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垃圾焚烧发电现状样例十一篇

时间:2024-02-10 16:34:49

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垃圾焚烧发电现状

篇1

中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:

通过近几年城市生活垃圾处理领域的工作经历,以及对垃圾焚烧发电应用的学习与研究,我们发现,城市生活垃圾焚烧发电较为适合我国现阶段城市生活垃圾处理的要求和形势。政策税收优惠、政策电价优惠和垃圾处理补偿费,可以说是垃圾发电的三大经济支柱。以河北省为例,生活垃圾焚烧企业能源综合认证后可获得增值税减免等各项税收优惠,垃圾焚烧发电目前执行当地火电标杆电价+0.25元/度补贴的标准,而地方的垃圾处理补偿费不尽相同,石家庄80元/吨,衡水66元/吨,国内其他地区垃圾处理费从80元到150元不等。城市生活垃圾焚烧发电作为城市配套的公用基础设施,关系民生城市发展水平,企业的生存与发展离不开国家、行业以及当地政府的大力支持与政策扶植,更需要我国加紧政策层面上的完善与统一。

一、我国垃圾焚烧发电的发展

我国城市生活垃圾主要通过填埋、堆肥、焚烧三种方式进行处理,以实现“减量化、无害化和资源化”的目标。填埋是我国生活垃圾处理的主要方式,近几年发展缓慢。

城市生活垃圾发电是近30 年发展起来的新技术,特别是20 世纪70 年代以来,由于资源和能源危机的影响,发达国家对垃圾采取了“资源化”方针,垃圾处理不断向“资源化”发展,垃圾发电站在发达国家迅猛发展。最先利用垃圾发电的是德国和美国。垃圾焚烧主要是可以有效减少垃圾容量75%以上,节省土地,不易产生污水渗透等污染,并且产生热值可以用来供热、发电等再次利用。

我国垃圾焚烧发电虽说起步较晚,但近年来发展迅速,特别是2002年以来,国家和有关部门陆续出台和实施了市政公用事业的开放政策、特许经营政策、投资体制改革政策、鼓励非公经济政策等一系列相关的改革政策,加快了市政公用行业的改革开放和市场化经济的发展。作为最为传统的市政公用事业,垃圾处理领域也改变了政府单一的投融资渠道,而走向了投资主体多元化和融资渠道多样化的发展道路。自我国第一座垃圾焚烧厂——深圳市市政环卫综合处理厂建成投产后, “十五”期间,国家已经在上海、天津、杭州、哈尔滨等大城市建成垃圾焚烧发电厂近三十座, “十一五”期间,建成和在建的垃圾焚烧发电厂有近60 座。根据规划,“十二五”期间,全国将新增处理垃圾能力约40万吨/日,新增投资约1400亿元。到2015年城市生活垃圾处理量要达到1.92亿吨,较2009年增长71%(“十一五”期间仅增长40%),垃圾无害化处理率达到80%,而2011年城市生活垃圾无害化处理率目标为74%。

二、焚烧处理技术在我国处于快速发展阶段

焚烧处理技术在我国处于快速发展阶段,各省垃圾焚烧发电厂的建设步伐也在加快,仅在河北一省,石家庄灵达扩建两台炉排炉项目,河北建投沧州垃圾发电项目,衡水垃圾综合处理厂将改扩建炉排炉热电联产项目等项目都在规划或建设中。各县也在大力发展垃圾无害化处理项目。 当前,全国城市生活垃圾处理领域迎来了大规模投资建设的时代,其中80%的焚烧厂是在近5年建设的,若干从事焚烧厂投资或供货的龙头企业已经开始形成,城市生活垃圾处理行业进入市场化、行业化的全面发展阶段。良好的投资环境、稳定增长的潜在市场需求带来了千载难逢的行业发展机遇,国内上市公司、外资、民营资本等多方投资主体积极活跃于这个产业。

三、炉排炉与流化床焚烧厂细分国内市场

目前国内对垃圾焚烧处理工艺的适用性认识存在较大的差导,针对垃圾焚烧发电处理城市生活垃圾,主要有炉排炉和流化床两种工艺。但是,目前来看,炉排炉在市场明显要强于流化床,甚至有建设部的专家认为流化床焚烧处理工艺根本不适合用于目前我国的生活垃圾处理,在国内对炉排炉处理工艺形成了较好的市场环境。结合近今年来循环流化床工艺的运行实践和对炉排炉接触应用了解,鉴于目前能源日趋紧张,煤炭价格居高不下的环境下,流化床垃圾焚烧炉配比的20%煤炭用量确实增加了生产运行成本,使得垃圾发电行业在三大经济支柱支撑下,微薄的收益无法平衡高昂的煤炭成本,造成企业运营亏损。同时,由于我国国情所致垃圾成分地域不均、季节不均,普遍垃圾热值较低,运行垃圾热值低于设计垃圾热值,因而导致煤炭投加比例增加,进而增加生产成本投入。日处理垃圾量400吨以上垃圾焚烧发电应以炉排炉为主。而炉排炉的国外技术或设备的进口,虽然有较高建设投入,但却使得在生产运营成本上较低,无煤炭添加并根本上做到节能减排。尽管从减量化程度来看,炉排炉减量60%—70%,不及流化床锅炉80%以上的减量化程度,但炉排炉运行平稳,连续运行时间长,将更加有利于城市生活垃圾的常态化、连续化处理。新建的流化床垃圾焚烧炉尽在垃圾焚烧处理规模较小,或煤炭产地等煤炭价格较低的地域或可发展。

四、全国垃圾发电区域市场

“十一五”规划中,东部地区垃圾处理规划布局焚烧厂56座(占29%),中部地区垃圾处理规划布局焚烧厂9座(占7%),东北地区垃圾处理规划布局焚烧厂7座(占9%),西北地区垃圾处理规划布局焚烧厂4座(占10%),西南地区垃圾处理规划布局焚烧厂6座(占16%)。在“十二五”垃圾焚烧发电发展的黄金时期,我国垃圾焚烧处理将形成以东部沿海省市为龙头,中西部地区加快发展的局面。目前,我国70%以上的生活垃圾焚烧厂集中在东部地区,而以广东、浙江和江苏位居前三名,三地合计占全国总量的一半以上,可见,目前我国垃圾焚烧处理,以东部为主,并且项目在东部地区的分布也主要集中在经济发达的省份。自2011年,山西长治、甘肃兰州、四川成都、云南楚雄等中西部地区,都在大力发展生活垃圾焚烧发电。可见,在未来一段时期内,我国的垃圾焚烧发电事业依然主要集中于东部地区。相关统计数据如下:

五、行业内重点企业市场占有情况统计

目前了解到,国内从事垃圾焚烧发电的投资商约有40-50家,市场上比较活跃的主要是:

政府主导型投资公司如上海环境集团、泰达股份、中国环境保护公司、北京市环卫集团、上海浦东发展集团等,占国内市场比例约55%。专业投资运营公司如北京金州、光大国际等,占国内市场比例约20%。工程投资型公司如清华同方、绿色动力、锦江集团、深圳德润等,占国内市场比例约25%。

六、我国垃圾焚烧发电市场前景:2012~2015年将迎来垃圾焚烧发电黄金时期

2010年12月出台的《关于‘十二五’期间环保产业发展的意见》明确提出“推广生活垃圾焚烧发电技术”。国务院研究进一步加强城市生活垃圾处理工作,必将对固废行业整体发展形成利好。根据我们之前对城市生活垃圾行业的了解与研究,“十二五”期间将迎来垃圾焚烧发电行业发展黄金时期,各项相关政策和法规都也将会陆续出台。本次国务院工作会议提到垃圾分类、收费制度完善、监管加强等政策,也将对于垃圾焚烧发电行业的快速发展具有重要意义。

垃圾焚烧发电属于可再生能源发电当中的生物质发电,根据《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号) 生物质发电电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成,补贴电价标准为每千瓦时0.25元。同时国家针对垃圾发电还采取多项优惠政策予以保护:一是发电量全部收购;二是免除了增值税的征收,并在所得税上享受减免政策;三是国家会以垃圾处理补贴的方式向企业支付服务费,即所谓的垃圾处置费。

基于以上国家政策的大力支持,我们有理由相信,我国垃圾焚烧处理比例将继续稳步提高。结合市场目前的发展态势,接下来一段时期,采用BOT等方式建设焚烧厂将逐步占据主导,2012~2015年将迎来我国焚烧发展的黄金期。

参考文献:

[1] 郑明辉.垃圾焚烧不应被妖魔化[J]. 城市管理与科技. 2009(05)

篇2

中图分类号: X705 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)04-78-2

0 引言

城市化进程不断加快,城市人口数量不断增加,与之相伴的城市垃圾也在逐渐增多,影响着城市环境的质量,阻碍着城市的进步发展。因此,各大城市纷纷采取多种措施进行垃圾的处理回收,减少垃圾为城市发展带来的不良影响。其中通过焚烧的方式进行垃圾的处理并将产生的热能进行发电,可以说是当前最为先进的垃圾处理方式,不仅可以减轻城市发展中垃圾过多的压力,还可以满足人们的用电需求,减轻城市的供电压力。垃圾处理必须要保证降低垃圾的有害物质,而垃圾焚烧发电就是在遵循此项原则的基础上,进一步提高了垃圾的使用价值。而且将垃圾焚烧用于发电存在较大的优势,在未来社会的发展中,其在我国的垃圾处理方面一定会得到大范围的推广和使用,但就目前的发展状况来看,其还有较大的提升空间。

1 我国焚烧垃圾发电的现状分析

垃圾焚烧发电凭借其自身的发展优势,在我国部分南方临海的发达城市已经被广泛地应用。而且,我国已经拥三百余座垃圾焚烧厂,用于垃圾的焚烧发电。可见,近些年,我国在垃圾处理上积极地采用垃圾焚烧发电的方式,并正将其逐渐发展为我国主要的垃圾处理方式。

1.1 垃圾焚烧装置的建设现状

根据相关资料显示,我国垃圾焚烧厂的数量在近些年呈持续增长的态势,同时也在不断增加垃圾焚烧设备的数量,可见我国垃圾焚烧发电的基本设施正在不断完善,垃圾焚烧正逐渐成为我国当前主要的垃圾处理方式。当前,我国的垃圾焚烧发电厂虽然已经占据了一定的市场份额,但其在日后的发展中必将占据更大的市场份额。当前,国内外普遍将垃圾的制气与发电技术作为开发研究的主要方向,所以,在最大限度上提高垃圾的二次利用效率,减轻环境的压力,是当前国内外发展的主要趋势。

