基本介紹
- 中文名：垃圾焚燒
- 屬於：較古老的傳統的處理垃圾的方法
- 地位：城市垃圾處理的主要方法之一
- 溫度控制：大於850℃
簡介,垃圾焚燒流程圖,市場分析,國內外發展趨勢,日本,北美,英國,中國,污染控制,控制排放,餘熱設備,煙氣流程,送風流程,汽水流程,7處理四條原則,不分揀到位不焚燒,不財政全額不焚燒,不公開透明不焚燒,不公平補償不焚燒,
簡介
垃圾焚燒，一般爐內溫度控制在高於850℃，焚燒後體積比原來可縮小50-80%，分類收集的可燃性垃圾經焚燒處理後甚至可縮小90%。焚燒處理與高溫(1650-1800℃)熱分解、融熔處理結合，可進一步減小體積。
垃圾焚燒流程圖
垃圾焚燒已成為循環經濟的重要組成部分。另外，在廢棄資源和廢舊材料回收利用加工過程中，不但解決了資源短缺問題，同時降低了垃圾排放，正可謂“一舉兩得”。典型的城市垃圾焚燒系統的工藝單元包括：1進場垃圾計量系統；2垃圾卸料及貯存系統；3垃圾進料系統；4垃圾焚燒系統；5焚燒餘熱利用系統；6煙氣淨化和排放系統；7灰渣處理或利用系統；8污水處理或回用系統；9煙氣排放線上監測系統；10垃圾焚燒自動控制系統。其流程圖如下：
垃圾焚燒流程圖
市場分析
在城市化進程中，垃圾作為城市代謝的產物曾經是城市發展的負擔，世界上許多城市均有過垃圾圍城的局面。而如今，垃圾被認為是最具開發潛力的、永不枯竭的“城市礦藏”，是“放錯地方的資源”。這既是對垃圾認識的深入和深化，也是城市發展的必然要求。中國垃圾處理行業起步晚，但我國垃圾處理產業初具規模，垃圾處理市場容量有了顯著增加，市場滲透率迅速提高，進入環衛行業的企業數量也在迅猛增加。我國的垃圾處理市場已經從導入期進入到成長期，並正向成熟期邁進。隨著環境問題逐漸被重視，節能、環保成為各國的發展主題，已經開始為垃圾處理提供產業發展的機會。全世界垃圾年均增長速度為8.42%，而中國垃圾增長率達到10%以上。全世界每年產生4.9億噸垃圾，僅中國每年就產生近1.5億噸城市垃圾。中國城市生活垃圾累積堆存量已達70億噸。在如此巨大的垃圾壓力下，有理由相信，垃圾處理產業會成為未來國內的明星產業。
簡易垃圾焚燒設備
國內外發展趨勢
日本
垃圾焚燒法確實是一種實踐多年的垃圾處理方法。它比起填埋法占地面積小，效率高，曾一度被視為一種“減量快”的好方法，吸引日本和德國等已開發國家大力發展。在日本就建起了6000多座垃圾焚燒爐，占據世界垃圾焚燒爐數量的首位，其垃圾焚燒企業也隨之發展起來。與此同時，也吸引了一些已開發國家進行效仿。就這樣把垃圾焚燒推向了高潮。
垃圾焚燒發電廠
但建設一座大中型焚燒爐動輒要10億元人民幣，建成投產後的環保的處理成本大約需300元/噸，目前國內一些城市那種幾十元焚燒處置一噸生活垃圾的操作方法，是否真是按環保程式處理其本身都是值得懷疑的。環保的焚燒處理方法一般城市是難以承受的。其運行中需要頻繁更換過濾吸附材料，也花費大量開支，往往會造成操作隨意簡化的漏洞。
北美
美國第一個焚化爐於1885年建於紐約的總督島（GovernorsIsland）。到了1949年，RobertC.Ross在美國成立了第一間有害廢物管理公司——RobertRossIndustrialDisposal。公司的成立源於他在俄亥俄州看到了市場對有害廢物處理的需求。1958年，公司建成了全美第一座處理有害垃圾的焚燒爐。而美國第一座全面的，由政府運作的焚化設施是ArnoldO.Chantland資源回收廠（ArnoldO.ChantlandResourceRecoveryPlant），該廠於1975年建於愛荷華州的恩慈（Ames），並一直運作至今，和生產垃圾衍生燃料（refuse-derivedfuel），然後將其送往當地的發電廠作為發電的燃料。美國第一個在商業取得成功的焚燒廠是於1975年10月建於麻薩諸塞州索格斯（Saugus）的WheelabratorTechnologies，該廠也是一直運作到今天。
