韩雯雯，滕少香

（中国城市建设研究院有限公司山东分院，济南 250101）

垃圾焚烧处理技术的现状及发展趋势

韩雯雯，滕少香

（中国城市建设研究院有限公司山东分院，济南 250101）

随着经济的不断发展，人民的生活水平不断提高，工业也得到了快速的发展。垃圾的大量产生对我国生态环境和经济发展有着重要的影响，同时对垃圾的处理技术也有着更高的要求。目前，垃圾焚烧技术逐步成熟，正向着大型、高效和清洁的方向发展。本文论述了垃圾焚烧技术的现状及发展趋势，希望对垃圾焚烧技术在我国的发展有所帮助。

垃圾；焚烧处理技术；大型；高效；清洁

近年来，我国垃圾产生量不断增加，尤其在东南沿海一带更为明显。目前，我国城市的生活垃圾产量以每年9%的速度增长，2015年我国的垃圾产量达到2.1×108t[1]。在我国人口较为集中的地区，土地资源比较稀缺，垃圾填埋场的选址更为困难，运距的增加导致垃圾处理成本不断攀升。而焚烧技术具有占地少、处理时间短、对垃圾减量化作用显著等优点，此外相比填埋和堆肥技术，焚烧对地表水及地下水的危害更小。因此，焚烧技术已成为目前一些大中城市进行垃圾处理的重要方法。

垃圾焚烧技术是以焚烧为手段的垃圾处理方法，最早始于欧洲，第二次世界大战后得到了快速的发展。我国于20世纪80年代中期开始对其进行研究。其核心技术是利用焚烧炉对垃圾进行高温热化处理，在800℃～1 000℃的高温下，垃圾中的可燃成分和空气中的氧气进行剧烈的反应，释放出热量和高温燃气，此外，焚烧过程中会产生一部分固体残渣[2]。其中，焚烧过程中产生的热量还可以进行回收利用，可用于发电或者供热。

1 焚烧炉

垃圾焚烧处理系统的核心是焚烧炉，不同的焚烧炉对垃圾的处理效果不同。因此，在进行垃圾焚烧时，需对垃圾的种类、性质以及燃烧特性等进行综合研究，以保证所选择的焚烧炉可以最大程度地发挥其功能。目前，主要采用的焚烧炉有炉排式焚烧炉、流化床焚烧炉和回转窑式焚烧炉。

1.1 炉排式焚烧炉

炉排式焚烧炉工艺成熟稳定，在欧美国家得到了广泛的应用。炉排式焚烧炉是将垃圾放置于炉排上进行层状的燃烧，整个运行过程需经历热干燥、热分解、焚烧和燃烬四个阶段[3]。炉排式焚烧炉的优势在于其技术成熟、运行稳定，而且适应性广，燃烧过程不需要其他辅助燃料，大块状的垃圾也无需前处理，可直接进行处理。但是，它应用于我国的生活垃圾处理时存在一些问题。目前，我国的垃圾没有进行分类，垃圾成分复杂、含水率高，而且热值低。应用炉排式焚烧炉垃圾难以完全燃烧，不能稳定炉内温度，易产生二次污染。有时垃圾中会含有一些铁钉之类的东西会嵌入炉排的间隙中，使得炉排不能正常运转，导致垃圾不能得到充分燃烧。这样既容易损坏炉子的结构，增加处理成本，也不能使垃圾得到充分的处理。

1.2 流化床焚烧炉

流化床垃圾焚烧炉是在循环流化床燃煤技术的基础上发展起来的新型焚烧处理装置，其还可连接后续的发电及供热等设施。流化床垃圾焚烧炉是在炉内加入大量的热载体，在进行焚烧前，先将炉内的石英砂加热到600℃左右，在炉子的底部通入一定温度的热空气，使得炉内的砂砾呈现流化态。然后，进行垃圾的焚烧。燃烧产生的飞灰经过后续的烟气处理系统进行处理，大颗粒的在返回炉内继续进行处理。其余的灰渣和流动砂从炉底一同排出。

流化床垃圾焚烧炉的优点是：（1）燃料的适应性广。在炉内有大量呈流化态的热载体，垃圾可被迅速加热至着火点，因此其可处理各种形式和形态的垃圾。（2）高效脱酸，NOx排放低。炉内温度可持续保持在800℃～950℃，可抑制氮氧化物的产生。在燃烧过程中可直接添加石灰石，可降低SO2和HCl等酸性气体的产生。

同时，流化床垃圾焚烧炉也存在一些缺点：（1）该设备对进炉垃圾的粒径有着严格的要求，因此需对垃圾进行充分的前处理。（2）流化床焚烧炉需要炉内物质一直保持悬浮状态，高速的翻滚和冲刷对炉子损害较为严重，缩短了焚烧炉的使用寿命。炉排式焚烧炉年运行时间可为8 000 h，相比之下，流化床垃圾焚烧炉年运行时间较短短，大约有6 000 h。（3）流化床焚烧炉产生的烟气含热量高，对后续的烟气净化设备要求高。