1.2 垃圾焚烧发电具有较大的发展潜力

垃圾焚烧发电技术是当前垃圾处理中较为先进的技术,不仅可以减轻城市发展中的环境压力,还可以提高资源的利用效率,减少垃圾带来的各种环境问题,提高环境的质量。在当前的发展中,我国需要这样双赢的技术手段,来促进我国全面的发展,提高发展的质量。为了进一步保证垃圾焚烧发电技术在我国的发展,我国政府积极地出台各项优惠政策,扶持垃圾焚烧发电的发展,同时吸引社会各界对其的关注,加大对其的投资力度,为其的发展提供充足的资金支持。而且我国在垃圾焚烧发电的发展上还颁布实施了相关的法律《可再生资源法》,以保证其稳定的发展。火力焚烧发电虽然作为一个相对的新兴产业,发展的基础相对较差,但我国通过我国政府对其的大力扶持,火力焚烧发电在我国未来的发展中必然是具有巨大发展潜力的。由于我国居民生活水平不断提高,垃圾发电的热值也在不断升高。这对垃圾焚烧创造了良好前提条件。

1.3 垃圾焚烧发电的污染控制标准有待完善

垃圾焚烧发电在解决垃圾处理问题的同时又带来了新的环境问题,需要人们加以一定的重视。但由于我国对垃圾焚烧发电的相关经验较为欠缺,使得我国在应对垃圾焚烧带来的新的环境问题时没有较为有效的解决方式。而且在我国当前的发展中,相关污染的控制标准还存在一定的不足,不能实现与垃圾焚烧发电的统一,不利于我国垃圾焚烧发电的稳定发展。为了在最大限度上保障垃圾焚烧发电带来的环境效益,垃圾焚烧发电厂必须要采取相关的解决措施,加强对垃圾焚烧中产生的有害物质的排放的控制。但在垃圾焚烧发电中,增加对二次排行物质的处理,无疑会增加相关企业的成本,降低企业的经济效益,进而使企业减少对其的投资,不利于我国垃圾焚烧发电的发展。因此在垃圾焚烧发电的发展中,国家要加大对其的资金支持,保障企业的经济效益,同时也要充分保障环境质量,完善相关的污染控制标准,规范垃圾焚烧发电的发展。

1.4 垃圾焚烧发电存在的问题

我国对垃圾分类的意识还相对薄弱,虽然在我国街道中设置的垃圾箱都有垃圾分类的标识,在人们在实际的使用中,往往不在意垃圾的分类投放,而是将垃圾随意的扔进垃圾箱中。而且垃圾焚烧发电厂在焚烧垃圾时,同样不注重垃圾的分类焚烧,而是采取各类垃圾混合焚烧。但由于我国垃圾焚烧发电的发展相对滞后,根本无法满足混合焚烧的技术要求,使得垃圾焚烧不彻底,产生了新的有害物质,造成了更恶劣的环境影响。二f英是当前我国垃圾焚烧发电中面临的最为严峻问题。部分企业在发展中为了提高自身的经济效益,降低生产成本,没有在规定的条件下,对垃圾进行充分的燃烧,同时在相关的处理系统上缺乏尾气的处理装置,各项装置的不健全以及缺乏严格的管理,导致二f英的合成排放,造成环境的二次污染。除了各种外在因素造成的垃圾焚烧发电过程中产生的各种问题,我国垃圾焚烧发电技术也存在较大的缺陷。西方发达国家的垃圾焚烧发电,无论是在垃圾焚烧发电的投资力度上,还是焚烧设备上,我国都与其存在较大的发展差距。在近代,西方国家经历了多次科技革命的影响,各方面技术都相对成熟。因而其在进行垃圾焚烧发电方面可以取得相对较好的效果,实现经济与环境的双赢。而我国整体的科技水平较低,造成垃圾焚烧设备整体上的技术水平相对低下,实现垃圾的充分焚烧存在一定的难度,有害物质的排放也时有发生。目前,我国一直致力于垃圾焚烧设备的研究问题上,旨在弥补垃圾焚烧设备上的缺陷,提高垃圾焚烧发电技术的水平。

2 垃圾焚烧发电的发展趋势

逐渐完善垃圾焚烧发电技术,实现垃圾处理最大经济效益,是当前垃圾处理的主要发展趋势。从当前世界的发展趋势来看,垃圾焚烧发电是未来发电事业发展的新趋势,也是未来发展中实现资源利用率最大化的主要手段。近些年,我国的经济和科技水平都获得了一定的发展,这必然会带动我国垃圾焚烧发电相关技术的不断提高,同时我国相关政策的支持,以及人们日益增长的环境需求,都将会我国垃圾焚烧发电事业的发展产生重要的推动作用。在社会激烈的竞争环境下,企业若想得到长久稳定的发展,必须加大对国家公用事业的投资。而垃圾焚烧发电作为新兴的政府大力扶持的公众事业,势必得到很多企业的青睐。为了保证垃圾焚烧发电保持积极的发展活力,在日后的发展中,垃圾焚烧发电也会逐渐走向产业化,吸引来自社会各界的投资资金。进入21世纪以后,我国在经济和科技领域都得到了迅猛的发展,在对垃圾焚烧发电设备的研发上也取得了较大的进步,扭转了过去对国外设备过分依赖的局面,在发展中赢得了主动权。在未来的发展中,我国在垃圾焚烧发电方面还会继续保持发展的动力,促进相关产业的发展。

3 结束语

各种现实因素的制约,使得大城市在发展中必须采用垃圾焚烧发电的方式进行垃圾的处理,以减轻发展中的土地压力和供电压力。但当前我国垃圾焚烧发电技术还存在较大的发展空间,为了尽可能地降低垃圾焚烧发电带来的消极影响,应对垃圾焚烧发电进行严格监管,保证其排放的各种物质达到排放的标准,同时进行垃圾焚烧厂的选址上,要充分考虑到城市未来的发展,同时在焚烧垃圾时,要对垃圾进行科学分类,提高垃圾的燃烧率,保证垃圾焚烧发电的综合效益。

篇3

中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)23-0222-01

一、引言

由于存在垃圾泛滥的情况,所以很多国家对于垃圾的处理已经不再局限于销毁和填埋,而是采用有效对策对其进行科学处理。我国有大量的垃圾,有很大的回收再利用价值。垃圾焚烧发电技术作为一种无害化的垃圾处理方式,在为人们生产生活提供电力的同时也减少了对环境的污染,具有很好的发展前景。将垃圾焚烧和垃圾填埋进行对比,对垃圾进行焚烧可能更节约地方,没有对地下水以及地表水进行污染,这将会成为大中型城市垃圾处理的最好选择。但是,因人们缺少环保意识,所以垃圾燃烧发电技术还不够成熟,再加上政府政策支持力度欠缺等原因,致使垃圾焚烧发电项目建设过程中还有许多问题存在。

二、焚烧法概述

垃圾焚烧是一种比较传统的垃圾处理方法,也是处理城市垃圾的主要方法之一。建造垃圾焚烧炉,将焚烧炉内温度控制在980℃左右,对垃圾进行分类收集完成后,可以将垃圾放置于焚烧炉内焚烧处理,可以达到垃圾体积缩小的效果,普通垃圾体积可以缩小50%-80%,可燃性垃圾处理后可以缩小90%。目前还有一些国家和地区采用将焚烧处理与高温热分解相结合的处理方式,进一步缩小垃圾体积。

焚烧处理后,垃圾的质量变轻,体积减小,这样就使填埋量大大缩小,节省用地。与此同时,在燃烧过程中垃圾还会产生大量热能,这些热能可用来供热或者发电,燃烧效率可高达85%,热效率可以达到50%以上。因社会对于环境问题越来越重视,所以使用的现代垃圾焚烧炉都会配备烟尘净化装置,从而有效地减轻大气污染。但是,也有一些地方禁止焚烧垃圾。

三、垃圾焚烧发电工程的现状

1、国内垃圾焚烧发电的应用现状

1988我国在深圳建立第一座垃圾发电厂,之后垃圾燃烧发电迅速发展。北京高安屯生活垃圾焚烧厂是目前亚洲单线规模最大的项目。2013年底,我国就已经有城市生活垃圾焚烧厂166座,总处理能力为4633.7万吨,日处理能力158488吨,总装机约为2600MW。以此可见,我国垃圾焚烧发电技术发展迅速,总数多,装机容量较大,还引进国外先进技术,发展日趋完善和成熟。专家预测,到2020年,我国将新增垃圾发电装机容量约3300MW,将有越来越多的城市选择建设生活垃圾焚烧发电厂。

2、生活垃圾焚烧的相关法规政策日益健全

近年来,我国有关部门对于垃圾焚烧发电的问题已经制定出了一些扶持政策,并且垃圾焚烧发电作为一个行业和产业在国内发展很快。垃圾焚烧发电是垃圾处理的基本方式之一,从《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》、《可再生能源产业发展指导目录》等多个文件来看,我国已把垃圾焚烧发电定位于一种资源综合利用方式,垃圾焚烧发电属于可再生能源中的生物质能,属于循环经济的范畴。另外,国家环保总局等部门在2001年的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》里也指出,如果一些城市缺少卫生填埋场地、有经济资源以及垃圾燃烧满足热值条件等,就可以对垃圾焚烧处理方法进行发展。

3、垃圾焚烧发电发展空间在逐渐增大

依据以前进行规划的有关政策以及技术路线等,我们国家的垃圾进行处理遵循的原则是:对垃圾进行处理的主要办法为卫生填埋,其次才是焚烧。但是伴随着我国城市化速度的加快,可以利用的土地资源越来越少,很多大中型的城市已经没有办法在城市里寻找到比较合适的垃圾填埋场。当然,因为焚烧炉设备以及整个垃圾焚烧发电过程的工艺都得到了快速的发展,这就降低了建设垃圾发电厂的投资,同时也会对垃圾焚烧发电业的发展产生推动作用。

四、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题及对策

1、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题

(1)“邻避”问题突出,导致垃圾焚烧发电项目很难落地实施

环卫基础设施的“邻避”问题是一个世界性的问题,这在每个国家都存在,都反对在自家后院建垃圾收集设施、垃圾处理设施。在我国,垃圾焚烧发电项目落地实施难的问题较为突出,除了“邻避”现象,原因主要是反对垃圾焚烧的人士对“二f英”的过度负面宣传,使得“二f英”被妖魔化;其次是相关部门监管力度不够;第三是信息公开度不够、公民参与度不够。上述的这些问题就使得垃圾焚烧发电项目难落地。

