1、相關(guān)背景

進入新世紀的二十年，其中前十年電力系統(tǒng)經(jīng)歷大改革并進行競爭性發(fā)展，后十年進入環(huán)保改造的新階段，電力系統(tǒng)從量的發(fā)展階段進入質(zhì)的發(fā)展階段。國家于2011年頒布新版大氣污染物排放標準，隨后電站鍋爐脫硝、脫硫、除塵等新工藝改造提上日程。在老機組與新機組逐步完成環(huán)保改造后，國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護部和國家能源局聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》的通知（發(fā)改能源[2014]2093號），本次增加了節(jié)能的內(nèi)容，推動新一輪節(jié)能環(huán)保改造工作的升級。

煤電機組節(jié)能環(huán)保改造工作，主要有：煤粉爐低氮燃燒技術(shù)改造、脫硫提效改造、選擇性催化還原脫硝改造（SCR，前期采用液氨作為還原劑、后期正逐漸改為尿素?zé)峤�，以提高系統(tǒng)安全性）、電除塵器改造、電袋復(fù)合除塵改造、濕式除塵器改造、低壓省煤器改造、煙氣余熱利用技術(shù)改造、MGGH系統(tǒng)提高脫硫濕煙氣溫度系統(tǒng)改造、其它衍生的消“白煙”改造、低壓缸切缸供熱改造、煤電鍋爐低負荷調(diào)峰運行的靈活性改造，等等。

2017年，國家能源局、環(huán)境保護部發(fā)布關(guān)于開展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點工作的通知（國能發(fā)電力[2017]75號）文件，要求依托現(xiàn)役煤電高效發(fā)電系統(tǒng)和污染物集中治理設(shè)施，構(gòu)筑城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)保平臺，兜底消納農(nóng)林廢棄殘余物、生活垃圾以及污水處理廠、水體污泥等生物質(zhì)資源（屬危險廢物的除外），破解秸稈田間直焚、污泥垃圾圍城等社會治理難題�？梢姡瑖覍γ弘娤到y(tǒng)的期望很高，相應(yīng)的生物質(zhì)摻燒、污泥摻燒與垃圾焚燒等項目陸續(xù)提上日程。

作為電力系統(tǒng)從業(yè)者，本人有幸參與了上述多數(shù)工作，經(jīng)歷了電力系統(tǒng)改革和火電技術(shù)由量變到質(zhì)變的發(fā)展過程，因此有一定的感性認識。

如果說通訊行業(yè)的發(fā)展是“技術(shù)引領(lǐng)生活”，那么傳統(tǒng)火電、新興清潔能源行業(yè)如太陽能、風(fēng)能等，則是“政策推動行業(yè)”的模式。拿手機來說，打電話和短信息兩項功能絕對滿足絕大多數(shù)人的需求，但智能手機的出現(xiàn)，仍驅(qū)使人們?nèi)ジ鼡Q更新更好的手機，這里沒有任何政策因素；而電力行業(yè)則不同，技術(shù)是為了滿足政策的要求而進步的，沒有國家政策，環(huán)保要求，很難看到主動改變。因此，火電技術(shù)的發(fā)展總是落后于環(huán)保（/政策）要求的。

正因為此，環(huán)保政策出來后，應(yīng)該有一段醞釀的過程，論證技術(shù)可行性、經(jīng)濟性及可能存在的問題、是否有方向性錯誤等，然后再行動。改革開放需要劃定一個試驗區(qū)，摸著石頭過河，證明可行并且沒有遺留問題之后，才會出臺相關(guān)政策推行。而這一批技改項目，在沒有充分研究、反饋的情況下迅速推開，出現(xiàn)的問題不少。其中有政策因素、商業(yè)因素，也有資本的驅(qū)動。