RobertRossIndustrialDisposal公司將廢物處理最後的殘渣運送到焚化爐或水泥窯處理中心的。2009年，主要經營焚燒垃圾三個業務：CleanHarbours,WTI-Heritage,andRossIncinerationServices。CleanHarbours購買了很多較小的獨立運行的設施，漸漸在全美累計有5-7個焚燒爐。WTI-Heritage有一個位於俄亥俄州東南角的一個焚化爐。（橫跨Ohio河的WestVirginia西維吉尼亞州）。
在美國和加拿大，對焚燒垃圾和其它垃圾轉換為能源的技術又燃起了新的興趣。2004年，垃圾焚燒在美國獲得可再生能源生產的稅收抵免資格。增加現有工廠容量的項目正在進行中，並且，市政再一次評估建設焚燒廠，而不是選擇繼續採用堆填區的方式處理城市垃圾。但是，許多這些項目繼續面臨著政治上的反對，儘管關於焚燒減少溫室氣體排放、加強空氣污染控制和焚燒灰燼的循環使用等論據已得到了更新。
美國一些老一代的焚化爐已經關閉，其中186個MSW焚化爐關閉於90年代，到2007年只剩下89個，另外，在1998年仍有6200個醫療廢物焚化爐，到2003年只剩下115個。在1996年至2007年，沒有建造新的焚化爐，其主要原因主要有：1.）經濟因素：隨著大型的低成本的地區性垃圾堆填區的增加，並且現今電力的價格相對較低，焚化爐無法在美國提供燃料（即垃圾）競爭。2.）稅收政策：美國在1990年至2004年廢除了對由廢物發電的發電廠的稅收抵免。
英國
倫敦郊區及莫里山谷等社區、安大略湖區反對焚燒的行動此起彼伏。
由於其有大量堆填區可供使用，英國廢物管理行業內的技術已經大大落後於歐洲其餘國家。由歐盟訂立的垃圾填滿法令（TheLandfillDirective）令英國政府實施了對垃圾管理的法例，其中包括垃圾填埋稅和垃圾填埋補助交易計畫（LandfillAllowanceTradingScheme）。該法例的目的是通過使用其它垃圾處理方式而減少因垃圾填滿而產生的溫室氣體排放。英國政府的立場是，垃圾焚燒將逐漸在處理城市垃圾和能源供應中扮演更重要的角色。2008年，在英國，有接近100多處地方成為未來可建設垃圾焚燒場的地點。這些地點也已被英國的非政府組織標識在地圖上。
城市固體垃圾（MSW）焚燒（焚化）的歷史是和垃圾填埋和其它垃圾處理方式的歷史緊密聯繫在一起的。在判斷垃圾焚燒的好處時不可避免的與其它垃圾處理方式做比較。自1970年代起，垃圾回收和其它垃圾處理手段的變化改變了對垃圾焚燒的優缺點的判斷。自1990年代起，其它垃圾處理技術也逐漸成熟並可套用到實際中。
中國
中國的垃圾焚燒工程正在迅速擴展。事實上，不僅僅是北京、廣州、南京、蘇州，在中國，幾乎每個省都在建設或準備建設垃圾焚燒發電廠。但也有部分城市明確表態不採用垃圾焚燒方法處理垃圾。
污染控制
生活垃圾焚燒煙氣中的二噁英是近幾年來世界各國所普遍關心的問題。二噁英類劇毒物質對環境造成很大危害，有效控制二噁英類物質的產生與擴散，直接關係到垃圾焚燒及垃圾發電技術的推廣和套用。
居民恐慌
控制排放
