本文綜述了我國垃(la)(la)圾焚燒技術的發展(zhan)現狀，重點(dian)針(zhen)對垃(la)(la)圾焚燒過程中(zhong)的污染(ran)物排(pai)放、受熱面(mian)腐蝕以(yi)及智慧(hui)焚燒等方面(mian)進行了總(zong)結，最(zui)后展(zhan)望了垃(la)(la)圾焚燒發電技術的發展(zhan)趨勢，為今后建(jian)設垃(la)(la)圾焚燒電站提供了合理建(jian)議。

　　關鍵詞:城市垃(la)圾；垃(la)圾處理；焚燒；發電；智慧焚燒

　　引言：生(sheng)(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)方式包括垃(la)(la)圾(ji)(ji)回(hui)收、填埋、堆(dui)肥以及(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)等(deng)，其中，垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)已經(jing)成為目前最常用的垃(la)(la)圾(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)方式。隨(sui)著我國(guo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)分類(lei)政策的推進(jin)和實(shi)施，城市(shi)生(sheng)(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)技(ji)(ji)術將會迎來巨大發(fa)展(zhan)。通過垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)技(ji)(ji)術，不(bu)僅能夠(gou)實(shi)現(xian)廢物的資源(yuan)化/能源(yuan)化利(li)用，還能夠(gou)實(shi)現(xian)減容(rong)80%以上。本文綜述了(le)我國(guo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)發(fa)電技(ji)(ji)術的現(xian)狀，重點針對其中的污染物排放、受熱面腐蝕以及(ji)智(zhi)慧焚(fen)(fen)燒(shao)等(deng)方面進(jin)行了(le)總結，并展(zhan)望了(le)垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)發(fa)電技(ji)(ji)術的發(fa)展(zhan)趨勢。

　　1垃圾焚燒污(wu)染物(wu)控(kong)

　　1.1垃(la)圾焚燒污染物的組成

　　目前我國(guo)的(de)生活垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)包括可(ke)回(hui)收垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)，如紙(zhi)張(zhang)、廢(fei)(fei)塑料(liao)、廢(fei)(fei)織(zhi)物(wu)等(deng)(deng);有(you)害垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)，如廢(fei)(fei)電池、廢(fei)(fei)油漆(qi)等(deng)(deng);濕垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)，如過(guo)期(qi)食品(pin)、廚余垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)等(deng)(deng);以(yi)及剩余的(de)干垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)等(deng)(deng)四類(lei)。干垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)是垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)焚燒(shao)處理的(de)主(zhu)要(yao)部(bu)分，其(qi)本質是垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)中的(de)可(ke)燃(ran)物(wu)質發生氧化燃(ran)燒(shao)，生產熱能的(de)過(guo)程。同時，垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)中不(bu)可(ke)燃(ran)的(de)成分則變(bian)成了飛灰等(deng)(deng)殘(can)渣。一般(ban)情況下，生活垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)組成部(bu)分極為復(fu)雜，導(dao)致其(qi)燃(ran)燒(shao)產生的(de)煙(yan)氣成分具有(you)多(duo)樣性(xing)(xing)，包括了顆粒污(wu)染(ran)物(wu)(煙(yan)塵)、重金屬(Hg、Pb、Cd、Cr等(deng)(deng))、酸性(xing)(xing)氣體(ti)(HF、HCl、SOx、NOx等(deng)(deng))、以(yi)及毒性(xing)(xing)很強的(de)有(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(二噁(wu)英(ying))等(deng)(deng)［3］。為了避免垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)焚燒(shao)對(dui)環境造成污(wu)染(ran)，不(bu)同國(guo)家和地區針對(dui)排(pai)放(fang)煙(yan)氣中污(wu)染(ran)物(wu)的(de)濃度制定了一系列的(de)標準。

