垃圾能源化稳步推进 焚烧发电技术方兴未艾

垃圾能源化稳步推进 焚烧发电技术方兴未艾

吴迪1 ,李明洁2

1盘锦市产业技术创新和研发基地建设工程中心 124010  2 盘锦市石油化工及特色装备基地建设工程中心，124010

摘要：为加快能源结构转型，促进盘锦绿色发展。本文研究了垃圾焚烧发电技术，并探讨了垃圾焚烧发电发展历程和技术工艺，提出了我市垃圾焚烧发电的技术应用和前景展望。

城市生活垃圾是近现代文明的产物，进入20世纪90年代，伴着全球工业经济发展，越来越多的人涌入城市，致使生活垃圾产生量逐年递增。这些垃圾不仅占用了大量的土地资源，还对人类赖以生存的环境造成持续性污染。如何妥善处理城市生活垃圾，己成为世界各国急待解决的问题。

一、垃圾焚烧技术的前世今生

现代研究表明，生活垃圾中含有丰富的可回收利用物质，并且可以通过技术手段使其转化为电、燃油和燃气等多种形式的新型能源。在填埋、堆肥、热解气化等诸多垃圾处理方法中，焚烧法是当今技术成熟度最高，应用效果最显著一种垃圾处理技术，很多专家认为：垃圾焚烧法将是未来无害化、减量化处理城市生活垃圾最有效的技术手段。

20世纪90年代以前，卫生填埋法和堆肥法一直是世界各国普遍采用的城市生活垃圾处理方式，焚烧技术的初期发展是从19世纪80年代至20世纪初期，他的最大特点是可以使生活垃圾有效减重78%，减量67%以上。英国诺丁汉和美国纽约是率先采用焚烧方法处理生活垃圾的城市，德国汉堡和法国巴黎也先后建立了世界上最早的生活垃圾焚烧厂。此后，随着世界经济发展，城市居民生活水大幅度提高，使垃圾中可燃物和易燃物占有量迅速上升，促进了垃圾焚烧技术的应用与推广。特别是在20世纪60年代电子工业变革后，许多先进技术被应用在焚烧炉上，使垃圾焚烧技术得到进一步完善。从20世纪70年代至90年代，是垃圾焚烧技术发展最快的阶段，几乎所有的发达国家、中等发达国家都建有不同规模、不同数量的垃圾焚烧厂。发展中国家也陆续采用垃圾焚烧技术来处理城市生活垃圾。20世纪90年以后，受全球气候变化和能源匮乏的影响，越来越多的国家把目光投向能源化利用生活垃圾技术的开发与应用上来，垃圾焚烧开始从单纯焚烧转向有控制的焚烧，利用焚烧余热发电和尾气热能供暖技术已被发达国家所普遍采用。如今，焚烧发电技术已经成为生活垃圾能源化利最有效的技术手段，并由此获得了巨大的社会、经济和环境效益。

二、焚烧法处理生活垃圾的工艺与应用

1、垃圾焚烧发电工艺技术

焚烧发电技术是指以城镇生活垃圾为燃料，在专用锅炉中焚烧产生高温，使设备中的水生成蒸汽，再通过汽轮发电机产生电能的技术，焚烧过程中所副产的热水和热空气可直接输送给外界使用。由于各国家、地区垃圾中可燃物构成和含水量有较大差别，所采用焚烧方式也不尽相同。目前，比较成熟焚烧工艺路线主要有机械炉排工艺、流化床工艺和回转式焚烧炉等工艺.

２、焚烧发电技术应用

技术的发展对垃圾能源化利用起到极大的推动作用，也是实现无害化、减量化、资源化治理生活垃圾的先决条件。面对城市生活垃圾中丰富的可回收资源以及能源化利用所产生可观利益，发达国家已将生活垃圾作为可持续开采的城市矿产，最大化的加以回收利用。

在生活垃圾焚烧技术应用方面，德国走在世界的最前面。1895年，德国汉堡建成了世界第一个垃圾焚烧发电设备。截至2015年，德国境内共有垃圾焚烧发电厂161座，目前德国的生活垃圾已经基本实现“零填埋”。垃圾焚烧后的各种废渣被用作建筑材料，不会对环境造成二次污染。垃圾焚烧发电不仅有效避免了德国“垃圾围城”的困扰，每年还能为德国减少约400万吨的二氧化碳排放，并产生巨量电能和热能。

