摘要：為分析陳腐垃圾的焚燒特性，獲取陳腐垃圾焚燒的主要參數，為后續的陳腐垃圾資源化利用工作提供借鑒，在華南某垃圾焚燒發電廠進行了陳腐垃圾焚燒試驗。該次試驗為純燒，時間為期五天，陳腐垃圾為填埋時間（期齡）較短的淺層垃圾，與原生垃圾焚燒特性接近。各項關鍵指標無重大異常，對生活垃圾焚燒電廠影響整體可控，初步表明陳腐垃圾的純燒或摻燒是可行的。

關鍵詞：陳腐垃圾；焚燒特性；垃圾焚燒發電廠

隨著經濟的高速發展，城市化進程的加速，人均垃圾產量逐步提高。過去生活垃圾無害化的處理方式常見的是衛生填埋，但是填埋處理占據大量的土地資源。垃圾焚燒發電廠的建立一直解決的是原生生活垃圾的無害化處理問題，焚燒處理能力通常采用的是整體規劃、分期實施，處理規模適度超前的實施模式。而高參數大爐型垃圾焚燒發電廠的出現為陳腐垃圾資源化利用提供了可靠的試驗條件，對延長填埋場的使用周期，充分發揮生活垃圾終端處理設施的綜合效益體提供了可能性。

為分析陳腐垃圾的焚燒特性，獲取陳腐垃圾焚燒的主要參數及排放特征，為后續的陳腐垃圾資源化利用工作提供借鑒，2020年3月華南某資源熱力電站在有權部門同意的前提下，開挖陳腐垃圾送至焚燒電廠進行資源化處理試驗。該次試驗為純燒，陳腐垃圾來源為短短期齡的淺層垃圾，與原生垃圾焚燒特性接近。各項關鍵指標無重大異常，對生活垃圾焚燒電廠影響整體可控。

1、開挖情況

1.1開挖情況介紹

實驗前成立協調小組，協調從開挖轉運到焚燒試驗全鏈條過程的配合。確定華南某市的北部區域的填埋場作為開挖試驗點，通過試驗調整，采用兩臺挖掘機同時裝載垃圾放入自動壓縮式垃圾運輸車。根據開挖場地寬度（約500m2），一小時內可同時裝滿5臺運輸車。填埋場至焚燒發電廠單程距離約30公里，往返約1.5小時，2車次/日。本次總共開挖短期領淺層陳腐垃圾3300.91噸，以華南某資源熱力電站#2焚燒爐作為焚燒試驗處理設施。開挖全過程，使用除臭風炮對廠區進行除臭；用煙霧機對垃圾裸漏面和廠區 進行消殺；使用園林噴霧器對垃圾運輸車進行車身消毒。

1.2開挖成本

本次開挖試驗，共計20天（其中填埋場A區域6天，填埋場B區域14天）。開挖成本共計100.39萬元，具體成本計算匯總表詳見附件。

需要說明的是，該成本為垃圾開挖的直接成本，不包括道路及平臺的構建費用、管理等費用，綜合下來運輸費用約為3元/公里/噸。

開挖過程存在的問題：本次試驗開挖規模較小，開挖效率較低，運營成本較高；垃圾經填埋發酵后，臭味和沼氣量增加，開膜后對環境的影響較大；采用挖掘機抓斗裝載垃圾極易損壞自身設備及運輸車，且運輸車采用自動往復推板式裝載垃圾，耗時長；垃圾運輸車司機需全程站在車箱邊操作自動壓縮裝置；受天氣影響，夏季高溫情況下臭氣更濃烈，且開挖過程中可能存在氣體中毒風險；雨天進行開挖作業，含水量將增加。

改進建議：進一步加大開挖區域的除臭力度，縮小裸露作業面，同時加大除臭劑的濃度與用量，降低臭氣對環境的影響；在開挖前，對開挖區域進行氣體濃度檢測；在開挖區域附近建立垃圾裝運臨時中轉站，將開挖區域的垃圾轉至中轉站后進行集中裝車，以提高垃圾的裝車效率；嚴禁超載垃圾，規避運輸過程的跑冒滴漏而導致交警罰款或居民投訴；提高垃圾運輸車的自動裝箱能力，縮短裝車時間。后期可以通過規模化的運營，提升運營效率，降低運營成本。

