蔡虎
中国启源工程设计研究院有限公司 陕西省西安市 710018
摘要：当前，中国诸多城市已经建立了垃圾焚烧发电厂，初步实现了对城市生活垃圾的“减量化、无害化、资源化”处置。但在实践中，生活垃圾焚烧发电中的诸多问题也逐渐暴露出来，烟气污染便是其中一个比较突出的问题。主要对城市生活垃圾及其处理、城市生活垃圾焚烧发电技术、城市生活垃圾焚烧发电的意义进行了分析，并探讨了城市生活垃圾焚烧处理烟气中有害物质的形成机理及其处理工艺。
关键词：城市；生活垃圾；焚烧；发电；烟气处理
城市生活垃圾是阻碍中国城市化发展的一个主要因素。近年来，中国环境保护标准明显提升，以往建立填埋场对城市生活垃圾进行处理的粗放型模式已经无法满足新时代的新要求。当前，可燃物在城市生活垃圾中所占比例不断提升，这种生活垃圾燃烧后产生的热值较高，使得生活垃圾焚烧发电成为城市生活垃圾处理工作的主要发展方向。
1城市生活垃圾及其处理
实现城市人类活动与生态环境的协调发展，是城市现代化发展过程中必须做到的。城市生活垃圾是影响城市人类活动与生态环境协调发展的一个主要因素，其指的是人类生产、生活中产生的各种废物。近年来，中国诸多城市以“减量化、无害化、资源化”处置生活垃圾为目标，积极探索生活垃圾的有效处理方法，并取得了一定成果。城市生活垃圾的处理已逐渐从填埋、堆肥发展到了焚烧制能，力求“变废为宝”。生活垃圾焚烧发电是焚烧制能的一项主要措施，其主要通过高温燃烧，将生活垃圾中的可燃物转化为惰性残渣，并将焚烧过程中产生的热能转化为电能，实现了生活垃圾的能源化。
2城市生活垃圾焚烧发电技术
2.1原理
生活垃圾焚烧发电技术，是将生活垃圾分类之后运送到焚烧炉，在焚烧炉内对可燃物进行焚烧，通过余热锅炉将焚烧过程中产生的热能转化为蒸汽能量，并由汽轮发电机带动涡轮机产生电能。
2.2工艺流程
将生活垃圾运送到垃圾贮坑内存放7d左右，其作用是将生活垃圾中的渗滤液去除，可去除10%左右。经研究发现，通常情况下，垃圾中的水分每降低1%，焚烧过程中产生的热能便会提升100kJ/kg。然后，将垃圾运送至焚烧炉进行高温焚烧处理。垃圾焚烧处理的过程中，一般需在第一烟道设置脱硝系统，如投放氨液、尿素来减少NOx。焚烧后产生的烟气在余热锅炉内转化为蒸汽，进入汽轮发电机组带动涡轮转动，从而使发电机产生动力形成电能。由生活垃圾焚烧发电后产生的电能，可供发电厂自身用电，还可以进入电网系统，作为城市居民生活用电。生活垃圾焚烧发电过程中，除了产生热量发电之外，还会产生其他物质，需对其进行妥善处理。例如：对于焚烧过程中产生的烟气，应先实施净化处理，使其达到国家规定的排放标准之后，再排放到大气环境中；对于焚烧过程中产生的飞灰，应先实施固化处理，再进行填埋处理；对于焚烧过程中产生的炉渣，使其进入焚烧炉底部的排渣机中，在自然冷却或人工冷却之后运送到炉渣坑，然后运送到专门场所进行集中处理；对于焚烧过程中产生的其他废弃物，若为可燃物，则再放到焚烧炉内再次焚烧处理，若为不可燃物，则要具体问题具体分析。
3城市生活垃圾焚烧发电的意义
城市生活垃圾焚烧发电的意义体现在以下几方面：a)生活垃圾焚烧发电通过对垃圾进行焚烧处理，可达到“减量化”的效果。高温焚烧可有效减小垃圾的体积，减少其占地面积，达到减容的效果，焚烧后垃圾的体积一般情况下仅为其焚烧前的5%～15%。
b)生活垃圾焚烧发电通过对垃圾进行焚烧处理，可达到“无害化”的效果。高温燃烧能有效分解垃圾中的有害物质，从而能减轻甚至消除后续处理中对生态环境造成的不利影响；垃圾焚烧可以避免填埋场、堆肥场释放气体中的恶臭，减少浸出液中的污染物；焚烧过程中的高温，可以将垃圾中的多种有害病原菌彻底消灭。
