本(ben)文綜(zong)述了(le)我國垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)技(ji)術(shu)的發展(zhan)現狀，重(zhong)點(dian)針(zhen)對垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)過程(cheng)中的污染物排(pai)放、受(shou)熱面腐蝕以及(ji)智慧(hui)焚(fen)燒(shao)(shao)等方面進行了(le)總(zong)結(jie)，最(zui)后展(zhan)望了(le)垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)發電技(ji)術(shu)的發展(zhan)趨勢(shi)，為今后建設垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)電站提供了(le)合理建議。

　　關鍵(jian)詞:城市垃圾；垃圾處理(li)；焚(fen)燒(shao)；發電；智(zhi)慧焚(fen)燒(shao)

　　引(yin)言：生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)處理方(fang)(fang)式包(bao)括垃(la)(la)圾(ji)(ji)回(hui)收、填埋(mai)、堆肥以及焚(fen)(fen)燒(shao)等(deng)，其(qi)(qi)中(zhong)，垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)已經成為目前最常(chang)用(yong)的(de)垃(la)(la)圾(ji)(ji)處理方(fang)(fang)式。隨著我國(guo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)分類政策的(de)推進和實(shi)施，城市生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)技術將會迎來巨(ju)大(da)發(fa)展。通過(guo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)技術，不僅能(neng)(neng)夠(gou)實(shi)現廢物的(de)資源化/能(neng)(neng)源化利用(yong)，還能(neng)(neng)夠(gou)實(shi)現減容80%以上。本文(wen)綜述(shu)了我國(guo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)發(fa)電技術的(de)現狀，重點針對其(qi)(qi)中(zhong)的(de)污染物排放、受熱面腐蝕以及智慧焚(fen)(fen)燒(shao)等(deng)方(fang)(fang)面進行了總(zong)結，并展望了垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)發(fa)電技術的(de)發(fa)展趨勢。

　　1垃圾焚燒污染物控

　　1.1垃圾焚(fen)燒污染物的組(zu)成

　　目(mu)前我國(guo)的(de)生(sheng)活垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)包括可回收垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)，如紙張、廢(fei)塑料、廢(fei)織物(wu)等(deng)(deng)(deng);有(you)(you)害(hai)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)，如廢(fei)電池、廢(fei)油漆等(deng)(deng)(deng);濕(shi)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)，如過期食品、廚余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)等(deng)(deng)(deng);以及剩余(yu)的(de)干(gan)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)等(deng)(deng)(deng)四類(lei)。干(gan)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)是垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)處理的(de)主要部(bu)分(fen)，其(qi)本(ben)質是垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)中(zhong)(zhong)的(de)可燃(ran)物(wu)質發生(sheng)氧化燃(ran)燒(shao)(shao)，生(sheng)產熱能的(de)過程(cheng)。同時，垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)中(zhong)(zhong)不可燃(ran)的(de)成分(fen)則變成了飛灰等(deng)(deng)(deng)殘渣(zha)。一(yi)般(ban)情(qing)況下，生(sheng)活垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)組(zu)成部(bu)分(fen)極為(wei)復雜，導(dao)致(zhi)其(qi)燃(ran)燒(shao)(shao)產生(sheng)的(de)煙(yan)氣成分(fen)具有(you)(you)多(duo)樣性(xing)，包括了顆粒污(wu)染(ran)物(wu)(煙(yan)塵)、重金屬(shu)(Hg、Pb、Cd、Cr等(deng)(deng)(deng))、酸性(xing)氣體(HF、HCl、SOx、NOx等(deng)(deng)(deng))、以及毒性(xing)很強(qiang)的(de)有(you)(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(二噁英)等(deng)(deng)(deng)［3］。為(wei)了避免垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)對環境造成污(wu)染(ran)，不同國(guo)家和(he)地區針對排放煙(yan)氣中(zhong)(zhong)污(wu)染(ran)物(wu)的(de)濃度(du)制定了一(yi)系(xi)列的(de)標準。