(2)垃圾成分复杂,水分含量高

政府没有对垃圾分类工作进行长远的规划,并且对垃圾分类的投入少,缺少垃圾处理措施,没有建立一个健全的回收体系。此外,没有彻底解决产业体系不成熟等问题。一般情况下,对垃圾的回收和倾倒都是粗放式的。因此,垃圾里的水分非常高,尤其在夏季这种现象更为明显,由于含水量高,进而导致垃圾的热值较低,给焚烧垃圾带来了诸多困难。

2、生活垃圾焚烧发电工程的具体对策

(1)做好前期工作,进行合理规划

要合理布局好垃圾焚烧发电项目,优先考虑到项目所能覆盖的服务范围,同时结合着城市经济和地理状况,进行科学的规划,提出合理的涉及垃圾焚烧发电项目的土地供应。项目选址要公示宣传,向公众介绍焚烧工艺,如何处理飞灰、烟气、渗滤液等,引导公众参与,让公众有直观认识,化解邻避效应,杜绝发生公众事件,促进项目落地实施。另外,还要明确处理规模、处理工艺、环保标准、设备配套、企业资质等标准。

(2)垃圾要分类回收处理

为了提高公民的环保意识,就要引导他们对垃圾进行分类回收,从而减少了

焚烧垃圾之前分类的麻烦,简化过程,提高效率。还要学习先进的管理经验,解决好垃圾燃烧率不稳定的问题。除了这些对策外,也要求配置的废弃处理系统必须是高质量的,这样才能从根本上减少废弃污染物对环境所造成的污染。

五、结束语

总之,垃圾焚烧发电处理将是我国大中城市的最佳选择,不仅降低了环境污染,也提高了环保效益,带来了经济利益。对于垃圾焚烧发电项目建设的推进要从政策层面、法律层面、经济层面、技术层面及社会层面等多方面进行综合考量,同时也需要政府、企业和公众等多方面的共同努力,找到更好的途径去解决垃圾焚烧中出现的问题,提高处理水平和监管能力,这样才能使生活垃圾焚烧发电项目得以更好的实施。

参考文献

[1] 郭文刚《浅析当前生活垃圾的焚烧及趋势》[J],《民营科技》2015年03期.

篇4

随着城市化进程加快,深圳市垃圾生成量急剧的增加,深圳市2008年的平均生活垃圾产生量约10199吨/天。随着垃圾产生量的日益增加,有效处理垃圾进行发电利用已经成为深圳市一直在探索的课题。深圳的实际情况需要继续扩大垃圾填埋场与垃圾焚烧厂的容量。垃圾发电目前主要利用的两种方式是垃圾焚烧发电和垃圾填埋气体发电。截止2009年深圳市已建成7座垃圾焚烧发电厂和2座垃圾填埋气体发电厂。本文主要从对环境影响和产生的经济效益这两方面对垃圾焚烧发电与垃圾填埋气体发电进行对比研究。

1两种发电方式对环境的影响

1.1 垃圾焚烧发电

垃圾焚烧发电是指通过使用一些特殊的垃圾焚烧设备,以城市中的生活垃圾为主要燃烧介质,在对垃圾进行焚烧处理的同时,利用其产生的能量发电的一种新型发电方式。

生活垃圾焚烧烟气中的二恶英是近几年来世界各国所普遍关心的问题。垃圾焚烧分类不完全,垃圾焚烧发电在垃圾燃烧过程中会产生二恶英,现行的技术水平还不能将其完全处理干净。垃圾焚烧产生的二恶英等有害气体会随着烟气排放到大气中,会对空气造成严重的二次污染。在垃圾焚烧的同时,焚烧中产生的灰渣和飞灰重金属含量通常也非常高,这些飞灰重金属也是非常难处理。目前国际上和国内一些大型城市通过提高焚烧炉炉温分解二恶英,然后使用活性炭吸附二恶英;同时采用一些防尘措施减少飞灰重金属排放到空气中,然而这些设备升级和改造花费非常巨大,实施起来的花费也是相当可观。

垃圾焚烧发电有个优点就是可以迅速减少垃圾的容积。焚烧后容积比原来可缩小50- 80%,分类收集的可燃性垃圾经焚烧处理后甚至可缩小90%。垃圾焚烧法确实是一种实践多年的垃圾处理方法。它比起填埋法占地面积小,效率高,曾一度被视为一种“减量快”的好方法。

1.2 垃圾填埋气体发电

垃圾填埋气体发电是将填埋的生活垃圾中因为自然发酵降解而释放出的气体收集起来,用来发电。发酵释放出来的气体主要成分为甲烷,甲烷燃烧产生的热量很高,产物是二氧化碳和水,具备二次污染小的特点。通过对垃圾填埋场的综合治理对当地居民的健康以及生活状况有积极的效应。垃圾填埋发电它不仅不会对空气造成第二次污染,反而会净化恶臭的空气,使空气回复清新,对当地的湖泊和溪流的污染相当小。

在填埋场填埋的垃圾表面通过使用高黏度的土壤覆盖,这样垃圾产生的甲烷等气体就不会渗透到大气中。同时也可以在高黏土的上面再铺上一些营养土,可以通过园林造景的方式铺设出高低不同的土坡。种上花草和树木,甚至可以建成高尔夫练习场。这样,不仅可以美化环境,而且还能为居住在周围社区老百姓提供休闲和活动的场所。

然而,垃圾填埋场需要大量的土地,如果将已经形成的垃圾处理能力与日益剧增的垃圾生长量相比较,深圳市垃圾处理压力很大,由于深圳人多地少的现状不足以支持深圳全部开展垃圾填埋进行发电,随着垃圾生成量的不断增长,深圳市几个大型垃圾填埋场都将不堪重负,宝安老虎坑垃圾填埋场占地达17万平方米,容量608万立方米,按现有的使用方式,其使用时间已经所剩无几,下坪垃圾填埋场也仅可继续使用15年左右,而重新选址建设大容量垃圾填埋场已日趋困难。

2 投资、发电成本及经济效益

2.1 垃圾焚烧发电

垃圾焚烧发电能很好的实现垃圾减量化,减少土地的占有,但它要求垃圾处理量达到一定规模,而且投资额较大,建设一座大中型焚烧炉动辄要10亿元人民币。例如深圳老虎坑垃圾焚烧发电厂的一期投资总额超过5亿元,占地5.5万平方米。同时建成投产后的环保的处理垃圾成本大约需300元/吨。如果引进国外技术进行垃圾焚烧发电,每处理100吨/日垃圾的建成成本通常在4千万以上,这是投资者所难以接受的。

另一方面,垃圾焚烧发电的经济利益也值得进一步探讨。同常规燃烧发电相比,垃圾焚烧电厂的发电装机容量通常都相对较小,而且由于垃圾分解产生的酸碱物质,会腐蚀发电设备。目前通过垃圾焚烧发电的效率一般都低于15%,从而使得运行成本维持在较高水平,而且电价无法同火电竞争。如果不依靠政府的财政补贴,垃圾电厂将不能维持运行,当然更谈不上产生多少的经济效益了。

2.2 垃圾填埋气体发电

垃圾填埋气体发电投资小(为焚烧设备的1/10),垃圾填埋气体发电的运行费用低(仅为焚烧费用的1/4)。如今,许多工业发达国家都将垃圾填埋气体发电列入政府议事日程,投入大量资金,运用现代化高科技手段,大规模开发城市垃圾发电新技术,并使其趋于商业化。

沼气发电的电价已在享受国家优惠政策,比当地燃煤电价高0.25元/kwh,约 0.64 元 /kWh。不计燃料费用,沼气发电运行成本约 0.10 元 /kWh,以2000千瓦沼气发电站为例,机组年运行成本约 160万元,年收入可达 864 万元。项目总体投资约4000万,四年多就可收回投资。

另外,沼气发电可以申请CDM项目,得到可观的减排费。例如在2010年6月,国家发展改革委已经同意深圳老虎坑垃圾填埋气回收利用项目作为CDM项目的进行批复。同意该项目向E.ON气候与可再生能源部转让该项目产生的温室气体减排量,转让总量不超过34万吨二氧化碳当量,每吨二氧化碳当量转让价格不低于8.5欧元。

总之,垃圾焚烧发电对环境会造成严重的二次污染,但是垃圾焚烧可以最大限度的减少垃圾的体积;而垃圾填埋气体发电会减少对环境的影响,但是垃圾填埋需要大量的土地资源。虽然垃圾填埋气体发电的投资费用和运行费用都只占垃圾焚烧发电的1/10,是政府未来重点扶持项目,但是受到土地资源的限制,在当前这段时间垃圾焚烧发电和垃圾填埋发电将会并存。

参考文献

[1] 吴珂,刘勇,冯其林.CDM项目下的填埋气体资源化利用技术研究[J].科技信息. 2006(06)

[2] 刘景岳,徐文龙,黄文雄,刘畅.垃圾填埋气回收利用在我国的实践[J].中国环保产业. 2007(10)

[3] 房镇,李如燕,王金华.运用清洁发展机制促进垃圾填埋气的减排利用[J].再生资源与循环经济. 2008(04)

篇5

我国人口居多,城市化进程的步伐逐渐加快,在对电的需求量往往供不应求在,在夏季的用电高峰期内往往会采用地域性局部停电,从而来保证居民的用电需求,我国的发电厂遍布在全国各地,且发电形式也多样化,有大自然赋予我的财富,例如风能发电、水能发电、太阳能发电,还有利用资源发电,其中大多数都对环境带来不同程度的危害,例如火能发电、核能发电、垃圾焚烧发电。垃圾焚烧发电技术作为新型的发电技术,在社会中也存在这许许多多的优点,但也存在着不足。

一、我国垃圾焚烧发电烟气处理的现状

由于我国人口基数大,在产生生活垃圾的程度上比其他国家要多得多,又因为我国是生产大国,其中也不能避免会制造出许许多多的垃圾,据统计,我国现在的大中型城市大约有650多个,城市消费水平相对农村普遍较高,2012年我国城市垃圾达到惊人的3亿吨,面临这么多垃圾我们该怎么处理,每天在清洁工人在城市垃圾清扫干净之后,由垃圾运输车到制定地点进行处理,其中有一半以上并没有进行处理,在大气中,或者就地燃烧,在垃圾焚烧中由于充斥着各种物体,其中包括塑料,还有其他一些有害物质,在燃烧过程中会释放有害气体,给环境带来极大的污染,损害人类的健康,近年来一些欧美发达国家垃圾焚烧的一系列措施,来防止垃圾焚烧发电的烟气给环境带来致命的打击。

