1 技術和設備

垃(la)(la)圾氣化(hua)熔(rong)(rong)(rong)融處(chu)(chu)理技(ji)術是(shi)20世紀(ji)90年代在德國(guo)、日本、美國(guo)等(deng)發(fa)達國(guo)家興起的(de)(de)(de)(de)，目的(de)(de)(de)(de)是(shi)為了解(jie)(jie)決城市生(sheng)活垃(la)(la)圾處(chu)(chu)理過程(cheng)中(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)二噁英、重金(jin)屬(shu)等(deng)有害物(wu)質的(de)(de)(de)(de)污染問題(ti)。氣化(hua)熔(rong)(rong)(rong)融技(ji)術主要包括氣化(hua)和(he)(he)熔(rong)(rong)(rong)融兩(liang)個(ge)階段。首(shou)先(xian)垃(la)(la)圾在500～900℃的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度下(xia)氣化(hua)，產(chan)生(sheng)可(ke)燃氣體；而飛灰和(he)(he)底渣在1300℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)下(xia)熔(rong)(rong)(rong)融，徹底分解(jie)(jie)其(qi)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)二噁英，高揮發(fa)點的(de)(de)(de)(de)重金(jin)屬(shu)被固化(hua)在熔(rong)(rong)(rong)渣中(zhong)(zhong)，低揮發(fa)點的(de)(de)(de)(de)重金(jin)屬(shu)一部分轉移到熔(rong)(rong)(rong)渣中(zhong)(zhong)，一部分發(fa)生(sheng)氣化(hua)現象轉移到熔(rong)(rong)(rong)融飛灰和(he)(he)廢氣中(zhong)(zhong)，再(zai)通(tong)過后續(xu)工藝(yi)進(jin)行進(jin)一步處(chu)(chu)理，從而可(ke)有效地防治重金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)遷移。

無害化(hua)城市生(sheng)活垃(la)圾(ji)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術分(fen)為(wei)間(jian)接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術和直接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術兩大類。間(jian)接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)工(gong)藝流程一(yi)般為(wei)：垃(la)圾(ji)先在傳統的(de)(de)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)爐中(zhong)(zhong)進行焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)，然(ran)后(hou)(hou)將垃(la)圾(ji)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)灰渣置于(yu)1350～1500℃的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)爐中(zhong)(zhong)進行高溫(wen)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處理(li)，以(yi)消除垃(la)圾(ji)灰渣中(zhong)(zhong)的(de)(de)二噁英。直接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術又可以(yi)分(fen)為(wei)一(yi)步(bu)(bu)(bu)(bu)法(fa)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術和兩步(bu)(bu)(bu)(bu)法(fa)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術。所謂一(yi)步(bu)(bu)(bu)(bu)法(fa)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術是指垃(la)圾(ji)的(de)(de)干燥、氣(qi)化(hua)、燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)、灰渣的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)等過(guo)程在一(yi)個設備中(zhong)(zhong)全部(bu)完成(cheng)的(de)(de)一(yi)種熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術；而兩步(bu)(bu)(bu)(bu)法(fa)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術則是指先將垃(la)圾(ji)置于(yu)溫(wen)度為(wei)500～600℃的(de)(de)設備中(zhong)(zhong)進行熱解、然(ran)后(hou)(hou)將熱解炭(tan)渣分(fen)撿出有(you)價金屬后(hou)(hou)置于(yu)溫(wen)度高于(yu)1300℃的(de)(de)設備中(zhong)(zhong)進行熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處理(li)的(de)(de)一(yi)種熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術。此(ci)技(ji)(ji)(ji)術被廣泛(fan)地(di)認為(wei)是21世紀(ji)的(de)(de)新型垃(la)圾(ji)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)(ji)(ji)術，因為(wei)它有(you)以(yi)下特點：

①城市生活垃圾先在還原(yuan)性氣氛下熱分解制備(bei)可燃氣體(ti)，垃圾中的(de)有價金屬沒(mei)有被氧化，利于有價金屬回收(shou)利用；同時，垃圾中的(de)Cu、Fe,-等金屬不易生成促進(jin)二惡英類形(xing)成的(de)催化劑。

②熱分解(jie)和氣化得(de)到的(de)(de)氣體(ti)燃燒時空(kong)氣系數較低，燃燒充分，能(neng)(neng)大大降低煙氣排放量(liang)，提高熱能(neng)(neng)利用(yong)率，降低NOx的(de)(de)排放量(liang)、減(jian)少煙氣處理(li)設備(bei)的(de)(de)投資及運行費。