　　1.2煙氣凈化工(gong)藝及現狀

　　為(wei)了滿足污染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)排放標準，需要(yao)對煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)煙(yan)(yan)(yan)塵和(he)(he)(he)酸性(xing)(xing)(xing)氣(qi)(qi)體(ti)等(deng)進行減排處(chu)(chu)(chu)理。煙(yan)(yan)(yan)塵垃(la)圾(ji)(ji)焚(fen)燒過(guo)程中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)微小無機顆粒物(wu)(wu)(wu)質，吸附(fu)能力超強(qiang)，主要(yao)是(shi)基于物(wu)(wu)(wu)理反(fan)(fan)(fan)應(ying)或(huo)熱(re)化(hua)(hua)學反(fan)(fan)(fan)應(ying)得(de)到(dao)。由于其超強(qiang)的(de)(de)吸附(fu)能力，使其成(cheng)為(wei)了有(you)毒(du)有(you)機物(wu)(wu)(wu)、有(you)害重金(jin)屬的(de)(de)富(fu)集(ji)地，危(wei)害較大。通過(guo)在系(xi)統中(zhong)加裝(zhuang)(zhuang)除塵凈化(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，可有(you)效減小煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)顆粒物(wu)(wu)(wu)濃度(du)。由于垃(la)圾(ji)(ji)中(zhong)含(han)有(you)Cl、S、F、N等(deng)元素，導致其在焚(fen)燒過(guo)程中(zhong)會產(chan)生(sheng)(sheng)酸性(xing)(xing)(xing)氣(qi)(qi)體(ti)。如(ru)氯化(hua)(hua)氫主要(yao)來自于生(sheng)(sheng)活垃(la)圾(ji)(ji)中(zhong)的(de)(de)塑料、紙張和(he)(he)(he)廚余等(deng)垃(la)圾(ji)(ji)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)。NOx主要(yao)是(shi)空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)氧(yang)化(hua)(hua)和(he)(he)(he)垃(la)圾(ji)(ji)中(zhong)的(de)(de)含(han)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)分解而來。酸性(xing)(xing)(xing)氣(qi)(qi)體(ti)一般采用濕法、半干(gan)法和(he)(he)(he)干(gan)法三(san)種工藝脫(tuo)(tuo)除。針對NOx氣(qi)(qi)體(ti)，選擇性(xing)(xing)(xing)非催化(hua)(hua)還(huan)原(SelectiveNon－catalyticReduction，SNCR)是(shi)最為(wei)常用的(de)(de)脫(tuo)(tuo)硝技術，該(gai)技術較為(wei)成(cheng)熟，它可以在不(bu)使用催化(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)情況下，在800～1110℃的(de)(de)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)環境中(zhong)，讓(rang)還(huan)原劑(ji)(氨水(shui)或(huo)尿素)與NOx反(fan)(fan)(fan)應(ying)得(de)到(dao)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)和(he)(he)(he)水(shui)。SNCR由于具有(you)成(cheng)本低、改造方便(bian)、效率(lv)高(30%～75%)等(deng)優勢(shi)，已經被(bei)廣泛(fan)使用。煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)重金(jin)屬的(de)(de)成(cheng)分主要(yao)來源于電子產(chan)品、電池(chi)、油(you)漆(qi)等(deng)物(wu)(wu)(wu)質，含(han)重金(jin)屬元素的(de)(de)成(cheng)分燃燒過(guo)程中(zhong)，經歷了蒸發和(he)(he)(he)表面化(hua)(hua)學反(fan)(fan)(fan)應(ying)等(deng)過(guo)程，然后凝結成(cheng)核并分布于爐渣(zha)、飛灰(hui)(hui)和(he)(he)(he)底灰(hui)(hui)之中(zhong)。針對這類污染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理過(guo)程，主要(yao)是(shi)采用飛灰(hui)(hui)及爐渣(zha)固化(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)理技術，然后進行填埋或(huo)者提煉實(shi)現(xian)資(zi)源的(de)(de)再(zai)利用。

