摘要: 熱解氣化焚燒垃圾的工藝于20世紀70年代在北美開發成功，主要用于處理都市垃圾和工業廢棄物,規模不大。垃圾熱解氣化焚燒已被公認為垃圾焚燒處理的清潔生產工藝，代表了垃圾焚燒技術的發展方向。
        關鍵詞: 垃圾處理,熱解氣化焚燒,發電

一、城市垃圾熱解氣化焚燒發電的應用與發展

　　熱解氣化焚燒垃圾的工藝于20世紀70年代在北美開發成功，主要用于處理都市垃圾和工業廢棄物,規模不大，最大的爐子處理量為90-100t／d。

         80年代研究表明，熱解氣化焚燒能有效抑制二惡英的產生，使熱解氣化焚燒工藝得以進一步獲得廣泛的應用和發展，日本單臺爐的處理能力已經提高到600t／d。日本的荏原公司開發了流化床熱解氣化焚燒爐，1984年3月在日本藤澤市巳建成了3×130t／d城市垃圾發電廠，日本久保川公司利用爐排爐也實現了熱解氣化焚燒，1997年建成界市垃圾焚燒發電廠，單臺爐處理能力達到230t／d。而東京墨田垃圾發電廠采用爐排爐熱解氣化焚燒，單臺爐處則能力達600t／d。

　　我國深圳龍崗中心城區垃圾焚燒發電廠引進加拿大CAO工藝，于1999午12月建成了3×100t／d垃圾熱解氣化焚燒發電廠，是我國第一座垃圾熱解氣化焚燒發電廠，被列為國家經貿委能源綜合利用示范項目。

         2002年，深圳道斯集團引進美國Basic拋式爐排熱解氣化焚燒爐在南海市建成2×200t／d垃圾發電廠。

　　2002年,東莞博海環保公司在東莞摩街開發建設的2×150t／d回轉窯熱解氣化焚燒發電廠建成投產。

　　2002年,深圳漢氏環保公司開發的LXRF立式熱解氣化焚燒爐通過建設部科技成果鑒定，并開始建設2×100t／d的濟南市垃圾焚燒發電廠。

         垃圾熱解氣化焚燒已被公認為垃圾焚燒處理的清潔生產工藝，代表了垃圾焚燒技術的發展方向。

二、熱解氣化焚燒工藝的特點

　　 這里所說的垃圾熱解氣化焚燒，是指垃圾首先在供氧不足的條件下燃燒，依靠部分垃圾的燃燒熱控制溫度在600-800℃，使垃圾中的可分解物質分解成為可燃氣體，然后在二燃室供給充足的空氣使可燃氣體完全、充分燃燒，使有毒有害物質完全分解，實現無害化處理，高溫煙氣再經余熱鍋爐產生高溫蒸汽發電，熱解氣化焚燒工藝首先在北美獲得應用，這種焚燒爐被稱為SAU(Starved Air Oxidation)，意思是缺氧爐。在加拿大稱為CAO(Controlled Air Oxidation)，意思是控制空氣氧化。其特點是二個燃燒室，或稱之為二段式燃燒，通過控制二個燃燒室的供風量和溫度來實現熱解氣化和完全燃燒。在-燃室供風量只有理論需要空氣量的70％～80％，溫度控制在600-800℃，僅讓部分垃圾燃燒，依靠其燃燒熱使其余垃圾分解成為可燃氣體；二燃室供風量為理論需要量的130％～200％，溫度控制在1000℃左右，停留時間2秒，使可燃氣體充分燃燒，有毒有害氣體完全分解，達到無害化。

三、熱解氣化焚燒發電--清潔的生產工藝

　　 熱解氣化焚燒爐不同于傳統的垃圾直接焚燒的爐排爐，講得通俗一點，垃圾直接焚燒就如直接燒煤，而垃圾熱解氣化焚燒則有如將煤氣化后再燃燒。前者污染嚴重，而后者屬清潔燃燒。

　　傳統的爐排式垃圾焚燒爐源廠燃煤鍋爐，將鍋爐與燃燒爐設計融為一體，爐溫受鍋爐和爐排材料耐溫的限制，溫度不高(850-900℃)，且波動較大；強制氧化燃燒，煙塵量大；金屬、N、S充分氧化導致煙氣中重金屬氧化物、NOx、SO2含量高，二惡業更高達136ng／Nm3，必須采取多級嚴格的煙氣凈化措施。

