城市垃圾也稱為城市固體廢棄物。它是指城市居民日常生活丟棄的家庭生活垃圾(包括有機(jī)、無機(jī)和危險品如干電池、熒光燈管等)與人們吃喝有關(guān)的廚房有機(jī)垃圾及公共場所垃圾、環(huán)衛(wèi)部門道路清掃物(綠色植物殘骸，如草坪除草、樹木剪枝、落葉、紙品、塑料制品和塵土等)及部分建筑垃圾的總稱。

    中國是世界上垃圾包袱沉重的國家之一。據(jù)統(tǒng)計，全國城市垃圾歷年堆放總量高達(dá)70億噸，而且產(chǎn)生量每年以約8.98%速度遞增。垃圾堆放量占土地總面積已達(dá)5億平方米，約折合75萬畝耕地。中國的耕地面積有20億畝，相當(dāng)于全國每1萬畝耕地就有3.75畝用來堆放垃圾。其中，全國工業(yè)固體廢物歷年貯存量達(dá)6.49億噸。占地面積5.17萬公頃。全國600多座大中城市中，有70%被垃圾所包圍，所謂“垃圾包圍城市”。全國城市垃圾年產(chǎn)量：80年代為1.15億噸，90年代已達(dá)1.43億噸(僅次于美國)。按此計算，1.43億噸除以4噸(一輛卡車的載重量)等于3575萬輛;3575萬輛乘以5米(每輛卡車長度)等于17.88萬公里。中國約有2/3的城市陷入垃圾圍城的困境。中國僅“城市垃圾”的年產(chǎn)量就近1.5億噸，這些城市垃圾絕大部分是露天堆放。

    它不僅影響城市景觀，同時污染了與我們生命至關(guān)重要的大氣、水和土壤，對城鎮(zhèn)居民的健康構(gòu)成威脅，垃圾已成為城市發(fā)展中的棘手問題。垃圾不僅造成公害，更是資源的巨大浪費。每年年產(chǎn)1.5億噸的城市垃圾中，被丟棄的“可再生資源”價值高達(dá)250億元!北京市現(xiàn)日產(chǎn)垃圾13000噸，全年生產(chǎn)495萬噸，而且每年將以8%的速度遞增。衛(wèi)生填埋，這種方法避免了露天堆放產(chǎn)生的問題，其缺點是建填埋場占地面積大，使用時間短(一般十年左右)，造價高，垃圾中可回收利用的資源浪費了;再是焚燒，使垃圾體積縮小50%～95%，但燒掉了可回收的資源，釋放出有毒氣體，如二惡英、電池中的汞蒸汽等，并產(chǎn)生有毒有害爐渣和灰塵;還有就是堆肥，這種方法需要人們將有機(jī)垃圾與其它垃圾分開才行，它具有很好的發(fā)展前景。但是根據(jù)中國的國情來說分類回收、堆肥、衛(wèi)生填埋都難以長久實施或者根本無法實現(xiàn)。

    垃圾焚燒可謂從國情與需求上滿足了現(xiàn)當(dāng)代發(fā)展的需求，所以垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)在現(xiàn)當(dāng)代得到快速發(fā)展。

    垃圾焚燒發(fā)電工藝

    垃圾焚燒發(fā)電廠組成：

    生活垃圾焚燒發(fā)電廠包括主體工藝系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和配套設(shè)施三大部分。

    一、主體工藝系統(tǒng)

    垃圾接收、儲存及輸送系統(tǒng)

    垃圾焚燒系統(tǒng)

    熱利用系統(tǒng)

    煙氣凈化系統(tǒng)

    灰渣處理系統(tǒng)

    電力系統(tǒng)

    低壓供配電及電氣傳動

    自動化儀表及計算機(jī)系統(tǒng)

    二、輔助系統(tǒng)

    輔助燃料系統(tǒng)

    壓縮空氣系統(tǒng)

    循環(huán)水系統(tǒng)

    給排水系統(tǒng)

    除鹽水制備系統(tǒng)

    滲濾液處理系統(tǒng)

    通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)

    調(diào)度、通訊系統(tǒng)

