垃圾焚燒發電固廢處置技術的分析

曲少飛，張春梅

（煙臺市環境監控中心，山東 煙臺 264003）

引言

在垃圾焚燒廠，可通過垃圾焚燒的方式達到發電效果，且焚燒之后的垃圾體積可顯著縮小。通過這樣的方式，不僅可以讓垃圾得到良好處理，同時也可以使其達到回收再利用的效果。但是在垃圾焚燒過程中，通常也會伴隨著一些固廢產生，因此還需要通過合理的技術措施來做好固廢處置。

1 垃圾焚燒發電固廢及其危害分析

在垃圾焚燒過程中，產生的固體廢物通常是經高溫分解之后的小顆粒固廢，其中的一部分會在燃燒鍋爐出口位置附著，另一部分會伴隨煙氣排出到燃燒鍋爐外部。在垃圾焚燒發電中，產生的固廢小顆粒直徑通常在1.1 μm 以下。如果這些小顆粒被人吸入體內，從而對人體健康乃至于生命安全造成很大程度的不良影響[1]?；诖?，相關單位一定要加強其處置技術的研究，最大限度降低垃圾焚燒發電后固廢。

2 垃圾焚燒發電固廢處置技術應用分析

隨著當今社會經濟與科學技術的進步，傳統的垃圾填埋或直接焚燒方法在生活垃圾固廢處理中已經越來越不適用，基于垃圾焚燒發電的固廢處置技術已經十分普遍。而在通過此項技術進行固廢處置的過程中，焚燒爐技術、煙氣處理技術以及焚燒廢渣處理技術是最關鍵的幾項技術形式[1]。以下是對這幾種關鍵技術在固廢處理中的應用所進行的分析。

2.1 焚燒爐技術的應用

在經過焚燒之后，固廢垃圾可減量80%以上，而在焚燒過程中，產生的熱能會將液態水加熱，使其成為蒸汽，從而帶動發電機達到發電效果。對于焚燒中產生的煙氣，在通過配套環保設備間進行處理之后，便可達到規定的排放標準。對于垃圾焚燒產生的廢渣，可通過相應的技術進行處理，或安置到垃圾填埋場中進行填埋處理。通過這樣的方式，便可讓焚燒之后的固廢得到良好處理。就目前來看，我國的垃圾焚燒發電廠通常會選用機械式爐排焚燒爐，此類焚燒爐具有完善的結構和強大的性能，且智能化程度很高，同時也具有很高的熱轉化效率。具體應用中，可通過專用的垃圾運輸車將垃圾卸入到儲存池中，在通過抓斗和吊車將垃圾送入到焚燒爐中進行焚燒，產生的蒸汽可直接用來發電，產生的殘渣將排放到灰渣儲存池中。此類焚燒爐的主要組成部分為耐火磚，沒有受熱面，將膜式水冷壁余熱鍋爐裝置到輔助燃燒器與二次風噴口之后，使其延伸到爐墻和爐拱位置，下部敷設很長的耐火衛燃帶，以此來降低熱交換速度。在衛燃帶上端設置爐溫度測量點，根據測量點溫度，通過計算機來進行鍋爐燃燒控制，從而實現固廢的有效分解，盡最大限度滿足環保排放需求[2]。

通常情況下，固廢焚燒處置主要可以分為三個階段，第一是將固廢投入到燃燒爐中，達到焚燒前的預熱效果。第二是讓固廢在焚燒爐中燃燒，這是垃圾焚燒發電固廢處置中的一個關鍵環節。第三是將第二階段沒有燃燒充分的固廢再一次焚燒，通過這樣的方式，便可達到良好的固廢處理效果。某垃圾焚燒發電廠固廢處置中的三個階段溫度與時間控制情況，如表1 所示。

表1 某垃圾焚燒發電廠固廢處置中的三個階段溫度與時間控制情況

2.2 煙氣處理技術

在通過垃圾焚燒發電法進行固廢處置的過程中，煙氣處理也是一個至關重要的工藝環節，這一環節主要由煙氣處理裝置來完成，包括煙氣除塵和煙氣脫硫處理。固廢焚燒會伴隨著大量的酸性氣體產生，對于這些酸性氣體，需要通過干化法、半干化法以及加濕法來進行處理。

其中，干化法的主要原理是讓堿性固態吸收劑和煙氣交融，并保持相應的湍流度，從而和煙氣中含有的酸性氣體中和，該方法設備簡單、成本和運行費用都比較低，且反應產物更容易清理。但是該方法的反應速度比較慢，脫酸效率較低，通常不能單獨使用。垃圾焚燒發電固廢處置中的干法煙氣凈化原理示意圖，如圖1 所示。

