城市生活垃圾熔融焚烧处理技术

1 技术和设备

垃圾气化熔融处理技术是20世纪90年代在德国、日本、美国等发达国家兴起的，目的是为了解决城市生活垃圾处理过程中产生的二噁英、重金属等有害物质的污染问题。气化熔融技术主要包括气化和熔融两个阶段。首先垃圾在500～900℃的温度下气化，产生可燃气体；而飞灰和底渣在1300℃以上的高温下熔融，彻底分解其表面的二噁英，高挥发点的重金属被固化在熔渣中，低挥发点的重金属一部分转移到熔渣中，一部分发生气化现象转移到熔融飞灰和废气中，再通过后续工艺进行进一步处理，从而可有效地防治重金属的迁移。

无害化城市生活垃圾熔融焚烧技术分为间接熔融焚烧技术和直接熔融焚烧技术两大类。间接熔融焚烧技术的工艺流程一般为：垃圾先在传统的焚烧炉中进行焚烧，然后将垃圾焚烧灰渣置于1350～1500℃的熔融炉中进行高温熔融处理，以消除垃圾灰渣中的二噁英。直接熔融焚烧技术又可以分为一步法熔融焚烧技术和两步法熔融焚烧技术。所谓一步法熔融焚烧技术是指垃圾的干燥、气化、燃烧、灰渣的熔融等过程在一个设备中全部完成的一种熔融焚烧技术；而两步法熔融焚烧技术则是指先将垃圾置于温度为500～600℃的设备中进行热解、然后将热解炭渣分捡出有价金属后置于温度高于1300℃的设备中进行熔融处理的一种熔融焚烧技术。此技术被广泛地认为是21世纪的新型垃圾焚烧技术，因为它有以下特点：

①城市生活垃圾先在还原性气氛下热分解制备可燃气体，垃圾中的有价金属没有被氧化，利于有价金属回收利用；同时，垃圾中的cu、fe,-等金属不易生成促进二恶英类形成的催化剂。

②热分解和气化得到的气体燃烧时空气系数较低，燃烧充分，能大大降低烟气排放量，提高热能利用率，降低nox的排放量、减少烟气处理设备的投资及运行费。

③含炭灰渣在1300℃以上的高温熔融状态下进行燃烧处理，能扼制二恶英在灰渣中的存在，同时最大限度地实现垃圾减容、减量化。显然这一技术具有较好的环保效果，但同时处理成本也比较高。

2 发展趋势

气化熔融技术在各发达国家的发展势头迅猛，德国是研究开发气化熔融技术的主要国家，西门子公司开发的日处理量480t的系统，已于1997年春投入商业试运行；日本的垃圾处理模式已逐渐从单纯采用常规废弃物处理的炉排和流化床焚烧炉向更高环保要求发展，可选的方案一般是采用气化+飞灰熔融的模式，并对医疗垃圾等危险废物在气化+飞灰熔融基础上增设了炉渣等离子体熔融装置。目前日本从事气化熔融技术开发的厂家已经超过20家，日本钢铁公司(nkk)、荏原公司(ebara)、日本神户钢铁公司等在气化熔融技术开发方面都取得了相当满意的成果。瑞士热选公司的气化熔融处理工艺已成功应用于德国西南部的karlsruhe，处理量为30t/h，产气的低位发热量为12mj/kg，二噁英排放量低于 0.002ng/nm3。

我国清华大学、东北大学、浙江大学在上述领域也进行了探索。1999年清华大学与太原市烽亚机电设备有限公司联合研制开发了“固定床式-燃室低温热解+二燃室燃烧”的垃圾处理技术，其基本思路与加拿大瑞威公司的cao以及德国西门子kwu热解-焚烧技术一致；2001年东北大学进行了城市垃圾固定床热解技术的基础研究；2001年浙江大学完成了回转窑垃圾热解处理的基础研究工作。

可以认为，随着经济的发展及环境保护要求的提高，我国城市垃圾直接焚烧将逐步被环保性能更优的热解气化技术取代。考虑经济承受能力，预计在未来一段时间内，“热解气化+可燃气体的燃烧（非完全熔融焚烧）”技术，更符合我国目前的国情。