　　1.3垃圾焚燒飛灰的處理工藝

　　垃(la)(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)產(chan)物(wu)(wu)一(yi)般包括底(di)(di)渣(zha)和(he)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)，飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)是(shi)從煙氣(qi)(qi)系(xi)統收(shou)集(ji)(ji)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)顆(ke)粒，而底(di)(di)渣(zha)則是(shi)燃燒(shao)(shao)室底(di)(di)部排出的(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)廢棄物(wu)(wu)。根(gen)據不同的(de)(de)(de)垃(la)(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)處(chu)理(li)(li)(li)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)和(he)底(di)(di)渣(zha)所(suo)占(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)比(bi)例有(you)(you)(you)所(suo)不同。對于(yu)城市生(sheng)活垃(la)(la)(la)圾，其經過(guo)(guo)處(chu)理(li)(li)(li)之(zhi)后的(de)(de)(de)殘渣(zha)占(zhan)(zhan)垃(la)(la)(la)圾重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)的(de)(de)(de)10%～20%，其中飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)占(zhan)(zhan)～5%，底(di)(di)渣(zha)占(zhan)(zhan)5%～15%。而對于(yu)一(yi)些危險廢棄物(wu)(wu)燃燒(shao)(shao)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)廢則差別較大(da)，一(yi)般飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)在(zai)(zai)5%～10%，底(di)(di)渣(zha)在(zai)(zai)5%～20%。垃(la)(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)除了造成(cheng)空氣(qi)(qi)中粉塵增多，降(jiang)低空氣(qi)(qi)質量(liang)外(wai)(wai)，飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)中包含(han)的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)害(hai)物(wu)(wu)質也(ye)(ye)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)很大(da)的(de)(de)(de)危害(hai)性。主要體(ti)現在(zai)(zai)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)中可能含(han)有(you)(you)(you)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)污染物(wu)(wu)和(he)二(er)(er)噁(wu)英(ying)(ying)等(deng)有(you)(you)(you)機污染物(wu)(wu)。重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)難(nan)以被(bei)降(jiang)解，垃(la)(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)形(xing)態發(fa)生(sheng)變化(hua)和(he)遷移(yi)，富集(ji)(ji)于(yu)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)之(zhi)中，然(ran)后通(tong)過(guo)(guo)大(da)氣(qi)(qi)、水等(deng)途徑被(bei)人吸收(shou)，造成(cheng)體(ti)內(nei)富集(ji)(ji)或形(xing)成(cheng)強毒的(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)(wu)。此(ci)外(wai)(wai)，飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)也(ye)(ye)是(shi)二(er)(er)噁(wu)英(ying)(ying)等(deng)有(you)(you)(you)害(hai)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要載體(ti)，飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)中攜帶的(de)(de)(de)二(er)(er)噁(wu)英(ying)(ying)占(zhan)(zhan)總(zong)排放量(liang)的(de)(de)(de)70%左右，一(yi)方(fang)面是(shi)由于(yu)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)孔隙度高(gao)、比(bi)表面積大(da)，容(rong)易吸附二(er)(er)噁(wu)英(ying)(ying);另一(yi)方(fang)面是(shi)由于(yu)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)中包含(han)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)為(wei)了二(er)(er)噁(wu)英(ying)(ying)合成(cheng)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑，導致(zhi)了在(zai)(zai)尾部煙道處(chu)二(er)(er)噁(wu)英(ying)(ying)的(de)(de)(de)二(er)(er)次合成(cheng)。目前，穩定/固(gu)(gu)化(hua)技術是(shi)最常使用的(de)(de)(de)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)處(chu)理(li)(li)(li)技術，通(tong)過(guo)(guo)添加粘合劑，通(tong)過(guo)(guo)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)和(he)化(hua)學的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)，將(jiang)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)中的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)害(hai)組份進(jin)固(gu)(gu)化(hua)處(chu)理(li)(li)(li)，然(ran)后進(jin)行安全填埋。這(zhe)種(zhong)方(fang)式具(ju)(ju)有(you)(you)(you)工藝(yi)簡(jian)單、能耗(hao)低、操作(zuo)容(rong)易、固(gu)(gu)化(hua)劑原(yuan)料豐富等(deng)優勢(shi)，可以實現高(gao)增容(rong)比(bi)，高(gao)金(jin)(jin)屬(shu)浸出率等(deng)效果。

