王新春

摘 要：透過韓國垃圾焚燒煙氣凈化工藝路線發(fā)展歷程，研究韓國首爾市四座在運(yùn)行生活垃圾焚燒廠的各種工藝流程，以及在各種不同工藝流程下主要污染物排放的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，提出針對(duì)中國垃圾焚燒行業(yè)存在問題和當(dāng)前應(yīng)推行的垃圾焚燒煙氣凈化的主流工藝技術(shù)路線。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒 煙氣凈化工藝 排放效果 對(duì)比分析

COMPARATIVE ANALYSIS OF FLUE GAS CLEANING PROCESS ABOUT KOREA SEOUL MSW

WANG XINCHUN

CCCC Ecological Environmental Protection Investement Company

Beijing 100013 China

Abstract： Inquire about Korea Seoul MSW incineration flue gas cleaning developing history， By means of to search four MSW incineration factories every flue gas cleaning process & their emission effort date， to be in progress comparative analysis. To point out mainstream technology of MSW incineration flue gas cleaning process for china MSW incineration problem in current.

Keywords： MSW incineration； Flue gas cleaning process； Emission effort； Comparative analysis

1 前言

我國的生活垃圾焚燒爐型以爐排爐為主，流化床爐次之，其它爐型寥寥無幾。垃圾焚燒煙氣凈化工藝以半干法（包括SDA/CFB半干法煙氣凈化技術(shù)）居多，干法為數(shù)不多，濕法幾乎不見。SNCR脫硝技術(shù)在不超過十家中可靠運(yùn)行，SCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用寥寥，而且處于非連續(xù)、試運(yùn)行階段。

我國的垃圾焚燒煙氣污染物排放尤其是焚燒帶來的二惡英排放，是垃圾焚燒面臨最主要的環(huán)境壓力，也是公眾最為敏感的話題。截止2008年底，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國大陸已有85座生活垃圾焚燒廠投入運(yùn)行，現(xiàn)已有超過百余座。最近幾年，中國各地掀起的垃圾焚燒廠建設(shè)熱潮，引發(fā)廣泛熱議，而對(duì)于可能造成的二惡英環(huán)境公害，更是成為熱議中的焦點(diǎn)。

中國的二惡英排放不僅缺乏全面的數(shù)據(jù)信息，而且缺乏典型的有說服力的可信數(shù)據(jù)。現(xiàn)有部分垃圾焚燒廠排放效果如何，也一直缺乏可靠數(shù)據(jù)的披露。2009年，中科院選擇國內(nèi)19家垃圾焚燒廠進(jìn)行二惡英排放檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，16%的廠家達(dá)不到中國垃圾焚燒標(biāo)準(zhǔn)，幾乎70%的廠家達(dá)不到歐盟垃圾焚燒標(biāo)準(zhǔn)。其中，16個(gè)樣本的二惡英排放達(dá)到中國環(huán)保部目前的標(biāo)準(zhǔn)，即不超過1.0ng-TEQ/m3，所占比率為84%，但也只有6個(gè)樣本達(dá)到西方普遍采用的歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)，即0.1ng-TEQ/m3，所占比率為31.6%。19個(gè)樣本中的排放最高值為2.461。與之相較，已有大量研究證明大部分發(fā)達(dá)國家的市政垃圾焚燒廠都能達(dá)到0.1歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

中國的垃圾焚燒污染物標(biāo)準(zhǔn)限值較發(fā)達(dá)國家更為寬松，在中國垃圾尚未實(shí)現(xiàn)分類收集的背景下，二次污染控制技術(shù)應(yīng)該優(yōu)先得到進(jìn)一步發(fā)展。中國垃圾焚燒其它污染物排放的數(shù)據(jù)信息也一直缺乏更具公信力的數(shù)據(jù)。簡單的煙氣凈化工藝組合，其它污染物排放指標(biāo)很難達(dá)到歐盟垃圾焚燒標(biāo)準(zhǔn)（2000/76/EC）。

