【正文】 是許多高新技術(shù)在垃圾焚燒廠的應(yīng)用，促使垃圾焚燒廠向高新技術(shù)發(fā)展。如果能盡快開發(fā)出適合國情的垃圾焚燒技術(shù)，應(yīng)該能在我國得以較大的推廣 [6]。 同發(fā)達(dá)國家相比，我國的垃圾焚燒技術(shù)剛剛起步，目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長的需要。二、綜合型焚燒技術(shù)設(shè)備。綜合目前我國生活垃圾焚燒技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀，大致可以歸納為兩個等級：一、國產(chǎn)化焚燒設(shè)備。 表 四種垃圾焚燒爐的比較 比較項目 機(jī)械爐排爐 模組式 回轉(zhuǎn)窯式 流化床式 主要應(yīng)用地區(qū) 歐洲、美國、日本 美國、日本 美國、丹麥 日本 處理能力 大型 200t/d以上 中小型 200t/d以下 大 中 型200t/d以上 中小型 150t/d 以下 設(shè)計、制造及操作維修 已成熟 已成熟 供應(yīng)商有限 供應(yīng)商有限 前處理設(shè)備 除大件垃圾外不分類破碎 無法處理大件垃圾 除大件垃圾外不需分類破碎 需分類破碎至 5cm以下 垃圾處理性 佳 垃圾與空氣混合效果較差 佳 佳 優(yōu)點 適用大容量；公害易處理；燃燒可靠； 運行管理容易；余熱利用高 垃圾攪拌及干燥性佳；可適用中、大容量；可高溫安全燃燒；殘灰顆粒小 適用小容量；構(gòu)造簡單；裝置可移動、機(jī)動性大 適用中容量；燃燒溫度較低；熱傳導(dǎo)較佳；公害低；燃燒效率較佳 缺點 造價高；操作及維修費高；應(yīng)連續(xù)運轉(zhuǎn)；操作運轉(zhuǎn)技術(shù)高 連接傳動裝置復(fù)雜；爐內(nèi)之耐火材料易損壞 燃燒不安全；燃燒效率低；使用年限短；平均建造成本較高 操作運轉(zhuǎn)技術(shù)高；燃料的種類受到限制；需添加流動媒介；進(jìn)料顆 粒較??；單位處理量所需動力高；爐床材料沖蝕損壞 國內(nèi)焚燒處理現(xiàn)狀 我國生活垃圾焚燒技術(shù)的研究起步于 20世紀(jì) 80 年代中期，“八五”期間被列為國家科技攻關(guān)項目，一開始僅有深圳等極少數(shù)城市采用了生活垃圾焚燒技術(shù)。發(fā)達(dá)國家應(yīng)用的垃圾焚燒技術(shù)，其特征代表了當(dāng)前生活垃圾焚燒技術(shù)的最前沿，同時其所應(yīng)用的垃圾焚燒技術(shù) 對今后垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展也具有相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)作用。 垃圾焚燒是一種技術(shù)高度復(fù)雜，成本相對昂貴的生活垃圾處理技術(shù)。焚燒已逐漸成為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家廣泛中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 4 頁 共 39 頁 采用的城市垃圾處理技術(shù)。 在日本、荷蘭、瑞士、丹麥、瑞典等國，焚燒已成為垃圾處理的主要手段，瑞士垃圾 80%為焚燒，日本的垃圾焚燒比例在 90 年代中期已達(dá) 75%，全國現(xiàn)有大小垃圾焚燒廠接近 1900 座。從 20 世紀(jì) 70年代初到 90年代末的近 30 年間，由于世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的高速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，城市人口數(shù)量的劇增，城市生活垃圾的產(chǎn)量也快速遞增，原來的垃圾填埋場日益飽和，而新的垃圾填埋地 又難于尋找，采取垃圾燃燒的辦法，可使生活垃圾減容 90%左右，最大限度的延長現(xiàn)有垃圾填埋場的壽命，此外隨著人們生活水平的不斷提高，生活垃圾中可燃物，易燃物的含量大幅度增長，提高了生活垃圾的熱值，為生活垃圾燃燒技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了必要的條件。