　　1.2煙氣凈化(hua)工藝及現狀

　　為(wei)了滿(man)足(zu)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)排放標準，需要對煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)煙(yan)塵(chen)和(he)酸性(xing)氣(qi)(qi)體等進(jin)行(xing)減排處(chu)理(li)。煙(yan)塵(chen)垃(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)燒過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)產生(sheng)的(de)(de)(de)微小無機(ji)顆粒(li)物(wu)(wu)質，吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)力超強(qiang)，主(zhu)(zhu)要是基于(yu)(yu)物(wu)(wu)理(li)反(fan)應(ying)或(huo)熱化(hua)(hua)(hua)學反(fan)應(ying)得(de)到。由(you)于(yu)(yu)其(qi)超強(qiang)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)力，使(shi)(shi)其(qi)成(cheng)(cheng)為(wei)了有(you)(you)毒有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)、有(you)(you)害重(zhong)金屬的(de)(de)(de)富(fu)集地，危害較(jiao)大。通(tong)過(guo)在(zai)系統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)加裝(zhuang)除(chu)塵(chen)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)裝(zhuang)置，可有(you)(you)效減小煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)顆粒(li)物(wu)(wu)濃度。由(you)于(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)(you)Cl、S、F、N等元素(su)(su)，導(dao)致其(qi)在(zai)焚(fen)燒過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)會產生(sheng)酸性(xing)氣(qi)(qi)體。如氯化(hua)(hua)(hua)氫主(zhu)(zhu)要來自于(yu)(yu)生(sheng)活垃(la)(la)圾(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)塑料、紙張和(he)廚(chu)余等垃(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)。NOx主(zhu)(zhu)要是空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氮氣(qi)(qi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)和(he)垃(la)(la)圾(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)含(han)氮化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)分(fen)(fen)解而(er)來。酸性(xing)氣(qi)(qi)體一(yi)般采(cai)用濕法、半干法和(he)干法三種工(gong)藝(yi)脫(tuo)除(chu)。針對NOx氣(qi)(qi)體，選(xuan)擇(ze)性(xing)非催化(hua)(hua)(hua)還原(SelectiveNon－catalyticReduction，SNCR)是最為(wei)常用的(de)(de)(de)脫(tuo)硝(xiao)技(ji)術，該技(ji)術較(jiao)為(wei)成(cheng)(cheng)熟(shu)，它可以在(zai)不使(shi)(shi)用催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，在(zai)800～1110℃的(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)環境(jing)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，讓還原劑(ji)(氨(an)水(shui)或(huo)尿素(su)(su))與NOx反(fan)應(ying)得(de)到氮氣(qi)(qi)和(he)水(shui)。SNCR由(you)于(yu)(yu)具有(you)(you)成(cheng)(cheng)本低、改造方便、效率高(30%～75%)等優勢，已經被(bei)廣泛使(shi)(shi)用。煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)金屬的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)主(zhu)(zhu)要來源(yuan)于(yu)(yu)電子產品、電池、油漆等物(wu)(wu)質，含(han)重(zhong)金屬元素(su)(su)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)燃燒過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，經歷了蒸發和(he)表面化(hua)(hua)(hua)學反(fan)應(ying)等過(guo)程(cheng)，然(ran)后凝結成(cheng)(cheng)核并分(fen)(fen)布于(yu)(yu)爐(lu)渣、飛(fei)灰(hui)和(he)底灰(hui)之中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。針對這類污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)，主(zhu)(zhu)要是采(cai)用飛(fei)灰(hui)及爐(lu)渣固化(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)技(ji)術，然(ran)后進(jin)行(xing)填(tian)埋或(huo)者提煉(lian)實現資源(yuan)的(de)(de)(de)再利用。