2、焚燒試驗情況介紹

2.1基本情況

華南某垃圾焚燒電廠配備3x750t/d的焚燒線，日均處理量為2250噸。煙氣凈化系統采用“SNCR+半干法脫酸＋干法脫酸+煙道活性炭噴射＋布袋除塵器”組合式處理工藝，降低煙氣中的氮氧化物、酸性氣體和二噁英及重金屬等物質。進廠燃料為該區域內生活垃圾，平常摻燒有少量的工業垃圾和環衛收運的餐廚垃圾。2020年3月，在做好安全、環保達標預案的前提下，在該垃圾焚燒發電廠#2焚燒爐對陳腐垃圾進行了連續五天的焚燒試驗，以入爐量計，一共焚燒處理了3045.33噸短期齡陳腐垃圾。陳腐垃圾處理過程如圖1所示。

圖1 垃圾焚燒處理工藝圖

2.2工藝匹配性分析

陳腐垃圾來源是決定后續資源化利用純燒或摻燒的一個最重要情況，有些陳舊填埋場情況復雜，陳腐垃圾原始填埋時有覆土覆蓋，整體渣土含量較高，則開挖的陳腐垃圾垃圾必須要經篩選機篩選。但是這個初步篩選只能去除一些體積較大的物質，不能比較好的去除渣土含量，故要做到精細化處置則需增加多種分選手段。同時進廠焚燒的陳腐垃圾只是開挖垃圾的一小部分，因而具體的成分還是相對復雜多變，考慮到露天開挖受天氣影響很大，水分變化大，會對燃燒產生不利影響，需要根據長時間焚燒總結經驗。

理論上，生活垃圾在填埋后，經過多年的生物降解后逐步變為陳腐垃圾。廚余類、紙類降解較快，所占比例逐漸降低，直至全部降解完成；木竹類和紡織類降解緩慢，屬于不易降解物質；塑料橡膠類、金屬類、玻璃類、磚瓦陶瓷類等物理性態較為穩定，屬于難降解物質。剛入場填埋的生活垃圾水分較大，灰分含量少，隨著陳腐垃圾的易腐物質的降解，可帶來含水率的降低、單位體積垃圾的可燃分和灰分比例的提高，進而陳腐垃圾的濕基低位熱值相對進場垃圾將會提高

表2-1進廠陳腐垃圾和原生垃圾主要焚燒特性對比

由表2-1可知，陳腐垃圾垃圾樣品干基高位熱值為19307kJ/kg，濕基低位熱值為7752kJ/kg，同時期在垃圾庫取樣的原生垃圾干基高位熱值為168624kJ/kg，濕基低位熱值為7752kJ/kg。電廠運行時考慮最惡劣工況故參考值的選取以低位濕基熱值為主。上述樣品在濕基高位熱值和濕基低位熱值表現差異不大，主要是因為開挖的為短期齡淺層陳腐垃垃圾，原生垃圾因為含水率稍高，廚余類成分尚未分解，含油脂較高，故干基高位熱值略高，這與理論推測一致。

但是需要注意的是，表2-1中陳腐垃圾和原生垃圾樣品含水率都在30%以上，含水率過高同時實際取樣由于隨機性，熱值的測試結果是有誤導性的，不能全面反應進廠陳腐垃圾的情況。進廠的陳腐垃圾含水率過高，同時陳腐垃圾渣土含量較高，造成垃圾在重力作用下容易板結，故在堆料時要考慮盡可能濾掉水分。否則，水分過濾不充分，導致熱值較低，排上預熱時需要消耗更多熱能。

