先進(jìn)技術(shù)，還“美麗中國”以碧水藍(lán)天
——中國恩菲工程技術(shù)有限公司垃圾焚燒“三廢”處理技術(shù)綜述

特約記者 劉夢飛|文

中國恩菲工程技術(shù)有限公司承擔(dān)的國家“863”課題——“垃圾焚燒廢物（氣）處置與穩(wěn)定化控制技術(shù)”，成功開發(fā)出國內(nèi)首個(gè)垃圾飛灰二噁英深度脫除工藝和裝備，煙氣超潔凈化工藝和裝備，填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)空白，徹底解決了困擾行業(yè)發(fā)展的難題，為垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

《國家“十三五”規(guī)劃綱要》要求實(shí)施城市固廢等專項(xiàng)治理工程，大力發(fā)展綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，形成人與自然和諧發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)新格局，建設(shè)美麗中國。

作為我國首批科研設(shè)計(jì)單位，中國恩菲工程技術(shù)有限公司（以下簡稱“中國恩菲”）在鞏固自身非煤礦山、有色冶煉設(shè)計(jì)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，將垃圾焚燒發(fā)電領(lǐng)域納入主營業(yè)務(wù)，以強(qiáng)大的人才隊(duì)伍、多層次的研發(fā)平臺和齊備的研發(fā)手段為依托，開展大量國家級、行業(yè)級課題研究和技術(shù)研發(fā)，目前擁有垃圾焚燒發(fā)電領(lǐng)域授權(quán)專利30余項(xiàng)（其中發(fā)明專利10余項(xiàng)），數(shù)十項(xiàng)固廢領(lǐng)域科研項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向。

尤其值得關(guān)注的是，針對社會(huì)廣泛聚焦的垃圾焚燒產(chǎn)生二噁英問題，中國恩菲承擔(dān)的國家“863”課題——“垃圾焚燒廢物（氣）處置與穩(wěn)定化控制技術(shù)”，成功開發(fā)出國內(nèi)首個(gè)垃圾飛灰二噁英深度脫除工藝和裝備，煙氣超潔凈化工藝和裝備，填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)空白，徹底解決了困擾行業(yè)發(fā)展的難題，為垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

以“三廢”減量化為目標(biāo)

垃圾焚燒技術(shù)是高溫?zé)峤饫幚砑夹g(shù)，是發(fā)達(dá)國家普遍采用的先進(jìn)、成熟的垃圾處理方法。有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)后，其中的有害有毒物質(zhì)在850～1100℃的高溫下氧化、熱解而被破壞，產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽，推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。垃圾焚燒發(fā)電可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物的無害化、減量化、資源化處理，具有迅速、徹底、減容量大、二次污染小、能量轉(zhuǎn)化率和綜合利用程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。和傳統(tǒng)填埋法相比，每年將節(jié)省煤炭5000萬～6000萬噸。

但是另一方面，垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的“三廢”，即廢水、廢氣、廢渣及其處理，卻一直備受社會(huì)爭議甚至遭到詬病。垃圾焚燒廠排放的廢氣主要來自于焚燒過程所產(chǎn)生的煙氣。據(jù)了解，每噸垃圾焚燒后會(huì)產(chǎn)生廢氣4000～5000立方米，其組成極其復(fù)雜，包含煙塵（飛灰）、酸性氣體、重金屬和二噁英等。其中，飛灰量為垃圾總量的2%～5%，其中也含有大量重金屬及二噁英，被列為危險(xiǎn)廢物，需要進(jìn)行無害化處理。

2010年，我國發(fā)布了《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，并在隨后幾年進(jìn)行修訂?！稑?biāo)準(zhǔn)》對垃圾焚燒所產(chǎn)生煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)、飛灰處理等進(jìn)行了嚴(yán)格限制，部分指標(biāo)達(dá)到國際最為嚴(yán)格的歐盟標(biāo)準(zhǔn)。目前，國內(nèi)先進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電廠通過自主研發(fā)或引進(jìn)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)合格達(dá)標(biāo)，對垃圾焚燒過程中的“三廢”進(jìn)行了有效處理，但是相對于行業(yè)先進(jìn)國家仍有一定差距。