圖1 垃圾焚燒發電固廢處置中的干法煙氣凈化原理示意圖

半干化法的主要原理是讓液態吸收劑和酸性氣體產生反應，實現干狀態下的酸性氣體處理，此方法可延長煙氣停留時間，將固廢焚燒煙氣中的污染降低，具有較高的煙氣凈化效率，且工藝比較簡單，成本比較合理，反應產物為固態，很容易清理。垃圾焚燒發電固廢處置中的半干法煙氣凈化原理示意圖，如圖2所示。

圖2 垃圾焚燒發電固廢處置中的半干法煙氣凈化原理示意圖

加濕法的主要原理是將堿性吸附劑加入到吸收塔內，使其和固廢焚燒煙氣中含有的酸性污染物發生反應，從而將其去除，達到良好的煙氣固廢焚燒煙氣凈化處理效果。但是該技術的應用會伴隨著大量的洗滌污水產生，使用中需要加設污水處理環節，處理工藝比較復雜，投入成本較大[3]。

因此在非必要情況下，垃圾焚燒發電固廢處理通常會選擇半干化法或干化法與半干化法相結合的方式，以此來達到滿意的垃圾焚燒固廢處置效果。

2.3 焚燒廢渣處理技術

就目前來看，我國每一年通過焚燒發電處置的生活垃圾固廢超過40 萬t，其焚燒發電量可以達到1.2 億kW·h 以上。通過這樣的固廢處置方式，不僅可在極大程度上降低固廢堆放和填埋所用的空間，同時也顯著降低了環境污染，并使其達到良好的回收再利用效果。但是在經過焚燒發電處置之后，通常會留有一些固廢殘渣，包括鍋爐濾出的殘渣、煙氣通道中的灰渣、反應塔內的灰渣、焚燒底渣等。這些廢渣中通常都含有較多的有毒有害成分，尤其是焚燒底渣，其中的三氧化二鐵、氧化鈣、二氧化硅、氯化鈣等有毒有害物質的含量更高，同時也會含有一些汞、二噁英、鋅等有毒有害物質，對于這些焚燒廢渣，具體處置中，首先可通過人工分揀的方式挑揀出其中沒有燃盡的物質，通過粉碎機將其粉碎。對于粉碎之后的原渣，首先可通過磁選機將其中的鐵濾出，再通過跳汰機、拋鋁機、搖床等對剩余的廢料進行處理，從而將其中的鋁和銅等有色金屬選出。之后再通過濕法處理技術等將其中的重金屬和有毒有害物質清除。剩余的環保砂可用作骨料制作環保磚。對于一些廢金屬，比如氧化鈣、氧化錳、氧化鋁等，可直接在廠區內進行衛生填埋處理[4]。通過這樣的方式，便可讓垃圾焚燒發電過程中的焚燒殘渣得到有效處理，盡可能提升其凈化效果和回收再利用價值，從而有效確保垃圾焚燒發電固廢處置質量，讓環境與人體健康得以良好保護。

3 垃圾焚燒發電固廢處置技術發展方向

雖然目前的垃圾焚燒發電固廢處置技術已經十分先進，但是在煙氣與焚燒廢渣處理中，應用到的很多工藝依然存在成本高、工藝復雜、二次污染等情況，同時，依然有很多固廢處理工藝需要通過人工的方式來實現?；诖?，在垃圾焚燒發電固廢處置技術未來的應用、研究與發展中，相關單位與研究人員需加大力度改進目前的煙氣與焚燒廢渣處理工藝，簡化工藝設備與工藝流程，降低工藝成本，并通過合理的措施來減少和避免二次污染的產生。

在此過程中，研究人員也可以將當今先進的人工智能技術合理應用到垃圾焚燒發電固廢處理工藝中，用智能機器人或分揀機械手臂等來代替人工操作。通過這樣的方式，不僅可有效提升固廢處置效率與質量，達到良好的環保效果，同時也可以盡最大限度降低固廢處置過程中各種有毒有害污染物對工作人員人體的傷害。

4 結語

垃圾焚燒發電固廢處置是當今生活垃圾固廢處理中的一種主要技術形式，該技術不僅可以達到良好的環保效果，同時也可以實現固廢的回收與再利用。因此，相關單位、研究者與技術人員一定要加強此項技術的應用研究，并對其工藝加以不斷改進與創新，從而實現垃圾焚燒發電固廢處置技術的良好應用與發展。