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3、垃圾焚烧技术应用及重点污染物减排
3.1 垃圾焚烧技术应用
美国垃圾热值从上世纪90s年代的10000 kj/kg上升到了13000 kj/kg,而中国垃圾年均热值在5000~6000 kj/kg，所以美国垃圾相对中国具有更大的能源化价值和潜力。到2010年美国运行的垃圾焚烧厂共有87家，主要分布在东部和西部州，其中纽约州最多，达到了10家。统计得到单厂的平均焚烧量为1075 t/d，单台炉平均处理量为418 t/d;装机量为2583MW，单位垃圾平均发电量为699 kwh/t;也有部分焚烧炉热量用于产蒸汽供热。美国垃圾焚烧厂处置规模情况可详见表1。到2010年，中国垃圾焚烧厂数量为104家，主要分布在沿海各省，尤其是浙江(22家)和广东(16家)最多。这和美国垃圾焚烧厂分布相似，垃圾焚烧厂主要分布在经济发达、人口密集地区，这是由焚烧技术占地少、处置成本相对高决定的。中国垃圾焚烧厂单厂平均处理量为816吨/日，最大处理量为1500吨/日。
中国垃圾发电量在250~300 kwh/t水平，由于中国垃圾热值仅为美国垃圾热值的一半左右，所以垃圾热发电效率相当(~20%)。美国垃圾焚烧发电厂运行的三大公司是Covanta Energy、Wheelabrator Technologies和Veolia ES Waste-to-Energy Inc.。中国垃圾焚烧厂运行公司都具有一定的地域背景。美国垃圾焚烧炉技术主要是炉排炉技术，有80家垃圾焚烧厂采用了炉排炉技术。炉排炉技术相对成熟，有多家技术提供商，主要是Martin, Von Roll和Keppel-Seghers。同时美国有15家焚烧厂使用了垃圾衍生燃料作为焚烧炉燃料(DRF)。中国垃圾焚烧炉技术主要有流化床和炉排炉，流化床技术为国内自有技术，炉排炉技术主要引进国外技术和设备。
根据统计，中国运行的垃圾焚烧厂中采用流化床技术的焚烧发电厂有47座，合计处理能力为4.0万吨/日，发电装机容量超过1000MW;采用炉排炉技术的焚烧发电厂有49座，合计处理能力为4.24万吨/日，发电装机容量超过700MW;其余少部分为热解炉和回转窑炉。流化床焚烧炉具有较好的垃圾适应性，在热值不足时可添加辅助燃料，在热值符合要求时停止使用，调节零活。中国垃圾焚烧炉烟气净化系统主要采用半干法+活性炭喷射+布袋，而美国垃圾焚烧炉烟气净化系统为非选择性催化(SNCR)+半干法+活性碳喷射+布袋，SNCR在美国垃圾焚烧炉上的应用比例达到了57.5%，布袋的应用比例为83.9%。
表1 美国垃圾焚烧厂处理规模情况
比较中美垃圾焚烧技术应用得到，相对于美国炉排炉一家独大，中国根据国内垃圾特点形成了流化床和炉排炉鼎力的市场布局。今后中国不仅要在焚烧技术上加强提升外，还需要进行垃圾源头控制及提质工作，包括垃圾分类、干化、预处理及RDF制备等，提高入炉垃圾燃料品位。烟气净化系统将在现有半干法+活性炭喷射+布袋的基础上，发展SNCR及SCR脱硝技术。
3.2 垃圾焚烧二恶英排放
垃圾焚烧过程中会生成和排放多种污染物，包括粉尘、SO2、NOx、重金属和二恶英。尤其二恶英受到了民众和科研人员的广泛关注，成为垃圾焚烧技术推广的一个重要瓶颈。二恶英是《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩持公约》规定的首批12种持久性有机污染物之一。具有强烈的致病、致癌等危害，需要进行严格的排放控制。美国现行的垃圾焚烧二恶英排放标准为0.26 ng I-TEQ/Nm3，统计平均排放浓度为0.05 ng I-TEQ/Nm3，低于欧洲排放标准(0.1 ng I-TEQ/Nm3);1990年美国垃圾焚烧二恶英排放量为4.26 kg I-TEQ，到2000年排放量降到了12 g I-TEQ，减量率为99.7%。表2是美国垃圾焚烧炉多种污染物排放浓度情况，各污染物平均浓度均低于排放标准，但NOx排放仅略低于标准。
根据《中国履行<关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约>国家实施计划》(NIP)统计，2004年中国二恶英总排放量为10.23 kg TEQ，其中生活垃圾焚烧量为580g TEQ，2008年总排放量降到了6.45 kg I-TEQ，降低率为37.0%。根据浙江大学和大连化学物理研究所检测数据，统计得到中国现阶段生活垃圾焚烧二恶英烟气排放符合国家相关排放标准(1.0 ng-TEQ/m3)的达标率约为78.3%，比2004年的排放监测达标率(58%)提高了约20%，其中达到欧盟相关排放标准(0.1 ng-TEQ/m3)的达标率约为43.5%。
垃圾焚烧设施烟气排放二恶英类物质浓度分布范围为0.005～4.140 ng-TEQ/m3，平均浓度为0.578 ng TEQ/m3。如按照6000Nm3/t的烟气量计算，烟气中二恶英的排放因子约为3.47 μg TEQ/t。根据2010年国家九部委联合发布的《关于加强二恶英污染防治的指导意见》(环发[2010]123号)到2015年将建立比较完善的二恶英污染防治体系和长效监管机制，重点行业二恶英排放强度降低10%，基本控制二恶英排放增长趋势。根据《全国主要行业持久性有机污染物污染防治十二五规划》，“十二五”期间二恶英减排工程项目投资将达到22.91亿元，包括POPs治理和处置能力建设在内共计57.04亿元。垃圾焚烧过程二恶英减排控制技术有多种，根据全过程控制理论包括垃圾调质降低入炉垃圾氯和金属含量，焚烧过程的3T+E优化及炉内抑制技术，尾部再生控制和吸附脱除，以及飞灰中二恶英处置。
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