隨后，德國于 1896 年、法國于 1898 年、瑞士于 1904 年相繼建成城市生活垃圾焚燒爐。因此，可以說焚燒處理是實現(xiàn)城市垃圾無害化、減量化和資源化的最有效手段之一 [2]。當(dāng)生活垃圾有足夠的熱值時，生活垃圾能靠自身的能量維持自燃，而不用提供輔助燃料。 焚燒處理概況 相比較其他處理技術(shù)而言，焚燒是目前世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家廣泛采用的一種對城市生活垃圾進(jìn)行高溫?zé)峄瘜W(xué)處理技術(shù)。生活垃圾處理發(fā)展的總趨勢是：①綜合處理優(yōu)勢多，是今后城市或區(qū)域性處理生活垃圾的首選技術(shù)，能回收的回收，有機(jī)質(zhì)做堆肥處理，可燃物則焚燒，不可燃物送去填埋；②在分類收集基礎(chǔ)上的再生利用越來越受到重視，比例逐漸提高；③生活垃圾填埋標(biāo)準(zhǔn)越來越高，場地越發(fā)難選擇，運距越來越遠(yuǎn)，運轉(zhuǎn)費用越來越高，填埋將呈逐步下降趨勢；④由于生活垃圾中廚余垃圾含量在逐年增加，加上生物制肥技術(shù)進(jìn)一步推廣，堆肥綜合處理技術(shù)將得到迅速發(fā)展，有利資源循環(huán)再利用，回歸大自然，有利于改良我國廣大農(nóng)田有機(jī)質(zhì)的嚴(yán)重缺乏和 土壤板結(jié)化；⑤生活垃圾熱值大幅度提高，焚燒及尾氣凈化技術(shù)設(shè)備進(jìn)一步國產(chǎn)化，焚燒將穩(wěn)步發(fā)展，焚燒余熱綜合利用（蒸汽、發(fā)電）比例將有所上升。生活垃圾處理過程是混合物資流的有序運動，它包括生活垃圾收集、運輸、轉(zhuǎn)運、處理、處置、最終達(dá)到無害化、減量化、資源化目標(biāo)。生活垃圾處理是指通過物理、化學(xué)、生物等加工的一切過程，使生活垃圾轉(zhuǎn)化成適于貯存、資源化利用、以及最終處置的一種手段。因此能否妥善解決垃圾問題，是關(guān)系到國計民生的一件大事，是環(huán)境治理的一項主要內(nèi)容 [4]。隨著城市中生活垃圾有機(jī)物含量的提高和由露天分散堆放變?yōu)榧卸汛妫缰徊捎煤唵胃采w易造成產(chǎn)生甲烷氣體的厭氧環(huán)境，易燃易爆。全國堆放的生活垃圾已達(dá)到 70 億噸，占地累計 75 萬畝。（ 4）侵占大量土地。（ 3）生物性污染。（ 2）嚴(yán)重污染水體。（ 1）生活垃圾裸露污染大氣。城市生活垃圾在輸送、貯存與燃燒過程均存在產(chǎn)生二次污染的可能，對大氣、土壤、水等造成污染，不僅影響城市環(huán)境質(zhì)量，而且威脅著國民的健康，成為社會公害之 一。如何增強(qiáng)人們的環(huán)境觀念，提倡適度消費，減少城市垃圾數(shù)量，并加強(qiáng)垃圾管理，提高垃圾處理技術(shù)水平是當(dāng)前十分重要的研究課題 [3]。據(jù)預(yù)測， 按現(xiàn)在垃圾增長的速度， 2021 年我國城市生活垃圾產(chǎn)生量將達(dá)到 億噸， 2030 年為 億噸， 2050 年為 億噸。此外，城市生活垃圾存量約為 70多億噸，垃圾侵占土地面積已超過 5億平方米，全國已有 200 多個城市被垃圾包圍 [2]。 中國改革開放的 30 年來，隨 著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市垃圾產(chǎn)生量急劇增加。它的主要特點是成分復(fù)雜、有機(jī)含量高。中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 1 頁 共 39 頁 1 引言 研究背景 城市生活垃圾又稱城市固體廢物，是指在城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物，主要包括廚余物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、磚瓦渣土以及廢家用什具、廢舊電器、庭院廢物等。城市生活垃圾主要產(chǎn)自城市居民家庭、城市商業(yè)、餐飲業(yè)、旅館業(yè)、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)、市政環(huán)衛(wèi)業(yè)、交通運輸業(yè)、文教衛(wèi)生和行政事業(yè)單位、工業(yè)企業(yè)單位以及水處理污泥等。