2、低溫省煤器改造

低溫省煤器或煙氣換熱器改造，本身是一個節(jié)能項目，對于不斷挖潛節(jié)約煤耗的火電廠來說，的確是個很吸引人的項目。但對于一些鍋爐機組，如灰量大、含硫量高，或貧煤無煙煤鍋爐等，或者煙道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不具備布置條件等的電廠是否適于進行低省改造，需要深入研究。而低省技改，執(zhí)行下來成了典型的急功近利項目。在5年多的時間內(nèi)，全國大多數(shù)電廠，不管條件如何，均進行了類似改造。而在后改項目尚未完成的情況下，先期改造的項目已陸續(xù)出現(xiàn)磨損、堵灰、腐蝕泄漏現(xiàn)象而不得不采取割管、堵管或隔離的措施，改了等同于沒改，或者得不償失。

看圖說話，不做過多解釋。
 

上述圖片基本包括了低�。煔鈸Q熱器）改造面臨的全部問題，積灰、磨損相對較為突出，燃料含灰量在20%以上的，基本都存在積灰磨損問題，積灰與磨損是相伴發(fā)生的，隨之而來的是泄漏；而腐蝕問題發(fā)生在運行中未泄漏情況的幾乎沒有，腐蝕一般發(fā)生在泄漏之后或者彎頭部位的煙氣死滯區(qū)，停爐狀態(tài)下煙氣吸潮后引起。

低省的可行性研究階段，對于含灰氣流的積灰、磨損，含硫煙氣的腐蝕問題，在煙氣流速、管束型式、換熱管材質(zhì)、管壁溫度、吹灰方式、防凍措施等方面進行了大量論證分析，而且均是有效手段。只是現(xiàn)場實施階段做的深度還不夠，同時這個改造也被制造某些企業(yè)帶偏了方向。

所以這么說，因為許多項目在實施階段現(xiàn)場條件并不好，但仍要硬擠出換熱器的布置位置，造成流場復(fù)雜，各煙道流量不均或入口流速偏差大；或者施工過程中留有瑕疵，導(dǎo)流板布置不太合理（或者僅在換熱面入口布置導(dǎo)流板，而不管上游來流是否均勻）；換熱面積過大，翅片管節(jié)距選擇不當(dāng)，翅片過密，且雙翅片結(jié)構(gòu)，容易造成積灰“粘連搭橋”，從而在換熱管束間形成一堵“灰墻”。此墻一旦形成，吹灰手段就無效了，于是繞道而走的煙氣在局部形成高流速和磨損。H型翅片管對于不含灰氣流是適用的，對于含灰氣流，過大、過密的擴展受熱面結(jié)構(gòu)并不合適。但是大翅片結(jié)構(gòu)對于提高換熱面積是有效辦法，雙H型甚至4H型翅片也有利于制造廠提高生產(chǎn)效率。

另一個被商業(yè)利益攪動起來的項目是“煙囪消白”，如果說低溫省煤器改造有一定的節(jié)能潛力可挖，消白項目則不存在任何節(jié)能的因素。沒見哪個社區(qū)或群體對電廠的煙羽產(chǎn)生恐慌，對石膏雨的意見倒是有的，但沒那么嚴重。即便治理也不是讓人看不見就完了，而是想辦法把水和污染物截留在地面。煙囪里的水汽基本來源于地下的煤炭，想辦法留到地面是應(yīng)該的！

本人參與了某些低省改造項目和某些項目的論證與消缺，在長期思考中總結(jié)低省改造若干原則思路如下：

1）布置在除塵器前的低省，因為煙氣含灰，存在積灰磨損問題，因此各煙道煙氣分配均勻性和低省入口氣流分布均勻性對煙氣余熱利用項目尤為重要。煙道煙氣分配需要有合理的煙道結(jié)構(gòu)，對于結(jié)構(gòu)不好的煙道盡最大可能進行改造；

2）低省入口煙道（從空預(yù)器出口開始）全面導(dǎo)流板設(shè)置，優(yōu)化流場，確保低省入口流場均勻；低省進出口大小頭的單側(cè)擴角盡量控制在30°以內(nèi)；