控氣型熱解焚燒爐將焚燒過程分為二級燃燒室，一燃室進行垃圾熱分解溫度控制為700℃以內，讓垃圾在缺氧狀態下低溫分解，這時金屬Cu、Fe、Al等金屬元素不會被氧化，會大大減少二噁英的量；同時，由於HCl的產生量因缺氧燃燒會減少；並且在還原氣氛下也難以大量生成。由於控氣型垃圾焚燒爐是固體床，所以不會產生煙塵，不會有未燃盡的殘碳進入二燃室。垃圾中的可燃成份分解為可燃氣體，並引入氧氣充足的二燃室燃燒。二燃室溫度在1000℃左右並且煙道長度使煙氣能夠停留2s以上，保證了二噁英等有毒有機氣體在高溫下完全分解燃燒。此外使用布袋除塵器避免了使用靜電除塵時Cu，Ni，Fe顆粒對二噁英生成的催化作用。
二噁英和呋喃被許多人視為健康危害。老式的焚化爐，因沒有配備足夠的氣體淨化技術確實是二噁英排放的重要來源。然而，如今由於氣體排放控制設計的提高以及政府新的管制的加強，焚化爐的排放事實上已經沒有二噁英了。在2005年，針對當時全國的66座焚化爐，德國環境部估計“...在1990年德國有三分之一的二噁英排放來自垃圾焚化工廠，到2000年，它們只占到全部二噁英排放的1%。其它煙囪和家庭燃氣灶合計向環境排放的二噁英是垃圾焚燒工廠的20倍。”據美國環保署，焚燒廠不再是二噁英和呋喃排放的重要來源。在1987年，在政府法例規定要求排放控制之前，總計有10000克（350盎司）的二噁英排放源自美國的垃圾焚燒爐。全美87座焚燒爐僅僅年排放10克（0.35盎司）二噁英，減少達到了99.9%。家庭後院焚燒家居和園林垃圾，在一些農村地區仍然是被允許的，它們每年能產生580克（20盎司）的二噁英。美國環保署1997年的研究表明，一個家庭使用一個大桶焚燒垃圾的的排放比一個垃圾焚燒工廠每天處理200噸垃圾的排放更多。
餘熱設備
垃圾焚燒電廠的餘熱鍋爐為煙道式餘熱鍋爐，煙氣流動方向在鍋爐中進行5次轉折。鍋爐壓力4MPa，蒸發量15t/h。餘熱鍋爐的結構如圖所示，在爐膛、煙道以及高溫煙氣入口布置有水冷壁。
餘熱鍋爐結構圖
A.送風入口管道B.送風出口管道C.上部高溫煙道D.下部煙道E.第二級過熱器F.第一級過熱器G.第二級空氣預熱器H.第一級空氣預熱器I.第二級省煤器J.第一級省煤器K.水冷壁L.汽包M.集箱
煙氣流程
煙氣從焚燒爐的二燃室通過上部或下部煙道(煙氣從下部經過時不經過水冷壁K)進入餘熱鍋爐。先經過第二級過熱器E、第一級過熱器F、第二級空氣預熱器G，然後從下部進入主爐膛與水冷壁換熱。之後在爐膛上部出口改變角度後向下依次通過第一級省煤器I、第一級空氣預熱器H、第二級省煤器J，之後的煙氣由煙道N離開餘熱鍋爐。
送風流程
送風機來的風經過管路A進入餘熱鍋爐，在爐內經過兩級空氣預熱器H、G換熱，之後由管路離開鍋爐。
汽水流程
145℃的給水經過兩級省煤器J、I(省煤器設定有給水旁路)，進入鍋爐汽包L、汽包中過冷水由下降管進入下集箱，經爐內水冷壁在4MPa下定壓加熱，蒸汽進入兩級過熱器F、E後達到400℃，離開鍋爐進入蒸汽總管。
7處理四條原則
垃圾焚燒肯定是需要的，關鍵不在要不要燒，而在怎樣燒。對垃圾焚燒發電不能過於理想化和浪漫化，而應持以最大限度的審慎。這種最大限度的審慎，應體現為至少如下四條基本原則：
不分揀到位不焚燒
健全的垃圾分類是垃圾焚燒發電的前置條件，是不可超越的歷史階段，這早就是社會共識。問題是，不是有沒有這樣的社會共識，不是公眾的素養夠不夠，而是城市政府到底有沒有決心。垃圾分類需要強大的基礎設施，正如媒體已經指出的，日本人垃圾分類做得細，首要原因是他們垃圾分類運輸設施做得好；台北20世紀90年代後垃圾總量銳減，也因為垃圾分類設施服務周到；美國人垃圾分類意識強，同樣因為他們的垃圾分類運輸排班表容易一目了然。只有政府才有能力提供垃圾分類所需的強大基礎設施。不論公眾的分類衝動多么強烈，如果沒有政府提供的強大基礎設施來配合，就絕無落地的可能。
