本文綜述了(le)(le)我國(guo)垃(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)技術的發展(zhan)(zhan)現狀，重點針對(dui)垃(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)過程(cheng)中的污(wu)染物排放(fang)、受熱面(mian)腐(fu)蝕以(yi)及智慧焚(fen)(fen)燒(shao)等方面(mian)進(jin)行了(le)(le)總(zong)結，最后(hou)(hou)展(zhan)(zhan)望了(le)(le)垃(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)發電(dian)技術的發展(zhan)(zhan)趨勢，為今后(hou)(hou)建設垃(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)電(dian)站(zhan)提供了(le)(le)合(he)理建議(yi)。

　　關鍵詞:城市垃圾；垃圾處理；焚燒(shao)；發電；智慧焚燒(shao)

　　引言(yan)：生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)處(chu)理方(fang)式包括垃(la)(la)圾(ji)回收、填埋、堆肥(fei)以及(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)等，其(qi)中，垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)已經(jing)成為目前最常用的(de)垃(la)(la)圾(ji)處(chu)理方(fang)式。隨著我國垃(la)(la)圾(ji)分類(lei)政策的(de)推進和實施，城市生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)將會迎來巨大發(fa)展(zhan)。通過垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，不(bu)僅能(neng)夠(gou)實現廢物的(de)資源化/能(neng)源化利用，還能(neng)夠(gou)實現減(jian)容80%以上(shang)。本文綜述了(le)我國垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)發(fa)電技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)現狀，重點針對其(qi)中的(de)污(wu)染物排放、受(shou)熱面(mian)腐蝕以及(ji)智慧焚(fen)燒(shao)(shao)等方(fang)面(mian)進行了(le)總結，并展(zhan)望了(le)垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)發(fa)電技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)展(zhan)趨勢。

　　1垃圾焚燒污(wu)染物控

　　1.1垃圾焚燒污染(ran)物的組(zu)成(cheng)

　　目(mu)前我國的(de)(de)生(sheng)(sheng)活垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)包括(kuo)可回收垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，如紙張(zhang)、廢(fei)塑料、廢(fei)織物(wu)等(deng);有(you)害垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，如廢(fei)電池(chi)、廢(fei)油漆等(deng);濕垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，如過期食(shi)品(pin)、廚余垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng);以及(ji)剩(sheng)余的(de)(de)干(gan)(gan)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng)四類。干(gan)(gan)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)焚(fen)燒處理的(de)(de)主要部分(fen)，其本質是垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中的(de)(de)可燃物(wu)質發生(sheng)(sheng)氧化燃燒，生(sheng)(sheng)產熱能的(de)(de)過程。同時，垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中不可燃的(de)(de)成(cheng)分(fen)則變成(cheng)了(le)飛灰等(deng)殘渣。一般情(qing)況下，生(sheng)(sheng)活垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)組成(cheng)部分(fen)極(ji)為(wei)復雜，導致其燃燒產生(sheng)(sheng)的(de)(de)煙(yan)氣成(cheng)分(fen)具有(you)多樣性(xing)，包括(kuo)了(le)顆粒(li)污(wu)染物(wu)(煙(yan)塵(chen))、重金屬(Hg、Pb、Cd、Cr等(deng))、酸性(xing)氣體(HF、HCl、SOx、NOx等(deng))、以及(ji)毒性(xing)很強的(de)(de)有(you)機污(wu)染物(wu)(二噁英)等(deng)［3］。為(wei)了(le)避免(mian)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)焚(fen)燒對環境造成(cheng)污(wu)染，不同國家和地區針對排(pai)放煙(yan)氣中污(wu)染物(wu)的(de)(de)濃(nong)度制定了(le)一系列的(de)(de)標準。

　　1.2煙氣凈(jing)化工藝及現狀(zhuang)