　　1.3垃圾(ji)焚(fen)燒飛灰(hui)的處理工藝

　　垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)產生的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)(gu)體產物(wu)(wu)(wu)一(yi)(yi)般包括(kuo)底(di)渣和(he)(he)飛(fei)(fei)灰(hui)，飛(fei)(fei)灰(hui)是(shi)從煙氣(qi)系統收集的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)(gu)體顆(ke)粒，而(er)底(di)渣則(ze)(ze)是(shi)燃燒(shao)室底(di)部(bu)排出的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)(gu)體廢棄(qi)物(wu)(wu)(wu)。根據不同的(de)(de)(de)(de)(de)垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)處(chu)(chu)理過程(cheng)，飛(fei)(fei)灰(hui)和(he)(he)底(di)渣所占(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)比例有所不同。對于(yu)城市生活垃(la)(la)圾(ji)，其經過處(chu)(chu)理之后的(de)(de)(de)(de)(de)殘渣占(zhan)垃(la)(la)圾(ji)重(zhong)(zhong)量的(de)(de)(de)(de)(de)10%～20%，其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)飛(fei)(fei)灰(hui)占(zhan)～5%，底(di)渣占(zhan)5%～15%。而(er)對于(yu)一(yi)(yi)些危險廢棄(qi)物(wu)(wu)(wu)燃燒(shao)產生的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)(gu)廢則(ze)(ze)差別較大(da)(da)，一(yi)(yi)般飛(fei)(fei)灰(hui)在5%～10%，底(di)渣在5%～20%。垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)產生的(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)除了(le)造(zao)成(cheng)空氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)粉塵增多，降低(di)空氣(qi)質(zhi)量外，飛(fei)(fei)灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)包含的(de)(de)(de)(de)(de)有害(hai)(hai)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)也具有很(hen)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)危害(hai)(hai)性。主(zhu)要(yao)體現在飛(fei)(fei)灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可能含有大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)二(er)噁英(ying)(ying)(ying)等有機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)。重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)難(nan)以被降解(jie)，垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)形態發(fa)生變化(hua)和(he)(he)遷移(yi)，富集于(yu)飛(fei)(fei)灰(hui)之中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，然(ran)(ran)后通(tong)過大(da)(da)氣(qi)、水等途徑(jing)被人吸(xi)收，造(zao)成(cheng)體內富集或形成(cheng)強(qiang)毒的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)。此外，飛(fei)(fei)灰(hui)也是(shi)二(er)噁英(ying)(ying)(ying)等有害(hai)(hai)有機(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)載體，飛(fei)(fei)灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)攜帶的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)噁英(ying)(ying)(ying)占(zhan)總排放量的(de)(de)(de)(de)(de)70%左(zuo)右(you)，一(yi)(yi)方(fang)面是(shi)由于(yu)飛(fei)(fei)灰(hui)孔隙度高(gao)、比表面積大(da)(da)，容(rong)易吸(xi)附(fu)二(er)噁英(ying)(ying)(ying);另一(yi)(yi)方(fang)面是(shi)由于(yu)飛(fei)(fei)灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)包含的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)為了(le)二(er)噁英(ying)(ying)(ying)合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)劑(ji)，導致(zhi)了(le)在尾部(bu)煙道處(chu)(chu)二(er)噁英(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次合(he)成(cheng)。目前，穩定/固(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)技(ji)術(shu)是(shi)最(zui)常使用的(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)處(chu)(chu)理技(ji)術(shu)，通(tong)過添加粘合(he)劑(ji)，通(tong)過物(wu)(wu)(wu)理和(he)(he)化(hua)學的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法，將飛(fei)(fei)灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)有害(hai)(hai)組份進固(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)處(chu)(chu)理，然(ran)(ran)后進行安全填(tian)埋。這種方(fang)式具有工藝(yi)簡單、能耗低(di)、操作容(rong)易、固(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)劑(ji)原料豐富等優勢(shi)，可以實現高(gao)增容(rong)比，高(gao)金(jin)(jin)屬(shu)浸(jin)出率等效果。

　　2垃圾焚燒爐(lu)管壁腐(fu)蝕

　　2.1高溫腐蝕

　　高(gao)溫(wen)(wen)(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)主(zhu)要包(bao)括氣(qi)相腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和(he)熔(rong)鹽(yan)(yan)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。當入(ru)爐垃圾中(zhong)含有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)塑(su)料(liao)和(he)廚余垃圾時，其(qi)成分(fen)中(zhong)的(de)(de)(de)聚氯乙烯(PVC)和(he)氯化(hua)(hua)鈉(NaCl)會在(zai)燃燒后形(xing)成高(gao)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性的(de)(de)(de)HCl。研究表(biao)明，垃圾焚燒產生(sheng)的(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)中(zhong)HCl濃度可達600～1900mg/m3。當換熱器管(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度達到320～480℃時，含Cl的(de)(de)(de)氣(qi)體會與管(guan)壁反(fan)應，生(sheng)成FeCl3，當溫(wen)(wen)(wen)度進一步升高(gao)到480～800℃時，FeCl3進一步分(fen)解，破(po)壞管(guan)壁外表(biao)面的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)保護層，造成管(guan)壁腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。垃圾焚燒產生(sheng)的(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)中(zhong)常含有(you)大量(liang)的(de)(de)(de)堿金屬(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)，在(zai)煙(yan)氣(qi)中(zhong)HCl和(he)S的(de)(de)(de)作用下形(xing)成鹽(yan)(yan)類(lei)，發生(sheng)類(lei)似水溶液中(zhong)的(de)(de)(de)電化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)現象。此外，熔(rong)鹽(yan)(yan)混合物(wu)的(de)(de)(de)熔(rong)點低，在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)狀態下易轉化(hua)(hua)為(wei)液態，加速腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，并且由于金屬(shu)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)(yan)中(zhong)更容(rong)易溶解，導(dao)致金屬(shu)材料(liao)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)處溶解，擴散至低溫(wen)(wen)(wen)處析出(chu)，對管(guan)壁形(xing)成持續腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。

