垃圾焚燒鍋爐污染物的形成與防護

李勇　趙彥杰

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院周口分院河南周口466000）

垃圾焚燒鍋爐污染物的形成與防護

李勇趙彥杰

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院周口分院河南周口466000）

垃圾焚燒技術在我國的廣泛應用，隨之而來的環(huán)境污染問題也越來越被人們關注。對垃圾焚燒處理過程中產生廢棄物的種類、形成因素應加以認識，并從減少污染物排放、降低污染物危害及排放物的再利用等方面找到解決措施。

垃圾焚燒爐；污染；防護

近年來，隨著城市的發(fā)展，產生的垃圾也逐漸增多，全國城市生活垃圾清運量顯著增加。傳統(tǒng)垃圾填埋方式由于投入較高、占地面積大且垃圾堆放中所產生的有害成分會污染環(huán)境，因此垃圾無害化處理的要求越來越高，這其中采用焚燒方式處理的垃圾處理方式在不斷發(fā)展。據統(tǒng)計，2003～2013年，我國城市生活垃圾焚燒無害化處理量保持較快增長趨勢，我國垃圾焚燒處理廠達到190多家[1]。

垃圾焚燒技術主要是利用生活垃圾代替煤作為燃料，在鍋爐內進行燃燒，加熱水產生蒸氣，用來發(fā)電或者供熱。目前垃圾焚燒爐主要有兩種形式：一是機械爐排鍋爐，二是循環(huán)流化床鍋爐，我國主要采用機械爐排鍋爐。

1垃圾焚燒爐污染物的形成和危害

1.1二惡英的形成與危害

垃圾焚燒爐所產生的二惡英是對環(huán)境的首要危害，二惡英如果被吸入，將對人體產生較大的影響，人體自身系統(tǒng)無法降解二惡英，也不能將其排出，二惡英將會在人體中沉積，對健康產生極大影響，嚴重的將會致癌，研究表明，二惡英也能造成器官的病變、畸形，另外還能影響免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)。

二惡英是一種性質非常穩(wěn)定的化合物，具有較高的熔點，而且?guī)缀醪蝗芙庥谒?，是一種無色無味的劇毒化合物，由于其難溶于水的性質，因此在進入人體后，就會在人體內沉積，垃圾焚燒爐在運行中，垃圾燃燒時會產生大量的二惡英。二惡英具有較高的熱穩(wěn)定性，在垃圾焚燒過程中，垃圾本身含有的二惡英在燃燒過程中被高溫分解掉，殘留未被高溫分解和未完全分解的部分會隨著廢氣排出爐外，對周邊環(huán)境造成嚴重危害。垃圾焚燒鍋爐燃料中的塑料制品、皮革制品、紡織制品等材料在燃燒過程中，經高溫催化分解重新合成后會重新合成二惡英。另外在垃圾焚燒過程中，受外界因素影響，如供氧不足導致燃燒不充分，就會導致已被高溫分解的部分二惡英在300℃～500℃，在合適催化劑的作用下重新合成新的二惡英[2]。

1.2廢氣廢渣的形成與危害

垃圾焚燒后產生的廢氣和廢渣是垃圾焚燒電廠對環(huán)境污染的另外兩個重要方面，廢氣中含有大量的粉塵、氧化物和氮氧化物發(fā)廢氣、有機物的殘渣其中包含大量的二惡英，另外還有一部分重金屬。垃圾焚燒鍋爐產生的廢渣主要來自于生活垃圾在充分燃燒后的殘留物，其中主要包括熔渣、玻璃、陶瓷類等物質碎片、鐵和其他金屬、及其他一些不可燃物以及沒有燃燒完全的有機物所組成的不均勻混合物。另外爐渣中還含有大量的二氧化硅(SiO2)等金屬氧化物，以及未完全燃燒的塑料制品等殘渣[3]。

1.3飛灰的形成與危害

飛灰指在固體微粒在隨著煙氣流出的過程中，部分沉積在省煤器和空氣預熱器等設備內部表面，約占灰渣總量的20%左右。垃圾焚燒爐產生的廢氣主要來自于焚燒垃圾產生的細微粉塵，其中含有二惡英及重金屬等有害物。