影響城市生活垃圾的主要因素有居民生活水平、生活習(xí)慣、季節(jié)、氣候等 [1]。目前，我國城市垃圾年產(chǎn)量已達(dá) 億噸以上，人均垃圾年產(chǎn)量為 450～ 500kg，且仍在以每年 8％～ 10％的速度增長。從數(shù)量來看， 1998 年全世界每年產(chǎn)生的 億噸垃圾中，我國城市就占到 噸，僅北京市日產(chǎn)生活垃圾總量就達(dá) 萬噸，相當(dāng)于兩座石景山的體積，每年運送這些垃圾就耗去北京市財政近 7億元。在這樣的形式下，城市污染防治已成為我國現(xiàn)代化建設(shè)中一個越來越緊迫的問題。 城市生活垃圾是人們生活中產(chǎn)生的固體廢棄物。當(dāng)復(fù)雜多變、量大面廣的生活垃圾被排放到人們四周時，就會對大氣、水體、生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的破壞。大量氨、硫化物等有害氣體釋放，嚴(yán)重污染大氣，加速了地球的溫室效應(yīng)。生活垃圾不但含有病原微生物，在堆放腐敗的過程中還會產(chǎn)生大量的酸性或堿性有機(jī)污染物，并會將垃圾中的重金屬游中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 2 頁 共 39 頁 解出來，形成有機(jī)物質(zhì)、重金屬和病原微生物三位一體的污染源，雨水淋入后混合的滲濾液必然會造成地表水和地下水的嚴(yán)重污染。生活垃圾中有許多致病微生物，同時垃圾往往是蚊蠅等的孳生地，這些必 然危害著廣大市民的身體健康。據(jù)初步調(diào)查， 1998 年全國 668 座城市中已有 2/3 被垃圾包圍。（ 5）垃圾的爆炸事故不斷發(fā)生。另外，還將影響城鄉(xiāng)的景觀，優(yōu)雅景色中突然有堆垃圾裸露，將大煞風(fēng)景。 城市生活垃圾處理技術(shù)受地理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā) 展、垃圾狀況、城市文明程度及氣候條件等多種因素影響和制約。目前生活垃圾處理方法基本上是堆肥、焚燒、衛(wèi)生填埋、綜合利用四種。 隨著人們生活條件的普遍提高，生活垃圾結(jié)構(gòu)在不斷發(fā)生變化，渣土少了，可燒物質(zhì)多了，容重在逐漸降低，體積在日趨加大，廚余物在增加，尤其分類收集在城市中推廣， 這給垃圾處理帶來了一些有利條件。 然而我國在今后相當(dāng)長的一段時期與世界上大多數(shù)國家一樣，生活垃圾填埋仍然是大多數(shù)城市解決生活垃圾出路首選方案，但在一些人口密度高，特別是東南沿中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 3 頁 共 39 頁 海一帶許多城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，土地資源十分寶貴，焚燒處理將成為這些區(qū)域的重要手段 [4]。將生活垃圾作為固體 燃料送入爐膛內(nèi)燃燒，在 800℃～ 1000℃的高溫條件下，城市生活垃圾中可燃組分與空氣中的氧進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，釋放出熱量并轉(zhuǎn)化為高溫的燃燒氣體和少量的性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘渣。垃圾燃燒產(chǎn)生的高溫燃燒氣體可作為熱能回收利用，性質(zhì)穩(wěn)定的殘渣可直接填埋處理，經(jīng)過焚燒處理，垃圾中的細(xì)菌、病毒等能被徹底消滅，各種惡臭氣體得到高溫分解，煙氣中的有害氣體經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后排放。 國外焚燒處理現(xiàn)狀 城市生活垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展至今已有 100 余年的歷史，最早出現(xiàn)的焚燒裝置是 1874 和 1885 年，分別建于英國和美國的間歇式固定床垃圾焚燒爐。 