垃圾焚烧是一种通过高温燃烧城市及工业废弃物来缩减体积并可能回收能源的工艺,常用于处理难以回收或生物降解的废弃物。垃圾焚烧厂通常遵循一系列流程,将废弃物安全高效地转化为能源。下面我们来了解垃圾焚烧厂的废弃物处理过程。

垃圾焚烧流程
- 废弃物接收、分类与预处理:废弃物运抵工厂后进行分类,去除不可燃物和可回收材料,可能会经过撕碎、压实等预处理,以确保燃烧高效均匀。
- 燃烧:废弃物送入焚烧炉或炉膛,在 850°C 至 1100°C(1560°F 至 2012°F)的高温下燃烧,大幅缩减体积并转化为灰烬、气体和热量,原始废弃物体积通常缩减至原尺寸的一小部分(主要以灰烬形式存在)。
- 能量回收(可选):部分工厂利用燃烧产生的热量生成蒸汽,用于发电或区域供热。
- 烟气处理:燃烧产生的气体含有颗粒物、一氧化碳、二氧化硫和二恶英等污染物,需通过一系列过滤和洗涤系统去除有害物质后再排放。
- 灰烬处理:燃烧后收集残余灰烬,底灰来自炉膛,飞灰从烟气中捕获,灰烬经处理后可填埋或用于建筑材料。
垃圾焚烧厂主要产尘点
-
物料处理区
- 废弃物接收与储存:废弃物卸载、分类和储存时,因倾倒、撕碎、压实等机械操作产生粉尘。
- 向炉膛送料:废弃物运输或送入焚烧炉的过程中产生粉尘。
-
燃烧室
- 不完全燃烧:炉膛内废弃物燃烧时,因不完全燃烧或物料分解,细颗粒物(飞灰)释放至烟气中。
- 金属挥发:废弃物中的金属在高温下挥发,随后凝结成细颗粒,增加烟气中的粉尘量。
-
烟气净化系统
- 静电除尘器与过滤器:静电除尘器(ESP)或袋式过滤器捕集烟气中的颗粒物时,收集和定期清洁过滤器的过程会释放粉尘。
-
灰烬处理系统
- 底灰清除:燃烧室中的底灰在清除、运输、储存时产生粉尘。
- 飞灰收集:飞灰是燃烧后从烟气中捕集的细粉状物质,其收集、处理、运输和储存过程会产生大量粉尘。
-
残余物管理
- 灰烬储存与处置:底灰和飞灰储存或运输时(尤其是干燥状态下)产生粉尘。
- 维护与清洁作业:清洁过滤器、管道及其他烟气净化和灰烬处理设备等维护工作中常产生粉尘。
垃圾焚烧厂粉尘收集的核心挑战
- 高粉尘浓度与波动性:焚烧过程产生大量粒径和性质各异的粉尘,易超出收集系统负荷,难以持续保持捕集效率。
- 粉尘的腐蚀性与磨损性:飞灰等粉尘含酸碱等腐蚀性物质和磨蚀性颗粒,会加速过滤器、管道和风机等设备的磨损,导致频繁维护和设备寿命缩短。
- 多类污染物协同控制:燃烧产生的一氧化碳、二氧化硫和二恶英等污染物会引发呼吸道疾病、环境破坏及癌症、发育障碍等长期健康问题,需同步处理。
- 高温高湿环境影响:含尘烟气常处于高温状态且湿度波动,影响袋式过滤器和静电除尘器的性能,高温还可能引发火灾或损坏过滤材料。
- 空间限制与工厂设计:高效粉尘收集系统(如袋式除尘器、静电除尘器)需足够空间且需与工厂整体设计适配,老旧工厂因空间不足或基础设施限制,改造难度大。
- 能源消耗问题:先进除尘系统(如高风量或静电充电设备)能耗高,影响工厂整体能源效率和运营成本。
- 法规合规压力:严格的环保法规要求极高的粉尘捕集效率和排放连续监测,需先进技术、频繁维护和精准运行控制,增加了复杂度和成本。 中国《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2020)要求颗粒物排放浓度≤10mg/m³,部分地区(如京津冀)执行≤5mg/m³ 的更严标准,需除尘设备长期保持高效稳定运行,而传统设备在运行 3~5 年后效率可能衰减 10%~20%。在线监测系统(CEMS)对粉尘浓度的实时监测精度要求达 ±1mg/m³,设备故障或数据异常需立即响应,增加运维复杂度。
- 维护频繁与停机损失:除尘设备需定期维护,过滤器堵塞、部件磨损或系统故障会导致停机,影响工厂整体运行效率。
- 袋式除尘器滤袋更换周期通常为 1~2 年,每次更换需停机 48~72 小时,影响焚烧厂发电效率;静电除尘器极板清灰装置(振打器)磨损率高,每年需检修 4~6 次。
- 粉尘爆炸风险突出:飞灰中可燃成分(如未燃尽碳)含量达 5%~15%,在密闭空间(如灰斗)内浓度超过爆炸极限(约 30~50g/m³)时,遇静电或火花易引发爆炸,需额外配置防爆阀、惰性气体保护等安全装置。
总结
应对这些挑战需要谨慎选择除尘技术、定期维护设备,并通过创新设计方案确保符合环保标准,优化工厂运行性能。粉尘收集不仅是环保合规的关键,更是保障焚烧厂安全、高效运营的核心环节。