　　為(wei)了(le)(le)滿足(zu)污染物(wu)的(de)(de)排放(fang)標準，需要(yao)(yao)對(dui)(dui)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)煙(yan)塵(chen)(chen)和(he)酸(suan)(suan)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)體等(deng)進(jin)行(xing)減(jian)排處理(li)。煙(yan)塵(chen)(chen)垃(la)(la)圾(ji)焚燒過程中(zhong)產(chan)生的(de)(de)微小無機顆(ke)粒(li)物(wu)質(zhi)，吸附(fu)能力超(chao)強，主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)(shi)基于(yu)(yu)(yu)物(wu)理(li)反應或熱(re)化(hua)(hua)(hua)學反應得到(dao)。由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)其超(chao)強的(de)(de)吸附(fu)能力，使(shi)其成(cheng)為(wei)了(le)(le)有毒有機物(wu)、有害(hai)(hai)重金(jin)(jin)屬的(de)(de)富集地(di)，危害(hai)(hai)較(jiao)大。通過在(zai)系統中(zhong)加裝除塵(chen)(chen)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)裝置，可有效減(jian)小煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)顆(ke)粒(li)物(wu)濃度。由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)中(zhong)含(han)有Cl、S、F、N等(deng)元素，導致其在(zai)焚燒過程中(zhong)會產(chan)生酸(suan)(suan)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)體。如(ru)氯化(hua)(hua)(hua)氫主(zhu)要(yao)(yao)來自于(yu)(yu)(yu)生活垃(la)(la)圾(ji)中(zhong)的(de)(de)塑料、紙張和(he)廚余等(deng)垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)反應。NOx主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)氧化(hua)(hua)(hua)和(he)垃(la)(la)圾(ji)中(zhong)的(de)(de)含(han)氮(dan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)分解而來。酸(suan)(suan)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)體一般采(cai)用(yong)濕(shi)法(fa)(fa)、半干(gan)法(fa)(fa)和(he)干(gan)法(fa)(fa)三(san)種工(gong)藝脫(tuo)除。針對(dui)(dui)NOx氣(qi)(qi)(qi)(qi)體，選擇性非催化(hua)(hua)(hua)還(huan)原(SelectiveNon－catalyticReduction，SNCR)是(shi)(shi)最為(wei)常用(yong)的(de)(de)脫(tuo)硝技術，該技術較(jiao)為(wei)成(cheng)熟，它可以在(zai)不使(shi)用(yong)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)情況下，在(zai)800～1110℃的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)環境中(zhong)，讓還(huan)原劑(ji)(氨水或尿素)與NOx反應得到(dao)氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)水。SNCR由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)具有成(cheng)本低(di)、改造方便、效率高(30%～75%)等(deng)優勢，已經(jing)被廣泛使(shi)用(yong)。煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)重金(jin)(jin)屬的(de)(de)成(cheng)分主(zhu)要(yao)(yao)來源于(yu)(yu)(yu)電子(zi)產(chan)品、電池、油漆等(deng)物(wu)質(zhi)，含(han)重金(jin)(jin)屬元素的(de)(de)成(cheng)分燃燒過程中(zhong)，經(jing)歷了(le)(le)蒸發(fa)和(he)表(biao)面化(hua)(hua)(hua)學反應等(deng)過程，然后凝結成(cheng)核并分布于(yu)(yu)(yu)爐渣、飛灰(hui)和(he)底灰(hui)之中(zhong)。針對(dui)(dui)這類污染物(wu)的(de)(de)處理(li)過程，主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)(shi)采(cai)用(yong)飛灰(hui)及爐渣固化(hua)(hua)(hua)處理(li)技術，然后進(jin)行(xing)填埋或者提煉實現資(zi)源的(de)(de)再利用(yong)。