　　2垃圾焚燒爐管(guan)壁腐蝕(shi)

　　2.1高溫腐蝕

　　高(gao)(gao)溫腐(fu)(fu)蝕(shi)主要包(bao)括氣相腐(fu)(fu)蝕(shi)和熔鹽(yan)(yan)腐(fu)(fu)蝕(shi)。當(dang)(dang)入爐(lu)垃圾(ji)(ji)中含(han)有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)塑(su)料和廚余垃圾(ji)(ji)時(shi)，其(qi)成(cheng)分中的(de)(de)(de)聚氯乙烯(PVC)和氯化(hua)鈉(NaCl)會(hui)在燃燒(shao)后形成(cheng)高(gao)(gao)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)HCl。研(yan)究(jiu)表明，垃圾(ji)(ji)焚燒(shao)產生的(de)(de)(de)煙氣中HCl濃度(du)可達600～1900mg/m3。當(dang)(dang)換熱器管(guan)壁溫度(du)達到320～480℃時(shi)，含(han)Cl的(de)(de)(de)氣體(ti)會(hui)與管(guan)壁反應，生成(cheng)FeCl3，當(dang)(dang)溫度(du)進一步升高(gao)(gao)到480～800℃時(shi)，FeCl3進一步分解(jie)，破壞(huai)管(guan)壁外表面的(de)(de)(de)氧化(hua)保(bao)護(hu)層，造成(cheng)管(guan)壁腐(fu)(fu)蝕(shi)。垃圾(ji)(ji)焚燒(shao)產生的(de)(de)(de)煙氣中常含(han)有大量的(de)(de)(de)堿(jian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)氧化(hua)物，在煙氣中HCl和S的(de)(de)(de)作用下形成(cheng)鹽(yan)(yan)類，發生類似水(shui)溶液中的(de)(de)(de)電化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)現象。此外，熔鹽(yan)(yan)混(hun)合物的(de)(de)(de)熔點(dian)低，在高(gao)(gao)溫狀(zhuang)態下易(yi)轉化(hua)為液態，加速腐(fu)(fu)蝕(shi)，并(bing)且由(you)于(yu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在高(gao)(gao)溫熔鹽(yan)(yan)中更容(rong)易(yi)溶解(jie)，導致(zhi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料在高(gao)(gao)溫處溶解(jie)，擴散至低溫處析出，對管(guan)壁形成(cheng)持續腐(fu)(fu)蝕(shi)。

　　2.2低溫腐蝕

　　生活垃(la)圾(ji)(ji)通常含有一定比(bi)例(li)的(de)橡膠、氟化(hua)鹽、塑料、以及(ji)漂白劑等，含水量(liang)較(jiao)高(40%～60%)，導(dao)致(zhi)垃(la)圾(ji)(ji)焚(fen)燒處于(yu)高濕度環(huan)境中。當復合(he)酸性(xing)氣體(ti)與水蒸氣凝(ning)結，則導(dao)致(zhi)低溫腐蝕(shi)。此外，隨著煙氣溫度的(de)降低，高溫環(huan)境下呈氣態的(de)二噁英(ying)和重金屬等逐漸凝(ning)固和沉積于(yu)換(huan)熱器表面，導(dao)致(zhi)設備傳熱惡化(hua)。