垃圾焚烧发电主要产生二恶英,给人体带来危害,我国在垃圾焚烧发电烟气处理与其他国加相比仍然还存在着许许多多的不足,在二恶英排放的标准上也达不到要求,如图表一是日本国内在垃圾焚烧二恶英的处理标准(浓度单位:ng TEQ/m3,换算基准O2=12%)

而垃圾焚烧发电的烟气主要污染物的排放标准如图2

从其中对比我们可以发现我国在对垃圾焚烧发电的烟气处理的道路上还有很长的一段路要走,我们必须正视自己的不足,不断的努力去实现,去完善垃圾焚烧发电的烟气处理技术。

二、垃圾焚烧发电烟气污染物的分类

垃圾焚烧发电所产生的烟气很大部分都是对人体,或者是对环境有危害的气体,总体来说污染物分为有害气体污染、粉尘污染、重金属及二恶英污染三大类别:

1、有害气体污染。无论是在垃圾焚烧发电产生的烟气还是垃圾填埋焚烧中都要产生有害气体,其中包括氯化氢、二氧化硫、一氧化碳、氟化氢等等气体,这些气体在大气中存在,给人体生命安全带来极大的危害。

2、粉尘污染。垃圾发电厂焚烧垃圾都是在火炉内燃烧的,垃圾种类繁多,在炉内燃烧的过程中有许许多多是不能燃烧的部分,这些在炉内就形成了灰尘,同时在火炉内高温的炙烤下形成颗粒物质,在对垃圾焚烧炉内进行加材料或者加速燃烧的时候,这些微小的颗粒就会散落到大气中,形成粉尘污染。

3、重金属及二恶英污染。在垃圾焚烧发电厂炉内会产生许多重金属元素,例如Pb.Cd.As.等等在炉内高温的作用下不断发生物理反应,随着重金属循环升华凝华,导致重金属形成颗粒排放到空气中,形成空气污染。

三、垃圾焚烧发电烟气处理技术的比较

现阶段,我国虽在垃圾焚烧发电烟气处理上的技术虽然还不够成熟,但仍然有许许多多关于对废气处理的办法,结合国内外处理垃圾焚烧带来空气污染办法,进行了如下比较。

1、脱酸工艺

脱酸工艺在垃圾焚烧发电烟气处理的过程中,形式非常的多样化,其中包括干式脱酸、湿式脱酸和半干式脱酸三种垃圾焚烧发电烟气的处理方式。利用脱酸工艺来对垃圾焚烧发电烟气进行处理利用了垃圾焚烧废气中含有大量的酸性气体,通过上述方法与污染气体产生化学反应,已达到脱酸的效果。从字面意义上面来说,干式脱酸法和半干式脱酸法只有一字之隔,但去除酸性的效果两者之前却相差较大,干式脱酸法最大的特点是利用干性药剂在反应塔或者排气管道中与酸性气体发生反应,从而达到脱酸的效果,而半干式脱酸法的特点是利用碱性药剂氢氧化钙溶液与酸性气体在反应塔里发生反应,两者之间最大的区别是干式脱酸法在高温的情况下,脱酸效果大大的减弱,而半干式脱酸法是利用垃圾焚烧发电中烟气的高温来加强脱酸效果,而且半干式脱酸法的设备相对简单,净化空气的效果很好,同时在资金投入方面也不大,此方法在垃圾焚烧发电烟气处理中应用很广泛。而另外一种湿式脱酸法虽然有一定的作用,去酸性效果较好,但仍然有其不足的地方,湿式脱酸法大多都是利用溶液与酸性气体发生反应,而它们的生成产物会对水源产生污染。

2、除尘工艺技术

除尘器在垃圾焚烧发电烟气处理中是非常重要的灰尘处理方式,很大程度上提高了空气的质量,现有的除尘技术主要有电除尘器和袋式除尘器。

2.1电除尘器。电除尘器的工作原理是在大气中产生强大的电场,利用磁场使气体产生电离,气体在发生电离反应时会分解成离子和自由电子,这些物质在电场的作用下会使垃圾焚烧发电产生的灰尘吸附在电场的极板上,最终通过灰尘排除系统进行排除。电除尘器在实际运用中有优点也有缺点,电除尘器的除尘效果普遍较高,而且在使用中操作起来很方便,对环境无污染,但其设备的造价比较昂贵,在实际处理灰尘中占地面积大,而且适用性不强。

2.2袋式除尘器。袋式除尘器在除尘的实际工作中被广泛中运用到,同时袋式除尘器因为不同的工作原理分为布袋除尘器和电袋除尘器两种类型。布袋除尘器是利用过滤原理,对垃圾焚烧产生的灰尘或者颗粒物进行过滤,再由排气系统将灰尘进行处理,此种除尘工艺技术相对于电除尘器优点是很明显的,布袋除尘器首先设备仪器占地面积小,而且环境对其影响不大,工作的效率也高。另外一种电袋除尘器集中了电除尘器和布袋除尘器的优点,利用电磁场和过滤原理对灰尘进行处理,达到除尘的效果。

3、重金属及二恶英的去除

重金属是由于垃圾焚烧产生的,对于重金属的去除工艺,一般情况下,将垃圾焚烧发电产生的重金属进入到除尘器中,根据重金属的物理特性,将垃圾焚烧烟气净化系统的温度调到最低,此时重金属在除尘器中的进化效果将达到最高值。而对于二恶英的去除,由于二恶英是因为含氯元素的物质燃烧不充分而产生的物质,因此要控制二恶英的排放,就必须对含有氯元素的物质进行高温加热,使其能够充分燃烧。同时也可以利用活性炭的吸附作用对二恶英进行去除。 总之,垃圾焚烧发电的烟气处理技术的好坏关系到我们人类生存环境的问题,对于垃圾焚烧烟气净化系统,我们要选择最佳的方案,既然对环境不造成二次污染,同时也要最大可能的去除垃圾焚烧给生活环境带来的危害。

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随着我国经济水平的提高,城市建设的脚步已经有了巨大的成果,然而正是因为城市建设和城市人口的剧增,城市垃圾的处理问题已经成为社会各界关注的焦点。本文就城市垃圾焚烧发电技术展开分析,就其技术要点进行探讨。

【关键词】

城市垃圾;垃圾焚烧发电技术;设备; 焚烧工艺

众所周知,随着城市化的脚步逐渐加快,城市垃圾处理一直以来都是亟待解决的问题。而垃圾焚烧处理的措施一提出就引起了巨大的反响。就目前的情况来看, 我国很多城市都面临着垃圾围城的情况,而最主要的处理方式就是填埋、焚烧发电、堆肥,而最有效的方法就是进行垃圾焚烧发电,这种方式不仅能够有效减少垃圾的容量,节约土地,更能进行供热和发电,为城市生活提供一定的资源。下文就垃圾焚烧发电技术工艺流程展开分析,就城市垃圾焚烧发电设备进行研究,分析了垃圾焚烧的作用和技术。

1 垃圾焚烧发电技术工艺流程

1.1 垃圾的储存和焚烧

因城市人口和城市建设的不断扩大, 城市垃圾的产生速度相当快,因此怎样储存垃圾是进行垃圾焚烧发电措施的首要问题。进行垃圾存储焚烧时首先要做的就是要提出垃圾中有毒有害的物质和一些不可燃烧的物质。垃圾进厂过磅后,首先就应送入垃圾储池中,在垃圾存储池中进行搅拌、混合以及倒垛等操作,将垃圾渗滤液收集起来进行集中处理。其次,垃圾要沿下料装置放置到给料装置平台中,才能将其运送至焚烧炉中进行焚烧,经过焚烧后将炉渣排出焚烧炉。事实上,垃圾焚烧炉的种类主要由循环流化床炉、炉排炉两种,选择怎样的焚烧炉主要由垃圾焚烧工艺来决定。

1.2 余热发电

垃圾焚烧工艺中,对于垃圾焚烧炉还要配套一定的余热锅炉和汽轮发电机组来进行发电操作。其原理主要是通过垃圾燃烧产生的热量,经余热锅炉产生蒸汽, 蒸汽提供给汽轮发电机组,由发电机进行发电。余热发电不仅能够节能,更是保护环境,节约资源的重要措施。余热发电主要利用焚烧中产生的废气和余热进行蒸汽发电,其回收利用的途径非常多,具有综合利用余热性能好、可以直接利用等优势,是目前垃圾焚烧发电技术中非常值得推广的技术之一。

1.3 烟气净化与渗滤液处理

我们都知道,城市垃圾本身具有一定的有毒物质,在焚烧的过程中必定会产生许多有害气体和有害物质,最常见的就是烟尘、酸性气体以及重金属污染物。而对污染物进行无害化的处理是整个城市垃圾焚烧发电技术的关键之处,所以,我们一般采用半干式反应塔、袋式除尘器;干式反应塔、袋式除尘器等设备来对垃圾焚烧产生的烟气进行净化和处理。当垃圾存储池中的垃圾腐烂发酵后,就可以排除来及渗滤液。而对于垃圾渗滤液的处理更是垃圾处理中的关键环节,因垃圾渗滤液有非常大的臭味、氨氮含量及重金属含量都非常高,且有机物污染浓度高。所以,在进行垃圾发电的过程中,处理后的渗滤液一定要达到(GB16889-2008) 的处理保准来实施,使用MBR 等装置的生化和超滤系统,采用膜生物反应器的工艺来处理以实现达标标准。

1.4 炉渣、炉灰的处理

最后,垃圾焚烧后会在垃圾焚烧炉中产生大量的炉渣,且这些炉渣占到垃圾总重量的15% 以上,但这些炉渣有很大一部分是可以进行再利用的。我们可以讲垃圾焚烧后炉渣用于制砖、铺路等,而经过袋式除尘器留下的飞灰则没有任何利用价值,因此我们可以对其进行无害化处理后填埋。

2 城市垃圾焚烧发电的设备分析

2.1 焚烧炉焚烧工艺

事实上,垃圾焚烧发电是一个复杂、技术含量高的工艺,而作为焚烧过程的关键设备,焚烧炉是发电厂的核心。前面说到,目前我们用于城市垃圾焚烧发电的焚烧炉主要由循环流化床炉和炉排炉两种形式,循环流化床炉的工艺原理主要是基于循环流化床技术进行焚烧、供热和发电一体化的处理设备。而炉排炉的焚烧工艺主要是干燥、燃烧和燃烬等流程,当垃圾在路排上进行翻动时,垃圾受到来自炉排下部的高温着火燃烧,抽出高温一次风经过蒸汽空气加热器和烟气空气加热器进入炉膛,对垃圾进行干燥,二次风从顶部吹入炉膛,对燃烧补充一定的氧气,促进垃圾的充分燃烧。