一直以來，我們對(duì)日本、歐美生活垃圾焚燒技術(shù)、二次污染控制措施及污染排放水平有較多的關(guān)注，對(duì)韓國的了解卻很少。

2 首爾垃圾焚燒發(fā)展現(xiàn)狀

目前，韓國首爾市有4座主要的垃圾焚燒廠，每天共焚燒處理2850噸生活垃圾。四家焚燒廠分處于城市的不同區(qū)域，每個(gè)垃圾焚燒廠都負(fù)責(zé)多個(gè)相鄰行政區(qū)的垃圾焚燒。

在4個(gè)垃圾焚燒廠當(dāng)中，只有一個(gè)同時(shí)對(duì)外發(fā)電和供熱，其余3個(gè)垃圾焚燒廠只是供熱。最先進(jìn)的麻浦垃圾焚燒廠不發(fā)電僅對(duì)外供熱，每天對(duì)外銷售的熱量為23.8萬大卡。

在對(duì)首爾市的生活垃圾焚燒廠調(diào)查研究之后發(fā)現(xiàn)，韓國不僅擁有世界上先進(jìn)的垃圾焚燒與煙氣凈化技術(shù)與裝備制造業(yè)，同時(shí)也具備了向世界其它國家輸出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)垃圾焚燒技術(shù)的能力。

韓國垃圾焚燒技術(shù)應(yīng)用采用的作法是在引進(jìn)、消化和吸收基礎(chǔ)上，積極開發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的垃圾焚燒技術(shù)和各種煙氣凈化技術(shù)。國家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)企業(yè)采用何種煙氣凈化工藝沒有指導(dǎo)性意見，只是通過制訂嚴(yán)苛的垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)來保證垃圾焚燒煙氣凈化效果。

首爾較早的楊川（Yangchon）垃圾焚燒廠始建于1992年11月， 1996年2月正式投產(chǎn)使用。我國深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠，是國內(nèi)第一座采用焚燒技術(shù)處理城市生活垃圾并利用其余熱發(fā)電、供熱的公益設(shè)施。中國的垃圾焚燒歷史始于1985年，深圳市政府從日本引進(jìn)技術(shù)及設(shè)備，建設(shè)了二臺(tái)150t/t生活垃圾焚燒發(fā)電廠，并于1988年正式投產(chǎn)。

3 煙氣排放污染控制指標(biāo)對(duì)比分析

2014年7月1日，我國頒布并實(shí)施了新的《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（18485-2014）。表1 所示為中國、韓國、歐盟和韓國首爾市垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比。

從表1中不難看出，韓國國家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)限值明顯高于歐盟垃圾焚燒標(biāo)準(zhǔn)（2000/76/EC），而首爾地方標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)限值大大低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

中國國家標(biāo)準(zhǔn)限值除顆粒物與歐盟標(biāo)準(zhǔn)持平外，其它指標(biāo)均低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。除CO排放指標(biāo)限值優(yōu)于首爾地方標(biāo)準(zhǔn)外，其它指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于韓國。

反觀韓國首爾市地方標(biāo)準(zhǔn)，除CO和HCl指標(biāo)限值比歐盟標(biāo)準(zhǔn)稍高以外，其它指標(biāo)均優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，首爾市各項(xiàng)垃圾焚燒煙氣排放指標(biāo)限值遠(yuǎn)低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值。首爾垃圾焚燒煙氣排放指標(biāo)之所以遠(yuǎn)低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)，首先是建立在垃圾嚴(yán)格分類收集基礎(chǔ)之上的。

4 首爾主要煙氣凈化工藝效果對(duì)比分析

韓國首爾的四座大型的生活垃圾焚燒廠，目前焚燒處理的生活垃圾都是經(jīng)過認(rèn)真分類收集過的。韓國生活垃圾分類十分嚴(yán)格，通常把生活垃圾分成8-9類進(jìn)行收集。經(jīng)過分類收集的入爐焚燒生活垃圾含水率只有16%左右，熱值在2700～3000kcal/kg之間，這兩個(gè)數(shù)值已經(jīng)優(yōu)于日本東京的20%～25%和2000～2400kcal/kg。