3）低省換熱面前的直煙道要盡量加長，換熱管束距彎頭和導(dǎo)流板越遠，入口流場越容易混合均勻，否則，對換熱管防磨不利；

4）低省改造應(yīng)不惜一切代價調(diào)整好煙道流場，在確保流場調(diào)整好后，適當(dāng)提高滿負荷下的設(shè)計流速至10~10.5m/s，提高流速有利于清理積灰，但前提是把設(shè)計煙氣量搞準確，煙氣量出現(xiàn)偏差，其它一切努力都無效；

5）低省管束橫向節(jié)距適當(dāng)加大（S1=96~100mm），縱向節(jié)距明顯增大（S2=106mm），雙翅片改為單翅片、小翅片結(jié)構(gòu)，避免管束間橫向與縱向積灰“搭橋”粘結(jié)；避免縱向積灰增厚形成“灰墻”。單翅片和大節(jié)距利于積灰疏通和吹掃；理論分析與換熱器傳熱計算表明，適當(dāng)增加縱向節(jié)距，可提高傳熱系數(shù)；對于直徑38mm的常用低省換熱管，翅片大小在76mm左右傳熱系數(shù)與面積的乘積是最大的（對于不同基管尺寸的換熱管束，存在最佳的翅片大小和節(jié)距組合），因此推薦小翅片、單翅片、大節(jié)距（縱向）的換熱器管束結(jié)構(gòu)；

6）換熱器底部留2排管的吹掃空間，使管間積灰吹落后可從此旁路輸走；迎風(fēng)面的管子設(shè)假管并加護瓦；

7）更換大功率聲波吹灰器，提升壓縮空氣壓力和增加儲氣罐；吹灰器的布置和吹灰方式可根據(jù)現(xiàn)場調(diào)整，吹掃氣流盡量沖刷換熱管束，可以使多個吹灰器同時吹灰，達到共振效果；

8）為防止換熱器彎頭區(qū)的夾層漏煙氣出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，可以將兩側(cè)穿墻管與撐板焊死。焊死后為防止換熱器壁板與換熱管之間的脹差，在上下頂?shù)装寮右粋�小波膨脹節(jié)，同時換熱器安裝就位后割除橫、斜支撐管；

9）對于現(xiàn)場空間不是很理性的鍋爐，建議犧牲部分節(jié)能效果，減少布置的換熱面積；針對煤質(zhì)、現(xiàn)場空間等實在不合適的機組，建議放棄低省改造（具體實例針對實際情況確定）。

總結(jié)下來其實就三句話：

①煙道結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化改造，保證各煙道煙氣流量均勻；

②全程導(dǎo)流板改造，保證低省換熱面入口流場均勻；

③換熱管束結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化，降低管束間積灰磨損風(fēng)險。

煙道結(jié)構(gòu)改造保證各煙道煙氣量分配均勻，各煙道內(nèi)導(dǎo)流板設(shè)置保證低省入口流場均勻，換熱器管束結(jié)構(gòu)保證積灰的清除、疏通和傳熱效果，節(jié)省材料。最理想的煙道結(jié)構(gòu)是從上至下流動的豎直煙道，但這一條件極少有電廠能實現(xiàn)。

合理的導(dǎo)流，如果能使煙道流場均勻，不存在局部高速區(qū)和低速區(qū)，煙氣無死角，煙氣設(shè)計流速可適當(dāng)提高（0.5~1m/s），可使積灰均勻，配合吹灰的作用，可使灰盡可能沉積在煙道底部，隨著煙氣流道收縮，煙氣流速提高，積灰程度會達到一個動態(tài)平衡，前提是流場必須保證均勻。

上述重點討論的是低省煙道和設(shè)備設(shè)計型式方面，至于低省的設(shè)計參數(shù)，如煙溫、水溫等，應(yīng)依據(jù)材料、初投資和回收年限等要求，出口煙溫和進口水溫盡量取高些，以長期安全穩(wěn)定運行為目標，不宜追求過高節(jié)能效果。