伴隨垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)在國內(nèi)的快速發(fā)展，高效、徹底實(shí)現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)排放和危險(xiǎn)廢物無害化經(jīng)濟(jì)處理迫在眉睫。正是以此為目標(biāo)和使命，中國恩菲垃圾焚燒研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對行業(yè)廣泛關(guān)注的垃圾焚燒發(fā)電“三廢”治理問題，尤其是社會(huì)民眾高度聚焦的二噁英問題，開展了深入研究，并承擔(dān)國家863計(jì)劃課題“垃圾焚燒廢物（氣）處置與穩(wěn)定化控制技術(shù)（2012AA062801）”，聚焦垃圾焚燒產(chǎn)生污染物的減量化、無害化處理，以垃圾焚燒煙氣凈化、飛灰穩(wěn)定化、二噁英分解技術(shù)為研究目標(biāo)，圍繞“低濃度石灰乳溶液固定噴嘴噴射+干法煙氣凈化工藝相結(jié)合的垃圾焚燒煙氣凈化新工藝研發(fā)”“垃圾焚燒廢物（氣）二噁英再分解技術(shù)研究”“水泥基復(fù)合飛灰重金屬穩(wěn)定化藥劑的研發(fā)”開展攻關(guān)，成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適應(yīng)我國國情且滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求的工藝系統(tǒng)、產(chǎn)品及設(shè)備系統(tǒng)，形成大量垃圾焚燒污染物自主核心技術(shù)和裝備，填補(bǔ)了行業(yè)空白，實(shí)現(xiàn)了重大突破，為有效控制城市生活垃圾焚燒污染提供了技術(shù)支持和裝備保障，更將在應(yīng)用過程中，以真正的清潔環(huán)保、徹底治理“三廢”的顯著優(yōu)勢，提升垃圾焚燒在社會(huì)民眾中的認(rèn)知和接受程度，為后續(xù)進(jìn)一步加速推廣奠定基礎(chǔ)。

中國恩菲EPC總承包的綿陽生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目

研發(fā)垃圾焚燒煙氣凈化新工藝

在開展課題研究過程中，中國恩菲的科研團(tuán)隊(duì)通過廣泛查閱相關(guān)文獻(xiàn)，認(rèn)真總結(jié)，全面了解目前國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究成果和進(jìn)展，充分調(diào)研國內(nèi)垃圾焚燒企業(yè)，為后續(xù)科研工作的開展積累了嚴(yán)謹(jǐn)、扎實(shí)的資料數(shù)據(jù)。在隨后的子課題研發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，利用公司自身綜合試驗(yàn)基地、垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)中試基地、仿真中心、試驗(yàn)室等完備研發(fā)平臺，開展大量創(chuàng)新研究，形成了諸多具有行業(yè)開創(chuàng)性的技術(shù)成果。

中國恩菲充分調(diào)研國內(nèi)垃圾焚燒市場需求和設(shè)備配套制造能力，針對垃圾焚燒煙氣中氯化氫、氫氟酸、硫氧化物等不同種類的酸性氣體在不同脫酸方法中脫酸效率不同的特性，研究了流場、溫度場等因子在脫酸反應(yīng)中對不同酸性氣體的脫除效率，通過合理分配不同酸性氣體在干法及半干法系統(tǒng)中的脫除比重，研究出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“低濃度石灰乳溶液固定噴嘴噴射+干法煙氣凈化工藝相結(jié)合的垃圾焚燒煙氣凈化新工藝”。

隨后，在中國恩菲襄陽垃圾焚燒發(fā)電廠實(shí)地建成延期處理量達(dá)1萬立方米/小時(shí)的“低濃度石灰乳溶液固定噴嘴噴射+干法煙氣凈化”系統(tǒng)中試示范工程。運(yùn)行結(jié)果顯示，設(shè)備性能良好，系統(tǒng)能夠完全替代目前國內(nèi)普遍采用的進(jìn)口機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣凈化系統(tǒng)并有效降低投資，中國恩菲自主設(shè)計(jì)編程的控制系統(tǒng)能有效滿足實(shí)驗(yàn)運(yùn)行要求。煙氣凈化新工藝的處理效果良好，氯化氫的脫除效率達(dá)95%，排放濃度38毫克/立方米；二氧化硫?qū)崿F(xiàn)100%脫除，不僅滿足課題任務(wù)書要求，也全面優(yōu)于現(xiàn)行垃圾焚燒煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求，具有廣闊的市場推廣前景。