　　2.2低溫腐蝕

　　生活垃圾(ji)通常(chang)含(han)有(you)一定比例的橡膠、氟化鹽、塑料、以(yi)及漂白劑等(deng)，含(han)水(shui)量(liang)較(jiao)高(gao)(40%～60%)，導致垃圾(ji)焚燒處(chu)于高(gao)濕度(du)環境(jing)中。當復合酸(suan)性氣(qi)體與(yu)水(shui)蒸氣(qi)凝結，則導致低溫(wen)(wen)腐蝕(shi)。此(ci)外，隨著(zhu)煙氣(qi)溫(wen)(wen)度(du)的降低，高(gao)溫(wen)(wen)環境(jing)下(xia)呈氣(qi)態的二噁英和(he)重金屬等(deng)逐漸凝固和(he)沉積于換(huan)熱器表(biao)面，導致設備傳熱惡化。

　　2.3沖刷腐蝕

　　此外，垃圾焚(fen)燒(shao)的煙(yan)氣中(zhong)常伴隨有(you)砂粒等(deng)固體(ti)顆粒物，煙(yan)氣流動(dong)過(guo)程中(zhong)會對受(shou)熱面(mian)進(jin)行(xing)高速(su)沖(chong)刷(shua)，造(zao)成換(huan)熱器(qi)表面(mian)沖(chong)刷(shua)腐(fu)蝕。當腐(fu)蝕嚴重時，腐(fu)蝕產(chan)物被顆粒沖(chong)刷(shua)剝離后導致新的表面(mian)暴露(lu)，形成腐(fu)蝕－磨損－腐(fu)蝕循環(huan)作用，直接加(jia)速(su)受(shou)熱管壁的減薄(bo)和破壞，減小換(huan)熱器(qi)的使用壽命(ming)。

　　2.4防腐蝕技(ji)術

　　為(wei)了保證(zheng)垃圾焚燒鍋爐(lu)的長期(qi)穩定安全運行，通常需(xu)要對(dui)換氣熱(re)(re)進行防腐蝕(shi)處理。堆焊(han)(han)是通過焊(han)(han)接手段，將(jiang)填充(chong)金屬熔覆在(zai)換熱(re)(re)器(qi)表面(mian)，用以抵抗(kang)磨(mo)損和腐蝕(shi)，但容(rong)易導致管材熱(re)(re)變形甚(shen)至產生(sheng)裂紋(wen)。以激光作為(wei)熱(re)(re)源的激光熔覆，能(neng)夠縮短基材的受(shou)熱(re)(re)時間，使(shi)其在(zai)自動化、稀釋率等方面(mian)顯(xian)著提升。熱(re)(re)噴(pen)涂則(ze)是將(jiang)熔融或者半熔融狀態的陶瓷(ci)、金屬或者其復合物(wu)，高壓噴(pen)涂在(zai)換熱(re)(re)器(qi)表面(mian)，形成致密的保護涂層。

　　3智慧垃圾焚燒

　　實(shi)時(shi)監測(ce)垃圾(ji)(ji)燃燒和污(wu)染物排放(fang)狀態，調整相關(guan)參(can)數(shu)，對降(jiang)低(di)污(wu)染物的生成具有重要價值。垃圾(ji)(ji)焚燒過程中的酸(suan)性氣(qi)體和粉(fen)塵可(ke)通(tong)過實(shi)時(shi)監測(ce)的排放(fang)數(shu)據獲得，進(jin)一(yi)步(bu)結合人工智能、優化算法、數(shu)據組網(wang)通(tong)訊等技術對酸(suan)性氣(qi)體和粉(fen)塵進(jin)行精準調控，減小資源浪(lang)費，提前對污(wu)染物濃度預(yu)測(ce)和預(yu)警。

　　4結語

　　本(ben)(ben)文主要介紹了城(cheng)市生活垃(la)圾焚燒(shao)發(fa)電過(guo)程中(zhong)的(de)污染物(wu)排放、換熱(re)器腐蝕和(he)智(zhi)能化(hua)(hua)控(kong)制等關鍵問題的(de)發(fa)展現(xian)狀和(he)趨勢(shi)。通過(guo)現(xian)場歷史(shi)運行數據(ju)進行預(yu)測模型的(de)研(yan)發(fa)和(he)訓練，結(jie)合大數據(ju)分析(xi)和(he)云平臺共享，實(shi)現(xian)對燃燒(shao)狀態、污染物(wu)濃度(du)、換熱(re)器壽命等的(de)預(yu)測，將成(cheng)為智(zhi)慧焚燒(shao)的(de)重要熱(re)點。本(ben)(ben)文為垃(la)圾焚燒(shao)技術的(de)安全、智(zhi)能和(he)無害化(hua)(hua)處(chu)理提供了借鑒。