不財政全額不焚燒
毋庸諱言，市場化已是中國垃圾焚燒發電的明顯趨勢。但巨大的環境風險卻注定，在國情特殊的中國，垃圾焚燒發電並不適合市場化。已開發國家可市場化，因為無論權力還是資本，在已開發國家都受到嚴厲制約，而我們並不具備這樣的制度環境。跟權力結盟的垃圾處理巨頭如果不承擔社會責任，社會只能無可奈何，最終的惡果則是社會買單，用公眾的生命、健康和財產來買單。
這不是單純的邏輯推導，而有鐵的事實支撐。國家發改委之所以考慮要調整垃圾焚燒發電的發電補貼政策，皆出於焚燒發電企業普遍的弄虛作假。為騙取發電補貼，他們大量使用煤和油來發電，焚燒發電廠因此很大程度上蛻變為火電廠。這從一個側面反映了監管的失靈。
這種背景下，把垃圾焚燒發電這種高風險產業交給市場、交給企業去主導，後果極其嚴重，垃圾焚燒發電極有異化為打著環保旗號的環境公害產業的可能。如果城市垃圾危機確實嚴重到非燒不可，那么這種事關公共安全的高風險產業，就完全屬於公共服務的範疇，就應該主要由城市政府買單，應該屬於財政全額保障的公益行業。惟有財政全額保障，不計成本，才可能杜絕偷工減料的行業黑洞。這方面也並不是沒有先例。同在深圳的寶安垃圾焚燒廠，安全係數就大得多，據媒體報導，它的煙囪幾乎沒有任何可視煙霧排出。政府測試也表明，該廠幾乎沒有二噁英及其他污染物排放，原因就在於該廠全系政府投入。只不過，其投入比私營垃圾焚燒廠高得多——寶安廠每噸垃圾燃燒所耗費成本是龍崗廠的10倍。但財政本應取之於民用於民，要燒就應該不惜血本，以絕對保障公眾生命、健康和財產為最大追求。
不公開透明不焚燒
台北市民及環保團體常常半夜出擊去垃圾焚燒廠“抓現行”，監督有無違法垃圾焚燒，那種境界我們差了十萬八千里。原因很簡單，誰敢出擊去垃圾焚燒廠“抓現行”？看工廠保全不一棍子把你打出來。圍牆一入深似海，天知道裡面咋個燒？
所以，能否做到垃圾焚燒全程公開透明，也應是決定垃圾焚燒發電是否上馬的重要指標。這方面，台北的經驗足資借鑑。據報導，台北的焚燒廠所在地，都會成立民間的監督委員會；焚燒廠每隔兩月發布一次運行指標，方便市民質詢。焚燒爐與民營業者之間的經營契約也在台灣環保署網站上公開。台北市環保局還在垃圾傾瀉平台上設定錄像設備，並連線網路，市民可隨時上網檢查進爐燒的是什麼。
對環境風險的監控沒有誰比潛在受害者的監控衝動更強，也沒有什麼監控比潛在受害者親力親為的監控更有信用。垃圾焚燒發電在信用嚴重缺失之當下中國，必須做到向整個社會，尤其向作為潛在受害者的所在社區的居民全方位開放，接受整個社會尤其是所在社區居民全方位的監督，才能真正取信於人，真正讓人放心。
不公平補償不焚燒
垃圾焚燒發電不可避免的環境風險，顯然要對周邊居民的物業帶來一定損失，既有損失就該賠償，不能說為了所謂整體利益、多數人利益，少數人損失了就損失了。私有財產不可侵犯，不僅是指不被私人侵犯，不被民間侵犯，更包括不被所謂整體利益、多數人利益所侵犯。利益只能置換，不能被犧牲，無論當事的是多數人還是少數人。這個原則必須是剛性的。
以上四條，是垃圾焚燒發電基礎性的社會配套條件。垃圾焚燒發電在學術上是有爭議的，在技術上是有分歧的。當務之急不是討論該不該燒，以及該在哪裡燒，而只能是基於社會學視野，基於特殊國情，重點考察垃圾焚燒該怎樣燒，即應該在怎樣的社會條件下燒。這種態度才是真正對生命負責、對歷史負責的態度。