　　1.3垃圾(ji)焚燒(shao)飛灰的處理工藝

　　垃圾(ji)焚(fen)燒產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)一般包括底(di)渣(zha)和(he)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)，飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)是(shi)從煙(yan)氣(qi)系統收集(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)顆粒，而底(di)渣(zha)則是(shi)燃(ran)燒室底(di)部排出的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)廢(fei)棄物(wu)(wu)(wu)。根據不同的(de)(de)(de)(de)(de)垃圾(ji)焚(fen)燒處理過程(cheng)，飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)和(he)底(di)渣(zha)所占(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)例有(you)所不同。對于城市生(sheng)活垃圾(ji)，其經過處理之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)殘渣(zha)占(zhan)(zhan)(zhan)垃圾(ji)重(zhong)量的(de)(de)(de)(de)(de)10%～20%，其中(zhong)(zhong)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)占(zhan)(zhan)(zhan)～5%，底(di)渣(zha)占(zhan)(zhan)(zhan)5%～15%。而對于一些(xie)危險廢(fei)棄物(wu)(wu)(wu)燃(ran)燒產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)廢(fei)則差(cha)別(bie)較大(da)(da)，一般飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)在5%～10%，底(di)渣(zha)在5%～20%。垃圾(ji)焚(fen)燒產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)除(chu)了(le)造(zao)成(cheng)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)粉塵增多，降低空(kong)氣(qi)質量外，飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)包含(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)害(hai)物(wu)(wu)(wu)質也具有(you)很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)危害(hai)性(xing)。主要體(ti)(ti)(ti)現在飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)可(ke)能含(han)(han)有(you)大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)污染物(wu)(wu)(wu)和(he)二(er)噁(wu)英(ying)(ying)(ying)等(deng)(deng)有(you)機污染物(wu)(wu)(wu)。重(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)難以被降解(jie)，垃圾(ji)焚(fen)燒過程(cheng)中(zhong)(zhong)重(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)形態發生(sheng)變化(hua)和(he)遷移，富(fu)集(ji)于飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)之(zhi)中(zhong)(zhong)，然后通過大(da)(da)氣(qi)、水等(deng)(deng)途徑被人吸收，造(zao)成(cheng)體(ti)(ti)(ti)內富(fu)集(ji)或形成(cheng)強毒的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)。此外，飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)也是(shi)二(er)噁(wu)英(ying)(ying)(ying)等(deng)(deng)有(you)害(hai)有(you)機物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要載體(ti)(ti)(ti)，飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)攜帶的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)噁(wu)英(ying)(ying)(ying)占(zhan)(zhan)(zhan)總排放量的(de)(de)(de)(de)(de)70%左右，一方(fang)面(mian)是(shi)由于飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)孔隙度高(gao)、比(bi)(bi)表面(mian)積大(da)(da)，容易吸附二(er)噁(wu)英(ying)(ying)(ying);另一方(fang)面(mian)是(shi)由于飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)包含(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)成(cheng)為了(le)二(er)噁(wu)英(ying)(ying)(ying)合成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑，導致了(le)在尾部煙(yan)道(dao)處二(er)噁(wu)英(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次合成(cheng)。目前，穩定/固(gu)(gu)化(hua)技術(shu)是(shi)最常(chang)使用的(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)處理技術(shu)，通過添加粘合劑，通過物(wu)(wu)(wu)理和(he)化(hua)學的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法，將飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)害(hai)組(zu)份進固(gu)(gu)化(hua)處理，然后進行安(an)全填埋(mai)。這種方(fang)式具有(you)工藝簡單、能耗低、操作容易、固(gu)(gu)化(hua)劑原料豐富(fu)等(deng)(deng)優勢，可(ke)以實現高(gao)增容比(bi)(bi)，高(gao)金屬(shu)(shu)(shu)浸出率等(deng)(deng)效果(guo)。

　　2垃(la)圾焚燒爐管壁腐蝕

　　2.1高溫腐蝕

　　高(gao)(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕主(zhu)要(yao)包括氣(qi)相腐(fu)(fu)(fu)蝕和熔(rong)鹽(yan)腐(fu)(fu)(fu)蝕。當入爐垃圾中(zhong)(zhong)含(han)(han)有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)塑料和廚余垃圾時，其成分中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)聚氯(lv)乙(yi)烯(PVC)和氯(lv)化(hua)鈉(NaCl)會在(zai)(zai)(zai)燃燒后形(xing)成高(gao)(gao)腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)HCl。研究表(biao)明(ming)，垃圾焚燒產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)煙氣(qi)中(zhong)(zhong)HCl濃度可達(da)600～1900mg/m3。當換熱(re)器管(guan)(guan)壁(bi)溫(wen)(wen)度達(da)到320～480℃時，含(han)(han)Cl的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體會與管(guan)(guan)壁(bi)反應，生成FeCl3，當溫(wen)(wen)度進(jin)一步(bu)升高(gao)(gao)到480～800℃時，FeCl3進(jin)一步(bu)分解(jie)，破壞(huai)管(guan)(guan)壁(bi)外(wai)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)保護層(ceng)，造成管(guan)(guan)壁(bi)腐(fu)(fu)(fu)蝕。垃圾焚燒產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)煙氣(qi)中(zhong)(zhong)常含(han)(han)有大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)堿金屬氧化(hua)物，在(zai)(zai)(zai)煙氣(qi)中(zhong)(zhong)HCl和S的(de)(de)(de)(de)作用下形(xing)成鹽(yan)類(lei)，發(fa)生類(lei)似水(shui)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕現象。此外(wai)，熔(rong)鹽(yan)混合(he)物的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點低，在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)狀態下易(yi)轉化(hua)為液態，加(jia)速腐(fu)(fu)(fu)蝕，并且由(you)于金屬在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)中(zhong)(zhong)更容易(yi)溶(rong)(rong)解(jie)，導致(zhi)金屬材料在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)處溶(rong)(rong)解(jie)，擴散(san)至低溫(wen)(wen)處析(xi)出，對管(guan)(guan)壁(bi)形(xing)成持續腐(fu)(fu)(fu)蝕。

