焚烧炉技术的低碳发展

低碳经济正日益得到全社会的关注。人们通过各种技术创新手段尽可能地减少经济发展中的能源消耗、减少温室气体的排放，力争实现社会经济发展和生态环境保护的和谐共赢。本文将概述低碳经济中焚烧炉技术的发展，以及工程承包商如何通过工程实践中焚烧炉系统的设计，来实现环境、经济和工程三者的最优结合。
    焚烧是指焚化燃烧废物使之分解并无害化的过程，是一种常用的废物处理方法。焚烧炉是这一过程的主体装置，其工作对象可以非常广泛。由于焚烧本身也产生烟气、飞灰和炉渣等残余物，焚烧炉通常也是一个更大更复杂系统的有机组成部分，这个系统处理废物，实现其减量化、无害化，通常也回收余热。有一些危险废物，比如API 工厂产生的废物，焚烧几乎是处理的唯一选择，因为废物的种类过于复杂，很难做到既能回收利用、又不产生交叉污染。
    焚烧炉的选择
    焚烧炉系统通常由废物预处理、焚烧、余热回收、焚烧残余物处理四部分组成。焚烧是系统 的核心组成部分，根据废物特性可以有多种炉型选择，但在很多情况下，为达到一定的排放标准，焚烧残余物的处理方式限制了这种选择。按焚烧（氧化）的程度，可将其分为裂解、气化和燃烧三种方式。不同方式的采用主要是考虑到焚烧残余物处理的便利性、可靠性和经济性。裂解和气化一般在后续工段配置燃烧工序以充分分解废物。废物基本上可以分为城市垃圾、危险废物、污泥和医疗废物四大类，针对它们在复杂性、危险性和特殊性方面的各自特点，人们已发展出许多相应的焚烧炉系统对其进行处理。目前，我国出台的相关焚烧废物处理法规有《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）、《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）、《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485-2001）,欧盟目前适用的法规是《DIRECTIVE 2000/76/EC》。
    焚烧技术要求
    和一般的燃烧过程不同，废物焚烧的主要目不是产生能源，而是充分分解废物，为了保证质量，必须控制最低焚烧温度、最少停留时间和最低含氧量，这样，余热的利用效率在一些情况下可能会因此而下降。焚烧过程基本上也是按3T（温度、时间、湍动程度）原则加以控制，为达到这三个原则的最佳匹配，燃烧机、燃烧室及控制系统的完美配合必不可少。由于处理对象的特殊性，焚烧炉系统一般对其监控、报警和应急处理系统都有严格的要求，其应用水平也较高。在一些发达国家和地区，焚烧炉系统及相关设备已经高度发展并专业化，国内目前的核心技术水平与之相比还有一定距离。比如说燃烧机及喷嘴技术，国内厂家的选择就比较少。在欧洲，作为一种低氮燃烧器，DUMAG 的燃烧机因其独特的超音速喷嘴及优良的雾化效果而独树一帜，很多焚烧炉系统因此而选择将其作为相应的配套设备。
    焚烧炉系统设计
    由于环保的压力，最近20 年以来，国际上焚烧炉技术发展迅速。目前焚烧炉系统是非常模块化的，各组成单元都有成熟产品，设计实际上就是选择不同的组成单元将其匹配成一个系统。焚烧对象（废物）的分析在系统设计当中至关重要，每套系统都有一定的适用对象范围，承包商应根据分析结果，选择合适的设备，设计合理的流程，整合各类设备，最终满足客户需求。当焚烧对象（废物）与系统不匹配时，系统的设计性能（如无害化程度、能量回收效率、排放水平等）将受到很大的限制。如何将环境要求、经济性和工程实现这三者最优组合的程度将体现出工程总承包商的能力。
    特殊的焚烧炉系统
    鲁棒性（Robust）是评估一个系统优良与否的重要指标。如前所述，焚烧系统的针对性是非常强的，这在另一个意义而言，就是其局限性。目前，与传统意义有所区别的焚烧炉系统也已高度发展，如离子化焚烧系统、电弧焚烧系统和玻璃化焚烧系统等等，这些系统的出现与一些特殊的焚烧副产品处理有很大关系，比如说二噁英类的分解、重金属的稳定化就无法在一次焚烧中将问题完全解决，一般的烟气处理系统也无能为力。这些新系统（模块）的出现，大大提高了整个焚烧系统的鲁棒性，只是其高昂的造价及运行费用限制了其使用范围。
小结
    任何一项技术都有其优、缺点，其背后也存在产生与推广的力量。随着低碳经济的来临，作为一种废物处理及能源生产技术，焚烧炉技术在我国将越来越得到人们的认同和重视，得到更加广泛的应用，而在日益严厉的环保压力下，越来越多的工程实践也将使得这项技术更加完善并适合我国的实际情况。