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1前言

隨著各國經濟的發展、城市化進程的加快和人民消費水平的提高，地球上的垃圾產量迅猛增長，垃圾處理已成為當前世界性的環境問題。自1979年以來，我國城市生活垃圾的產生量平均每年以6～10％的速度增長。*年，我國城市生活垃圾年產生量已達到18億噸。

目前，國際上垃圾處理仍然采用填埋、堆肥、焚燒和回收利用四種方法。在我國，由于投入少等原因，生活垃圾填埋處理仍是最主要方式，占垃圾總處理量的90％以上。近幾年來，垃圾填埋作為單一處置方式暴露出越來越多的問題，如：占地面積大、擇址困難、資源化程度低、滲濾液難處理等。于是以焚燒技術為代表的垃圾處理技術在中國悄然興起，成為新興環保產業。垃圾焚燒技術在從國外引進的基礎上在各地具體運用并有所發展。但我國的垃圾焚燒技術同先進國家相比，仍相當落后。由此，我國在引進和吸收國外垃圾焚燒技術時，應明確方向，應更有針對性地開發真正適合國情的垃圾焚燒技術。

*市的垃圾處理形勢相當嚴峻，除二妃山外，金口、岱山、紫霞觀、北洋橋4座垃圾填埋場在1～4年內將相繼封場，新建填埋場的擇址遇到征地困難、居民反對、場地條件不適宜等諸多問題，在短期內擇址新建4座垃圾填埋場幾近不可能。*市垃圾處理設施規劃提出2010年前我市將新建關山、北洋橋、鍋頂山、漢口4座垃圾焚燒廠，總生產規模將超過5000t/d，垃圾焚燒將成為我市最主要的垃圾處理方式。根據我市垃圾特性如何選擇焚燒技術，本文從焚燒技術的現狀、發展、我市垃圾特性、資源化等多個方面加以探討。

2垃圾焚燒技術簡介

2.1焚燒技術發展簡介

早在1870年國外就開始應用焚燒技術處理城市生活垃圾。經過近120年的發展。垃圾焚燒技術日益成熟，尤其是近年來，隨著發達國家對城市生活垃圾焚燒技術研究的逐步深化，垃圾焚燒技術水平迅速提高，垃圾焚燒設備日趨完善，垃圾焚燒能源利用率穩步提高，垃圾焚燒的二次污染防治技術及專用設備的設計制造也取得了長足進展。

許多發達國家建設了一大批不同類型、不同規模的高水平城市生活垃圾焚燒廠。從目前各國城市生活垃圾處理形勢分析，城市生活垃圾焚燒已經成為許多發達國家處理城市生活垃圾的主要方式，而且將一直處于穩步上升趨勢。

目前城市生活垃圾焚燒的資源化特點已得到了普遍公認，從而促進了發達國家城市生活垃圾焚燒技術的應用和大型焚燒設施建設的穩步增長，從總體上講，城市生活垃圾焚燒技術正處于快速發展時期。

2.2爐型發展

從19世紀末到20世紀初，在科學技術的推動下，城市生活垃圾焚燒技術得到了空前廣泛的應用。在現階段，城市生活垃圾焚燒技術不斷向前發展，應用范圍也不斷拓展，垃圾焚燒爐的爐型也由單一方式向多樣化方向發展。

按焚燒爐的構造區分和目前國內外的應用情況主要可分為機械爐排式焚燒爐、流化床式焚燒爐、旋轉窯式焚燒爐三大類，其中機械爐排式焚燒爐應用范圍最廣。另外還有熱解焚燒爐等爐型。

2.3爐排焚燒爐處理技術介紹

機械爐排焚燒爐的品種繁多，使用歷史長，具有較高的可靠度，是適于處理大容量垃圾的成熟焚燒設備。機械爐排焚燒爐主要分為往復運動爐排焚燒爐及滾動爐排焚燒爐二大類型。下表為目前主要國外機械爐排焚燒爐主要參數比較。