1.3 回转窑焚烧炉

回转窑焚烧炉是常见的垃圾焚烧技术之一，已有130多年的历史。其窑身倾斜，运行时缓慢旋转。在回转窑内焚烧时，垃圾从一端进入窑内，与其中的高温空气进行顺向或者逆向的接触，并且在炉窑内不断翻转且向前移动，在这个过程中经过着火、焚烧和燃烬等几个阶段，最后的剩余残渣从窑尾排出窑体[4]。

按照炉内气固流动方向的不同，分为顺流式和逆流式。而根据窑内温度高低，又可分为熔融炉（熔渣式）和非熔融炉（灰渣式）。回转窑焚烧炉对处理的垃圾种类具有广泛的适应性，可以处理固体、气体、液体以及浆状等形式的废物，而且不需要进行前期的破碎、分选等处理过程。回转窑的耐热性好，窑内温度可达到2 000℃，而且垃圾在窑内的停留时间长，同时回转窑不停的旋转，使得垃圾受热更均匀，燃烧更充分，使得垃圾中有害物质焚烧率更高，也使得回转窑的应用范围更为广泛。

2 焚烧技术现状

我国的垃圾产量增速较快，但其处理设施相对滞后。20世纪80年代，我国才在深圳建立了第一座现代化的焚烧厂，日处理垃圾300 t，而且带有发电设备，为我国垃圾焚烧处理积累了宝贵的经验。

随着垃圾产量的不断增加，焚烧技术的优势不断凸显，垃圾焚烧的处理能力逐步提高。截止2010年底，国内已建成的垃圾焚烧发电厂有82座，日处理能力达到7万t[5]。由于东南沿海地区人口稠密，土地紧缺，垃圾焚烧处理设施更集中于南方。广东省环保产业协会引进了加拿大瑞威环保公司设备在惠州市建造了日处理500 t的垃圾焚烧发电厂。乐山市的焚烧发电厂使用了我国自行研制的第一台焚烧炉，共应用了2台固定式双炉蓖垃圾焚烧炉，无需辅助燃料，这推动了我国垃圾焚烧技术的发展。此外，常州市环卫工程设计研究院和常州市环卫设备厂共同开发研制了FDLIF-50B型焚烧炉，日处理50 t左右，适用于小规模的垃圾焚烧处理。而在哈尔滨投资建设的焚烧发电项目，采用了日本生产的流化床焚烧炉，实现了电脑网路自动控制，使焚烧处理技术更上一个台阶。之后，我国各地相继出现了垃圾焚烧处理厂，上海、成都等地还建有处理能力在千吨以上的焚烧处理项目。这些垃圾焚烧处理厂的建成并投入运营，逐步改善了我国垃圾处理的技术结构。

目前，垃圾焚烧处理垃圾已受到重视，尤其是在经济发达地区，焚烧处理的比例正逐步加大。同时，一些中小城市也积极探索焚烧处理技术的可行性。但是，我国垃圾焚烧存在一些问题，目前使用的焚烧设备大多数从国外引进，设备费用及焚烧运行的费用较高。因此，加快设备国产化，积极开发国内的焚烧处理垃圾市场是我国垃圾焚烧处理厂未来的发展方向。

3 发展趋势

3.1 焚烧设备的发展趋势

3.1.1 大型化发展

垃圾焚烧处理技术复杂，投资较大，后期的运行成本也较高，而我国的垃圾中热值较低，因此，必须建立规模化的垃圾焚烧设施，这样才能保证垃圾的处理效率及运行的稳定。

3.1.2 设备国产化

由于我国垃圾焚烧起步较晚，焚烧的关键设备及后续配套的发电机供热设备主要依靠进口。随着我国多家科研机构和设备制造厂的深入研究和不断创新，目前，我国已经掌握了适用于我国国情的核心技术和设备，仅仅少量设备还需进口。国产化的进程加快，大大降低了垃圾焚烧工程的投资，同时也扩大了垃圾焚烧处理的覆盖范围。

3.1.3 投资形式多样化的发展

垃圾的处理不仅仅是市政、环卫的投资，更需要在良好的政策和机制的保障下健康地发展。目前，垃圾处理可以改变传统的经营模式，吸引更多主体的参与，如BOT、PPP等新型模式[6]。随着经济的快速发展，地方政府的环保意识不断加强，垃圾焚烧处理项目的投资建设也具备了更好的条件，资金筹措等也有了更多的渠道来支持。