　　2.2低溫腐蝕

　　生活垃(la)圾通常(chang)含(han)有一定比例的橡膠、氟化(hua)鹽、塑料(liao)、以(yi)及漂白劑等(deng)，含(han)水量(liang)較高(40%～60%)，導(dao)致垃(la)圾焚燒處于(yu)高濕(shi)度環境中。當復合酸(suan)性氣(qi)體與水蒸氣(qi)凝(ning)結，則導(dao)致低(di)溫(wen)(wen)腐蝕。此外，隨著煙(yan)氣(qi)溫(wen)(wen)度的降(jiang)低(di)，高溫(wen)(wen)環境下呈氣(qi)態的二噁英(ying)和(he)重(zhong)金屬等(deng)逐漸凝(ning)固和(he)沉積(ji)于(yu)換熱(re)器表面，導(dao)致設備傳熱(re)惡化(hua)。

　　2.3沖刷腐蝕

　　此外，垃圾(ji)焚燒(shao)的煙氣中常(chang)伴隨有砂粒等(deng)固體顆粒物，煙氣流(liu)動過程中會對(dui)受熱面進行高速沖刷，造成換(huan)(huan)熱器表面沖刷腐(fu)蝕。當腐(fu)蝕嚴重時，腐(fu)蝕產(chan)物被顆粒沖刷剝(bo)離(li)后導致新(xin)的表面暴露，形成腐(fu)蝕－磨損－腐(fu)蝕循環作用，直接加速受熱管(guan)壁的減薄(bo)和破壞，減小換(huan)(huan)熱器的使(shi)用壽命。

　　2.4防(fang)腐蝕(shi)技術

　　為了保證垃圾(ji)焚燒(shao)鍋爐的長期(qi)穩定安全運行，通常需要對換氣(qi)熱(re)(re)進行防腐蝕(shi)處理。堆(dui)焊是通過焊接手(shou)段，將(jiang)填(tian)充金屬熔(rong)(rong)覆(fu)在換熱(re)(re)器表(biao)面(mian)，用以(yi)抵抗磨損和腐蝕(shi)，但容易導(dao)致(zhi)管材熱(re)(re)變形甚(shen)至產生裂紋。以(yi)激光作為熱(re)(re)源的激光熔(rong)(rong)覆(fu)，能夠縮短基材的受熱(re)(re)時間，使其在自動化、稀釋率等方面(mian)顯(xian)著提升。熱(re)(re)噴(pen)涂則是將(jiang)熔(rong)(rong)融或者(zhe)半熔(rong)(rong)融狀態(tai)的陶瓷、金屬或者(zhe)其復合(he)物，高壓噴(pen)涂在換熱(re)(re)器表(biao)面(mian)，形成致(zhi)密的保護涂層。

　　3智慧垃圾焚燒

　　實(shi)時(shi)監(jian)測垃圾燃(ran)燒和污染(ran)物排放(fang)(fang)狀(zhuang)態(tai)，調(diao)整(zheng)相關參數(shu)，對降(jiang)低污染(ran)物的(de)(de)(de)生成具有重要價值。垃圾焚燒過程中的(de)(de)(de)酸性氣體和粉塵(chen)可通(tong)(tong)過實(shi)時(shi)監(jian)測的(de)(de)(de)排放(fang)(fang)數(shu)據獲得，進(jin)一步結合人工智(zhi)能(neng)、優化算法、數(shu)據組網通(tong)(tong)訊(xun)等技(ji)術對酸性氣體和粉塵(chen)進(jin)行精(jing)準調(diao)控，減小資源浪費，提前(qian)對污染(ran)物濃(nong)度預測和預警。

　　4結語

　　本(ben)文(wen)主要(yao)(yao)介(jie)紹了城市生活(huo)垃(la)圾焚燒(shao)發(fa)電過(guo)程中的(de)污(wu)染物排放、換熱(re)器腐蝕(shi)和(he)(he)智能化控制等關鍵問題的(de)發(fa)展(zhan)現狀(zhuang)和(he)(he)趨(qu)勢。通過(guo)現場歷史運行(xing)數據進行(xing)預(yu)測模型的(de)研發(fa)和(he)(he)訓練，結合大數據分析和(he)(he)云平臺共享，實現對燃燒(shao)狀(zhuang)態、污(wu)染物濃度、換熱(re)器壽(shou)命等的(de)預(yu)測，將成為智慧焚燒(shao)的(de)重要(yao)(yao)熱(re)點(dian)。本(ben)文(wen)為垃(la)圾焚燒(shao)技(ji)術的(de)安全(quan)、智能和(he)(he)無害化處理提(ti)供了借鑒(jian)。