爐排焚燒爐在發達國家已是比較成熟的技術，但發達國家焚燒的垃圾熱值大多在8000ki/kg。爐排焚燒爐是由往復移動部件組成，垃圾經由給料裝置推送至傾斜爐排上，在爐內高溫加熱，使得部分垃圾得以干燥，另經爐排的運動除將垃圾往前推送外，并將垃圾層松化并經歷干燥、燃燒及后燃等各階段，以達完全燃燒。不過轉動式爐排汽孔容易堵塞，維修工作量大，大件物品夾住的可能性較大，移動式爐排占地面積大，風道系統復雜，對高水份、低熱值的垃圾燃燒不完全，著火較為困難，使用較少；扇形反轉式爐排由于燃燒不易控制，爐溫較高，還處在不斷完善階段。

爐排爐的優點是不需要對垃圾預處理，燃燒速度快，可連續運轉。其不足之處如下：

1)、爐排必須耐熱，在長期連續運行期間，熱應力必須不變，爐排對材質要求高。

2)、由于垃圾成份復雜，維持在整個爐排內均勻移動、均勻完全地燃燒是困難的。在爐排的局部區域會出現高溫區，在高溫狀態下NOx濃度上升，需要采取脫NOx設備，設備投資和運行成本很高，增加了垃圾處理成本。

3)、不適應水份范圍較寬的垃圾焚燒。

4)、爐溫較難控制，垃圾的熔渣在1000℃以上和1050—1100℃時處于軟化和粘性狀態，成為特殊的腐蝕性物質，可能腐蝕爐壁。

5)、爐排爐難以實現爐內脫除HCL氣體，需要在尾部加裝專門的HCL脫除設備。

6)、爐排護的爐排制造較復雜，成本高，體積龐大，占地面積大。

2.4回轉爐焚燒處理技術

回轉窯焚燒系統衍生于廣泛用于水泥工業中耐火磚襯里回轉鍛燒窯。垃圾由傾斜且緩慢旋轉的旋轉窯上方前端送人，用旋轉速度控制垃圾前進速度，使垃圾在窯內往前輸送過程中完成干燥、焚燒及灰冷卻之過程，冷卻灰渣由爐窯下方末端排出。

回轉窯整個爐體可由冷卻水管及有孔鋼板焊接形成桶形，也可由鋼制圓桶內部加裝防火襯組成，爐體向下方傾斜，分成干燥混合、燃燒及后燃燒三區段，并由前后兩端滾輪支持，由鏈輪驅動裝轉運輪子而旋轉爐體，垃圾在爐體上，因旋轉而獲得良好的翻攪及向前輸送，預熱空氣由底部穿過有孔鋼板至窯內，使垃圾能完全燃燒。

特點：回轉窯的特點是燃料適應性廣，可焚燒不同性能的廢棄物，此種爐型機械零件比較少，故障少，可以長時間連續運行；爐體簡單運行可靠。但回轉窯的熱效率低，如需輔助燃料時消耗較多，排出氣體的溫度低，有惡臭，需要脫臭裝置或導人高溫后燃室焚燒，由于窯身較長，占地面積大，且后燃室要求較為嚴格，其成本較高，價格相對較貴。

2.5流化床焚燒爐處理技術

流化床燃燒技術是本世紀六十年代初迅速發展起來的一種新型清潔燃燒技術。采用該技術的焚燒爐的基本特征在于在爐膛下部布置有耐高溫的布風板，板上裝有載熱的惰性顆粒，通過床下布風，使惰性顆粒呈沸騰狀，形成流化床段，在流化床段上方設有足夠高的燃燼段(即懸浮段)。

