垃圾焚燒究竟會不會污染環(huán)境？
作者 | 一安電流，電力從業(yè)人員
今年下半年，中國從上海開始正在全國46個重點城市逐步推行生活垃圾分類工作，最近也即將輪到北京。垃圾分類后究竟能用來干什么？其中很重要的一個方面就是用來發(fā)電。
所有的垃圾能都用來焚燒發(fā)電嗎？會不會有污染？垃圾分類對發(fā)電有什么好處？
就在今年6月28日，上海老港再生能源利用中心二期項目整套啟動，這個名字聽起來高大上的項目正是一個“垃圾焚燒發(fā)電廠”，而且是世界上最大的垃圾焚燒發(fā)電廠，投入運行后，它每年可處理生活垃圾300萬噸，約占上海市居民年產生垃圾總量的1/3，焚燒發(fā)電每年將可達近15億度。
下面讓我們通過它來了解下垃圾焚燒發(fā)電的那些事兒。
（一）什么樣的垃圾可以燒，什么樣的垃圾更好燒？
談垃圾焚燒前，我們首先要了解什么樣的垃圾可以焚燒。
有人說這還用分類嗎，只要溫度夠高什么都能燒成灰，好了那我們的成本也基本是天價了。
其實，一般工業(yè)有機物850～1100°C（按照國家標準規(guī)定，生活垃圾焚燒溫度為850-950°C，醫(yī)療垃圾、危險固體的焚燒溫度需達1100°C）就會徹底分解成無害氣體和殘渣。所以，達到上述焚燒溫度就統(tǒng)統(tǒng)扔進爐子里燒了？
當然不行，還是成本問題。有的廢棄物生產時融入的能量更高，專業(yè)的說法是熱量值高，廢棄物能靠自身的能量維持自燃，而不用提供輔助燃料。很顯然，不需要輔助燃料將大大降低焚燒成本，目前國外焚燒的垃圾基本都是高熱量值的，因此經濟效益也比較好。
說了這么多，讓我們一起來認識生活中的一些比較“熱”（熱量高）的朋友吧。
1、工業(yè)高分子垃圾：塑料PE、橡膠（輪胎）、纖維、人造棉布、樹脂、皮革、菜瓜布、錄音帶、針筒、手套、紗布、輸血管等。
2、一般生活垃圾：紙板、紙屑、木屑、樹葉、動物臟器等。
3、特殊有機物：廢油、廢溶劑、污泥、油漆、模具濾網殘渣等。
anyway，個人覺得紙什么的還是重新打成紙漿造紙更加經濟環(huán)保，所以說垃圾分類的確很有必要，分類準確才能便于后續(xù)的利用。
7月1日，《上海市生活垃圾管理條例》正式實施，上海人民為了搞好垃圾分類，也是煞費苦心，隨時隨地都要接受“你是什么垃圾”的靈魂拷問。目前上海市把垃圾分為4類：可回收物、有害垃圾、濕垃圾和干垃圾。
前兩種大家基本可以辨別出來，后面兩個就有些麻煩了，濕垃圾一般認為是易腐垃圾，包括剩菜剩飯、過期食品、瓜皮果核、花卉綠植、中藥藥渣等易腐的生物質廢棄物，與此相對的干垃圾指的就是人工合成的、自然界很難分解的物質。
按照這四種分類哪一種可以燒？燒起來夠“熱”嗎？
首先可回收物直接排除，有害垃圾需要專門處理，也排除。剩下的干垃圾是不是和上面列舉的比較“熱”（熱量高）的東西很類似？沒錯，大部分干垃圾是“優(yōu)質燃料”。至于濕垃圾，濕的當然不好燒，其實還是因為熱量低了，但是可以對它們進行厭氧發(fā)酵處理，最后干燥脫硫，產生一種氣體——沼氣（主成分甲烷），這就可以燒了。
據(jù)央視財經《國際財經報道》，浦東一家生活垃圾處理廠，每天處理干垃圾2300噸左右，通過焚燒的方式進行無害化處理。濕垃圾分揀去除塑料袋等雜質后，經過粉碎、提油等步驟，通過厭氧發(fā)酵產生沼氣，每天沼氣產量約2.8萬立方米，可用于發(fā)電。按照甲烷55%濃度計算，國產機組每立方沼氣可以發(fā)電1.6度左右，可滿足千人社區(qū)一天用電量。
