摘 要：目前，世界上垃圾焚烧发电设备主要有炉排炉、流化床和热解炉，其中炉排炉和流化床占到了90%以上。传统热解炉炉型结构简单，但设备处理能力较小，只适合于中小城市垃圾处理需求，而且降解不充分，应用较少。基于中国生活垃圾具体情况，从传统热解炉技术出发，分析其目前存在的不足，并对其发展方向进行探讨并做出建议。
关键词：可再生能源 热解炉 垃圾焚烧 发电
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）002-060-02
生活垃圾的处理一直是世界环保的热点问题，其中热解技术一直是垃圾处理的主流技术。目前，世界各国的热解技术尚处于探索阶段，国内外未有大规模的热解炉投入商业生产。如今如何无害化、资源化处理垃圾已成为社会密切关注的问题。目前，我国生活垃圾处理方法有：简易填埋、堆肥处理、焚烧发电处理等①。由于简易填埋浪费大量土地资源，堆肥处理周期较长，所以垃圾焚烧发电备受亲睐。按焚烧原理不同，垃圾焚烧发电设备可分为：炉排炉、流化床、热解炉、回转窑焚烧炉等②。我国垃圾发电产业起步很早，1988年从日本三菱重工引进的马丁炉排炉（深圳垃圾焚烧发电厂核心设备）标志着我国第一个垃圾发电厂的建成。
1 传统的热解炉工艺
传统热解炉主要是控气型热分解处理技术（Controlled Air Oxidation,简称CAO）。热解炉燃料的热值须达到3300kJ/kg，主要包括工业垃圾、医疗垃圾和生活垃圾等等。当热值大于3760kJ/kg时，不需要辅助燃料助燃。 CAO型热解炉占地面积小、运行成本低、效益好，在西方国家已运行30多年。一个CAO型热解炉由热分解室、二燃烧室、自动控制系统和发电设备组成。垃圾在进料口进入热分解室，在700℃的温度下经烘干后热分解成挥发性气体、固体可燃物和废渣。可燃物进入二燃烧室，经过点火助燃产生大量高温烟气。高温烟气进入锅炉，经过炉室管束、过热器、对流管束、省煤器换热产生过热蒸汽。过热蒸汽经汽轮机、发电机等设备最终转换成源源不断的电能。当今，我国使用的大部分热解炉从加拿大瑞威公司引进，例如沈阳市大辛垃圾发电厂采用加拿大瑞威CAO热解炉，装机容量2?.5MW，日处理垃圾950吨。据2009年统计数据，我国运行及在建生活垃圾焚烧发电厂处理方式、建厂数量及处理能力见表1。
表1 我国垃圾焚烧发电厂能力对比
由表1可知，目前我国应用热解炉技术的垃圾发电厂仅占3%左右，这主要因为热解炉技术尚有诸多不足之处。（1）热解炉要求垃圾热值高、有自燃能力，而我国垃圾热值低、垃圾成分复杂无法分捡、水分含量变化较大。（2）热解面积小、效率低、日处理量无法大幅提高也制约着热解炉技术在国内的发展。（3）垃圾热解过程要求绝氧，需要良好的密闭性，而现有进料装置设计无法做到，这就导致整个过程无法达到预期目标。（4）现有焚化炉无法实现垃圾自燃，还需采用其他辅助燃料，能耗很大。（5）垃圾中含有氯化物、硫化物等，在焚烧时容易产生二恶英(Dioxin)、SO2、NOx、飞灰等有毒物质，对环境造成二次污染③。
2 热解炉改造建议
我们不能单纯引进国外技术，还应综合我国国情，自主研发出适合我国的热解炉。针对上述不足之处，提出以下几点建议。
(1)加强垃圾分类回收，应将建筑垃圾、工业垃圾、医院垃圾和厨房垃圾分开回收，分开处理。增加垃圾预热装置，利用尾气余热对进料口的垃圾进行一次乃至两次预热，起到烘干垃圾的作用。
(2)由于进料管在炉内开口端向内收缩，可在进料管上安装一个活塞。活塞能够有效的挤压垃圾实现绝氧。同时在内壁和活塞上加工一个小凹槽，在推进垃圾时，将烘干得到的水蒸汽和空气排出，采用挤压垃圾的方法保证密闭性，提高效率。
(3)为了降低助燃能耗，可对垃圾进行隔氧热解汽化处理，热解气化后的烟气可进行富氧燃烧，热解产生的固态炭灰粉既可作为发电燃料，也可提纯后用于吸附二恶英。热解还会产生液态焦油可作为热解炉的燃料充分燃烧，用于提供烘干和热解需要的热量。产生的灰渣经冷却由排渣系统排出炉外。
(4)应当采取净化尾气、控制燃烧状态等措施以减少污染物的排放。应在炉膛出口处设置燃尽室，烟气在炉内900℃左右停留3s以上的时间，烟气中的O2浓度不低于6%，CO的浓度应低于60mg/m2,这样才能使烟气中的有机物充分分解，保证废渣燃尽④。在尾气处理装置中喷入雾化的Ca(OH)2用于除去尾气中的SO2和NOx等酸性气体。可在烟筒附近设置活性炭吸附装置，温度控制在150℃左右，吸附二恶英等有害气体。
(5)加大科学研究力度，提高蒸汽初参数，联合火力发电装置，实现热电联产。采用燃气联合循环的方式，用天然气加热