2.2 余热锅炉与汽轮发电机组

垃圾燃烧产生的热烟气会经过余热锅炉进行换热,在余热锅炉中冷却后经过反应塔、活性炭喷射吸附、袋式除尘器等净化处理后就能进行排放。余热锅炉的工作原理就是通过受热面的水来吸收垃圾焚烧产生的热量,由此产生的蒸汽被运送到汽轮发电机组中进行发电。而此时产生的多余的热蒸汽则可以用于周边用户的使用,这样一来就可以提高其利用率,为保护环境和资源助力。

2.3 净化处理烟气设备

对于垃圾焚烧最后产生的烟气,我们知道会含有很多的有害物质,所以对烟气进行必要的净化和处理是保护环境的必要措施。烟气净化与处理设备主要包括反应塔、袋式飞灰收集器等部件,当烟气中的酸性气体进入反应塔后,由反应塔中的干法、半干法以及湿法等多种方法进行去除。其中干法的工作原理一般是通过使用消石灰与酸性气体进行反应来中和气体;而半干法主要是通过旋转喷雾器将氢氧化钙溶液喷入反应塔中进行中和反应;湿法反应则是要实现配置好烧碱溶液对酸性气体进行洗涤。

3 结语

综上所述,城市垃圾焚烧技术作为一项无公害、减量化和资源化的环境保护措施,不仅能够很好的解决城市垃圾围城问题,更能促进城市的可持续发展。在垃圾焚烧发电的实际运行过程中,我们要坚持“不分拣到位不焚烧、不财政全额不焚烧、不公开透明不焚烧、不公平补偿不焚烧” 的原则。相信在未来,我们将进一步发展城市垃圾焚烧功能,不断拓宽城市垃圾焚烧发电产业的更大空间,为人类的生存和生活创造更大的利益。

【参考文献】

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[2] 赵雪燕. 浅析城市垃圾处理技术[J]. 城市建设理论研究(电子版),2014,(16):3787-3787.

[3] 李同庆. 城市垃圾热解焚烧发电主厂房布置设计[J]. 能源与节能,2012,(12):40-41,50.

[4] 刘书敏, 秦彪, 李剑勤等. 城市垃圾焚烧发电污染物处理技术[J]. 广东化工,2010,37(1):93-94,99.

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中图分类号:P754.1 文献标识码:A 文章编号:

1引言

近年来,生活垃圾的处理已经成为了经济高速发展的大中型城市的难题,大量的生活垃圾严重污染了环境,影响了市容,制约着城市的进一步发展,作为可以将垃圾体积减小,质量减轻,同时能够进行能量再利用产生经济效益的方法——生活垃圾焚烧发电目前在发达国家所普遍采用。从1988年我国建造第一座垃圾焚烧发电厂之后,发展较为迅速。垃圾焚烧发电厂具有很好的综合效益,符合可持续发展的要求,前景广阔。

2垃圾焚烧发电厂的应用前提

关于是否采用垃圾焚烧发电厂,国家于2000年印发的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》对采用焚烧处理垃圾的最低发热量做了规定:“6.1 焚烧适用于进炉垃圾平均低位热值高于5000kJ/kg、卫生填埋场地缺乏和经济发达的地区。”可见生活垃圾的低位发热量是决定一个城市生活垃圾适不适合采用焚烧法处理技术的关键。一般认为,低位发热量小于3300kJ/kg的垃圾不易采用焚烧处理,介于3300~5000kJ/kg的垃圾可以采用焚烧处理,大于5000kJ/kg的垃圾适宜焚烧处理。

同时,为了确保垃圾的彻底燃烧和控制二恶因的产生,国家于2002年颁布实施的《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求生活垃圾的焚烧温度要大于850℃,停留时间要大于2s。根据热量衡算,垃圾进炉低位发热量应达到6280kJ/kg。考虑到整个焚烧工艺系统的经济性,业内人士提出7000kJ/kg经济热值的观点。

3 垃圾焚烧发电的设备

国内目前已建成的生活垃圾发电设施大都采用引进国外垃圾焚烧设备,但进口的焚烧设备在国内应用效果并不好,往往处于非经济运行状况甚至运行后效率低下而面临着大型改造。

3.1 垃圾焚烧锅炉利用效率低下的原因

早期垃圾焚烧锅炉自身热效率较低

早期引进焚烧设备主要解决低热值生活垃圾能够燃烧、减容和无害化处理。限于当时技术条件与客观因素,20世纪80年代国内首次引进的垃圾焚烧锅炉热效率为65%,远低于同年代普通工业锅炉(80%以上)和电站锅炉(90%以上)。由于垃圾燃烧烟气中主要由含氧成分构成腐蚀性气体,对余热锅炉受热面产生高温腐蚀和低温腐蚀;余热锅炉设计难以选择较高蒸汽参数。为避免低温腐蚀,垃圾锅炉排烟温度又不能过低,一般在控制在200℃以上;因而,提高垃圾焚烧锅炉热效率亦受到一定限制。

(2)垃圾焚烧锅炉效率偏低

目前垃圾焚烧锅炉的效率偏低,主要原因有以下三个:一是作为燃料的国内城市生活垃圾目前由于分拣程度不高,高水分、低热值,与西方国家对应设计的燃料参数有较大的差别,在运行后需要额外进行投油或者投煤助燃;二是焚烧锅炉热功率相对较小,蒸发量一般为10t/h,不会超过100t/h,出于经济原因,能量回收措施有局限性。三是机组排汽热能无法充分利用。受天气因素影响,排汽参数不可能低于对应的饱和温度。蒸汽在汽轮机内膨胀做功降压至排汽压力后即进入凝汽器中凝结放热。这部分蒸汽能量难以直接利用,在热力学上称之为不可利用热能,一般占全厂热能损失一半以上。

因而,提高国内垃圾焚烧热能——电能转换效率主要途径有以下三项:一是改善入炉燃料的参数;二通过根据中国国情设计制造焚烧设备,提高垃圾锅炉热效率;三是选择适当的发电工质参数;四是完善本厂热力系统。

4 提高热能利用效率的有效途径

4.1降低生活垃圾入炉前的含水率

(1)根据相关理论推导:垃圾维持自行燃烧需要的最低热值应随垃圾水分的升高而增加,当垃圾含水率分别为40%、48%和55%时,对应的垃圾最低热值分别为7658、7908和 8126kJ/kg。对于采用混合收运的生活垃圾来说,降低生活垃圾的含水率污泥是提高生活垃圾热值的最有效办法。因此在许多生活垃圾焚烧发电厂焚烧炉前设置垃圾池,其很重要的作用就是降低垃圾的含水率。在堆贮的过程中,一部分水分被沥干,一部分水分在近似堆肥化的过程中蒸发流失。天津顺港垃圾焚烧厂原生垃圾在垃圾坑里面贮存5到7天,用抓斗进行翻堆,在夏季含水率从50%~60%降低到30%~48%,低位热值从4180~4600kJ/kg提高到4600~ 5130kJ/kg。

(2)根据相关实验证明:混合原生垃圾在密闭的垃圾仓内,堆高1.5m,通过强制通风,二次翻堆,含水率62%的混合生活垃圾,7天后含水率降至45%左右,垃圾低位热值超过焚烧基本要求值。

4.2提高锅炉热效率,降低散热损失

垃圾焚烧锅炉在正常运行过程中,需将炉水表面含盐分较高的炉水排出,一般在上锅筒设连续排污系统。此外锅炉还在底部设定期排污系统,将炉水底部渣、垢排出。锅炉运行中可设置集中排污扩容热能利用设备,对这因排污带走热量进行有效利用,产生经济效益的同时降低散热损失。

4.3提高锅炉出口蒸汽参数

垃圾发电厂属于小型热力发电厂,发电工质提高压力需提高热力设备承压等级;过高温度需采用价格昂贵的耐高温腐蚀金属材料制造过热器,其整体经济效益不一定经济。因而,一定要测算出设备投入——产出效能比较并与汽轮发电机组相匹配,优选最佳方案。目前国内外大中型垃圾发电厂常选用发电工质参数为4.0MPa/400℃过热蒸汽,发电汽耗率小于6.0kg/(kW·h)。2003年建成的温州第2座垃圾发电厂,采用国产垃圾焚烧锅炉。其蒸汽参数为3.9MPa/450℃,发电汽耗率已接近5.0kg/(kW·h)。已达到当代垃圾电厂国际先进水平。

4.4优化热力系统

由于焚烧炉采用进口设备,而热力系统设备往往在国内采购,在热力系统的设计中,存在一些可利用热能未充分利用,而早期引进的垃圾电厂的蒸汽式空气预热器、除氧器、锅炉给水加热器直接由锅炉减压供汽,未利用其压差发电,直接造成了蒸汽可用能的损失等。

通过优化热力系统,增加热能利用率,合理平衡机组发电能力与对外供热用户需求,尽可能地利用焚烧锅炉提供的热能。

5 结速语

用焚烧方式并回收其中能量的垃圾处理技术在近20年得到了迅速发展。焚烧垃圾,回收能源,以实现城市生活垃圾的减容化、无害化和资源化,符合可持续发展的要求。但是由于垃圾焚烧炉产生的烟气具有腐蚀性大,易产生高温腐蚀和低温腐蚀的特点,因此可通过适当选型,降低焚烧锅炉散热损失,对进厂垃圾进行堆酵以沥出其中水分,提高入炉垃圾低位热值等方法和手段提高锅炉热效率。从而也提高了垃圾焚烧发电厂整体的热能利用效率。

参考文献:

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贵阳市是贵州省的省会,简称筑。贵阳市位于贵州省中部,2007年末全市总人口(常住一年及以上)为356.77万人,市域总面积8034平方千米,市区面积2403平方千米。全市辖七区一市三县,是全省政治、经济、科技、教育和文化中心。

1 贵阳市生活垃圾现状及预测

1.1贵阳市生活垃圾产生量及预测

2008年末,贵阳全市总人口为393.86万人[1],比上年增加37.09万人,人口自然增长率4.4‰。近期内,垃圾的日产量每年将保持4%以上的增长速率,在2008年末、2009年初达到1300t/d的垃圾日产量。