達到了上述條件，低省的安全運行時間可能延長，但長期下來的腐蝕會逐步體現(xiàn)，低負荷工況極可能出現(xiàn)積灰不均勻的情況，局部堵塞也會發(fā)生，因此低省改造很難避免幾年就需要更換一次換熱管的命運。每次停爐時的徹底吹掃清灰應(yīng)該列為正常維護工作，對適當(dāng)延長其使用壽命是有益的。

下面是一些換熱管束的圖紙和實物照片，供參考。

（該型擴展受熱面除傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)使鰭片節(jié)距不能做太大之外，橫、縱向管間不易粘灰搭橋，其梯形的肋截面是比較理想的擴展受熱面換熱管型式，實際應(yīng)用中效果也很好。缺點是制造復(fù)雜，成本高。單H型翅片、小翅片、大節(jié)距管束彌補了它的缺點，且成本較低。）

3、低氮燃燒與脫硝改造及運行

低氮燃燒技術(shù)主要是針對燃料型NOx的，而分級燃燒目前是降低燃料型NOx的唯一手段。為達到分級燃燒的目的，低氮燃燒改造均設(shè)置濃淡燃燒器和分級燃盡風(fēng)，使主燃燒器區(qū)處于缺氧燃燒的狀態(tài)，缺氧煤粉氣流在達到至少2秒的停留時間后再混入燃盡風(fēng)使煤粉燃盡。低氮燃燒技術(shù)在運行上體現(xiàn)為低的過量空氣系數(shù)，如果過量空氣系數(shù)大，則主燃燒器區(qū)的缺氧狀態(tài)不易形成，較難維持在0.7~0.8的最佳過量空氣系數(shù)，降NOx效果就達不到。同時為制造缺氧環(huán)境，分離燃盡風(fēng)必須保持一定的風(fēng)量，一般按總風(fēng)量的30%設(shè)計和控制。低氮燃燒，就是指主燃燒器區(qū)低氧和缺氧燃燒，該燃燒方式造成了若干問題：

首先，低氧燃燒，使鍋爐飛灰含碳量增加，對高揮發(fā)分煙煤鍋爐，飛灰含碳量的改變不明顯，但對劣質(zhì)煙煤、貧煤和無煙煤鍋爐，飛灰含碳量可能成倍增加，達到百分之幾甚至十幾的量級，造成鍋爐燃燒效率下降；

其次，低氧燃燒使煙氣總量降低，這導(dǎo)致對流受熱面吸熱減少，蒸汽溫度尤其是再熱汽溫容易偏低；

第三，在水冷壁區(qū)域造成大面積還原性氣氛，CO和H2S生成量大增。缺氧燃燒狀態(tài)使SO3的生成量降低，但H2S等硫化物氧化不徹底，造成水冷器區(qū)的高溫腐蝕。在鍋爐試驗中，排煙煙氣里一般均可檢測到CO，濃度在十幾到幾十甚至幾百ppm，在低氮燃燒技術(shù)普及之前排煙中一般是檢測不到CO的（或者認為CO濃度在儀表靈敏度以下）；

第四，600MW及以上大容量機組鍋爐的分離燃盡風(fēng)距離主燃燒器區(qū)較遠，負荷和燃料量的變化造成鍋爐燃燒火焰中心上下頻繁移動，使還原性氣氛區(qū)及火焰高煙溫區(qū)交替變化，水冷壁管外壁氧化層通過不斷交替變得松弛，并形成海綿狀，給腐蝕介質(zhì)提供了大面積的開始反應(yīng)表面。水冷壁橫向裂紋和腐蝕現(xiàn)象很普遍。

