃圾送焚烧厂之前，采取垃圾分选技术，分选出垃圾中的铁、铜、镍等金属，切断垃圾焚烧过程中的催化介质，同时减少含氯有机物的进厂量，从源头减少二噁英的产生。（2）燃烧控制。合理控制助燃空气的风量、温度和注入位置，炉温控制在850℃～950℃之间，烟气在850℃以上，停留时间不小于2s，O2浓度不低于6%。焚烧炉高温废气直接通过余热锅炉以热交换形式急冷降温，控制烟气温度在250℃～500℃停留时间小于1s，有效抑制二噁英的产生，锅炉出口烟气温度低于200℃。（3）末端控制。末端控制采用“活性炭吸附+布袋除尘器过滤”。除尘器入口处的烟气温度控制在200℃以下，在布袋除尘器入口前烟道设置活性炭喷射装置，活性炭入口设在紧靠反应塔的出口管道上，以加强混合并增加反应时间。当活性炭粉与烟气一起进入布袋除尘器后，停留在滤袋上的活性炭粉继续同缓慢通过滤袋的烟气充分接触，通过在布袋除尘器上形成“活性炭肺”对二噁英进行吸附。
3.2 酸性气体防治措施
（1）硫氧化物、氯化氢和氟化氢等。酸性气体的去除方法有湿法、干法和半干法。湿法去除效率高，但会产生大量污水，造成二次污染；干法无污水排放，但去除效率较低（60%～70%）；目前脱除烟气中酸性气体应用最广泛的方法为半干法，既不会产生污水，去除效率又较高，达到90%左右。半干法以浓度约为5%～10%的Ca（OH）2浆液为净化吸附剂，由制浆系统输送过来的石灰浆液通过塔顶的高速旋转喷头进行雾化，石灰浆液被雾化成粒径120～200μm的雾滴，这些细小的雾滴与酸性气体充分接触，在一系列化学反应后去除烟气中绝大部分酸性气体。反应过程中，雾滴吸收烟气中的热量不断蒸发水分，结合反应塔独特设计，塔内的高温烟气使得浆液雾滴在下降过程中得到干燥，并在到达塔底前将水分充分蒸发，形成固体反应物从塔底排出。反应方程式如下：
（2）氮氧化物。为有效减少NOX生成，应遵循燃烧控制的3T+E（Temperature，Time，Turbulence，Excessair）基本原则，即：合理的垃圾焚烧炉几何尺寸设计；有效控制一次空气与优化二次空气供给；高温条件下较长的烟气停留时间；保持烟气中低氧含量等。由于我国生活垃圾大多数未进行有效分类，垃圾成分复杂，垃圾焚烧烟气中重金属和酸性气体含量较高，如采用SCR（选择性催化还原法）去除NOX，则易引起催化剂中毒，因此目前去除NOX较为成熟的方法是SNCR（选择性非催化还原法），去除效率约为50%。该方法是在烟气温度850℃～1100℃、O2共存的条件下，向炉膛内直接喷入尿素溶液，将氮氧化物还原为氮气和水。反应方程式如下：
3.3 颗粒物防治措施
除尘设备主要有旋风除尘器、静电除尘器和布袋除尘器。旋风除尘器的除尘效率为65%～85%，对于10μm以上的烟尘较为有效，对10μm以下的烟尘处理效率低，不适合作为最终除尘设备；静电除尘器的除尘效率高，一般达99%以上，但其运行环境有助于二噁英再合成；布袋除尘器不仅除尘效率高，而且布袋除尘器中的滤饼含有一定量的石灰和活性炭，为进一步中和酸性气体、吸附重金属和二噁英提供了时间和场所，对脱硫、脱氯、去除重金属和二噁英均有一定的辅助作用。因此生活垃圾焚烧炉除尘装置目前普遍采用布袋除尘器。
4 结论
垃圾是废品，只要对其进行适当的处理，就可以变废为宝，通过焚烧垃圾来发电是一种很好的垃圾处理方式，但是在利用生活垃圾焚烧发电时，必须注意避免对环境造成破坏，尤其是要注意对燃烧所产生的废气进行处理，通过采取有效的措施对废气污染进行处理，就能够减少对环境的破坏。
参考文献
[1] 严密，熊祖鸿，李晓东，等.中美城市生活垃圾焚烧处置现状和发展趋势[J].环境工程，2013（3）：87-91.
[2] 屠宏斌，黄群星，陆胜勇，等.法国的垃圾处理及典型垃圾焚烧工艺[J].能源工程，2010（1）：44-49.
