垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)的分析

曲少飛，張春梅

（煙臺市環(huán)境監(jiān)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(dá)到發(fā)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(dá)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(chǎn)生，因此還需要通過合理的技術(shù)措施來做好固廢處置。

1 垃圾焚燒發(fā)電固廢及其危害分析

在垃圾焚燒過程中，產(chǎn)生的固體廢物通常是經(jīng)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(fā)電中，產(chǎn)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(nèi)，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]?；诖耍嚓P(guān)單位一定要加強(qiáng)其處置技術(shù)的研究，最大限度降低垃圾焚燒發(fā)電后固廢。

2 垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)應(yīng)用分析

隨著當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的垃圾填埋或直接焚燒方法在生活垃圾固廢處理中已經(jīng)越來越不適用，基于垃圾焚燒發(fā)電的固廢處置技術(shù)已經(jīng)十分普遍。而在通過此項技術(shù)進(jìn)行固廢處置的過程中，焚燒爐技術(shù)、煙氣處理技術(shù)以及焚燒廢渣處理技術(shù)是最關(guān)鍵的幾項技術(shù)形式[1]。以下是對這幾種關(guān)鍵技術(shù)在固廢處理中的應(yīng)用所進(jìn)行的分析。

2.1 焚燒爐技術(shù)的應(yīng)用

在經(jīng)過焚燒之后，固廢垃圾可減量80%以上，而在焚燒過程中，產(chǎn)生的熱能會將液態(tài)水加熱，使其成為蒸汽，從而帶動發(fā)電機(jī)達(dá)到發(fā)電效果。對于焚燒中產(chǎn)生的煙氣，在通過配套環(huán)保設(shè)備間進(jìn)行處理之后，便可達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。對于垃圾焚燒產(chǎn)生的廢渣，可通過相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行處理，或安置到垃圾填埋場中進(jìn)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(fā)電廠通常會選用機(jī)械式爐排焚燒爐，此類焚燒爐具有完善的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的性能，且智能化程度很高，同時也具有很高的熱轉(zhuǎn)化效率。具體應(yīng)用中，可通過專用的垃圾運(yùn)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(jìn)行焚燒，產(chǎn)生的蒸汽可直接用來發(fā)電，產(chǎn)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(fēng)噴口之后，使其延伸到爐墻和爐拱位置，下部敷設(shè)很長的耐火衛(wèi)燃帶，以此來降低熱交換速度。在衛(wèi)燃帶上端設(shè)置爐溫度測量點(diǎn)，根據(jù)測量點(diǎn)溫度，通過計算機(jī)來進(jìn)行鍋爐燃燒控制，從而實(shí)現(xiàn)固廢的有效分解，盡最大限度滿足環(huán)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(dá)到焚燒前的預(yù)熱效果。第二是讓固廢在焚燒爐中燃燒，這是垃圾焚燒發(fā)電固廢處置中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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(dá)到良好的固廢處理效果。某垃圾焚燒發(fā)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(fā)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(shù)

在通過垃圾焚燒發(fā)電法進(jìn)行固廢處置的過程中，煙氣處理也是一個至關(guān)重要的工藝環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)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(chǎn)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(jìn)行處理。

其中，干化法的主要原理是讓堿性固態(tài)吸收劑和煙氣交融，并保持相應(yīng)的湍流度，從而和煙氣中含有的酸性氣體中和，該方法設(shè)備簡單、成本和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，且反應(yīng)產(chǎn)物更容易清理。但是該方法的反應(yīng)速度比較慢，脫酸效率較低，通常不能單獨(dú)使用。垃圾焚燒發(fā)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(fā)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(tài)吸收劑和酸性氣體產(chǎn)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)干狀態(tài)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(yīng)產(chǎn)物為固態(tài)，很容易清理。垃圾焚燒發(fā)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(fā)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(nèi)，使其和固廢焚燒煙氣中含有的酸性污染物發(fā)生反應(yīng)，從而將其去除，達(dá)到良好的煙氣固廢焚燒煙氣凈化處理效果。但是該技術(shù)的應(yīng)用會伴隨著大量的洗滌污水產(chǎn)生，使用中需要加設(shè)污水處理環(huán)節(jié)，處理工藝比較復(fù)雜，投入成本較大[3]。

因此在非必要情況下，垃圾焚燒發(fā)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(jié)合的方式，以此來達(dá)到滿意的垃圾焚燒固廢處置效果。

2.3 焚燒廢渣處理技術(shù)

就目前來看，我國每一年通過焚燒發(fā)電處置的生活垃圾固廢超過40 萬t，其焚燒發(fā)電量可以達(dá)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(huán)境污染，并使其達(dá)到良好的回收再利用效果。但是在經(jīng)過焚燒發(fā)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(yīng)塔內(nèi)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(zhì)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(zhì)，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(zhì)，通過粉碎機(jī)將其粉碎。對于粉碎之后的原渣，首先可通過磁選機(jī)將其中的鐵濾出，再通過跳汰機(jī)、拋鋁機(jī)、搖床等對剩余的廢料進(jìn)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(shù)等將其中的重金屬和有毒有害物質(zhì)清除。剩余的環(huán)保砂可用作骨料制作環(huán)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(qū)內(nèi)進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理[4]。通過這樣的方式，便可讓垃圾焚燒發(fā)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(fā)電固廢處置質(zhì)量，讓環(huán)境與人體健康得以良好保護(hù)。

3 垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)發(fā)展方向

雖然目前的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)已經(jīng)十分先進(jìn)，但是在煙氣與焚燒廢渣處理中，應(yīng)用到的很多工藝依然存在成本高、工藝復(fù)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(shí)現(xiàn)。基于此，在垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)未來的應(yīng)用、研究與發(fā)展中，相關(guān)單位與研究人員需加大力度改進(jìn)目前的煙氣與焚燒廢渣處理工藝，簡化工藝設(shè)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(chǎn)生。

在此過程中，研究人員也可以將當(dāng)今先進(jìn)的人工智能技術(shù)合理應(yīng)用到垃圾焚燒發(fā)電固廢處理工藝中，用智能機(jī)器人或分揀機(jī)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(zhì)量，達(dá)到良好的環(huán)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(jié)語

垃圾焚燒發(fā)電固廢處置是當(dāng)今生活垃圾固廢處理中的一種主要技術(shù)形式，該技術(shù)不僅可以達(dá)到良好的環(huán)保效果，同時也可以實(shí)現(xiàn)固廢的回收與再利用。因此，相關(guān)單位、研究者與技術(shù)人員一定要加強(qiáng)此項技術(shù)的應(yīng)用研究，并對其工藝加以不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)的良好應(yīng)用與發(fā)展。