低氮燃燒技術(shù)改造幾年以來，發(fā)生高溫腐蝕的鍋爐越來越多，平均水冷壁管腐蝕量可達0.8~2.6mm/a，如燃用高硫煤或貧煤、無煙煤等，腐蝕區(qū)受火焰的直接沖刷，其腐蝕速度可達3~5mm/a以上，運行不當(dāng)時經(jīng)常發(fā)生爆管停爐。嚴重的在一年半運行時間內(nèi)，約60%的燃燒器區(qū)水冷壁管需要更換，給火電廠帶來大量浪費和停機損失。目前有幾個電廠進行了貼壁風(fēng)改造，取得了一定效果，但貼壁風(fēng)對煙煤鍋爐較為有效，對貧煤和無煙煤鍋爐并不成功，從技術(shù)手段上來說，也不是治本之策。

NOx排放限值的確定與煤種直接相關(guān)，對于不同的煤種，低氮燃燒技術(shù)取得的效果也不同。對褐煤和高揮發(fā)分煙煤，低氮燃燒技術(shù)可以降低燃燒區(qū)出口（脫硝入口）NOx濃度最低至120mg/Nm3，對普通煙煤鍋爐，NOx濃度可控制在250mg/Nm3以內(nèi)，對貧煤鍋爐，NOx濃度控制在650mg/Nm3已經(jīng)很難，無煙煤W火焰鍋爐，以800mg/Nm3的改造基本都失敗了，較好的運行條件，可以控制在1000mg/Nm3以內(nèi)。此處列舉的NOx運行排放數(shù)據(jù)，是在鍋爐運行中存在上述問題的情況下取得的，如果使鍋爐運行避開上述問題，NOx生成量必然大增。

脫硝系統(tǒng)的改造和運行也存在各種問題。NH3噴入煙氣和混合的均勻性，以及過量噴氨的程度，決定脫硝的效果，欲達到深度脫除NOx的目標，必須噴入相應(yīng)量的氨（或尿素分解產(chǎn)物）且具有足夠的反應(yīng)時間，而煙氣溫度和NOx分布的不均衡性，需要NH3~NOx摩爾比大于理論值，這就造成了氨的逃逸。逃逸氨與煙氣中的SO3反應(yīng)，生成硫酸氫氨，在140~190℃的溫度區(qū)間造成空預(yù)器受熱面的嚴重堵灰與腐蝕問題。目前理論上氨逃逸按低于3ppm控制，但因為測量的問題實際值肯定偏大，造成后面的空預(yù)器腐蝕、堵塞，靜電除塵器、風(fēng)機等的腐蝕。氨逃逸的量因為濃度很低且測試不準確，數(shù)據(jù)也少并通過脫硫塔反應(yīng)，因此不好估算。但以銨鹽的形式進入大氣是肯定的，同時因為排煙中硫酸蒸汽的存在，常常形成有色煙羽，給電廠的環(huán)保改造努力造成負面影響。

大約從2012年起，影響全國的霧霾天氣進入冬季就持續(xù)出現(xiàn)，而關(guān)于霧霾的成因及影響因素至今仍存在爭論。但不可否認的是，霧霾天氣是伴隨著脫硝項目的普及出現(xiàn)的。脫硝改造在降低大氣NOx排放量方面成就巨大，截至2018年底，已投運火電廠煙氣脫硝機組容量超過10.6億千瓦，占全國火電機組容量的92.6%。全國電力氮氧化物排放量約96萬噸，每千瓦時火電發(fā)電量NOx排放量約0.19克。按脫硝裝置平均效率75%計算，2018年NOx減排量約288萬噸，可謂成績斐然。但如果以同樣機組電量估算大氣中排入的CO數(shù)量，假設(shè)排煙中CO濃度為10mg/Nm3和100mg/Nm3，則年排放CO約24噸至240噸。可見在減排NOx的同時，幾乎同樣數(shù)量級的CO被排入大氣中。而CO對大氣環(huán)境的影響尚不明確。