最后，我們得出結論：干垃圾、濕垃圾都可以燒，但是干垃圾更好燒，濕垃圾得轉化一下再燒，評判垃圾焚燒的總體原則，就是選擇優(yōu)質的、高熱量的燃料。
（二）垃圾焚燒發(fā)電比之一般火力發(fā)電如何？
下面官方劃重點，垃圾焚燒發(fā)電是一種對城市垃圾進行高溫熱化學處理的技術，過程是將垃圾作為固體燃料送入爐膛內燃燒，在850～1100℃的高溫條件下，垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進行劇烈的化學反應，釋放出熱能并轉化為高溫無害氣體和少量性質穩(wěn)定的固定殘渣。
在高溫焚燒中產生的熱能由熱力系統(tǒng)帶出，熱力蒸汽推動汽輪機轉動，并帶動發(fā)電機旋轉產生電能。性質穩(wěn)定的殘渣因為毒性問題一般填埋處置或無毒化處理后作他用。
垃圾焚燒發(fā)電的核心發(fā)電環(huán)節(jié)與火電是基本一致的，如果非要說不同，那就是燃料不一樣。
國際上通常認為，垃圾的平均低位熱值能達到3000千卡/千克（中國的城市垃圾以生活垃圾為主，比較“水”，熱值不足1000千卡/千克），標準煤的熱值是7000千卡/千克，而且標準煤煙氣的處理技術十分成熟，排放氣體符合相應國家標準。我們要考察垃圾焚燒發(fā)電的情況，就必須從焚燒工藝、煙氣凈化工藝兩大方面“打分”。
先來看看發(fā)電廠的“胃”——焚燒爐。
目前主流的焚燒爐有五大類，包括機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉式焚燒爐、CAO(Controlled Air Oxidation)式焚燒爐、脈沖拋式焚燒爐。
上海老港二期項目采用的就是機械爐排焚燒爐，垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排（爐排分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)），爐排之間的交錯運動將垃圾向下方推動，使垃圾依次通過爐排上的各個區(qū)域（在換區(qū)時還會一個大翻身），直至燃盡排出爐膛?？諝鈴臓t排下部進入與垃圾混合，高溫煙氣通過鍋爐的受熱面將熱量傳遞給熱蒸汽，同時煙氣得到冷卻，最后經煙氣處理裝置排出。
機械爐排焚燒技術運行穩(wěn)定，處理能力徹底，適宜連續(xù)運行，但是爐排的材質和加工精度要求高，爐排與爐排之間的接觸面要相當光滑、排與排之間的間隙要相當小，損壞率高，維護量大。
另外流化床焚燒爐用得也較多，它的原理是在爐膛內加入大量的石英砂，將石英砂加熱到600℃以上，并在爐底鼓入200℃以上的熱風，就像炒制干果一樣把垃圾“炒”了。
不過，流化床對燃料粒度均勻性要求較高，需大功率的破碎裝置，且煙氣中灰塵量大。
說完了常用的垃圾焚燒爐，再來看看發(fā)電廠的“肺”——排氣處理裝置。
廢氣方面，垃圾焚燒發(fā)電廠需要采取措施嚴格控制二噁英等的產生與排放，將單位二噁英濃度控制在0.1（ng TEQ/m3）以內（TEQ為國際毒性當量），達到國際上最嚴格的排放標準，包括控制燃燒室內溫度、停留時間與氣流擾動工況，減少在200℃～500℃溫度區(qū)的滯留時間，設置活性炭粉等吸附劑噴入裝置。經處理的煙氣指標達到環(huán)保要求，再由引風機送入煙囪排出。
廢固方面，最終形成的飛灰殘渣輸送到固化車間經水泥固化后，運輸至填埋場安全填埋。