　　熱解氣化焚燒垃圾工藝則將垃圾焚燒與鍋爐設計為兩個獨立的單元，垃圾焚燒部分又間隔成兩個相對獨立的單元。一燃室實現垃圾熱解氣化與減量化，二燃室保證完全燃燒實現無害化，高溫煙氣再經鍋爐產生高溫蒸汽發電、供熱，實現資源化。由于垃圾熱解氣化焚燒爐的獨特的分段式設計，在三個不同單元中各自以最優化的條件實現了垃圾處理的減量化、無害化，資源化。

        實踐表明：

        1．垃圾熱解氣化焚燒發電可以有效實現固體廢棄物的減量化。垃圾熱解氣化焚燒爐的產渣量一般為垃圾的20％左右，而深圳龍崗中心城區垃圾焚燒發電廠的爐渣，金屬和玻璃分檢回收后，余渣已全部制成市政用磚，只有少量飛灰需單獨固化填埋，其量不足垃圾處理量的1％。

        2．熱解氣化焚燒可以有效地實現垃圾處理的無害化。國家環境分析測試中心對我國首座垃圾熱解氣化焚燒爐--深圳龍崗區中心城區垃圾焚燒發電廠的監測

        深圳市龍崗區中心城區垃圾焚燒發電廠煙氣監測結果，是在未安裝好布袋除塵器時的監測結果。除煙塵含量為508mg／m3，超過標準限值80mg／m3和煙氣黑度超標外，其它指標都低于國家規定的煙氣排放標準限值。其中S02和NOx甚至低一個數量級。日本荏原公司熱解氣化熔融爐的煙氣監測結果見表3，也顯示了同樣的結果，這就意味著垃圾熱解氣化焚燒爐的煙氣污染物質很低，凈化非常簡單，只須安裝布袋收塵器即可完全滿足國家排放標準限值，有效地實現了無害化處理目標。
 

        注：此處氮氧化物較龍崗中心城區垃圾發電廠CAO工藝的高，主要是熔融爐高溫燃燒所致。

　　熱解氣化焚燒爐能有效地控制煙氣中的二惡英的產生，在我國尚缺乏有效的煙氣二惡英監測數據，但國外提供的數據顯示，熱解氣化焚燒爐煙氣經布袋收塵后可以達到0.5ng／m3。而爐排爐垃圾直接焚燒時煙氣中二惡英含量為4-136ng／m3。經多級嚴格凈化也可以達到0.1ng／m3以下，但工藝復雜，成本高，須排放大量廢水廢渣及飛灰，二次污染嚴重。

        熱解氣化焚燒爐能抑制二惡英和NOx、SO2產生的機理：

　　一是二燃室溫度高達1000℃，停留時間超過2秒，能使多氯聯苯類物質、殘炭等完全燃燒分解，使二惡英殘留量極少。
　　二是已分解的多氯聯苯類物質在有CuCl2、C原子催化的條件下，在250-300℃期間會再合成二惡英。而一燃室的缺氧燃燒使得Cu的氧化極少，沒有了CuCl2和碳原子的催化，二惡英的合成也就沒有了可能。
　　三是一燃室缺氧燃燒屬還原性氣氛，N、S極少氧化而殘留在渣中。

        3．垃圾熱解氣化焚燒發電，可以充分回收能源實現垃圾處理的資源化。深圳市龍崗中心城區垃圾發電廠的運行數據顯示，處理每噸垃圾可發電300~500kWh(隨垃圾熱值而變)，廠自用電15％-20％，可外供電80％～85％．有良好的經濟效益，7～10年內可以收回建設投資。如能實現熱電聯供、聯合發電，效益將更好。

        4．城市垃圾熱解氣化焚燒發電符合可持續發展的戰略。原生垃圾填埋既浪費了可再生資源，還要花錢、費力、污染環境，給子孫留下禍根，實不可取。

　　據此，我們可以得出一個結論，垃圾熱解氣化焚燒發電是都市和工業垃圾處理的清潔生產工藝，適合我國經濟發達地區應用。

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