4.1 各廠垃圾焚燒煙氣凈化排放現(xiàn)值

首爾四座垃圾焚燒廠的工藝流程（注：均采自各個(gè)焚燒工廠對(duì)外展示的產(chǎn)品樣本）大同小異，相同的是均采用半干法+袋式除塵+濕法+選擇性催化脫硝（先前沒有采用濕法的也都于近期增加了濕法工藝）對(duì)典型污染物進(jìn)行脫除，不同的是各種組合凈化單體設(shè)備數(shù)量和順序有所差別。

（1）盧原（Nowon）垃圾焚燒廠

盧原生活垃圾焚燒廠于1997年建成投產(chǎn)，是首爾最早全面引進(jìn)奧地利技術(shù)的垃圾焚燒廠。煙氣凈化工藝為半干法，配置了SCR脫硝反應(yīng)裝置，脫硝反應(yīng)裝置之前加裝了以天然氣為燃料的加熱裝置。二年前已經(jīng)再次完成了技術(shù)改造。該廠經(jīng)過了兩次改造，第一次技術(shù)改造的主要內(nèi)容是將電除塵器改為袋式除塵器，在袋式除塵器后加裝濕式吸收塔，第二次則是改半干法煙氣凈化工藝為濕法煙氣凈化工藝。

① 焚燒爐 ② 布袋除塵器 ③文丘里管（半干法） ④濕式洗滌塔

⑤煙氣再加熱器 ⑥氣-氣換熱器 ⑦SCR反應(yīng)器 ⑧引風(fēng)機(jī) ⑨煙囪

圖1盧原（Nowon）垃圾焚燒廠工藝流程圖

從后續(xù)表2中可以看到，采用濕法處理工藝后，酸性氣體排放指標(biāo)大大低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。由于采用了SCR脫硝工藝，NOx排放指標(biāo)僅有歐盟標(biāo)準(zhǔn)的1/10。

（2）江南（Gangnam ）垃圾焚燒廠

江南垃圾焚燒廠于1994年12月31日開始建設(shè)，直到2001年才建成投入使用，工廠處理能力為3×300t/d，采用爐排爐技術(shù)。近年來，由于韓國垃圾分類工作做得好，工廠處理能力明顯過剩。這對(duì)北京市目前推進(jìn)生活垃圾焚燒一味追求大規(guī)模也許是個(gè)警示：未來北京市垃圾焚燒處理規(guī)模的合理確定與未來北京市生活垃圾分類收集工作應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)籌，合理規(guī)劃。

①焚燒爐 ②SNCR脫硝 ③調(diào)溫塔 ④濕式洗滌塔 ⑤布袋除塵器

⑥煙氣再加熱器 ⑦氣-氣換熱器 ⑧SCR反應(yīng)器 ⑨引風(fēng)機(jī) ⑩煙囪

圖2 江南（Gangnam）垃圾焚燒廠工藝流程圖

江南垃圾焚燒廠煙氣凈化工藝采用了SNCR +調(diào)溫塔+半干式洗滌塔+袋式除塵器+SCR工藝。

（3）楊川（Yangchon）垃圾焚燒廠

①焚燒爐 ②調(diào)溫塔 ③濕式洗滌塔 ④布袋除塵器

⑤煙氣再加熱器 ⑥氣-氣換熱器 ⑦SCR反應(yīng)器 ⑧引風(fēng)機(jī) ⑨煙囪

圖3 楊川（Yangchon）垃圾焚燒廠工藝流程圖

該廠于1992年12月開始建設(shè)，1996年5月投入運(yùn)營，采用西格斯?fàn)t排技術(shù)。處理能力為2×200t/d，配置汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。配置蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的垃圾焚燒在韓國很少見。因?yàn)轫n國是一個(gè)資源極為缺乏的國家，發(fā)電廠一般采用天然氣或柴油作燃料，垃圾焚燒廠緊挨發(fā)電廠建設(shè)，經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益十分顯著。

該廠煙氣凈化工藝除未應(yīng)用SNCR工藝技術(shù)外，其它則沿用了江南垃圾焚燒廠的煙氣凈化工藝，即調(diào)溫塔+半干式洗滌塔+袋式除塵器+SCR工藝+引風(fēng)機(jī)。