流化床的特點是顆粒與氣體之間傳熱和傳質速率高，物料投人流化床后，在床層內幾乎呈完全混合狀態，投向床層的廢棄物能迅速分散均勻。流化床爐具有爐體較小、焚燒爐渣的熱灼減率低、爐內可動設備少、燃燒效率高、負荷調節范圍寬、污染物排放低、爐內燃燒熱強度高、適合燃用低熱值燃料、便于每天啟動和停爐、投資較小等優點。

與爐排爐比較，流化床焚燒爐有以下缺點：

1)、比爐排爐多設置了流動砂循環系統，且流動砂造成的磨損較大；

2)、燃燒速度快，燃燒空氣的平衡較難，容易產生CO，為使燃燒各種不同垃圾時都保持較合適的溫度，必須調節空氣量和空氣溫度。

3)、爐內溫度控制較難。

2.6綜合比較

三種垃圾焚燒技術綜合比較見下表。

總的來看，流化床和爐排爐技術有各自的優勢和適應性，回轉窯技術在現在水平下尚不宜用于城市生活垃圾焚燒。

2.7國內應用實例

我國城市垃圾焚燒技術的研究起步于八十年代中期。“八五”期間被列為國家科技攻關項目。有關研究單位和企業，不但對國內外城市垃圾焚燒技術發展的現狀和趨勢進行了廣泛的研究和實際考察，而且對垃圾焚燒關鍵技術進行了深入細致的分析、探討和研究，并結合示范工程對引進的馬丁爐爐型進行了國產化研究。從整體上講，上世紀八九十年代，生活垃圾焚燒技術在我國的應用仍處于研究試用階段；隨著我國城市垃圾中的可燃物含量提高、經濟水平的提升，九十年代末至現在垃圾焚燒技術得到了廣泛運用，深圳、珠海、廣州、上海、沈陽、北海、廈門、常州等城市都建成了垃圾焚燒廠，一些城市如南京、成都都在籌建垃圾焚燒廠。

隨著城市生活垃圾焚燒技術的發展和焚燒設施建設在我國的逐步展開，垃圾焚燒的缺點也日益暴露出來，主要問題是焚燒的二次污染，尤其是廢氣的污染防治問題。我國早先建設的幾個垃圾焚燒廠其廢氣處理技術水平低、不成系統，達不到無害化要求。總體來看，我國垃圾焚燒總體技術水平與國外焚燒爐及其煙氣凈化、監測設備相比還是有相當差距，焚燒廠主體設備仍以進口為主，但國產化率正逐年提高。

2.7.1爐排爐技術應用

我國目前有深圳、珠海、上海、寧波等城市采用爐排焚燒技術，均已投入運行。具體爐型介紹如下：

(1)深圳市政環衛綜合處理廠主要應用杭州鍋爐廠開發研制的150t/d逆推機械爐排焚燒爐余熱鍋爐，該鍋爐引進了三菱——馬丁傾斜逆向推動往復爐排技術。

(2)浙江寧波采用了德國傾斜順向推動往復爐排焚燒爐。該項目一期總投資4億元人民幣。由德國NOELL公司引進3臺日處理350噸的垃圾焚燒爐，采用液壓自控電順推階梯機械爐排，日處理垃圾量為1000噸。

(3)上海浦東生活垃圾發電廠采用法國Alstorm公司的SITY—*傾斜往復階梯式機械爐排，已于1999年12月開始試運行。全廠平均垃圾日處理能力1000噸，每噸垃圾可發電372度，每年可產生1億度的電。該廠煙氣凈化采用石灰脫硫、活性炭吸附和布袋除塵等多種方式，該廠煙氣凈化執行歐洲環保標準。

(4)珠海垃圾焚燒電廠采用從美國底特律爐排公司進口的四階段順推式往復爐排(200*3)。

另外我國各地也相繼開發了各類垃圾焚燒鏈條爐排式爐，一般規模均在100t/d以下，如常州三立環衛工程有限公司，其焚燒爐為改進的鏈條爐排焚燒爐，處理規模為50t/d，作為常州垃圾綜合處理廠中堆肥篩上物焚燒裝置。國內目前自行開發研制的垃圾爐排焚燒爐尚未能實現高效焚燒和低污染排放。其它的都為引進國外的爐排，焚燒爐價格較昂貴。