[关键词]生活垃圾；焚烧发电工艺；废气污染；防治措施
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0293-01
1 垃圾的主要焚烧方式
目前，在国内外的垃圾焚烧处理中，其方式主要有直接焚烧和热解气化焚烧两种。垃圾直接焚烧又称“单段燃烧”。由于生活垃圾含水率高、热值低，在垃圾焚烧之前，通常需将垃圾进行脱水和相对干燥处理，其中常用的是采用堆酵和预热烘烤干燥。热解气化燃烧是在缺氧条件下进行，完成垃圾的蒸发干燥、热解气化燃烧反应，产生大量的炭粒、CO与碳氢化合物气体，通过二段燃烧室进行燃烧。
2 生活垃圾焚烧发电工艺简介
2.1 垃圾焚烧系统
要利用生活垃圾焚烧发电，首先需要进行垃圾焚烧，一般垃圾焚烧有三种方式：一是先对垃圾进行预处理，然后再焚烧。第二种是垃圾收集后直接焚烧。第三种是对废物进行简单的预处理，然后进行焚烧。但无论是什么样的燃烧，都离不开垃圾焚烧系统中的应用，在整个系统中的垃圾焚烧，是焚烧炉的关键设备，因为垃圾，其成分非常复杂，且热值将变得更大，有很多的变化，使垃圾焚烧系统和垃圾焚烧炉的炉体结构。根据燃烧方式的不同，燃烧炉可分为机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉和回转窑焚烧炉。
有一个焚烧炉前包括机械炉排焚烧，且技术成熟，其每一年的正常运行时间在8000h以上，垃圾焚烧过程中的机械炉排焚烧炉，垃圾是层流燃烧炉排上燃烧，燃烧，再经过干燥后，在排出的灰渣，不不管什么样的格子，往往采用不同的方法使垃圾层可以继续宽松，使废气充分接触，使燃烧更充分。流化床焚烧炉利用流态化技术焚烧垃圾。流化床焚烧炉中普遍存在石英砂作为热载体。采用流化床燃烧的垃圾焚烧炉，往往都需要先通过喷油燃烧的方式把炉体内的石英砂加热到600℃以上，并且还需要将垃圾破碎成为5cm粒径以下的颗粒投入到炉内，所以它可以使垃圾和媒体流化充分混合，从而浪费水很快蒸发，更利于垃圾的燃烧。因为在流化床垃圾焚烧炉的热载体炉的存在，所以在垃圾燃烧过程中，燃烧的稳定性会更好，而且对垃圾具有较好的适应性，及燃烧热效率更高，和流化床焚烧炉焚烧垃圾的利用，也能有效地控制燃烧温度，减少一氧化氮的产生，有利于环境保护。最后，由钢柱安装耐火涂料或直接从冷却水管道和钻孔钢板焊接成的圆柱形回转窑焚烧炉，然后沿轴向方向的筒体小角度倾斜，在焚烧垃圾时，垃圾是由气缸同时供应。慢慢旋转，使废物逐渐干燥和燃烧。在垃圾焚烧炉的选择上，必须结合实际情况，根据垃圾的实际情况，选择合适的垃圾焚烧炉。
2.2 热回收系统
要对垃圾燃烧所产生的热量加以利用，使其用来发电，还需要通过热回收系统，在进行垃圾焚烧的过程中，通过对热回收系统的利用，将垃圾燃烧所产生的热量通过吸热介质进行回收，而需要应用到的设备就是余热锅炉，余热锅炉可以分为分体式的余热锅炉和一体式的余热锅炉，分体式的余热锅炉是指焚烧设备和热回收设备相互分离的，而一体式余热锅炉则是把焚烧设备和热回收装置连接成为一个整体。无论采用哪种形式的设备，热回收的基本流程都是一致的，都是将焚烧所产生的热量变成水蒸气，然后再以热蒸汽作为动力来进行发电。
2.3 热力与发电系统
在余熱锅炉产生过热蒸汽之后，热力发电机就会将其转换为电能，所以热力系统是生活垃圾焚烧发电过程中一个重要的系统，一个热力系统是由锅炉、汽机、发电机以及凝汽器、除氧器和凝结水泵等附属设备构成的，锅炉用以产生高温高压蒸汽，汽机则利用高温高压蒸汽做功，而发电机主要是产生电能。就整个热力与发电系统而言，其相当于一个小型的火力发电厂，而在实际应用过程中，这一系统所存在的主要问题就是蒸汽的参数不够稳定。
3 生活垃圾焚烧发电所产生的废气污染防治措施
3.1 有机污染物防治措施