（4）麻浦（MAPO）垃圾焚燒廠

2007年，麻浦垃圾焚燒廠建成時(shí)，在垃圾焚燒爐爐體結(jié)構(gòu)方面又做了較為重大的改進(jìn)。為了進(jìn)一步降低爐渣熱灼減率，爐體采用爐排爐+回轉(zhuǎn)窯型，即在爐排爐尾段又增加了一段回轉(zhuǎn)窯，讓沒有充分燃燒完全的爐渣在回轉(zhuǎn)窯段繼續(xù)充分燃燒，部分煙氣循環(huán)至二燃室進(jìn)行二次供風(fēng)燃燒。

麻浦生活垃圾焚燒廠煙氣凈化工藝也是目前世界上其它發(fā)達(dá)國家所少有的。煙氣凈化系統(tǒng)工藝組合為：SNCR脫硝+調(diào)溫塔+半干式洗滌塔+消石灰噴射裝置+活性炭噴射裝置+一級(jí)袋式除塵器+煙氣再加熱器+SCR脫硝反應(yīng)器+引風(fēng)機(jī)。

① 爐排爐 ②回轉(zhuǎn)窯③SNCR ④調(diào)溫塔 ⑤SDA塔 ⑥一級(jí)布袋除塵器

⑦加熱器 ⑧SCR反應(yīng)器 ⑨G-G換熱器 ⑩二級(jí)布袋除塵器

圖4 麻浦（MAPO）生活垃圾焚燒廠工藝流程圖

4.2 首爾垃圾焚燒煙氣凈化排放對(duì)比分析

表2列出了首爾市四座垃圾焚燒廠煙氣凈化后排放實(shí)測(cè)值。首爾四座垃圾焚燒廠污染物排放濃度低的主要原因如下：

（a）從顆粒物排放效果來看，麻浦焚燒廠濃度最高，雖然該廠采用了二級(jí)布袋除塵，幾乎是其它三個(gè)廠子的2～6倍。主要原因只能是其它三個(gè)焚燒廠均采取了濕法洗滌塔，而麻浦卻沒有。

（b）從垃圾焚燒效果看，建設(shè)水平最高的麻浦垃圾焚燒廠燃燒效果最好，CO甚至未檢出。主要措施是在爐排后增加了一段回轉(zhuǎn)窯，同時(shí)增加了爐內(nèi)煙氣再循環(huán)，使得垃圾焚燒燃燒最為充分。

（c）SOx和HCl酸性氣體的去除效果，麻浦最差的原因恰恰是因?yàn)闆]有采用濕法洗滌塔進(jìn)行脫酸，進(jìn)一步說明了濕法對(duì)顆粒物和酸性氣體去除具有一定的作用。

（d）NOx的排放指標(biāo)也相當(dāng)?shù)?，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)，而且遠(yuǎn)低于首爾地方標(biāo)準(zhǔn)，主要原因主要是采用了低溫SCR脫硝技術(shù)。而采用SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)的麻浦焚燒廠和江南焚燒廠，NOx排放指標(biāo)反而不及未采取聯(lián)合脫硝的另外兩個(gè)焚燒廠。究其原因，SNCR+SCR聯(lián)合脫硝的優(yōu)點(diǎn)在于能夠控制NH3-逃逸率，因?yàn)镹H3也是污染物。

（e）麻浦焚燒廠的二惡英排放值最低，主要原因是爐排+回轉(zhuǎn)窯促進(jìn)了二惡英類的分解，二級(jí)布袋除塵也起到了將再次合成的二惡英進(jìn)一步濾除的功能，進(jìn)而說明了采取的二個(gè)措施是十分有效的。

5 結(jié)論

透過韓國垃圾焚燒煙氣凈化工藝演化的歷史和對(duì)現(xiàn)行垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與工藝流程的對(duì)比分析，與中國現(xiàn)期進(jìn)行有限的對(duì)比，對(duì)正確認(rèn)識(shí)中國現(xiàn)有生活垃圾焚燒煙氣凈化工藝的存在的不足以及未來如何更好地發(fā)展，不難得出如下結(jié)論：