2.7.2回轉爐技術應用

回轉爐目前主要用于危險廢物的焚燒處理，由于回轉爐技術對于低熱值、高灰分垃圾不適用，因此在我國尚未大規模用于生活垃圾的處理。

2.7.3流化床技術應用

國內流化床垃圾焚燒爐焚燒應用實例有：

(1)中國科學院工程熱物理研究所在福建漳州*年建成100t/d循環流化床垃圾焚燒處理廠；2001年在浙江紹興建成一臺400t/d循環流化床垃圾焚燒爐。

(2)清華大學在北京朝陽區*年建成2臺

150t/d循環流化床垃圾焚燒廠。

(3)浙江大學開發研制的流化床焚燒技術應用于浙江杭州余杭錦江熱電有限公司(150t/d*1)、山東荷澤錦江環保能源有限公司(200t/d*2)、杭州錦江綠色能源有限公司(200t/d*1，300t/d*1)、河南鄭州滎錦綠色環保能源有限公司(350t/d*3，2002年10月投入運行)、安徽蕪湖綠洲環保能源有限公司(200t/d*3，2003年1月投入運行)。

3焚燒技術發展趨勢

3.1主體設備專業化生產

據分析，國外城市生活垃圾焚燒爐的設計制造規模已經逐步由小型規模向大型規模、由單一功能(焚燒處理垃圾)向多功能(資源化回收和循環利用)、由機械型向機電一體化(自動化)方向發展，經過較長期的市場選擇，出現了一批技術水平高、產量大、國際性的專業生產供應商。

3.2資源化利用

發達國家城市生活垃圾焚燒不僅能夠實現垃圾的無害化和垃圾最大限度的減容，而且隨著焚燒技術的發展，焚燒產生的熱源和能源利用已相當廣泛，比如許多城市的垃圾焚燒廠與供熱網絡和電網系統聯網，成為城市能源供輸的重要組成部分，同時也產生了比較理想的經濟效益。

3.3二次污染防治

城市生活垃圾焚燒設施的污染防治技術主要包括：廢氣處理技術、廢水處理技術、焚燒殘渣處理技術、噪音及臭氣防治技術等，其中廢氣處理技術難點最多，工藝最為復雜，處理成本最大，危害也最大。

發達國家都非常重視垃圾焚燒廢氣的危害，尤其是二惡英等有毒元素的危害，近年間，雖然發達國家在解決垃圾焚燒廢氣上下了很大功夫，在垃圾焚燒設施上配備了的焚燒廢氣污染防治設備，也取得了顯著效果，但是由于廢氣處理設備的投資一般占焚燒設施投資的一半或三分之二以上，也造成在建設大型垃圾焚燒設施時配備廢氣凈化處理設備的阻力。

如何處理焚燒殘渣也是近年間發達國家發展垃圾焚燒研究的一個主要課題。所謂垃圾焚燒殘渣(含殘渣和集塵灰)的處理技術主要是依靠熔融技術去除殘渣中含有的有害物質(重金屬和二惡英等)達到殘渣的無害化。殘渣的熔融技術分直接熔觸技術和間接熔融技術。處理焚燒殘渣的目的是既要降低重金屬污染，又要實行焚燒殘渣的再利用。目前主要的殘渣利用途徑是制造建材，很多國家都利用焚燒殘渣制造筑路材料，建筑骨料、預制板塊粒料、陶粒、燒結磚等建筑材料，也有將其用于垃圾填埋場覆蓋土的實例。