襄陽生活垃圾焚燒發(fā)電廠

襄陽生活垃圾焚燒發(fā)電廠-煙氣凈化設(shè)備

填補(bǔ)二噁英低溫脫除技術(shù)空白

對于垃圾焚燒發(fā)電，人們最大的擔(dān)心莫過于焚燒產(chǎn)生的二噁英有害氣體，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。二噁英是二噁英類物質(zhì)的簡稱，共包含210多種化合物，其中17種有較高毒性，也正因?yàn)榇?，國?nèi)很多垃圾焚燒發(fā)電廠在建設(shè)前或建設(shè)過程中，經(jīng)常遭到周圍民眾的反對，甚至到了“談之色變”的程度。

雖然國內(nèi)外行業(yè)專家都曾經(jīng)多次表示，二噁英并非垃圾焚燒的“專利”，且經(jīng)過幾十年研究，行業(yè)對垃圾焚燒過程中二噁英生成機(jī)理的認(rèn)識已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，隨著技術(shù)持續(xù)提升，對二噁英的控制技術(shù)也已較為完善，但徹底消除民眾憂慮、擺脫二噁英對垃圾焚燒造成的“妖魔化”，仍是行業(yè)亟待解決的難題。

在“863”課題中，中國恩菲也將此作為重點(diǎn)領(lǐng)域，通過實(shí)驗(yàn)室模擬，探索中低溫條件下五氯苯降解的最佳工藝條件，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行10千克/小時(shí)的連續(xù)式飛灰中二噁英脫除裝備系統(tǒng)的研發(fā)試制。將此項(xiàng)技術(shù)和裝置在垃圾焚燒發(fā)電廠進(jìn)行實(shí)地安裝投產(chǎn)試運(yùn)行的結(jié)果表明，在中低溫條件下，垃圾焚燒飛灰中的二噁英得到有效脫除，脫除效率高達(dá)90%以上，二噁英指標(biāo)完全滿足目前國家飛灰進(jìn)入垃圾填埋場的標(biāo)準(zhǔn)要求。由此，中國恩菲形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效低成本垃圾焚燒廢物（氣）二噁英再分解技術(shù)及裝置，具有自動(dòng)化程度高、可靠性穩(wěn)定、運(yùn)行操作便捷等優(yōu)勢，相對于高溫熔融、等離子、光降解等方法具有能耗低、穩(wěn)定性強(qiáng)、無二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了目前國內(nèi)垃圾焚燒行業(yè)二噁英中低溫脫除技術(shù)半工業(yè)化應(yīng)用空白。

針對垃圾焚燒飛灰穩(wěn)定問題，中國恩菲成功開發(fā)出新型高效飛灰重金屬穩(wěn)定化藥劑，在較低摻量下，能夠使垃圾焚燒飛灰中的鉛、鎘等浸出濃度滿足生活垃圾填埋場的污染控制標(biāo)準(zhǔn)。采用新型固化劑處理垃圾焚燒飛灰，具有固化基材添加量小，增重比和原料成本較低等優(yōu)點(diǎn)，能在保證固化效果的同時(shí)減少資源消耗、降低成本，比目前應(yīng)用的有機(jī)螯合劑節(jié)省300～500元/噸，從而有效解決目前我國垃圾焚燒飛灰固化的處置成本高、增重增容比大的問題，市場應(yīng)用前景廣闊。