寬泛地說，這套處理裝置還應該包括垃圾運入焚燒爐前的預處理裝置，包括垃圾滲濾液處理裝置、臭氣處理裝置等。垃圾大量堆放后互相反應，經過生物降解、酸化、發(fā)酵等若干環(huán)節(jié)，最終滲出高濃度的有機廢水及臭氣，具有極高的污染性，經厭氧、好氧生物處理后，才可以達標排放。
總的來說，垃圾焚燒發(fā)電廠技術密集程度比一般火電廠要高很多，尤其是體現(xiàn)在焚燒工藝、煙氣凈化工藝兩大方面。
（三）既然垃圾焚燒會產生污染，為何還要建焚燒電站？
在大多數(shù)人的印象中，燒垃圾就是下面這樣濃煙滾滾的場景，伴隨著聲光電爆炸，產生劇毒氣體……
現(xiàn)在這種露天焚燒的情況已經不多見了，因為會產生大量有毒物質，其中最臭名昭著的莫過于二噁英了。二噁英通常指具有相似結構和理化特性的一組多氯取代的平面芳烴類化合物，略寫為PCDDs，注意它是多種物質，其中毒性最大的2，3，7，8-四氯二苯并對二噁英只要一盎司（28.35克），就可以殺死100萬人，相當于氰化鉀的1000倍，被稱為“地球上最強毒物”。
二噁英不是自然界產物，全部都來源于人類生產生活，如金屬冶煉、汽車尾氣、垃圾不完全燃燒。
據(jù)研究，二噁英在705°C開始分解，800°C時2秒即可完全分解，因此，如果能讓垃圾快速升溫到800℃以上，就基本不會產生二噁英了。
露天焚燒顯然不行，而垃圾焚燒發(fā)電廠用的專業(yè)焚燒爐可以利用燃油輔助燃燒器將溫度控制在850～1100℃，只產生少量二噁英。經研究，通過焚燒爐產生的二噁英僅為原垃圾中二噁英含量的百分之一，污染性可以說是天壤之別了。毫不夸張地說，垃圾焚燒發(fā)電實際上降低了二噁英等有害物質的排放量！
（四）為什么要大力推進垃圾焚燒相關產業(yè)？
回到上面的爭論，人類社會的發(fā)展是一個不斷利用自然資源創(chuàng)造物質文明的過程，“垃圾圍城”的情況是無法避免的。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署預測，隨著世界經濟發(fā)展，到2025年，全球城市廢物的數(shù)量將從目前的每年約13億噸上升至22億噸，屆時中國每年城市垃圾產量將會接近6億噸。
對此，我們當然不能限于填埋和堆肥這些被動“防守”的方法，有一句話說得很好，垃圾只是放錯了位置的資源，垃圾焚燒發(fā)電就是一種資源再利用的方式。
作為發(fā)達國家廣泛采用的城市生活垃圾處理方式，垃圾焚燒發(fā)電符合“無害化、減量化、資源化”三原則。
無害化：高溫焚燒后可消除垃圾中大量有害病菌和有毒物質，控制二次污染。
減量化：垃圾焚燒后，體積可減少50～90％，重量減輕80％以上。
資源化：垃圾焚燒后產生的熱能可用于發(fā)電、供熱，節(jié)約化石能源。
但是垃圾焚燒發(fā)電也有很多問題，第一大問題就是費錢。垃圾焚燒對設備要求很高，焚燒爐和煙氣裝置造價高昂、維護復雜，投資回收周期長。另外，盡管配有那么多處理設施，但依然存在少量有害物質的長期排放和積淀，仍然可對自然生態(tài)造成慢性傷害，不過，總體上，焚燒發(fā)電還是要比直接填埋好得多，既減輕了垃圾的體積和重量，還能用來發(fā)電滿足人類的能源需求。
結語
無論多么高效的垃圾處理方法總不能避免排放有害物質，人類文明的進程也不會因為垃圾的問題就此止步，我們能做的只有不斷學習、不斷進步，不斷用更友好的方式與自然和諧共處。如果說有一種最舒適的共處方式，那就是人類像愛護自己一樣愛護自然。