3.4高科技融入

城市生活垃圾焚燒技術的發展，吸引了大量高新技術的融人，現在已經進入實際利用階段的有：高效垃圾發電技術，焚燒殘渣處理和利用技術，廢氣處理的新技術，自動化控制技術以及焚燒爐的電腦設計等。高新技術的介入，使如今的垃圾焚燒廠從過去的單一處理型轉成含有多種高新技術、具有多種功能的新型設施。同時垃圾焚燒技術的發展也有效地促進了焚燒技術在世界范圍內的廣泛應用。

3.5綜合性處理

鑒于城市垃圾組分的變化較大，通過綜合性處理有利于保持垃圾組分的相對穩定，延長焚燒爐的使用壽命，降低廢氣、殘渣的處理難度，也有利于保證產出物的質重。

4焚燒技術在*市的應用研究

垃圾焚燒廠投資巨大，環保技術水平高，要求嚴，因此對垃圾焚燒廠的上馬要審慎決策，否則會帶來經濟損失以及二次污染等問題。因此按照經濟學、環境學、系統學的理論對我市生活垃圾焚燒技術的適用性進行研究很有必要。

4.1焚燒必要性

我市發展垃圾焚燒技術應該講是勢在必行，目前我市的5座垃圾填埋場已有3座1～3年內面臨封場，再找幾處合適的填埋場址已經不可能，而堆肥處理在我市因產品銷路問題不能上馬，別無選擇，只能上馬垃圾焚燒廠。目前，我市規劃建設的有4座垃圾焚燒(發電)廠，分別是：關山環保資源電廠、北洋橋垃圾焚燒發電廠、鍋頂山垃圾焚燒發電廠、漢口垃圾焚燒發電廠。

4.2焚燒可行性

4.2.1垃圾特性

城市生活垃圾的處理方法與垃圾成分有很大關系，而垃圾的成分則與燃料結構、消費水平、收集方式、地域和季節等多種因素有關。隨著我市經濟的發展和人們生活水平的提高，城市生活垃圾的構成已發生了質的變化，有機物含量已經大大高于無機物含量。隨著天然氣的進漢，垃圾組成正由“多灰、多水、低熱值”向“較少灰、較高熱值”的方向發展，給我市城市垃圾的焚燒處理奠定了基礎。一般當垃圾熱值高于5000ki/kg，同時土地資源有限時，應優先采用焚燒法處理。2004年我市生活垃圾的濕基低位熱已超過6000ki/kg，完全符合垃圾焚燒的要求。

4.2.2經濟可行性

我市近年來經濟健康、快速發展，經濟實力日益雄厚，垃圾焚燒廠每1000噸處理能力投資4～6億元對于我市已不是很大的負擔，因此即便財政投資垃圾焚燒廠，也是可行的。

國家在垃圾焚燒處理產業方面的優惠政策保證了社會資本投資垃圾焚燒廠的投資回報，因此上馬垃圾焚燒廠比垃圾填埋廠更容易吸引外資和社會資本進入。

4.3焚燒爐選擇

爐排爐焚燒技術目前較成熟，爐體較大，但設備投資較高；流化床焚燒爐技術在國內正在發展之中，有一定的應用前景，爐體較小，投資較低。全國各城市垃圾焚燒廠運行結果表明：爐排爐水循環安全可靠，汽溫調節性能好，燃燒較穩定。對城市垃圾具有很大寬容性，負荷調節靈活，與其它焚燒技術相比，目前有較大優勢。根據建設部、國家環保總局、科技部共同的《城市生活垃圾》，垃圾焚燒目前宜采用以爐排爐為基礎的成熟技術，審慎采用其它爐型的焚燒爐。禁止使用不能達到控制標準的焚燒爐。考慮到*的垃圾特性、城市地位及經濟技術水平，在焚燒廠建設上宜高起點嚴要求，應優先采用以爐排爐為基礎的焚燒處理技術。