③含(han)炭(tan)灰渣在1300℃以上的(de)(de)高溫熔融狀態下(xia)進行燃燒處(chu)理(li)，能(neng)扼(e)制二惡英在灰渣中的(de)(de)存在，同時(shi)最大(da)限度地實現垃(la)圾減容(rong)、減量(liang)化。顯然這一(yi)技術(shu)具(ju)有較好的(de)(de)環保效(xiao)果(guo)，但同時(shi)處(chu)理(li)成本也(ye)比(bi)較高。

2 發展趨勢

氣化熔融(rong)技術(shu)在各發(fa)(fa)達國(guo)(guo)家(jia)(jia)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)勢頭迅(xun)猛(meng)，德國(guo)(guo)是研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)(fa)氣化熔融(rong)技術(shu)的(de)(de)主要國(guo)(guo)家(jia)(jia)，西門子公司開(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)日處理(li)(li)量(liang)480t的(de)(de)系統，已于(yu)1997年春投入(ru)商業試運行；日本(ben)的(de)(de)垃圾處理(li)(li)模(mo)式已逐漸從單純采(cai)用(yong)常(chang)規廢(fei)棄物(wu)處理(li)(li)的(de)(de)爐排(pai)和(he)流化床(chuang)焚(fen)燒(shao)爐向更高環保要求發(fa)(fa)展(zhan)，可(ke)選的(de)(de)方案一般是采(cai)用(yong)氣化+飛(fei)灰熔融(rong)的(de)(de)模(mo)式，并對醫療垃圾等(deng)(deng)危險廢(fei)物(wu)在氣化+飛(fei)灰熔融(rong)基礎上增設了爐渣等(deng)(deng)離子體熔融(rong)裝置。目前日本(ben)從事(shi)氣化熔融(rong)技術(shu)開(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)廠(chang)家(jia)(jia)已經超過(guo)20家(jia)(jia)，日本(ben)鋼鐵(tie)公司(NKK)、荏原公司(Ebara)、日本(ben)神戶鋼鐵(tie)公司等(deng)(deng)在氣化熔融(rong)技術(shu)開(kai)發(fa)(fa)方面都取(qu)得(de)了相當滿意的(de)(de)成果。瑞士熱選公司的(de)(de)氣化熔融(rong)處理(li)(li)工藝已成功應用(yong)于(yu)德國(guo)(guo)西南部的(de)(de)Karlsruhe，處理(li)(li)量(liang)為30t/h，產氣的(de)(de)低位(wei)發(fa)(fa)熱量(liang)為12MJ/kg，二噁英排(pai)放量(liang)低于(yu) 0.002ng/Nm3。

我(wo)國(guo)清(qing)華大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)、東(dong)北(bei)大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)、浙(zhe)江大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)在上(shang)述領域也進(jin)行了(le)探(tan)索。1999年清(qing)華大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)與太原(yuan)市(shi)(shi)烽亞機電設備有(you)限公司(si)聯合研制開發了(le)“固定床式(shi)-燃(ran)(ran)室低溫熱(re)解+二燃(ran)(ran)室燃(ran)(ran)燒”的垃圾處(chu)理(li)技(ji)術，其基本思路與加拿大(da)(da)瑞威公司(si)的CAO以(yi)及(ji)德國(guo)西門子KWU熱(re)解-焚燒技(ji)術一(yi)致；2001年東(dong)北(bei)大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)進(jin)行了(le)城市(shi)(shi)垃圾固定床熱(re)解技(ji)術的基礎研究(jiu)；2001年浙(zhe)江大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)完成了(le)回轉(zhuan)窯垃圾熱(re)解處(chu)理(li)的基礎研究(jiu)工作。

可(ke)以認為，隨著經濟(ji)(ji)的發(fa)展及(ji)環境保(bao)護要求的提高，我國城市垃圾(ji)直接(jie)焚燒將逐步被環保(bao)性(xing)能(neng)更(geng)優的熱解(jie)氣化技術取代。考慮經濟(ji)(ji)承受(shou)能(neng)力，預計(ji)在未來(lai)一段時(shi)間內，“熱解(jie)氣化+可(ke)燃氣體(ti)的燃燒（非完全(quan)熔融焚燒）”技術，更(geng)符合我國目前的國情。

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