3.焚燒試驗數據分析

3.1 鍋爐

表1 短期齡陳腐垃圾焚燒鍋爐參數

因為第一天為啟爐試燒，焚燒線處于調整適應期，故沒有直接大規模投料，為了確保數據的準確性DAY1的焚燒參數不列入對比范圍，僅供參考。表1數據分析可知，爐膛溫度、省煤器入口氧量、一次風溫度、一次風量等參數與原生垃圾較接近。焚燒填埋垃圾與焚燒原生垃圾的鍋爐參數無重大變化，但一次風壓提高19.38%。可能性原因分析：填埋垃圾經過發酵分解后含水率下降，容易燃燒，運行調整時垃圾料層較厚，需要較高的風壓。

3.2 污染物排放及環保耗材

表2 填埋垃圾焚燒污染物排放及環保耗材表

通過表2數據對比可知，填埋垃圾焚燒污染物排放濃度與原生垃圾焚燒相比：1）SO2排放濃度較低，且基本接近，分別為3.65 mg/m3和4.25 mg/m3；2）HCL排放濃度提高38.76%，可能性原因分析：填埋垃圾中含有塑橡類比例上升，垃圾焚燒產生的氯化氫氣體有所增加；3）NOX排放濃度上升26.29%，可能性原因分析：填埋垃圾含有的塑橡類比例上升，氨水耗量下降25.6%。4）環保耗材整體有所下降，石灰耗量基本相近，分別為12.48kg/T垃圾和12.29kg/T垃圾。

綜合分析污染物排放和環保耗材，填埋垃圾焚燒總體上污染物排放濃度雖然有所上升，但是環保耗材下降，這主要是廚余類垃圾經過填埋發酵分解造成的，所有的污染物排放濃度在環評要求范圍內，證明短期齡陳腐垃圾的焚燒在工藝上和排放特征上對煙氣凈化系統的影響總體可控，具備大規模資源化利用的可能性。

3.3 灰渣產生情況

表 3 填埋垃圾焚燒灰渣產生情況

根據表3數據分析對比可知：焚燒填埋垃圾飛灰產率為1.402%，較原生垃圾下降46.07%；焚燒填埋垃圾爐渣產率與原生垃圾相比，提高48.81%。這表明填埋垃圾中土渣比例高于原生垃圾，垃圾焚燒后爐渣較多，灰分較少，所以飛灰產率降低，這與工藝匹配性的分析以及上述焚燒參數的數據契合。

3.4產汽量及風機用電量

表 4 填埋垃圾焚燒產汽量及風機用電量

產汽量和風機用電量是表明陳腐垃圾經濟性的指標。產汽量是通過垃圾得熱量焚燒后轉化成蒸汽產量，進而轉化成發電量來體現;而風機耗電量則是垃圾好不好燒，歸并到廠用電這個電廠指標中。根據表4數據分析可知：陳腐垃圾焚燒噸垃圾產汽量比原生垃圾（2019年平均量）下降10.16%。填埋垃圾焚燒引風機噸垃圾用電量為7.73 度/噸，比原生垃圾增加了20.76%。可能性原因分析：一方面陳腐垃圾焚燒導致煙囪出口煙氣流量較原生垃圾提高了6.41%，增加了引風機耗電量；另一方面是由于陳腐中塑料比例上升，塑料含有較多的氯元素，在垃圾焚燒過程中會產生氯化物。由于氯化物的熔沸點一般比氧化物低，氯元素促進重金屬的揮發，降低飛灰的熔點，導致焚燒后煙氣飛灰易粘附在金屬管壁上，加重鍋爐受熱面積灰及增加煙道阻力，提高了引風機電耗。

四、試驗結論

綜上，本次垃圾焚燒發電廠陳腐垃圾試驗研究可以得出以下結論：

（1）短期齡填埋垃圾與原生垃圾的焚燒特性接近，（2）較于原生垃圾，填埋垃圾經過充分發酵后含水率下降，燃燒更為充分，（3）短期陳腐垃圾焚燒其各項煙氣排放關鍵指標無重大異常，對生活垃圾焚燒電廠影響整體可控，（4）短期齡的填埋垃圾進行焚燒資源化處理可行，經濟性上是不具備優勢的，需要市場化的價格補貼。（5從技術角度可以探索摻燒工藝，而非僅采用純燒。