（a）韓國垃圾嚴(yán)格分類進(jìn)行收集的做法和垃圾焚燒污染物排放情況表明：垃圾焚燒分類收集對(duì)于控制垃圾焚燒污染排放有十分重要的意義，值得中國對(duì)垃圾焚燒前端—即垃圾收集環(huán)節(jié)的重視。在不斷地改進(jìn)和完善我國的垃圾焚燒煙氣凈化工藝的同時(shí)，做好對(duì)垃圾產(chǎn)生者的有效引領(lǐng)和管理，進(jìn)一步做好垃圾分類收集工作，是降低垃圾焚燒污染物排放的最有效途徑。

（b）垃圾焚燒發(fā)電不是垃圾焚燒的唯一能源回收方式。垃圾焚燒比鄰熱電廠興建，政府負(fù)責(zé)垃圾焚燒余熱回收產(chǎn)品（低溫低壓蒸汽）銷售給相鄰熱電廠，是最大效率回收垃圾中所蘊(yùn)含熱能的方式。推進(jìn)體制改革，結(jié)束電力行業(yè)壟斷、打破行業(yè)間的壁壘，也是提高垃圾資源化利用率的一個(gè)重要手段。

（c）應(yīng)從政策層面上，鼓勵(lì)和推廣我國現(xiàn)有和新建的垃圾焚燒廠煙氣凈化工藝逐步由干法、半干法向半干法+濕法過渡。因?yàn)楦煞?、半干法工藝只依靠噴消石灰去除酸性氣體和利用布袋除塵器濾除二惡英，不僅難以滿足SOx和HCl排放新國標(biāo)，更難以滿足新國標(biāo)對(duì)顆粒物排放要求，而且該工藝對(duì)NOx的去除未采取任何措施。

（d）垃圾焚燒煙氣凈化循環(huán)流化床（CFB）技術(shù)，由于難以滿足新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)顆粒物排放要求，如果不在布袋除塵器后增加濕法洗滌塔，不僅顆粒物指標(biāo)難以達(dá)標(biāo)，酸性氣體去除也無法滿足新國標(biāo)的要求。

（e） 目前，垃圾焚燒煙氣凈化旋轉(zhuǎn)噴霧半干法（SDA）技術(shù)正在逐步成為我國垃圾焚燒煙氣凈化的主流技術(shù)，但隨著新國標(biāo)的實(shí)施和后續(xù)的進(jìn)一步修訂，SDA技術(shù)應(yīng)該與濕法洗滌塔相結(jié)合，逐步與韓國、日本及歐洲各國的垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)并軌。

（f） 現(xiàn)階段垃圾焚燒煙氣凈化工藝僅應(yīng)用SNCR脫硝技術(shù)，通過改進(jìn)技術(shù)裝備、加強(qiáng)運(yùn)行管理，NOx的排放指標(biāo)也許能夠滿足現(xiàn)行新國標(biāo)，但須監(jiān)控NH3-逃逸率。從長遠(yuǎn)發(fā)展看，新上馬的垃圾焚燒廠在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮終極進(jìn)行SNCR-SCR聯(lián)合脫硝，即在袋除和引風(fēng)機(jī)之間預(yù)留SCR技術(shù)運(yùn)用的空間。

（g）二惡英的成因有很多，韓國在爐子型式上做了有益的嘗試，比如麻浦焚燒廠通過在爐排爐段后增加一段回轉(zhuǎn)窯，來促進(jìn)其分解，同時(shí)也減少CO氣體的產(chǎn)生。增加濕式洗滌塔、采用二級(jí)布袋除塵，對(duì)二惡英的去除效果也是十分明顯的，首爾四個(gè)焚燒廠的實(shí)踐證明了這一點(diǎn)。在我國目前垃圾分類收集未能有效實(shí)施以前，通過改進(jìn)爐型、增加濕式洗滌塔、采用二級(jí)布袋除塵，也許是目前對(duì)去除二惡英類唯一能采取的有效措施。

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