1.2贵阳市生活垃圾的成分及预测

城市生活垃圾的成分特性对于垃圾焚烧项目的预处理设备选型和燃烧工艺的组织具有重要的意义。城市生活垃圾中不同物质的种类很多,同时,每天的垃圾成分都在变化,给分析统计带来很大的困难。但从总体上看,其组成还是有规律可循的[2],主要包括居民生活垃圾、商业垃圾、建筑垃圾和街道清扫垃圾等。居民生活垃圾主要以塑料袋和菜叶、果皮、厨余、煤渣为主,而学校、机关行政单位、医院(不包括医疗废弃物)、旅游点主要以塑料、纸张等为主,而街道清扫垃圾主要以树叶、泥土等为主。居民生活垃圾和农贸市场、沿街商店是城市生活垃圾的主要来源,垃圾呈现有机物较多,可燃成分较多的特点。具调查资料分析, 1998年贵阳市的垃圾主要特征如下:含水23.17%~37.38%;容重0.498~0.608t/m3;含有机物8.95%~19.31%。

影响生活垃圾成分构成的重要因素是居民的生活水平和消费结构, 以及民用燃料组成结构的变化[3]。随着经济的发展,居民燃气化程度的提高,贵阳市所产生的生活垃圾中的性质发生了变化,厨余垃圾、废旧塑料、废旧橡胶、废布、废纸等有机物逐渐增加。目前,贵阳市的垃圾主要特征如下:含水为50%、有机物为30%,其它为20%,垃圾热值约为1500KJ/Kg。预计未来贵阳市城市生活垃圾性质的变化趋势: 1)有机物含量将提高, 无机物含量将相应下降;2)纸、塑料、织物和金属的含量逐步上升;3)总氮、总钾含量随着有机物含量的提高而相应增大;4) 可燃物含量逐年上升, 垃圾的热值也有所提高。

1.3 贵阳市生活垃圾处理现状

目前,贵阳市城区垃圾的日产量已达到了1250余吨。并以每年4%的速度增加。2001年、2003年先后建成高雁、比例坝两座城市生活垃圾卫生填埋场,垃圾无害化处理率达到83.01%。云岩区、南明区、乌当区的生活垃圾都进入高雁填埋场进行无害化处理;而位于白云区的比例坝城市生活垃圾卫生填埋场承担白云区、金阳区和高新区的生活垃圾无害化处理。

高雁城市生活垃圾卫生填埋场位于贵阳市东北郊的乌当区东风镇,距贵阳市16公里,占地约97万m2,库容量1980万m3,设计日处理城市生活垃圾800吨,最大日处理量2595吨,设计使用年限为31年。高雁垃圾场总投资15050万元,于1998年12月动工,2000年10月完成主体工程,2001年12月20日开始试运行。

比例坝城市生活垃圾卫生填埋场位于贵阳市白云区,麦架乡马堰村境内,距贵阳市中心约26公里,金阳新区15公里,白云区10公里。占地面积98.33万m2,有效库容894万m3,日处理垃圾为600吨,设计使用年限27年,总投资13660万元。该场于1999年12月动工,2003年12月完成主体工程。

2 建设垃圾焚烧厂需要具备的条件

2.1 较高的城市生活垃圾热值

垃圾的热值一般需达到4187kJ/kg,才能不加辅助燃料进行焚烧发电。目前,我国城市垃圾热值低,夏天水分含量高,地区差别大,东部地区城市平均为3140kJ/kg,中部地区为2219kJ/kg,西部地区为1507kJ/kg,只有少部分城市生活垃圾低位热值高于4187kJ/kg,如北京朝阳区,上海浦东、浦西区已具备不加辅助燃料焚烧发电的条件。因而,就全国而言,还不具备将所有垃圾进行发电的条件[4]。贵阳城市生活垃圾,水分含量高达50%,热值为1500kJ/kg左右。因此,现阶段贵阳不具备垃圾发电的条件,即建立垃圾焚烧发电厂不可行。

2.2 较强的城市经济实力

焚烧发电技术是处理城市生活垃圾污染并回收利用垃圾能量的有效方法,西方工业发达国家已经应用一个多世纪,国内第一个垃圾焚烧发电厂在1987年投入运行,但国内应用仅20余年。表1分析了城市生活垃圾焚烧发电厂建设费用的典型实例[5]。

表1  城市生活垃圾焚烧发电厂建设费用

由表1可见,在高额建设费用中,很大比例用于城市生活垃圾焚烧发电设备引进、购置。据估算,筹建国内大型垃圾电厂,采用外国政府贷款,主要设备(焚烧炉、尾气处理设备等)进口建设投资高,为卫生填埋的6倍以上。如上海浦东、浦西垃圾电厂(设计处理垃圾能力1000t/d),总投资估算为7亿元人民币。垃圾发电运营费用也较高,如深圳宝安垃圾电厂,当地政府每年需补给2300万元。因此,每吨垃圾政府需补贴100~200元,才能有经济效益。据尹爱国等分析茂名市要建成城市垃圾焚烧发电厂将要耗资18703.53 万元人民币,要维持其正常工作,茂名市政府每年必须在财政上补贴486.62 万元,即每处理1 吨垃圾政府必须在财政上补贴33.33 元[6]。

根据上述经济效益分析,假如贵阳市要建成设计处理垃圾能力1000t/d的城市垃圾焚烧发电厂将要耗资7.25亿元人民币,要维持其正常工作,贵阳市政府每年必须在财政上补贴一些资金。目前, 从贵阳市经济实力来看,贵阳市在财政暂时无法承受巨额的建设费用和昂贵的运行费用。

3 结论

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作为人类影响环境的产物,垃圾既是一种污染源,也是一种社会财富。“垃圾发电”是将垃圾通过特殊工艺处理,实现综合利用,其特点是减量性好,无害化程度高,防污染彻底且有一定的经济回报。研究发现,2吨垃圾燃烧所产生的热量,相当于1吨煤燃烧的能量,可通过发电机组转化为电能。有专家预测,21世纪垃圾发电将成为与太阳能发电、风力发电并驾齐驱的无公害新能源。

一、我国目前垃圾发电现状

我国自1985年在深圳建立垃圾焚烧发电厂以来,先后在珠海、杭州、上海、绍兴等15个城市建成了20座垃圾焚烧发电厂并投入运行,而每天焚烧1000吨垃圾发电规划的城市就有数十座之多,据统计我国目前我国建成、在建和正在报批的垃圾发电厂已有140多座。

1、深圳。深圳市市政环卫综合处理厂是我国第一座现代化垃圾电厂。该厂于1984年开始筹建,1988年投运,一期工程建有两台进口倾斜反推往复式炉排垃圾焚烧锅炉,5OOkW发电机一台,处理垃圾能力2x150t/d。二期工程扩建第三台垃圾焚烧锅炉,新加一台4000kW发电机组,垃圾处理能力增为3x150t/d,年发电量0.227亿kWh。随后又投资0.9亿元建成龙岗区中心城环卫综合处理厂,日处理垃圾600吨,装机1.2万kW。其后深圳又投资4亿元,建设容量更大,工艺更先进的老虎坑垃圾焚烧发电厂,一期工程日处理垃圾600吨。深圳市南山垃圾发电厂日处理生活垃圾800吨,年发电量0.9亿kWh。

2、北京。北京朝阳绿色环保电站是我国目前最大的垃圾发电厂。该厂于2002年底建成,总投资6.8亿元,安装两台进口炉排炉,1台2.5万kW发电机,每天焚烧垃圾1300吨,年发电1.36亿kWh。二期于2005年底建成。增添了300t/d处理能力,安装了2.2万kW发电机,年发电量增至2.25亿kWh,。此外,北京规划建再4座垃圾发电厂,均采用国外设备,约投资20亿元。

3、上海。上海浦东御桥垃圾发电厂是国内第一座日处理千吨以上的大型现代化生活垃圾发电厂,总投资6.7亿元,拥有3套350t焚烧处理炉,选用法国进口倾斜往复阶梯炉排,配两套8500kW发电机,每天可处理120-150万立方城市居民产生的生活垃圾,每年可上网售电1.1亿kWh。根据上海市规划,今后拟建11座垃圾电厂。

二、行业发展面临的障碍

1、垃圾发电成本难越。垃圾发电的收入主要来源于卖电收入和政府返还的垃圾处理费,而垃圾发电的成本主要来自垃圾处理成本和发电运行成本。目前我国许多垃圾焚烧电厂面临收不到垃圾处理费和上网电价偏低的双重压力。而且我国各地的垃圾处理费标准不一致,据了解,上海发电垃圾处理费是240元/吨,江苏在100元/吨以内,济南则是78元/吨,各地垃圾处理费标准的不统一使得垃圾发电市场上出现了鱼龙混杂的情况。不单如此,许多城市居民的垃圾处理费还收不上来。此外,由于我国垃圾没有实现分类收集,大多数生活垃圾热值低,垃圾焚烧时需添加大量燃料助燃,使垃圾处理和发电成本大幅提高,投资积极性受到影响。在上网电价上,相对于发达国家,我国上网电价不但偏低,而且各地标准还不一致,越往北越低,深圳是0.7元/度左右,江苏为0.527元/度,山东仅为0.39元/度。垃圾处理费和上网电价偏低的双重压力,使得国内目前建成的垃圾发电企业,许多都陷入了成本与补贴之困,经济效益普遍不好。

2、垃圾发电急需优惠政策。垃圾发电行业在国外许多发达国家迅猛发展的一个重要原因就是政府不断加大政策扶持和补贴力度。这是因为,垃圾处理和垃圾焚烧发电,所追究的是环境和社会两个效益,属于社会公益事业,是政府政务的一部分。在这样的理念下,这些国家的垃圾发电都有政府在支持,企业的经济风险很小。而在我国不少地方,虽然提倡垃圾发电产业,规定支持环保企业,实际上却没有实施细则,缺乏足够的政策保障,仅有的一些补贴优惠政策,也难以落到实处,税务总局的减免税名录也没收入垃圾发电企业,垃圾发电厂要交纳各种税负,负担较重,这是我国发展垃圾发电产业近20年难以迅猛发展的一个重要原因。

3、垃圾发电技术尚待突破。垃圾焚烧发电会产生一个副产品二恶英,它被世界卫生组织称作“最毒的致癌物质”,对人类健康危害极大。目前国内大部分垃圾焚烧电厂根本无力处理,环保部门的软硬件条件也不够,监测无法到位,有些垃圾发电厂甚至根本就不进行检测。还有设备装备问题,国内装备水平与发达国家相比差距较大,焚烧装置的核心设备需要从国外进口,尤其是大容量设备的国产化率很低,造成了运营成本据高不下,加大了垃圾发电厂的负担。