    三、配套設(shè)施

    消防、環(huán)境保護(hù)、勞動安全防護(hù)與辦公生活服務(wù)設(shè)施。

    垃圾接收、儲存及輸送系統(tǒng)：

    該系統(tǒng)主要包括：垃圾稱重設(shè)施—汽車衡、卸料大廳、卸料門、垃圾儲坑、抓斗起重機(jī)。

    一、汽車衡

    汽車衡采用SCS系列淺基坑全自動電子汽車衡，主要由稱重秤體、稱重傳感器、稱重顯示器、計算機(jī)系統(tǒng)等組成。量程根據(jù)城市大型的運輸車輛總重確定，稱重精度20kg。

    二、垃圾卸料大廳

    垃圾卸料大廳系運輸車卸料周轉(zhuǎn)平臺，設(shè)行使路線標(biāo)識和信號燈。卸料大廳長度依據(jù)垃圾坑長度與垃圾抓斗檢修區(qū)域?qū)挾却_定，大廳寬度依據(jù)城市大型的運輸車總長與轉(zhuǎn)彎半徑確定，以保證垃圾運輸車能正常卸料和交通暢通。

    三、垃圾卸料門

    根據(jù)項目處理規(guī)模和入廠垃圾運輸車集中度確定，并滿足《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》。可采用電動或液壓提升式卸料門。卸料門的開啟與垃圾起重機(jī)聯(lián)鎖或由垃圾*作員控制，通過信號燈指示開閉狀態(tài)，以調(diào)度垃圾車進(jìn)行卸料，卸料完畢后立即關(guān)閉，防止垃圾坑內(nèi)臭氣向外泄露。

    四、垃圾坑

    垃圾坑有效容量按照5~7天垃圾處理量設(shè)置，長度、寬度和深度綜合考慮焚燒爐中心間距、垃圾堆存安息角、地質(zhì)條件以及是否有利于滲濾液排出進(jìn)行確定。垃圾坑除起到儲存、調(diào)節(jié)垃圾數(shù)量的作用外，便于對垃圾進(jìn)行攪拌、混合和脫水，起到對垃圾品質(zhì)的調(diào)節(jié)作用。

    五、垃圾起重機(jī)

    垃圾抓斗起重機(jī)，用于垃圾的給料、堆垛、移料和混料，采用半自動或全自動控制，安裝于垃圾坑上部。抓斗起重機(jī)的單臺處理能力和數(shù)量依據(jù)項目日處理規(guī)模確定。

    煙氣凈化處理

    生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣含有氯化氫、二氧化硫、氮氧化物、 硫化氫、一氧化碳、重金屬、飛灰、二噁英等有害物質(zhì)。

    垃圾焚燒廠煙氣排放指標(biāo)需滿足的低標(biāo)準(zhǔn)：《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)。

    每條垃圾焚燒線分別配置1套獨立的煙氣凈化處理線，經(jīng)凈化處理后的煙氣通過引風(fēng)機(jī)、80米煙囪排入大氣。

    每條焚燒線引風(fēng)機(jī)出口水平煙道(直管段長度需滿足測量精度要求)或煙囪分別設(shè)置1套獨立的煙氣在線監(jiān)測儀，以連續(xù)監(jiān)測每條焚燒線的煙氣排放指標(biāo)。

    采用德國馬丁半干法煙氣凈化技術(shù)，即“半干法噴霧塔+活性炭吸附+布袋除塵器” 工藝。

    煙氣凈化流程如下圖：

    一、噴霧塔

    鍋爐出口溫度為210℃的煙氣自頂部導(dǎo)入噴霧塔，噴霧塔頂部導(dǎo)流片使煙氣進(jìn)入噴霧塔后形成旋轉(zhuǎn)紊流流動，噴霧塔的頂部布置石灰漿液噴霧機(jī)，將石灰漿液粉碎成直徑為50微米以下的霧滴，以大大提高石灰漿液的比表面積和增加煙氣中酸性氣體分子與石灰漿液中氫氧化鈣分子接觸的面積和接觸的時間，以確保較高的反應(yīng)效率，酸性氣體與石灰漿液的反應(yīng)后生成粉塵顆粒，當(dāng)煙氣從噴霧塔導(dǎo)出時隨著流向的改變，在離心力的作用下，有較多的粉塵脫離煙氣掉入灰斗。