2垃圾焚燒爐污染物的應對措施

2.1二惡英的防護措施

研究表明，垃圾焚燒鍋爐在運行中，二惡英的形成是由多種因素共同作用的結果，對其形成因素進行分析，加以嚴格控制，會大大降低二惡英的產生，當前應用最廣泛的抑制二惡英形成的機制有改變垃圾焚燒鍋爐的結構、控制運行工況、燃料中加入阻止二惡英生成的試劑等方面。目前應用最廣泛的是改進垃圾焚燒爐的結構形式，控制爐膛溫度在800℃以上，使生成的二惡英被完全燃燒掉，另外通過在垃圾燃料中混合硫及硫化物等化學試劑，用來降低二惡英的形成，達到從源頭上控制二惡英生產的目的，200℃～500℃的煙氣中二惡英的反應最為劇烈，短時間內就會生成大量的二惡英，在200℃～500℃范圍內煙氣的停留時間越短，越能顯著減少二惡英的生成[4]。在鍋爐大修及停爐期間定期對垃圾焚燒爐內部清理，減少二惡英的形成條件，也能有效減少燃燒后區(qū)域二惡英的合成。

2.2廢氣廢渣的處理

垃圾焚燒過程中產生的煙氣，不僅含有二惡英等有機物，還含有多種酸性氣體和重金屬附著重金屬的煙氣顆粒。因此，對煙氣處理進行無害化處理也是一個重要環(huán)節(jié)。目前我國大部分垃圾電廠都采用半干法加布袋除塵工藝，利用添加石灰粉和活性炭來吸附煙氣中殘存的二惡英以及中和酸性物質，即將石灰粉噴入半干反應塔，與酸性氣體充分反應，進一步減少二惡英的含量。

二惡英是以固態(tài)形式附著在飛灰表面，通過活性炭吸收塔能很好地控制其污染，同時煙氣中的重金屬在煙氣溫度降低時部分易揮發(fā)的重金屬會產生冷凝，通過吸附作用除去。

廢渣中含有一定量的重金屬等殘留物，如果不經過嚴格處理，隨意堆放，其中的重金屬等物質將會對土壤和地下水源以及周邊環(huán)境造成嚴重危害。目前國內部分垃圾焚燒工廠已開展了爐渣分揀工程，主要是將焚燒后的爐渣冷卻后經過多級金屬分揀過程，將鐵、銅等金屬取出后重新利用，取得了不錯的經濟效益和環(huán)境效益。另外爐渣的性質爐渣粒徑分布主要集中在2mm～50mm的范圍內，而且溶解的鹽分含量較低，符合道路建材的原料要求[5]。如果將爐渣中的有害成分合理去除，剩下的部分加以合理利用，不但可以做到環(huán)保資源化利用，也可以做到變廢為寶，化害為利。

2.3飛灰的處理

目前國內外開發(fā)應用于垃圾焚燒產生的飛灰主要有高溫處理、化學處理和物理固定等三種方式，另外最近還有人提出利用生物浸出提取技術、高溫分離技術等研究方向。目前國內對垃圾焚燒鍋爐飛灰的處理應用最多是螯合穩(wěn)定化方法。該方法水泥固定的有點，在固定過程中，加入一定量的水泥和螯合劑，能夠有效固定二惡英和重金屬等有害物質，同時也大大降低了處理的成本，經濟適用且效果較好，國內很多垃圾焚燒企業(yè)都采用此方法，取得了很好的效果[6]。而飛灰的無害化利用研究技術目前已成為一項重要的科技研究方向，新的解決方法已在不同地方使用，效果明顯。

3結語

目前我國正大力投資建設垃圾焚燒項目，在垃圾焚燒處理越來越普遍的大環(huán)境下，爐渣和飛灰等廢棄物的無害化處理和資源化利用也受到了普遍關注，從減量化、無害化和合理再利用的角度處理爐渣和飛灰等廢棄物，具有很高的現(xiàn)實意義。

[1]張輝,馮昌月.淺談生活垃圾焚燒與灰渣處理[J].科技視界,2015 (23).23-24.

[2]賀毅.生活垃圾焚燒二惡英的形成及控制[J].能源與節(jié)能,2014 (04).59-62.2014.25-27.

[3]張曉秋.淺談生活垃圾焚燒發(fā)電灰渣處理[J].城市建設理論研究:電子版,2012(12).2012.18-21.

[4]郭恩明.淺談城市生活垃圾焚燒過程中二惡英的產生與控制.江蘇鍋爐,2011(4):27-29.

[5]何晶晶,宋立群,等.垃圾焚燒爐渣的性質及利用前景.中國環(huán)境科學,2003,23.395-398.

[6]章驊,何品晶,等.城市生活垃圾焚燒灰渣的資源化利用.環(huán)境衛(wèi)生工程,2002,10(1).6-10.

李勇（1983—），男，碩士研究生學歷，工程師，從事特種設備檢驗工作。