在脫硝技術(shù)未有實質(zhì)變革之前，目前的低氮燃燒和噴氨脫硝仍是主流技術(shù)，造成鍋爐受熱面和輔機諸多問題的根源也是在此。爐內(nèi)的NOx生成量控制太低，則水冷壁腐蝕突顯；或爐內(nèi)控制不住，導(dǎo)致脫硝過量噴氨，空預(yù)器腐蝕堵灰突顯。因此需要協(xié)調(diào)好燃燒脫氮與催化劑反應(yīng)脫硝之間的關(guān)系，燃燒側(cè)要在對受熱面沒有負面影響、不影響汽水參數(shù)和爐膛結(jié)焦的條件下盡量少生成NOx，脫硝反應(yīng)器則要在常規(guī)設(shè)計手段之外尋求突破。如這兩年正在進行的噴氨優(yōu)化、精細化反應(yīng)器，或者噴氨格柵前移等，還可以對脫硝前的煙氣進行預(yù)混合，混合的越充分，則煙氣速度場、溫度場、污染物組分濃度場等越均勻，越有利于噴氨的精細化和降低氨逃逸。

下面兩張圖是山東某電廠二期鍋爐和三期鍋爐的脫硝反應(yīng)器外觀照片，雖然二期機組300MW，三期機組600MW，但反應(yīng)器不是簡單的兩倍關(guān)系。三期鍋爐的脫硝反應(yīng)器在煙道長度、截面積上較二期鍋爐大很多，在整體結(jié)構(gòu)布置上也顯得格外“大器”，寬且長的斜煙道有利于流場均勻和降低流速。因此燃用同樣煤種，三期鍋爐的NOx排放很容易達標，空預(yù)器腐蝕堵灰也沒有二期鍋爐突出，空預(yù)器后的低省積灰也相對松散，并不像二期那樣容易粘結(jié)，難于清理。

從上述實例可以推測：增大脫硝反應(yīng)器規(guī)模，降低煙氣流速，優(yōu)化、勻化流場，讓脫硝過程有充分的反應(yīng)時間，可以達到深度降低NOx的效果。燃燒過程降NOx引起的問題比較嚴重，因此應(yīng)在保證爐內(nèi)安全的情況下，將NOx在爐外脫除。

4、污泥摻燒改造

隨著我國工業(yè)的發(fā)展和城市化進程的加快，城市污水處理率的提高，產(chǎn)生了大量污泥，污泥是一種性質(zhì)復(fù)雜、污染物含量高、潛在環(huán)境風(fēng)險巨大的污染物，是高含水率的液固物質(zhì)，含有大量的病原菌、寄生蟲卵，以及鉻、汞等重金屬有毒有害物質(zhì)。污泥散發(fā)的臭氣污染空氣，病原菌對人類健康產(chǎn)生潛在威脅，重金屬和有毒有害有機物污染地表和地下水系統(tǒng)。污泥已經(jīng)嚴重影響了人們的生產(chǎn)生活，給環(huán)境造成了嚴重污染，城市污泥處理問題已經(jīng)成為當(dāng)今社會亟待解決的一大環(huán)保難題。

由于國內(nèi)污泥處理處置的起步較晚，許多城市沒有將污泥處置場所納入城市總體規(guī)劃，很多處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場所；污泥的利用率不是很高，仍有一部分的污水廠污泥只經(jīng)貯存即由環(huán)衛(wèi)部門外運市郊直接堆放，尤其是一些南方城市很多采用這種方式。