20世紀(jì)初歐美一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家開始建設(shè)大規(guī)模的連續(xù)式垃圾焚燒爐。凡是國土資源比較緊張，人口密度比較高的國家，其城市生活垃圾采用焚燒處理技術(shù)的比例就較高。瑞士、比利時 、丹麥、法國、盧森堡、瑞典、新加坡等國焚燒的比例也都已接近或超過填埋 [5]。從焚燒工藝上看，已建成的焚燒發(fā)電廠以直接焚燒法為主，垃圾熱解氣化所占比例小，但由于環(huán)境指標(biāo)日益嚴(yán)格，新的焚燒垃圾發(fā)展趨勢是垃圾熱解氣化焚燒。因此，無論是其發(fā)展源流與應(yīng)用現(xiàn)狀，目前均以歐美、日本等發(fā)達(dá)國家最具有代表性。目前發(fā)達(dá)國家所采用的主要垃圾焚燒工藝特征見表 。隨著我國東南部沿海地區(qū)和部分中型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活垃圾低位熱值的提高，近年來已有不少城市投入建設(shè)生活垃圾焚燒廠，如深圳、珠海、上海、廣州、順德、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 5 頁 共 39 頁 中山、常州、北京、廈門等。它有以下幾種形式：①順推式機(jī)械爐排焚 燒設(shè)備；②逆推式機(jī)械爐排焚燒設(shè)備；③履帶式爐排焚燒設(shè)備；④立窯式焚燒設(shè)備；⑤流化床焚燒設(shè)備。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于垃圾焚燒應(yīng)用和推廣的因素正在逐步成熟，焚燒技術(shù)成為近年來許多城市解決垃圾出路問題的新趨勢和新熱點：①隨著國民經(jīng)濟(jì)及城市建設(shè)的發(fā)展、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，新建垃圾填埋場受到越來越多的限制，填埋成本也越來越高，致使我國的許多大城市和經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的城市考慮采用焚燒處理；②近年來，相當(dāng)部分城市的生活垃圾，尤其是一些分類收集的垃圾，其低位熱值已達(dá) 4180～ 5852kJ/kg，不僅達(dá) 到了自燃的要求，熱能回收發(fā)電也有了較穩(wěn)定的基礎(chǔ)；③城市生活垃圾可焚燒性好的城市，一般也是經(jīng)濟(jì)力較強(qiáng)、填埋空間較困難的城市，從管理方面也具有進(jìn)行垃圾焚燒能力和要求；④國內(nèi)對城市生活垃圾焚燒技術(shù)的積累已有了較好的基礎(chǔ)。但是，巨大的市場潛力正在吸引著越來越多的企業(yè)來投資垃圾焚燒技術(shù)設(shè)備的研制，一個新興的環(huán)保產(chǎn)業(yè)正逐步形成。 焚燒技術(shù)的發(fā)展展望 目前以機(jī)械爐排焚燒爐為代表的垃圾焚燒技術(shù)已比較成熟，并在應(yīng)用中取得了良好的效益，但垃圾焚燒技術(shù)遠(yuǎn)非完善，綜觀近年來生活垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展過程，可以發(fā)現(xiàn)有以下四個比較明顯的特點。另外，先進(jìn)的自控技術(shù)和新穎的外觀設(shè)計，都使垃圾焚燒廠更加趨于完善。 （ 3） 焚燒技術(shù)正向著資源化方向發(fā)展 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 6 頁 共 39 頁 如垃圾焚燒余熱發(fā)電、焚燒殘渣制磚等，使垃圾焚燒與能源回收有機(jī)結(jié)合起來。另外，節(jié)能化也被國內(nèi)外垃圾焚燒廠所普遍重視。 （ 4） 焚燒技術(shù)正在向智能化方向發(fā)展 垃圾焚燒廠運行實現(xiàn)自動化后，為了保證較佳的運行狀態(tài)，目前仍然必須依賴人的經(jīng)驗判斷。智能控制技術(shù)的發(fā)展，使垃圾焚燒廠設(shè)備及系統(tǒng)故障的自我診斷功能成為可能，從而得以實現(xiàn)低故障率和高運轉(zhuǎn)率 [7]。從工程技術(shù)的觀點看，垃圾物料從送入焚