国内外生活垃圾焚烧发电及烟气控制技术比较分析

  摘要： 随着时下人们对环境方面要求的日渐增长,垃圾合理处理在践行绿色发展理念和推动生态文明建设进程中发挥着逐渐重要的作用.生活垃圾焚烧发电技术作为固废资源利用的一种方法,如今已经演变成为一种成熟的资源利用技术.分别从垃圾焚烧发电行业的上、中、下游,即从垃圾焚烧的原料性质、燃烧发电技术和烟气控制方面对国内外生活垃圾焚烧技术进行了比较分析,认为随着生活垃圾量日渐增长,生活垃圾焚烧技术仍是一种实现减量化、资源化必不可少的手段,但要提升焚烧技术,改进国产焚烧工艺,严控焚烧烟气中污染物的排放,建立实时监测点,避免造成二次污染。

  目 前， 全世界每年产生的城市生活垃圾(municipal solid waste，MSW)达到了13亿t，预计到2025年，城市生活垃圾产量将达到22亿t/a，增幅达到70%。这在某种程度上预示着在接下来的几年内，人均生活垃圾日产量会从1.2kg/ 人增加到1.42kg/人。其中，中国是生活垃圾产量增速最快的国家，中国已经在2004年超过美国，成为全世界最大的生活垃圾产生国家，预计到2030年，中国的垃圾产量将是美国的2倍。如此多的生活垃圾如果得不到合适的处理和处置，极容易引发环境问题。

  现今生活垃圾处理方法有以下3种：卫生填埋法、焚烧法和堆肥法。垃圾卫生填埋法应用最早、最广，其工艺简单，处理成本最低，可是占地面积很大，并且填埋产生的渗滤液和填埋场臭气解决难度较大，被填埋的垃圾得不到充分的资源回收和利用，因此该法以后不再是主流的垃圾处理方向。堆肥法通过微生物消化生活垃圾中的有机物质使其变成稳定的腐殖质。但堆肥的条件控制较复杂，并且周期较长，不适合进行大量垃圾的处理。“垃圾是放错地方的资源”这一点正在逐渐为人们所接受，垃圾焚烧法是将垃圾在高温条件下快速氧化燃烧，实现垃圾的减量化、资源化和无害化。焚烧法与其他方法相比有较大的优势，焚烧法可以有实际效果的减少垃圾90%以上的体积，节约土地，并且垃圾焚烧产生的热量可拿来发电，因此焚烧法慢慢的变成为国内垃圾处理的主要方式。

  垃圾焚烧发电技术不仅仅可以大幅度减少持续增长的垃圾量，还在能源回收利用方面起着及其重要的作用。垃圾焚烧发电在利用可再次生产的能源的同时，起到高效处理废物的作用。现今垃圾焚烧发电技术已趋于成熟，截至2015年年底，全球共有1179家垃圾焚烧发电厂，总解决能力超过了70万t/d。据世界能源理事会统计，垃圾焚烧发电行业每年带来的收入超过200亿美元。然而，除了以焚烧技术为核心外，垃圾焚烧行业还对原料性质和烟气处理方面有着严格要求。本文将从生活垃圾焚烧发电的上、中、下游，即原料、焚烧技术和烟气处理3个方面将中国与发达国家(美国、欧洲、日本和韩国)垃圾焚烧行业发展现在的状况进行对比，并对垃圾焚烧行业前景进行分析。

  对于垃圾焚烧发电行业，垃圾的性质对焚烧效果有很大的影响。本文从全球生活垃圾的产量、组成及热值3个角度对生活垃圾性质进行分析。

  不同地区、国家甚至城市之间生活垃圾产量存在很大的差别。生活垃圾产量与地区的经济发展水平、工业化程度、公众习惯以及当地气候有关，一般来说，经济发展水平越高，其生活垃圾产量越高。

  图1 为全球生活垃圾产量比例，能够准确的看出，垃圾产量最大的地区为东亚及太平洋地区，占全球总产量的23%，其次是欧洲及中亚地区，占全球总产量的20%。其中，东亚及太平洋地区的垃圾产量中有70%的生活垃圾来自中国，即中国的生活垃圾产量占全球总产量的16%，这和我国近几年经济的快速的提升有很大关系。

  表1为2018年世界银行统计的部分国家生活垃圾年产量及人均日产量的数据。由表1能够准确的看出，虽然中国的城市生活垃圾总产量比较高，但城市生活垃圾人均日产量比其他发达国家都要低，甚至不足美国生活垃圾人均日产量的1/5，说明经济越发达的地区，其生活垃圾产量也越高。

  1)将生活垃圾分为有机垃圾、废纸、塑料、玻璃、金属、橡胶皮革和其他7类。按照2018年世界银行统计数据，按经济发展水平分类讨论全球不同收入地区的垃圾组成，如图2所示。由图2 可见，从全球中等水准来看，生活垃圾中有机废物占比最大，占垃圾总量的46%。由高收入地区向低收入地区过渡，其有机废物含量逐渐增加，废纸、塑料、玻璃、金属和橡胶皮革的占比逐渐降低，而其他类的占比是逐渐增大的，这体现出了高收入地区的垃圾分类效果比低收入地区好，我国属于中高收入地区。

  2)从焚烧角度将生活垃圾分为可燃物、水分和灰分3类。表2为不同国家垃圾焚烧厂焚烧的垃圾组分数据。

  由表2能够准确的看出，我国生活垃圾中可燃物只占1/3，水分约占总量的一半，灰分含量也比日本和美国高得多。有必要注意一下的是，美国焚烧的生活垃圾中可燃物占总量的3/4，远高于其他几个国家生活垃圾中可燃物的含量，是因为美国已经先行将生活垃圾进行分类，然后将不能回收利用的垃圾作焚烧处理。

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  随着人们环境意识的慢慢地加强和热能回收等综合利用技术的提高，世界各国采用焚烧技术处理生活垃圾的比例正在逐年增加。焚烧的实质是将有机垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，以形成稳定的固态残渣。先将垃圾放在农村里的生活垃圾焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，然后余热回收可供热或发电。烟气净化后排出，少量剩余残渣排出、填埋或作其它用途。其优点是迅速的减容能力和彻底的高温无害化，占地面积不大，对周围环境影响较小，且有热能回收。

  吉林省鑫祥有限责任公司长春生活垃圾综合处理电厂，坐落在长春市宽城区小南村，占地面积49927平方米。注册资金1.5亿元人民币，企业资产总值7.1亿元，现有员工108人，其中党员5名。吉林省鑫祥有限责任公司成立于2002年。企业主要经营垃圾回收处理，垃圾焚烧发电及综合利用、副产品开发销售；电力和热力生产和销售；环保技术开发、服务、咨询。

  “生活垃圾焚烧技术十问十答”自2015年首次发布后，受到了业内的广泛肯定和大量引用，对推进我国生活垃圾焚烧技术发挥了非消极作用，现根据近几年的研究和实践对原文做全面修订后再次发布，诚请批评指正。

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