国内外城市垃圾流化床焚烧技术的特点及分析

1.3日本流化床焚烧技术及其应用

日本在垃圾流化床焚烧技术方面处于世界领先水平，其半数以上垃圾废料都用流化床焚烧法处理。1991年，日本有113座城市垃圾流化床焚烧炉，到1995年增至131座。日本有多家垃圾流化床焚烧炉制造厂商，其中主要的有：石川岛播、三井造船、栗本、荏原制作所、日本制钢、神户制钢公司等。

2国内流化床焚烧技术及其特点

国内流化床燃烧技术的开发应用早在60年代即开始，但主要集中在燃煤领域。正式开始进行垃圾流化床焚烧处理方面的研究始于80年代。由于我国城市生活垃圾具有组分复杂、高水分、低热值(国内原生城市生活垃圾热值目前在1000kcal/kg左右，而国外发达国家为2000-3000kca1/kg)等特点，垃圾的流动混合、焚烧特性和二次污染特性相当复杂，国外的一些成熟流化床技术并不很适合处理我国城市垃圾。因此，有必要开发应用适合我国国情的垃圾焚烧流化床技术，但我国城市垃圾的上述特点给技术的开发应用带来相当的难度。

浙江大学自80年代以来致力于开发适合国情的城市生活垃圾焚烧技术，并通过相关技术如垃圾预处理、烟气处理、渣分选回收、床下点火启动、焚烧炉热工自动控制等的综合集成，形成了系统化的城市生活垃圾内循环流化床焚烧新技术。这一技术的特点主要体现在：①异重度流化床的稳定燃烧。对于焚烧垃圾，浙江大学热能工程研究所开发出的异重度流化床是采用由重度差异较大的不同颗粒(在石英砂与垃圾)组成流化床系统，可以防止大块垃圾在床内的沉积和轻粒度垃圾成分的偏浮，从而保证稳定燃烧。②在流化布风结构上采用倾斜布风结合定风风帽构成物料床内循环。通过布风装置及燃烧设备的专门设计，可保证经简易破碎的原生垃圾在炉内充分焚烧。③为达到高效清洁焚烧的目的，采用了分段燃烧方式及二次风切圆布置方式，使炉内燃烧空气充分混合，改善燃烧状况，降低CO排放浓度及控制NOx的排放;并且采用了国际上通行的二恶英抑制方法，以有效地抑制二恶英的产生，即炉内温度均匀保持在850-950℃范围内;高温段烟气停留时间大于3s;燃烧室内充分混合;加强受热面吹灰。为控制尾部烟气中SO2、HCl、HF、Cl2及重金属的排放，采用了浙江大学开发的湿法烟气洗涤装置，对尾气进行洗涤处理。

1997年，浙江大学应用这一流化床焚烧新技术将杭州锦江集团余杭热电厂一台35t/h链条炉改造为城市垃圾流化床焚烧炉。燃用杭州部分地区的城市生活垃圾，改造后每台焚烧炉日处理垃圾150t。改造工程于1998年8月中旬完成，目前已累计运行1年多，平均每小时焚烧垃圾6.98t，达到和超过了设计要求(按设计每天处理150t，即每小时焚烧6.25t垃圾)，最大垃圾焚烧量可超过11t/h(相应于超过每天焚烧处理垃圾250t)。每吨垃圾处理成本约为25元。

据中国科学院工程热物理研究所方建华等人介绍，中国科学院工程热物理所研发的100t/d循环流化床垃圾焚烧炉焚烧系统，其主要技术指标为日处理城市生活垃圾80-100t/d。在焚烧热值大于4000kJ/kg、含水量低于50%垃圾时，运行不需辅助燃料，烟尘和有害气体符合国家环保规定。

该技术特点体现在垃圾入炉前只需对特大块不可燃物(如混凝土块)进行简单分拣，其余垃圾均可入炉燃烧。据作者介绍，目前焚烧炉尚未具备连续长时间运行条件，该炉于1997年6月投入试运行。

中国科学院力学所盛宏至等人对非均质燃料扩散与偏析特性、传热特性进行了冷热态试验研究，开发出了高水分、低热值燃料的内旋流流化床燃烧技术，并基于研究结果进行了10t/d热态试验炉的方案设计。其特点体现在采用偏斜布风方式，实现内部旋流流化，以达到提高焚烧效率及降低污染的目的。但该技术尚未进行商业化运行。

综合分析国内流化床技术的开发及应用可见，这些技术还停留在中小容量的基础上，尚未推广(有些技术尚未进入应用阶段)，有待进一步提高。由于流化床技术具有发展的前景，一些研究者已着手开展大型化、产业化的工作，如浙江大学己开始进行日处理垃圾300t量级的流化床焚烧炉的开发。同时，国家有关部门对流化床技术给予了相当的关注，并配套一些经费，鼓励发展这些技术。

3结语

综观国内外流化床垃圾焚烧技术的发展及应用，国外流化床焚烧技术已实现商业化、大型化，并且有较好的发展前景。我国城市垃圾焚烧处理则刚刚起步，但已有一些研究者开发出适合我国国情的流化床焚烧技术，并成功应用于城市生活垃圾的处理。

不过，对于国内研发应用者来说，尚需做许多工作：

①考虑到目前国内城市垃圾组成复杂和热值偏低，国内开发垃圾处理利用新技术时应针对国情，不要盲目引进一些初投资及运行成本昂贵且不适合国情的技术和设备。另外，由于我国目前的技术开发能力大多集中在高等院校和研究院所，为使技术尽快转化为生产力，产学研相结合应是一座很好的桥梁。

②城市垃圾处理利用事关长远，事关全民，因此国家在制订政策时应予以充分重视。我国现行的垃圾处理利用总体上仍是计划经济时代的产物，属于公用事业。目前可探索由企业来参与和承担垃圾处理利用，国家在税收、信贷、财政补贴政策等方面予以政策支持。