　　2.3沖刷腐蝕

　　此外，垃圾焚燒的煙(yan)氣(qi)中常伴隨(sui)有砂粒等固體顆粒物，煙(yan)氣(qi)流動(dong)過程中會對受熱面(mian)進行高速沖刷，造成換熱器(qi)(qi)表面(mian)沖刷腐蝕(shi)。當(dang)腐蝕(shi)嚴重(zhong)時，腐蝕(shi)產物被顆粒沖刷剝離后導致新的表面(mian)暴露，形成腐蝕(shi)－磨(mo)損－腐蝕(shi)循環作用，直接加速受熱管壁的減(jian)薄(bo)和(he)破(po)壞，減(jian)小(xiao)換熱器(qi)(qi)的使用壽命。

　　2.4防(fang)腐蝕技(ji)術

　　為了(le)保證垃圾焚(fen)燒鍋爐的(de)長期穩定安全(quan)運行(xing)，通常需要對換(huan)(huan)氣熱(re)(re)進行(xing)防腐蝕處理。堆焊是(shi)通過焊接手段，將(jiang)填充(chong)金(jin)屬熔(rong)覆(fu)在(zai)換(huan)(huan)熱(re)(re)器表面，用以抵抗(kang)磨(mo)損和腐蝕，但容易導致(zhi)管材熱(re)(re)變形(xing)甚至產生裂紋。以激光作為熱(re)(re)源的(de)激光熔(rong)覆(fu)，能夠縮短基(ji)材的(de)受熱(re)(re)時間(jian)，使其(qi)在(zai)自動化、稀釋率等方面顯著提升。熱(re)(re)噴涂則是(shi)將(jiang)熔(rong)融或(huo)者半(ban)熔(rong)融狀態的(de)陶瓷、金(jin)屬或(huo)者其(qi)復合物，高壓噴涂在(zai)換(huan)(huan)熱(re)(re)器表面，形(xing)成致(zhi)密的(de)保護(hu)涂層。

　　3智慧垃圾焚燒

　　實時監(jian)(jian)測垃圾(ji)燃(ran)燒和(he)污(wu)染(ran)物排放(fang)狀態，調(diao)整相關(guan)參(can)數，對(dui)降(jiang)低污(wu)染(ran)物的生成具有(you)重要價值。垃圾(ji)焚燒過(guo)程(cheng)中的酸性氣(qi)體和(he)粉塵(chen)可通過(guo)實時監(jian)(jian)測的排放(fang)數據(ju)獲得，進(jin)一步結合人(ren)工智(zhi)能、優化算法、數據(ju)組網通訊(xun)等技術對(dui)酸性氣(qi)體和(he)粉塵(chen)進(jin)行精準調(diao)控，減(jian)小(xiao)資(zi)源浪費，提前對(dui)污(wu)染(ran)物濃(nong)度預(yu)(yu)測和(he)預(yu)(yu)警。

　　4結語

　　本文主要(yao)介紹了(le)城(cheng)市生活(huo)垃(la)(la)圾焚(fen)燒(shao)發電過程中的(de)污染物(wu)排(pai)放、換熱器腐蝕和(he)智能(neng)化控制等關(guan)鍵問題的(de)發展現(xian)狀和(he)趨勢。通(tong)過現(xian)場歷史運行數據(ju)(ju)進(jin)行預測(ce)模型的(de)研發和(he)訓練(lian)，結合(he)大(da)數據(ju)(ju)分析和(he)云平臺(tai)共享，實現(xian)對燃燒(shao)狀態、污染物(wu)濃度、換熱器壽命(ming)等的(de)預測(ce)，將(jiang)成(cheng)為智慧(hui)焚(fen)燒(shao)的(de)重要(yao)熱點(dian)。本文為垃(la)(la)圾焚(fen)燒(shao)技術(shu)的(de)安全、智能(neng)和(he)無害化處理提供了(le)借鑒。