截止2011年，我國已有十余家燃煤電廠開展了污泥混燒工作，這些電廠主要采用流化床混燒污泥，摻燒比例20 %~25 %；少量電廠采用煤粉爐混燒干污泥，干污泥摻燒比例1 %~5%。2011年住建部、發(fā)改委聯(lián)合頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行)》(建科〔2011〕34 號)指出，在現(xiàn)有熱電廠協(xié)同處置污泥時，入爐污泥的摻入量不宜超過燃煤量的8%；對于考慮污泥摻燒的新建鍋爐，污泥摻燒量可不受上述限制。上海開展了較多的污泥與生活垃圾摻燒實踐。2017 年開始相繼完成奉賢、松江、金山三個污泥協(xié)同焚燒項目建設(shè)并投入運行，污泥干化至含水率30 %~40%后與生活垃圾摻燒，摻燒比控制在5%以內(nèi)。如前所述，國能發(fā)電力[2017]75號文件對燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電試點工作提出了要求，此后，又有一大批燃煤鍋爐開展了摻燒污泥的改造工作。

從火電廠參與污泥摻燒處置之初，對這種處置方式就一直存在質(zhì)疑和爭議，但未形成主流意見。2019年，江旭昌在《新世紀水泥導(dǎo)報》上發(fā)文介紹了《水泥窯爐生產(chǎn)運行特點及其協(xié)同處置固體廢棄物的獨特優(yōu)勢》；2020年10月，張傳秀在《上海節(jié)能》上發(fā)文質(zhì)疑《火電廠直接摻燒高水分污泥是假創(chuàng)新》，明確指出燃煤鍋爐摻燒污泥導(dǎo)致污染物“稀釋偷排”。查閱近幾年關(guān)于燃煤鍋爐摻燒固體廢物的相關(guān)測試試驗，結(jié)論是未超標排放。既然是稀釋偷排，自然測不出來，至于測不測得準誰也不敢保證。因此，對于火電廠摻燒垃圾、污泥等廢棄物問題，需要國內(nèi)相關(guān)權(quán)威機構(gòu)開展聯(lián)合攻關(guān)取樣、論證分析，形成明確結(jié)論。

據(jù)某垃圾焚燒發(fā)電廠介紹，環(huán)保局對垃圾焚燒爐的要求和控制還是非常嚴格的，垃圾焚燒過程和產(chǎn)物處置的要求主要有三條：1）垃圾焚燒爐爐膛在2s煙氣停爐區(qū)間內(nèi)必須是絕熱爐膛，爐膛沿高度設(shè)置三層至少9個壁溫測點，任一點溫度不得低于850℃；2）焚燒垃圾產(chǎn)生的煙氣在進入尾部處置裝置前，必須噴堿液中和掉酸性成分；3）垃圾焚燒后的灰渣，須經(jīng)專用“螯合劑”充分螯合，螯合產(chǎn)物經(jīng)檢測合格后方可作為固廢填埋。其中溫度和污染物濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳送到環(huán)保局，考核非常嚴厲。

近期對垃圾和污泥摻燒關(guān)注越來越多，隨著了解的深入，對二噁英的毒性和生成條件、控制要求也有了一定認識。

二噁英的生成條件主要是三條：一是需有生成的前體物存在；二是需要有合適的溫度，在具有催化作用金屬銅鐵離子Cu2+、Fe2+催化作用下，其生成溫度不高，在250～600 ℃之間便可生成，最宜生成溫度為300～325 ℃；三是需有較高濃度的氯源存在。

塑料制品中的氯就是二噁英生成的前體物，亟需處置的固體廢棄物最大量的是城市生活垃圾，而城鎮(zhèn)生活垃圾中塑料制品占有很大的比例，其含量基本都在15%左右；城市生活污泥由于需要大量的氯源消毒劑，因此也含有大量的氯離子。因此焚燒污泥和焚燒垃圾一樣，肯定有二噁英產(chǎn)生。

大量的試驗研究表明，二噁英類有機物在500℃時便開始分解，到800℃時2、3、7、8－TCDD可以在2.1 s時間內(nèi)完全分解。當(dāng)溫度進一步提高，則分解時間還會進一步縮短。焚燒控制二噁英應(yīng)滿足國際上通用的“3T+E”的控制原則。3T中的“1T”即爐膛內(nèi)任意點溫度不小于850℃（Temperature）；“2T”是指停留時間不少于2.0s（time）；“3T”是保持充分的氣固湍動程度（Turbulence）；“1E”是指過量的空氣量（Excess），使煙氣中O2的濃度處于6~11%。