三、今后发展对策

1、垃圾发电不宜片面追求产业化。垃圾发电的根本目的是综合处理垃圾和防止一次污染。垃圾减容和转换为能源是垃圾焚烧发电的突出优点,但这并不是这项工作的重点。如果垃圾发电片面追求产业化和经济效益,不仅会造成一次污染,还将严重影响垃圾处理产业化的发展。我国垃圾发电目前执行的是1999年出台的城市生活垃圾焚烧污染控制标准,这个标准大约相当于发达国家上世纪70年代的污染控制水平。尽管如此,我国现有的垃圾焚烧厂大多数都达不到这个标准的要求。在这样的背景下,如果没有一定的资金和技术支持,就盲目建设垃圾焚烧发电厂,片面追求高经济效益,必然会造成严重的环境污染问题。因此,各地建设垃圾焚烧发电厂一定要综合考虑各种因素,慎而为之,防止小火电项目借机上马。

2、完善垃圾发电相应法律政策。各发达国家都针对各自的垃圾发电制定了相应的优惠政策,可以说,在世界范围内,没有优惠政策和各种补贴,垃圾发电难以产业化。没有政策来“发酵”,垃圾不可能产生“蝶变”。我国应尽快完善与垃圾电站相关的法律、法规以及与之相关的设计、制造的规程、规范。只有明确了垃圾分类回收的办法并实施,才能为垃圾的无害化处理创造良好的条件。只有明确了相应的设计、制造的规范、标准和各种投资、税收、补贴等政策,垃圾发电才能走上规范化轨道,为国内外资本追逐的“黄金”,而不是赔钱的“包袱”,相关的设备制造业也才能跟进,从而推动整个行业有序、健康发展。

3、中国垃圾处理技术要有全新突破。我国垃圾焚烧发电目前执行的排污标准同国外发达国家污染控制水平相比较低,随着环境要求的日益提高,对清洁焚烧工艺必然会有更高的要求。因此,我国要发展垃圾焚烧发电业,必须加大适合国情的技术设备的研究开发力度,尽快提高垃圾焚烧污染控制水平,使垃圾焚烧真正无害化。目前国内一些高等院校(如北大、清华、浙大)、科研机构(如中科院)、环保企业已经对垃圾焚烧处理技术进行了研究开发,取得了一定成果,有的已转化为现实的生产力。

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中图分类号: TM61文献标识码:A 文章编号:

前言

目前, 我国有600 多个大中型城市, 由于人口集中, 经济相对发达, 资源能源消耗量高, 城市的垃圾污染问题都比较严重。据统计, 目前我国大中型城市人均年产垃圾440kg, 城市垃圾的年排放量接近1.5 亿t, 且仍以年均8%~10%的速度增长。大量的垃圾占用土地, 影响生态环境, 污染空气, 其中的有害物质还会危害到人类的健康。中国已成为世界上垃圾包袱最重的国家, 城市垃圾的无害化、减量化和资源化处理已迫在眉睫。

一、我国城市生活垃圾处理现状

城市生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧等。填埋法方便易行, 处理量大, 是现在城市垃圾处理的一种主要方法, 但是易造成二次污染, 特别是垃圾中的一些有毒有害物质填埋腐烂后, 渗透到地下, 引起地下水的污染; 同时产生的一些有害气体, 造成环境的二次污染, 并且需占用大量的土地;堆肥法则由于经济实用化肥的大量普及, 堆肥的市场越来越小, 大量的堆肥厂已陷入困境。而且, 在我国, 目前仅有1 /3 的垃圾实行了卫生处理; 目前焚烧法是最有效的方法, 可以使城市垃圾处理基本上达到了减量化、无害化和资源化的目的。垃圾焚烧后, 一般体积可减少90%以上, 重量减轻80%以上; 高温焚烧后还能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物质, 可有效地控制二次污染。垃圾焚烧后产生的热能可用于发电供热, 实现资源的综合利用。

垃圾的燃烧过程,本质上是质量传递、热传递、动量传递、化学反应、结构变化等物理化学反应综合在一起的一个复杂过程。从固体燃料燃烧理论的角度分析,作为定性的燃烧阶段划分,废物的燃烧过程可以分为预热、水分蒸发、升温、挥发份析出、着火和固定碳燃烧燃尽等过程。伴随着这些过程的开始、发展、结束和交替,垃圾先吸取热量,温度上升,失去水分,局部分解析出可燃成分,然后着火燃烧,放出热量,直到燃尽冷却。废物本身的质量也随着这些过程逐步减少,直到残留灰渣。其中,垃圾焚烧余热的利用成为人们普遍关注的问题,其利用方式主要有三种:发电、供热和热电联产,受我国可再生能源的影响,绝大多数垃圾焚烧余热都是用于发电,极少部分开始用于供热或热电联产。

二.垃圾焚烧发电技术

1 垃圾焚烧发电系统工艺流程

垃圾焚烧发电技术是利用垃圾在焚烧锅炉中燃烧放出的热量将水加热获得过热蒸汽, 过热蒸汽推动汽轮机带动发电机发电, 供应电网。垃圾发电主要工艺环节为:

( 1) 垃圾的预处理;

( 2) 垃圾运输送入锅炉;

( 3) 垃圾在锅炉中着火和稳定燃烧;

( 4) 蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。

2常见垃圾焚烧炉型

目前, 国内外用于焚烧垃圾的锅炉主要有: 机械式层燃炉排焚烧炉、循环流化床焚烧炉和旋转窑型焚烧炉。其中, 层燃垃圾焚烧, 技术较为成熟, 锅炉具有体积小、操作方便、工作可靠等一系列优点。如英国的康万特垃圾热电厂、美国的新泽西州垃圾电厂都采用德国巴布科克提供的炉排链条炉。

循环流化床燃烧技术一般将垃圾与煤炭或重油掺烧, 其发电消耗热量中煤炭或重油的热量比超过20%。每种炉型各有优缺点, 应综合对垃圾的适应性、设备投资费和运行维护费、垃圾资源化、减量化、无害化的综合指标等各种因素进行全面的评价。我国城市垃圾的特点是无机物含量高于有机物含量, 不可燃成分高于可燃成分。但不同类别城市之间差别较大, 中小城市垃圾有机含量多为20%左右, 一些大城市如北京市的垃圾有机质含量可高达40%以上, 另外我国垃圾的发热值较低。因此根据我国城市垃圾的特点, 大中城市垃圾发电焚烧宜采用流化床燃烧方式, 小规模的旋转式燃烧( 回转窑) 适宜在小城市采用。

流化床燃烧技术是本世纪60 年代迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。利用炉内燃料的充分流动、混合, 达到高效燃烧。我国在利用流化床燃烧技术燃用低热值燃料方面处于国际领先水平。特别是浙江大学热能工程研究所多年来进行废弃物( 如洗煤泥、煤矸石、城市生活垃圾等) 研究开发和应用, 成功开发出异重流化床城市生活垃圾焚烧技术, 可实现高效清洁燃烧。采用流化燃烧技术焚烧垃圾的优点主要表现在以下几个方面:

( 1) 操作方便, 运行稳定。由于流化床床料为石英沙或炉渣, 蓄热量大, 因而避免了床的急冷急热现象, 燃烧稳定。垃圾的干燥、着火、燃烧几乎同时进行, 无需复杂的调整, 燃烧控制容易, 易于实现自动化和连续燃烧。

( 2) 设备寿命长。炉内没有机械运动部件, 使用寿命长。

( 3) 可采用全面的防二次污染的措施。对焚烧时产生的有害物质进行处理, 在不增加太多投资的前提下, 可将NOX、SO2等气体排放控制在国家标准以下, 炉渣呈干态排出, 便于炉渣的综合利用。

( 4) 流化床焚烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高, 相同垃圾处理量的流化床焚烧炉和炉排炉相比体积要小, 故而投资小, 适应于大型化发展。

( 5) 燃料适应性广, 可燃烧高水分、低热值、高灰分的垃圾, 床内混合均匀, 燃尽度高, 使垃圾容积大大减少, 特别适应于垃圾热值随季节变化很大的特点。

因此, 流化床垃圾焚烧是一种综合性能优越的焚烧方式,尤其适合我国垃圾热值低、成分比较复杂的国情。随着我国人民生活水平的提高, 城市生活垃圾中无机物含量将大幅度下降, 有机物、纸等高热值废弃物成份逐渐上升, 使之具备了能源化利用的可能。当城市生活垃圾热值随着季节变化或影响过低时, 为保证供电或供热, 可将垃圾与辅助燃料( 如原煤、废油等) 在同一炉内混烧。

三、我国垃圾发电的发展前景及方向

目前我国90%以上的城市采取填埋的方式处理垃圾,垃圾填埋场中蕴藏的填埋气资源已被人们认识。为利用垃圾填埋气发电在我国的发展打下了良好的基础。如果所有的垃圾场填埋气都能被收集起来,将有大量的填埋气可用于发电。焚烧处理垃圾利用其余热发电是垃圾处理无害化、减量化和资源化的有效的途径。由于人民生活水平的提高,垃圾的热值也随之升高,这使得垃圾作为新能源变为可能。国内一些城市采用国外技术或国内自行开发技术建设和正在建设一批垃圾焚烧发电厂,已取得一些经济效益和环境效益,随着国家环保政策的实施和城市基础建设的加快,垃圾焚烧发电在我国将会得到迅速发展,必将成为我国主要的垃圾处理方式。垃圾气化发电技术尚处在研发阶段,但是由于其不会造成二次污染,垃圾减容显著,且能源回收效果好,将会替代焚烧技术成为下一代垃圾处理的主流技术。

结束语

随着城市和人口规模的急增, 生活垃圾产量也快速递增, 使原有的垃圾填埋场趋于饱和, 而垃圾焚烧技术可以最大限度地延长垃圾填埋场的寿命, 使垃圾得以减量、无害和资源化的综合利用。人民生活水平的提高, 使生活垃圾中可燃、易燃物含量增加, 垃圾热值提高, 为垃圾焚烧技术应用和发展提供了条件。因此垃圾焚烧处理正逐步成为许多城市解决垃圾出路问题的主要措施。

参考文献

[1] 左漪,王圣,孙雪丽,李亚春.我国垃圾发电清洁发展机制项目开发现状及前景剖析[J]. 华东电力. 2009(04)

[2] 我国垃圾发电的发展前景[J]. 贵州水力发电. 2009(02)

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关键词:生活垃圾;焚烧发电;环境影响;二f英

Abstract: with the development of our society and accelerating urbanization, garbage has become the bottleneck of restricting city development. To develop life waste incineration power generation technology not only can break the deadlock garbage siege, and can reduce the amount of coal, diesel oil and other energy use. In recent years, the national industrial policy has been encouraging each big, medium-sized city construction waste incineration power projects, the number of waste lncineration plant in China increased year by year, the scale is more and more big. This paper focus on living garbage burned power generation technology, analyzes the feasibility of garbage burned power, introduced the domestic and foreign latest garbage burned power generation technology and treatment effect, this paper expounds remove waste incineration waste gas of dioxin measures, in the final analysis, forecast waste incineration power to the periphery environment influence.