目前爐排焚燒爐設備主要有進口、國內改進型以及國內簡易型三類，三種類型設備造價和環保情況差別很大。鑒于國產焚燒爐大都還存在一定問題，焚燒煙氣所含的大量有毒有害物質未能被焚毀，需進行改進，如對爐排、爐體型式和氣流模式等進行優化設計。因此我市在近兩年應優先采用國外專業廠家的成套設備。

4.4配套政策

為保證垃圾焚燒廠的上馬及正常運行，政府應出臺如下政策：

1)、垃圾焚燒廠電力上網政策。要從政策上保證垃圾焚燒發電能順利上網，核心問題是確定上網電價，根據國家政策及全國其它城市的范例以及垃圾焚燒電廠的處理成本，我市的垃圾焚燒發電上網電價應不低于0.50元/度。

2)、垃圾處理收費政策。實行垃圾處理收費是垃圾焚燒廠能順利運行的重要保證，在垃圾處理收費政策出臺之前，應由政府給予運營補貼。收費或補貼占標準為60—100元/噸。

3)、集中供熱政策。政府組織引導由垃圾焚燒廠向居民區或企業供熱，并制定收費標準，以發揮垃圾焚燒的綜合效益，提高垃圾處理的資源化利用水平。

有人提出將混合垃圾分選處理后進行焚燒處理，分選處理后熱值比較高部分燃燒效率高。美國和加拿大對RDF焚燒爐的焚燒標準給予一定放寬，德國垃圾法規定，當垃圾熱值超過13000KJ/kg以上，其處理納入回收利用范疇。分析國內城市生活垃圾成分，可燃物含量低，垃圾熱值低，如果將垃圾分選處理的高熱值垃圾與流化床等其他工業焚燒爐結合起來也許是相對理想的組合。

國家發改委最新的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》(發改價格[20*]7號)指出“生物質發電項目上網電價實行政府定價的，由國務院價格主管部門分地區制定標桿電價，電價標準由各省(自治區、直轄市)2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加補貼電價組成。補貼電價標準為每千瓦時0.25元。”《可再生能源產業發展指導目錄》(發改能源[2005]2517號)將“用于清潔處理和能源化利用城市固體垃圾，包括燃燒發電和填埋場沼氣發電”列入生物質發電和生物燃料生產。《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》中同時指出，“發電消耗熱量中常規能源超過20％的混燃發電項目，視同常規能源發電項目，執行當地燃煤電廠的標桿電價，不享受補貼電價”。這些政策的落實將對我國生活垃圾焚燒發電產生深刻的影響。

六、結束語

中國生活垃圾焚燒發展要不要沿著發達國家主流發展技術路線值得認真思考，只要我們能夠按照“要大興求真務實之風”的要求，對目前生活垃圾焚燒發展現狀進行實事求是的分析，結論是不難得出的。

對于許多城市，土地資源非常寶貴，生活垃圾填埋場場地選擇將越來越困難，垃圾填埋處理的成本也會越來越高，隨著經濟發展焚燒處理會逐步發展成為這一地區生活垃圾處理的重要手段。有條件的城市要積極穩妥推進垃圾焚燒廠建設。

垃圾焚燒廠廠址選擇在市區或郊區附近，這樣一方面減少垃圾運距，另一方面距熱用戶近，使得垃圾焚燒廠的投資效益和運行效益都得到提高。對于有垃圾焚燒處理潛在需求的地區，從延長現有填埋場的使用壽命考慮，也需要盡早在城近郊區規劃建設城市生活垃圾焚燒廠。

生活垃圾焚燒產生的熱能相當于可再生能源，目前一些經濟發達的城市和地區每千克垃圾熱值達到5000KJ以上，相當于1.4KWh的能量，單一焚燒發電可獲得0.2-0.3KWh。如果采用焚燒熱電聯產，即供暖季節主要供熱，而在非供暖季節主要用于發電，將使垃圾焚燒廠熱能利用率進一步提高。通過分類收集等措施，降低垃圾含水率，提高垃圾熱值，可更有效地提高垃圾焚燒熱能利用效率。