3.1.4 运行管理专业化

垃圾焚烧项目相比其他垃圾处理方式较为复杂，需要专业化的团队和具有丰富经验的人员来进行管理。

3.2 焚烧处理技术应用的趋势

3.2.1 提高环保排放要求

生活垃圾焚烧处理厂会排放大量废气，其中二噁英的排放量是人们最为关注的指标，而二噁英是对人体危害严重的致癌物质。垃圾焚烧技术的应用，不仅提高了二噁英的排放要求，同时也提高了相应的环保排放标准。

3.2.2 有助于减少温室气体排放

垃圾焚烧处理对温室气体污染物的减排作用也是非常显著的，主要表现在垃圾焚烧处置减少了填埋场垃圾的填埋量，进而减少了甲烷的排放量；此外，焚烧余热的利用代替了一部分化石燃料的使用，降低了温室气体的产生。在我国，生活垃圾焚烧余热发电和填埋处置相比，每吨垃圾可减排温室气体为0.48～0.64 t。国外有着不同的认识，当生活垃圾不适宜回收时，焚烧是最佳的处置方式，因此，德国对生活垃圾焚烧并进行利用，每年相当于减少975万t二氧化碳的排放[7]。

3.2.3 降低垃圾填埋的COD排放量

随着我国经济的不断发展，工业化进程不断加快，垃圾数量不断增加，同时向环境中排放的COD不断增加。垃圾焚烧处置可以减少垃圾填埋带来的COD排放。每填埋1 t生活垃圾可产生0.2 t左右的COD，而焚烧处置技术大大减少了垃圾的填埋量，同时也降低了因垃圾填埋而产生的COD污染物。

3.2.4 提供新能源

垃圾焚烧处理不仅可以有效地处理垃圾，而且能够利用其产生的热能进行发电，人们可以将其作为一种新型能源来利用。据统计，生活垃圾焚烧余热其平均产生电能为520 kW·h/t，而垃圾填埋产生的沼气平均产生电能为20 kW·h/t。在美国，87座垃圾焚烧发电厂产生的电能大约有2 500 MW，可以供2 300万个家庭使用，其产值可达100亿元，而且能提供就业岗位，最主要的是其对环境产生的影响相比其他电能产生的方式更小。日本和欧洲也早已将垃圾焚烧发电作为一种重要的能源。

4 结语

我国的垃圾增长空间仍然巨大，对垃圾的处理和管理需要进行更大的重视。尤其在垃圾分类、回收和管理工作上仍需加大力度，不断提高垃圾的无害化及资源化水平。随着对垃圾处理要求的不断提高，垃圾焚烧技术在国内得到了快速的发展。同时，应提高焚烧炉烟气处理系统等后续配套设备的技术水平，降低二次污染的风险。此外，垃圾焚烧不仅是实现垃圾的减量化、无害化处理，更要实现垃圾的资源化利用。

1 潘 艺.垃圾围困城市告急[N].中国环境报，2013-07-25.

2 赵树青，宋 薇，刘晶昊，等．我国生活垃圾焚烧二噁英污染现状及减排建议[J].环境工程，2011，29（1）：86-88．

3 吕志刚．城市生活垃圾焚烧发电的现状及发展对策[J].中国环保产业，2010，（12）：37-40．

4 洪 雷，王小文，姬艳梅，等.垃圾焚烧发电技术进展与应用探讨[J].环境卫生工程，2011，19（3）：55-57.

5 陈宋璇，黎小保.生活垃圾焚烧发电中二噁英控制技术研究进展[J].环境科学与管理，2012，37（5）：89-93.

6 解海卫，张 艳，张于峰.城市生活垃圾焚烧处理工艺研究[J].可再生能源，2010，28（5）：76-79.

7 罗忠涛，肖宇领，杨久俊，等.垃圾焚烧飞灰有毒重金属固化稳定技术研究综述[J].环境污染与防治，2012，34（8）：58-62.

Present Situation and Development Trend of Waste Incineration Technology

Han Wenwen, Teng Shaoxiang
(Shandong Branch of China Urban Construction Research Institute Co., Ltd., Jinan 250101, China)

With the development of economy, people's standard of living and industry has been rapid development, waste produced in large amounts of China which has an important influence of ecological environment and economic development.At the same time waste processing technology has a higher requirements. At present, the development of municipal solid waste incineration technology is gradually mature, and is developing in the direction of large-scale, efficient and clean. This paper discusses the present situation and the development trend of the technology of waste incineration, and hopes to provide some help for the development of the waste incineration technology in our country.

garbage; incineration treatment technology; large; efficient; clean

X705

A

1008-9500(2017)06-0043-03

2017-04-13

韩雯雯（1984-），女，陕西咸阳人，硕士研究生，从事环境工程、市政给排水方向研发与设计工作。