引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方向

在國家科技部組織的“863”課題現(xiàn)場評審會(huì)上，專家組對給予該項(xiàng)目高度評價(jià)，認(rèn)為其成果“徹底解決了二噁英分解技術(shù)難題，在垃圾焚燒煙氣治理方面也走在行業(yè)的前列，建議中國恩菲加大技術(shù)開發(fā)和技術(shù)成果的實(shí)施力度，為垃圾焚燒行業(yè)的清潔化生產(chǎn)做出示范工程”。這無疑是對中國恩菲攻克行業(yè)難題，助力清潔生產(chǎn)所開展工作的認(rèn)可，也是激勵(lì)恩菲研發(fā)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)圍繞前沿所需，加大研發(fā)力度的動(dòng)力。

在以垃圾焚燒發(fā)電為主的固廢處置領(lǐng)域，中國恩菲擁有集技術(shù)研發(fā)，工程咨詢、設(shè)計(jì)、建設(shè)，投資、運(yùn)營于一體的專業(yè)化精英團(tuán)隊(duì)。400多名團(tuán)隊(duì)人員中，具有高級及以上技術(shù)職稱人員占比60%，碩士及以上學(xué)歷占比60%，形成了具有卓越技術(shù)實(shí)力、豐富項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和超群管理能力的行業(yè)領(lǐng)軍人才隊(duì)伍。

在技術(shù)研發(fā)方面，中國恩菲依托自身“中冶垃圾焚燒發(fā)電工程技術(shù)中心”研發(fā)平臺，承擔(dān)了中冶集團(tuán)重大科技專項(xiàng)——“垃圾焚燒關(guān)鍵工藝及裝備研發(fā)”課題，圍繞技術(shù)、設(shè)備、材料和控制系統(tǒng)開展研究，與“863”課題共同形成對垃圾焚燒發(fā)電所產(chǎn)生“三廢”——廢氣、廢水、廢渣的全面完善無害化、減量化方法，致力于引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方向。

此外，中國恩菲還開展了垃圾焚燒工藝流程設(shè)計(jì)計(jì)算軟件開發(fā)、機(jī)爐汽水平衡計(jì)算軟件編制、余熱鍋爐熱力計(jì)算程序包開發(fā)、余熱鍋爐內(nèi)部煙氣流動(dòng)及換熱數(shù)值模擬、垃圾焚燒發(fā)電站工藝自控條件模板、垃圾焚燒發(fā)電廠空冷島數(shù)值模擬研究及設(shè)計(jì)優(yōu)化等多項(xiàng)研究，并已取得多項(xiàng)創(chuàng)新成果。

目前，中國恩菲的垃圾焚燒研發(fā)團(tuán)隊(duì)正集中精力開展垃圾焚燒飛灰高溫熔融實(shí)驗(yàn)研究，以垃圾焚燒飛灰為主要原料，通過摻加底渣或其他化合物開展熔融固化試驗(yàn)，力求探索更加經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)方案，將垃圾焚燒飛灰中的有害物質(zhì)熔融固化在玻璃產(chǎn)物中，實(shí)現(xiàn)飛灰的無害化處理，徹底消除垃圾焚燒飛灰對環(huán)境的危害，同時(shí)探索熔融產(chǎn)物的建材化方案，以實(shí)現(xiàn)資源綜合利用。

國家“十三五”規(guī)劃中，將未來城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理的投資和規(guī)模都進(jìn)行了明確，更對以焚燒為主要處理方式進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，預(yù)計(jì)到2020年，我國焚燒處理能力增長將達(dá)到159.42%，占比由目前的35%進(jìn)一步提高到50%。廣闊的市場需求，為提供垃圾焚燒行業(yè)先進(jìn)技術(shù)的行業(yè)企業(yè)帶來了機(jī)遇，也對進(jìn)一步提升技術(shù)水平、實(shí)現(xiàn)清潔焚燒提出了要求。未來，中國恩菲將繼續(xù)聚焦行業(yè)前沿，開展創(chuàng)新研發(fā)，以獨(dú)占鰲頭的核心技術(shù)和持續(xù)不斷的創(chuàng)新能力為支撐，堅(jiān)持走高技術(shù)建設(shè)之路，做新興產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)跑者，建設(shè)“美麗中國”生態(tài)文明，還更多城市以碧水藍(lán)天。