日本是世界上垃圾焚烧发电装机量最大的国家，上世纪60年代开始大力发展垃圾焚烧产业，垃圾焚烧厂多达1188座，其中314处有发电设备，780处有余热利用设备，垃圾焚烧量为400万吨，如今，高水平环境保护技术正在被引入高效率发电和相关安全操作中，如自动化焚烧和自动式起重机技术。另外，日本也在积累处理具多样性包括低热值到高热值垃圾的焚烧经验。这种经验和技术可应用于亚洲不同地区的不同情况。

三、我国垃圾焚烧技术发展历程

改革开放以来，我国经济发展迅速，极大地推动城镇化发展进程，1988年我国首次引进日本三菱重工垃圾焚烧炉，在深圳建成第一座垃圾焚烧厂，就此拉开了我国采用焚烧技术处理城市生活垃圾的序幕。此后，上海、天津、杭州、济南等城市相继建立垃圾焚烧发电厂。技术设备以引进为主，国产为辅。

由于当时我国的垃圾焚烧处理刚刚起步，在垃圾分类管理和烟气排放标准方面的相关机制不够完善，加之受经济水平、技术能力和垃圾含水多可燃物少等因素影响，设备在运行过程中出现热值低、烟气中有害气体超标和粉尘污染严重等诸多问题，使我国垃圾焚烧产业一度陷入低谷。

自20世纪八十年开始，国内陆续有企业在引进、消化、吸收国外先进焚烧技术基础上，开始研发符合我国城市生活垃圾特性的焚烧设备。进入本世纪，随着我国工业技术发展和技术创新能力的提高，加快了我国垃圾焚烧产业技术国产化进程，在充分吸收欧洲、日本经验教训后，国产设备已经日渐成熟，并且在烟气处理、飞灰处理和渗滤液处理等一系列环保配套设施方面取得重大的突破，技术指标完全达到国际标准。目前，以康恒环境、重庆三峰、杭州新世纪为代表的国内企业生产的焚烧设备正在逐渐取代引进技术，并获得很好的应用效果。自此，中国垃圾焚烧发电产业已经进入一个新的发展阶段。

为了引导垃圾焚烧产业健康发展，我国在2000年首次发布《生活垃圾焚烧污染控制标准》，对生活垃圾焚烧厂的选址、技术、入炉废物、运行、排放控制、监测等制定了具体监督标准。2011年发布了《“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》和《国家环境保护“十二五”规划》，鼓励以垃圾焚烧发电和供热等资源化方式处理城市生活垃圾，并提出到2015年全国城市垃圾无害化处理率达到80%发展目标。2020 年国家出台了一系列发电补贴政策，其中 426 号文提出 “生物质发电项目，包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电项目”，同时明确“生物质发电项目自并网之日起满 15 年后，无论项目是否达到全生命周期补贴电量，不再享受中央财政补贴资金”。 自此垃圾焚烧发电行业已逐步由早期市场驱动的“跑马圈地”模式逐渐转为运营管理驱动的“精耕细作”模式转变。截至2021年底，全国共31个省(区、市)都建设投产自己的垃圾焚烧发电项目，发电装机规模、发电量进入世界前列。

四、我市生活垃圾能源化利用近况

为解决传统垃圾处理方式存在的环境问题，我市于2017年6月开始规划筹建盘锦市固废综合处理园区--生活垃圾焚烧发电项目，2018年进入实施阶段，并于年底正式投入运行。该项目采用机械炉排焚烧炉工艺路线，主要由2条650吨/天焚烧线和1条250吨/天的污泥干化生产线构成，配置一台18MW的汽轮机发电系统及尾气处理、渗沥液处理等配套设施。这套生活垃圾焚烧发电设备的运行，标志着我市生活垃圾已进入无害化、减量化、资源化处理阶段，对于改善城市人居环境、创建环保型城市和发展循环经济建设等方面都起到积极的推动作用。

五、焚烧发电技术展望

垃圾焚烧技术诞生已近百年，作为一种垃圾处理的专用技术，至今依然方兴未艾。随着科学技术的不断进步，已从原来的落后状态发展成为运用高科技手段、机电光气一体化的新一代垃圾焚烧设备。在我国，垃圾焚烧发电作为当前最符合实际需求的垃圾处理方式，将在未来几年中得到快速推广，根据我国《关于印发2030年碳达峰行动方案通知》，到2030年生活垃圾分类实现全覆盖，生活垃圾资源化利用比例将提升至65%。资源化利用比例提升60%。同时，焚烧厂的标准体系将日趋严格，集中化、园区化、规模化焚烧处理成为一种趋势，多种固废协同焚烧有望成为新的发展方向。

参考文献：

1、生活垃圾焚烧发电现状，赵洁、韩冲、崔晓珊，《云南化工》，2021年8期

2、垃圾焚烧发电与环境保护研究，任天英，《中国资源综合利用》，2021年9期