张燕
（中材地质工程勘查研究院有限公司，北京100102）
摘要：简要介绍了我国垃圾焚烧的发展现状和垃圾焚烧处理技术的现状，对垃圾焚烧炉的炉型进行了技术比较与分析，对常用的机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉的优缺点进行了比较，最后提出了各种炉型的适用条件。
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关键词 ：垃圾焚烧；机械炉排焚烧炉；流化床焚烧炉；回转窑焚烧炉
中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：１００８－９５００（２０15）01－００33－０3
垃圾焚烧是指采用热力技术使垃圾分解并无害化、减量化的过程，这是一种回收废物中能量、矿物质及化学成分的方法。垃圾焚烧的过程也是减少废物体积和危害的过程，并可减少或去除可能有害的物质。随着垃圾焚烧技术、装备与污染防治设施的不断发展与完善，焚烧已成为发达国家和地区处理生活垃圾的主要方式。
1我国垃圾焚烧发展现状
1988年我国在深圳建立第一座垃圾焚烧发电厂，采用日本三菱马丁进口设备和技术。近年来我国垃圾焚烧发电厂建设逐年增加，到2012年全国已运营的垃圾焚烧厂达到138座。除内蒙古、江西、贵州、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆9省区外，其余22个省市均有分布，其中浙江（26座）、江苏（21座）、广东（18座）、福建（12座）4省占到近60%。整体上呈现东部>中部>西部的趋势。
“十二五”期间，我国垃圾焚烧设施建设处于高速发展期，预计到2015年底，投产和在建的生活垃圾焚烧发电厂将超过300座。《关于印发“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划的通知》（国发办［2012］23号）中要求，到2015年，全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上，其中东部地区达到48%以上。
２垃圾焚烧处理技术现状
目前，城市生活垃圾焚烧的主流设施主要为机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉。欧洲90%以上的焚烧厂采用机械炉排路；日本大型城市垃圾焚烧厂基本采用机械炉排路，市、町、村的垃圾焚烧炉以流化床焚烧炉居多。我国目前（截至2014年5月）建成并投运的178座生活垃圾焚烧发电厂中，采用机械炉排炉技术的电厂达到106座，设计处理规模10.5万吨/日；采用流化床技术的电厂为67家，设计处理规模5.8万吨/日。采用机械炉排炉技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海地区，尤其是省会级和副省级城市居多；采用循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区地级市和中西部地区。
此外，热解气化焚烧技术近年来得以应用。该技术包括热解和气化两个过程，热解是在无氧或缺氧的条件下，利用高温使生活垃圾有机成分裂解，从而脱出挥发性物质并形成固体焦炭的过程；气化是指反应物在还原性气氛下与气化剂反应，生成以可燃气为主的热转化过程。按照热备运行方式可分为固定床、流化床、回转窑及其他类型的反应器等多种。该技术具有投资小、运行成本低、使用寿命长等特点，适用于产生量相对较小的中、小城市（包括县、乡镇）的生活垃圾处理。
3垃圾焚烧炉型比较与分析
常用的垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉等3种，3种炉型的主要特点分析如下。
３．1机械炉排焚烧炉
机械炉排焚烧炉是国际上比较成熟的技术，运行可靠度较高，燃烬度好，适用于大处理量、高热值的垃圾焚烧，是大部分发达国家采用的炉型，在国际上约占有80%的市场份额。机械炉排焚烧炉根据炉排型式主要分为顺推或逆推式往复炉排炉及滚动炉排炉两大类。往复炉排炉可使垃圾有效地翻转、搅拌，具有较理想的燃烧条件，可实现垃圾完全燃烧。滚动炉排炉由于排汽孔容易堵塞，维修工作量相对较大，因此使用率较往复炉排炉低。
机械炉排焚烧炉的优缺点比较见表1。
3.2循环流化床焚烧炉
循环流化床燃烧技术是20世纪60年代发展起来的一种新型清洁燃烧技术。该技术的基本特征在于在炉膛下部布置有耐高温的布风板，板上装有载热的惰性颗粒，通过床下布风，使惰性颗粒呈沸腾状，形成流化床段，在流化床段上方设有足够高的燃烬段（即悬浮段）。一般物料投入流化床后，颗粒与气体之间传热和传质速率很高，物料在床层内几乎呈完全混合状态，投向床层的垃圾能迅速分散均匀。由于载热体存有大量的热量，投料时炉温不会产生急剧变化，使床温的温度易保持稳定，避免了局部过热，因此，床层温度易于控制。同时它具有燃烧效率高、负荷调节范围宽、炉内燃烧强度大、适合燃烧低热值垃圾的优点。主要的流化床焚烧工艺形式有鼓泡流化床、转动流化床和循环流化床等几种，其中国内较多采用循环流化床形式。
循环流化床焚烧炉的优缺点比较见表2。
3.3回转窑焚烧炉
回转式焚烧窑炉体为采用耐火砖或水冷壁炉墙的圆柱形滚筒。它是通过炉体整体转动，使垃圾均匀混合并沿倾角度向倾斜端翻腾状态移动。为达到垃圾完全焚烧，一般设有两个燃烧室。其独特的结构使几种传热形式中完成垃圾干燥、挥发分析出、垃圾着火直至燃尽的过程，并在二燃室内实现完全焚烧。
回转窑式焚烧炉对焚烧物变化适应性强，特别对于含较高水分的特种垃圾均能实行燃烧。
回转窑焚烧有3种焚烧方法，即灰渣式焚烧、熔渣式焚烧、热解式焚烧。
3.3.1灰渣式焚烧
灰渣式焚烧炉的回转窑温度控制在800~900℃之间，垃圾通过氧化熔烧达到销毁，回转窑窑尾排出的主要是灰渣，冷却后灰渣松散性较好。
3.3.2熔渣式焚烧
熔渣式回转窑焚烧炉主要是处理一些单一的、毒性较强危险废物，温度一般在1500℃以上，目的是提高销毁率。由于熔渣式回转窑焚烧炉炉膛温度较高，辅助燃料耗量增大，致使回转窑耐火材料、保温材料消耗量高。
3.3.3热解式焚烧
热解式回转窑焚烧窑内温度控制在700~800℃之间，垃圾在回转窑内热解气化，产生可燃气体进入二燃室燃烧，可以大大降低耗油量。另外由于温度低，热损失少，烟气量在3种处理工艺中最低，随之装机容量降低，运行成本大大降低，但是其缺点是灰渣残留量高，灰渣焚烧不彻底。
回转窑焚烧炉的优缺点比较见表3。
4结语
综上所述，比较几种炉型特点，机械炉排焚烧炉受热面磨损小、无需混煤燃烧，灰渣产量低，一般适用于各种规模的垃圾焚烧厂，尤其是大中型的垃圾焚烧厂；流化床焚烧炉由于投资较少，一般处理规模较小，适用于中小型、垃圾质量较不稳定的焚烧厂；回转窑焚烧炉一般用于小规模特种垃圾如医疗垃圾、工业垃圾等，不适合大规模生活垃圾处理。
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（责任编辑／陈军）