4城市生活垃圾焚烧处理烟气中有害物质的形成机理及其处理工艺
4.1形成机理
生活垃圾焚烧过程中会产生大量的烟气，其中含有诸多有毒有害物质，如二口恶英、烟尘、酸性气体、重金属及残余的有机物等。a)二口恶英是生活垃圾焚烧过程中产生的主要有毒有害物质之一。含氯垃圾燃烧不完全，含氯塑料焚烧时温度小于800℃，均可能导致二口恶英的出现；食物残渣、木制品、纸张等含碳、含氯物质，与铜离子、钴离子等金属离子发生化学反应，也会产生二口恶英。二口恶英是一种致癌物，毒性较强，溶于脂肪、不溶于水，稳定性较好。b)烟尘通常是指烟气中的颗粒物，通常是焚烧炉中的微小颗粒物随着温度的升高而不断上升，并经过烟囱排放出来，变成烟尘。烟尘颗粒直径一般在10～200μm之间，且其中通常夹杂一些有机物颗粒、重金属颗粒。在潮湿、低温环境中，烟尘会发生黏结、结块，从而严重影响生态环境。c)酸性气体包括氟化物、NOx、SOx、氯化物等，垃圾焚烧过程中，不同物质之间发生化学反应，便会产生各种酸性气体。d)重金属包括Cd，Mn，Hg，Pb等，垃圾焚烧过程中，其中的一些物质被分解，释放出重金属元素，转化为气态，并随着颗粒物被排放出来。e)残余的有机物指的是焚烧中经过物理化学反应而生成的物质及未焚烧完全的有机物。此外，生活垃圾在垃圾贮坑内存放的时候，也会产生恶臭，其原因在于，厨余垃圾在城市生活垃圾中占据较大的比例，其在堆放、发酵的过程中，O2含量大幅度降低，且会生成硫酸盐、硝酸盐，并在厌氧作用下发生化学反应，从而生成甲硫醚、三甲胺、甲硫醇、NH3、H2S等带有恶臭气味的气体。
4.2处理工艺
针对城市生活垃圾焚烧处理过程所产生烟气中的有害物质，应采取科学、有效的工艺予以处理。处理工艺分析如下：a)除尘。为去除烟气中的烟尘，应采取除尘工艺将烟气中的颗粒物分离出来。在对除烟装置进行安装时，应将离心力、扩散附着力及惯性力、动力等当作除尘的作用力，并通过应用布袋除尘器、静电除尘器等除尘装置对这些作用力进行有效利用。布袋除尘器借助过滤袋将烟气中的烟尘过滤、筛选出来，实现烟气、烟尘之间的有效分离，烟尘附着在过滤袋上，可采取喷吹等方式清除过滤袋上的烟尘。这种方式具有除尘效率高、使用方便、维护简单的优势。静电除尘器借助高压负极放电产生的电晕，将带负荷电的颗粒物从烟气中分离出来。这两种除尘装置均可有效去除烟气中的二口恶英、小颗粒烟尘。b)净化。针对城市生活垃圾焚烧处理过程中产生的烟气，可采取多种工艺组合的方式进行净化。目前常用的组合方式包括：袋式除尘器与干式反应塔、袋式除尘器与半干式反应塔、袋式除尘器与湿式反应塔。3种组合方式各有不同，与其他两种组合方式相比，袋式除尘器与湿式反应塔的初次投资、年运行费用较高，虽然其二次污染物量较少，但是也难以得到推广应用。袋式除尘器与半干式反应塔的年运行费用较低，对粉尘、HCl、SOx、二口恶英、重金属等有害物质的清除效果比较理想，且二次污染物量低，因此在生活垃圾焚烧烟气处理中应用较为广泛。
5结语
城市生活垃圾已经成为影响城市发展的一个重点问题，因此应高度重视城市生活垃圾处置工作，采取焚烧制能的方法，积极开展城市生活垃圾焚烧发电，并要对生活垃圾焚烧过程中产生的烟气进行有效治理，减少烟气中的有毒有害物质，从而提高城市生活垃圾焚烧发电的经济效益、社会效益、生态效益。
参考文献：
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