（1）源头控制。在城市生活垃圾送焚烧厂之前，采取垃圾分选技术，分选出垃圾中的铁、铜、镍等金属，切断垃圾焚烧过程中的催化介质，同时减少含氯有机物的进厂量，从源头减少二噁英的产生。（2）燃烧控制。合理控制助燃空气的风量、温度和注入位置，炉温控制在850℃～950℃之间，烟气在850℃以上，停留时间不小于2s，O2浓度不低于6%。焚烧炉高温废气直接通过余热锅炉以热交换形式急冷降温，控制烟气温度在250℃～500℃停留时间小于1s，有效抑制二噁英的产生，锅炉出口烟气温度低于200℃。（3）末端控制。末端控制采用“活性炭吸附+布袋除尘器过滤”。除尘器入口处的烟气温度控制在200℃以下，在布袋除尘器入口前烟道设置活性炭喷射装置，活性炭入口设在紧靠反应塔的出口管道上，以加强混合并增加反应时间。当活性炭粉与烟气一起进入布袋除尘器后，停留在滤袋上的活性炭粉继续同缓慢通过滤袋的烟气充分接触，通过在布袋除尘器上形成“活性炭肺”对二噁英进行吸附。
3.2 酸性气体防治措施
（1）硫氧化物、氯化氢和氟化氢等。酸性气体的去除方法有湿法、干法和半干法。湿法去除效率高，但会产生大量污水，造成二次污染；干法无污水排放，但去除效率较低（60%～70%）；目前脱除烟气中酸性气体应用最广泛的方法为半干法，既不会产生污水，去除效率又较高，达到90%左右。半干法以浓度约为5%～10%的Ca（OH）2浆液为净化吸附剂，由制浆系统输送过来的石灰浆液通过塔顶的高速旋转喷头进行雾化，石灰浆液被雾化成粒径120～200μm的雾滴，这些细小的雾滴与酸性气体充分接触，在一系列化学反应后去除烟气中绝大部分酸性气体。反应过程中，雾滴吸收烟气中的热量不断蒸发水分，结合反应塔独特设计，塔内的高温烟气使得浆液雾滴在下降过程中得到干燥，并在到达塔底前将水分充分蒸发，形成固体反应物从塔底排出。反应方程式如下：
（2）氮氧化物。为有效减少NOX生成，应遵循燃烧控制的3T+E（Temperature，Time，Turbulence，Excessair）基本原则，即：合理的垃圾焚烧炉几何尺寸设计；有效控制一次空气与优化二次空气供给；高温条件下较长的烟气停留时间；保持烟气中低氧含量等。由于我国生活垃圾大多数未进行有效分类，垃圾成分复杂，垃圾焚烧烟气中重金属和酸性气体含量较高，如采用SCR（选择性催化还原法）去除NOX，则易引起催化剂中毒，因此目前去除NOX较为成熟的方法是SNCR（选择性非催化还原法），去除效率约为50%。该方法是在烟气温度850℃～1100℃、O2共存的条件下，向炉膛内直接喷入尿素溶液，将氮氧化物还原为氮气和水。反应方程式如下：
3.3 颗粒物防治措施
除尘设备主要有旋风除尘器、静电除尘器和布袋除尘器。旋风除尘器的除尘效率为65%～85%，对于10μm以上的烟尘较为有效，对10μm以下的烟尘处理效率低，不适合作为最终除尘设备；静电除尘器的除尘效率高，一般达99%以上，但其运行环境有助于二噁英再合成；布袋除尘器不仅除尘效率高，而且布袋除尘器中的滤饼含有一定量的石灰和活性炭，为进一步中和酸性气体、吸附重金属和二噁英提供了时间和场所，对脱硫、脱氯、去除重金属和二噁英均有一定的辅助作用。因此生活垃圾焚烧炉除尘装置目前普遍采用布袋除尘器。
4 结论
垃圾是废品，只要对其进行适当的处理，就可以变废为宝，通过焚烧垃圾来发电是一种很好的垃圾处理方式，但是在利用生活垃圾焚烧发电时，必须注意避免对环境造成破坏，尤其是要注意对燃烧所产生的废气进行处理，通过采取有效的措施对废气污染进行处理，就能够减少对环境的破坏。
参考文献
[1] 严密，熊祖鸿，李晓东，等.中美城市生活垃圾焚烧处置现状和发展趋势[J].环境工程，2013（3）：87-91.
[2] 屠宏斌，黄群星，陆胜勇，等.法国的垃圾处理及典型垃圾焚烧工艺[J].能源工程，2010（1）：44-49.