江旭昌在《水泥窯爐生產(chǎn)運行特點及其協(xié)同處置固體廢棄物的獨特優(yōu)勢》中指出，水泥窯爐的生產(chǎn)運行完全滿足了環(huán)保需要的控制要求。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的溫度很高，水泥熟料的燒成溫度一般都在1350～1550℃，白水泥熟料的燒成溫度更高，可達1600 ℃。窯內(nèi)的氣流最高溫度一般都在1700 ℃以上，有的可達2100 ℃。窯尾分解爐底部或者其下部上升煙道中的溫度，一般都在900～1100 ℃之間，遠高于800℃。這就是說，水泥窯爐系統(tǒng)內(nèi)的氣體在900～2100 ℃環(huán)境中，其停留時間至少可長達20多秒，這就保證了二噁英等難降解的有機物完全燃燒和徹底分解。國內(nèi)外的檢測均表明，主要有機物的有害成分焚毀率可達99.999%以上。

污泥在燃煤鍋爐上摻燒，到底產(chǎn)生多大量的二噁英，這個目前還說不清楚。但流化床鍋爐不可以摻燒污泥，這在上面的介紹里應(yīng)該很容易得出結(jié)論。至于煤粉爐，本人也不建議摻燒，因為即便不考慮二噁英，大量的重金屬和含氟氯產(chǎn)物進入大氣或者灰渣，也是很難處理的。

污泥本身并非資源，因此污泥“資源化”利用是個偽命題。污泥處置必須消耗一定的能量。在很多鋼廠和化工廠，由于工藝的特點，必須有一定的廢氣（高爐煤氣、焦爐煤氣或其它氣體等）經(jīng)煙囪排放的同時燃燒消耗掉，熟稱“天燈”（下圖）。雖然廢氣成分和排放的量不很穩(wěn)定，但仍可想辦法利用。個人的想法是這些白白耗掉的廢氣完全可以用來燃燒污泥、垃圾等廢棄物，建設(shè)適當(dāng)大小的絕熱燃燒爐，不足的熱量用其它燃料補充。該絕熱爐可以采用水泥窯爐的結(jié)構(gòu)，保證足夠高的溫度（1200℃或1500℃以上），10s以上的停留時間，充分的湍流強度和充足的氧量（6~10%）。燃燒尾氣呈酸性，可噴堿液中和；燃燒的固體產(chǎn)物體積大大縮小，可按垃圾焚燒爐的方案處置。尾氣的余熱可以有多種利用方式，不必介紹。

只要在鋼廠或化工廠附近或所在工業(yè)園區(qū)建設(shè)絕熱焚燒爐，將其工藝尾氣引過來，按上述方案焚燒垃圾或污泥是完全可行的。因為“以廢治廢”，絕熱燃燒，需要補充的燃料是非常有限的。相比火電廠摻燒污泥，對環(huán)境和能耗的影響應(yīng)該小的多，從工藝來說，也更安全可靠。

5、總結(jié)

中國的工業(yè)化用幾十年的時間走過了人家?guī)装倌曜哌^的路，其中有的可以循著別人的足跡，有的需要自己探索，摸著石頭過河。但前途是光明的，道路總是曲折的。如果能夠超時空壓縮，然后觀察，這個過程一定足夠波瀾壯闊。

30/60碳達峰與碳中和目標計劃已啟動，電力系統(tǒng)定將經(jīng)歷更激烈的改革。在此過程中，一定要秉持科學(xué)的態(tài)度，不能急功近利，不敢吃螃蟹和隨便吃螃蟹都是不對的。

其實我們正在走的，就是“工業(yè)生態(tài)化”的路，期待早日實現(xiàn)！