    噴霧塔的出口設(shè)計煙溫為150℃，煙氣在噴霧塔內(nèi)的停留時間為27s。

    二、布袋除塵器

    布袋除塵器型式為下進(jìn)氣、外濾袋、脈沖噴吹清灰;

    PLC程控：進(jìn)行定期或壓降控制啟動清灰系統(tǒng);

    啟動循環(huán)預(yù)熱系統(tǒng);

    袋籠 ：316L不銹鋼、碳鋼或碳鋼鍍塑;

    濾袋材質(zhì)：PPS(聚苯硫醚)、玻纖、P84(聚酰亞胺)和PTFE(名四氟乙烯);

    目前，垃圾焚燒項目大多選用PTFE+PTFE覆膜， PTFE經(jīng)PTFE覆膜處理后，濾料的過濾精度，表面光潔度，耐腐蝕、耐磨、耐酸堿性、韌性和強(qiáng)度均得以大幅度提升，壽命可達(dá)4年，可實現(xiàn)粉塵*。

    三、石灰漿液儲存制備系統(tǒng)與活性炭噴射系統(tǒng)

    (1)石灰漿系統(tǒng)

    石灰倉設(shè)計容量

    熟石灰品質(zhì)

    石灰漿液濃度

    石灰漿泵的選型

    石灰漿噴入量的控制與耗量預(yù)估

    (2)活性炭系統(tǒng)

    活性炭倉設(shè)計容量

    活性炭噴射裝置

    活性炭計量與耗量預(yù)估

    四、二噁英的防治

    燃燒室內(nèi)溫度達(dá)到850℃區(qū)域停留時間≥2s，*分解煙氣中的二噁英。

    二次風(fēng)調(diào)節(jié)：保證出口煙氣CO濃度≤50mg/Nm3。

    當(dāng)煙氣溫度降到300～500℃范圍，有少量已經(jīng)分解的二噁英將重新生成，盡量減小余熱鍋爐尾部截面積，提高煙氣流速，減少煙氣從高溫到低溫過程的停留時間，以減少二噁英再生成。

    噴霧塔入口煙道布置活性炭導(dǎo)入裝置，噴入比表面積大于700m2/g的活性炭以吸附二噁英、重金屬。

    采用高性能袋式除塵器。

    五、脫硝系統(tǒng)

    用以去除煙氣中氮氧化物，采用的工藝為SCR或SNCR。

    (1)SCR(選擇性催化還原)脫硝：使用催化劑，還原劑(無水氨、氨水或尿素)與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水，從而去除氮氧化物，SCR系統(tǒng)脫硝效率80~95%。

    SCR有效反應(yīng)溫度范圍較SNCR低的多，約320～400℃。 普遍使用的還原劑為氨。

    (2)SNCR(選擇性非催化還原)脫硝：無催化劑的條件下，還原劑(無水氨、氨水或尿素)與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的氮氧化物，SNCR系統(tǒng)的脫硝效率因要求的反應(yīng)溫度較高，因此，垃圾焚燒項目的去除率較低，約40~50%。

    反應(yīng)原理：NOx + 還原劑 → 氮氣 + 水;

    反應(yīng)溫度：850℃～1200℃;

    還原劑：氨、尿素;

    催化劑：不用催化劑，鍋爐爐膛作為反應(yīng)器，不需要另外的反應(yīng)器。

    主要控制系統(tǒng)

    閉環(huán)控制系統(tǒng)(MCS)

    數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS) (SOE)

    順序控制系統(tǒng) (SCS)

    鍋爐安全保護(hù)(FSSS)

    汽機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)(ETS)

    主要控制系統(tǒng).MCS：

二次污染

無機(jī)有害氣體：

    重金屬：

    焚燒過程產(chǎn)生的灰渣(包括爐渣和飛灰)一般為無機(jī)物質(zhì)，它們主要是金屬的氧化物、氫氧化物和碳酸鹽、硫酸鹽，磷酸鹽以及硅酸鹽。

    有機(jī)污染物：

    二惡英(PCDDs或TCDDs) [多氯代二苯并-對-二惡英];

    呋喃 (PCDFs);

多環(huán)芳香烴化合物(PAHs)。