Keywords: life waste; Burning power; The environmental impact; dioxin

近年来,随着世界环保要求越来越高,发展低碳经济的呼声越来越响。实现垃圾的无害化处理,在城市中建设中大型垃圾焚烧发电项目正符合国家的发展方向。生活垃圾焚烧发电技术这几年发展很快,2003~2008年,我国垃圾焚烧厂由47座增加到74座,处理量增加3.3倍。减少滋扰、节约资源是垃圾处理的最终目标,而垃圾焚烧发电符合这两个要求,在有效处理垃圾的同时,还对废物的回收利用,把剩余废物转化成电力,实现能源和资源的可持续发展。

一、垃圾的焚烧发电是城市生活垃圾的最终出路

进入21世纪,随着城市化进程的加快,城市人口增长速度越来越快,加上不可控制的城市流动人口,导致城市垃圾产生量迅速增加,由于垃圾的分解速度慢,垃圾填埋会占用大量土地、污染土壤、污染地下水资源、影响空气质量、污染大气、孳生苍蝇、传播疾病、影响环境卫生和居民健康。垃圾焚烧发电可更好地实现垃圾资源化、减量化、无害化处理,有利于资源和环境的可持续发展。《国家环境保护“十二五”规划》指出固体废物安全处理处置应鼓励垃圾焚烧发电。垃圾焚烧发电由于具有占地面积小、无害化及减量化效果好、处理快速特点和环保和能源的双重效益,在日本、丹麦等发达国家已经成熟运行,在我国处于发展中的阶段,是我国城市垃圾处理的最终出路。

二、国内外最新的垃圾焚烧发电技术及其优缺点

1、国外最新的垃圾焚烧发电技术

国外垃圾焚烧发电采用的技术主要有CAO燃烧系统、TOPS燃烧系统、RDF(固体燃料燃烧技术)技术、超级垃圾发电系统等,其中RDF(固体燃料燃烧技术)技术可以实现垃圾焚烧的无害化和有效利用废弃物的双重目标;而TOPS燃烧系统是目前世界上能耗最低、获得的能量最大的燃烧系统,下文着重介绍TOPS燃烧系统。

加拿大瑞威环保有限公司在加拿大安高集团研发的COA(Controlled Air Oxidation)系统的基础上,进一步改进开发出更加先进的垃圾处理系统TOPS燃烧系统。TOPS系统的特点是占地面积小、处理能力大、自动化程度高、加热回收能力强,即使垃圾不分类也可是实现充分的分解和燃烧,但是该系统燃烧玻璃和金属。TOPS系统有多台初级燃烧室,一台二次燃烧室,进风设备,温度控制系统和余热发电设备构成。在初次燃烧室里加入垃圾,燃烧几个小时后二次燃烧室自动启动,大约二十小时后初级燃烧室氧化反应完成,待炉体冷却之后,利用自动装置清理灰渣、分离玻璃和金属。

TOPS系统的特点包括:第一,垃圾在静止不动的条件下被缓慢分解;第二,初级燃烧室的温度较低,只保证有机物氧化分解,玻璃和金属保持原状;第三,该系统的尾气的烟尘含量很低,有害气体的含量低,热解过程中灰渣的安定性好;第四,该系统没有部件在高温状态下移动,能耗低、造价低、经久耐用、安全可靠。

2、我国主要的垃圾焚烧技术及其特点

我国的垃圾焚烧发电焚烧炉主要有炉排式和流化床式,马丁炉排炉技术(SITY2000)在我国得到广泛推广和应用。

马丁SITY2000炉排炉是一种典型的机械炉排,整个炉排设计成一个斜平面,倾角向下为24~1°,根据垃圾的热值情况设置斜平面纵向的长度,横向方向由传动独立、结构相同的炉排组成。每列炉排均采用结构相同的活动炉排片与固定炉排片以行为单位交错布置,活动炉排片行在固定炉排片行上做来回往复的逆推运动,在炉排与炉排之间设置固定的隔墙,炉排的列数是由处理垃圾的能力决定的。 马丁SITY2000炉排技术的一个显著特点就是可以根据项目垃圾的处理能力设置相应的炉排列数,目前200t/天、300 t/天、400 t/天、500 t/天、600 t/天等系列产品已经在我国得到应用,并且我国已经在建800 t/天及以上的特大型焚烧炉。

循环流化床燃烧技术是一项从上个世纪80年代开始发展起来的应用于环保、能源领域的技术。国内循环流化床垃圾焚烧技术主要以中科院、浙大和清华等为代表,具有完全自主的知识产权,摆脱了在垃圾焚烧处理行业长期受国外公司的技术牵制的状况,已经在国内建设了20多个循环流化床垃圾焚烧项目。循环流化床燃烧技术适应焚烧低热值、高水分的垃圾。在焚烧垃圾时,采用几十倍于垃圾量的石英砂(或炉灰)作为床料加热垃圾燃料,垃圾和床料都处于高速空气形成的流化状态,瞬时干燥高水分含量的垃圾,并在几秒之内把它引燃,其残渣中的未燃份(即炉渣热灼减率)<1%;流化床焚烧炉宜于燃烧组份复杂的城市垃圾。随着近些年对循环流化床垃圾焚烧工艺的系统研究逐渐深入,设计先进的垃圾给料和底渣排出设备的研制开发,许多新建的循环流化床垃圾焚烧项目可以达到稳定运行的效果;单炉处理量较大,单炉处理能力已达400-500吨/日,已适应大型垃圾焚烧厂的建设要求。投产的项目有浙江嘉兴热电厂1000t/d垃圾焚烧发电项目、广东省东莞市1000t/d垃圾焚烧发电“BOT”项目等。

3、其他垃圾焚烧技术

目前,还有很多正在研究的新型垃圾焚烧技术,例如气化熔融炉、旋转窑式流化床焚烧炉等等。气化熔融炉能大大提高焚烧炉的烟气温度和燃烧效率,在没有外部能源支持的情况下可以得到1300℃的较高烟气温度,这样可以保证垃圾燃烧的稳定性,显著降低二次污染。垃圾焚烧的前进方向是资源化、减量化、无害化、稳定化、快速化、高温燃烧和高效利用。各种高新技术的应用,各种全自动控制设备的研发,使得焚烧设备结构不断改进,设施更加完善,从单一的处理垃圾的公益性设施发展为综合性、效益型系统。

三、国内外最新的去除垃圾焚烧废气中二f英的措施及其处理效果

垃圾焚烧发电技术虽然是目前最有效的实现垃圾的资源化、减量化处理技术,但在我国尚未真正普及。主要制约因素是焚烧废气中含有二f英。二f英是对人体和环境危害极大的物质,控制二f英排放的技术是否先进可行已经成为建设一个垃圾焚烧发电处理技术时首先要考虑的问题。

1、二f英的理化性能及形成机理

二f英(Dioxin)是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质,二f英实际上是二f英类(Dioxins)一个简称,它并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物,全称分别是多氯二苯并二f英(简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃(简称PCDFs)。多氯二苯并呋喃(PCDFs)由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环。每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,从而形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。所以,二f英包括210种化合物,这类物质非常稳定,二f英在标准状态下呈固态,熔点约为303~305℃。极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质。二f英土壤中的半衰期为12a,气态二f英在空气中光化学分解的半衰期为8.3d,在人体内降解缓慢,主要蓄积在脂肪组织中。据报告,二f英的毒性是氰化钾的1000倍以上。其在烟气中以固态存在,与汞蒸汽等重金属气溶胶一起,吸附在微小颗粒物上。垃圾焚烧发电中,但温度为550℃~750℃时0.1~0.2秒会产程大量二f英,研究表明,超过25%的PCDDs和90%的PCDFs在焚烧的高温烟气643℃~487℃生成。

控制垃圾焚烧所产生的二f英污染物的排放,需从控制来源、减少生成、避免炉外低温再合成等三方面入手。

2、焚烧前控制二f英的产生

垃圾预处理是控制二f英的重要手段。固体物料在进入焚烧炉前应进行破碎以减小颗粒尺寸,增加与燃烧空气的接触,以获得均匀燃烧。在垃圾进入焚烧炉之前,应采用垃圾分选技术,分选出垃圾中铁、铜、镍等过渡金属;减少含氯有机物的量,从源头减少垃圾焚烧二f英生成的氯来源。

3、过程控制技术减排二f英

过程控制技术主要通过控制燃烧条件,避开再合成PCDDs和PCDFs的峰值温度区250℃~500℃,以减少前驱物和二f英的合成。(1)、可以保持燃绕温度在850℃以上超过两秒,实现”3T+E”工作原则;(2)、300℃的环境中二f英的浓度取决于含氧量,缺氧的环境会导致二f英浓度的降低,一般工程中含氧量控制在9%以下;(3)、添加抑制PCDDs和PCDFs生成的物质,S通过形成硫磺酸、盐酸前驱物或含S化合物抑制形成PCDDs和PCDFs ;(4)、烟气采用骤冷避开二f英形成高峰区(250℃-400℃),使烟气在250℃-400℃停留时间降到最短;(5)、避免催化剂的载体粉尘,合理设计锅炉使温度达到450℃之前大量减少烟气的粉尘含量。

4、尾气处理技术减排二f英

二f英末端控制因其具有“Police Filter”功能而广泛采用,其中Remedia@催化过程系统,选择性催化分解法(SCR),固定床活性碳法及活性碳喷注法是比较先进的方法。

Remedia@催化过程系统是“催化过滤”技术与“表面过滤”技术的结合,气态的二f英被彻底分解,减少了二f英再形成的潜在可能,系统不需要化学物质和喂料装置,该技术实施简单,不需要对原有设备做大的改动,粉尘捕集率高,过滤压降低,机械寿命长。

一般SCR设备设在控制流程末端布袋除尘的后面,成蜂巢式。此时布袋除尘要使用脱膜技术以免催化剂被粉尘堵塞,SCR对含二f英的反应温度在250℃~350℃。利用脱氯反应的触酶,例如Ti-V系催化系统是苯环裂解。

喷注(ACI)吸附技术是在烟道流进入布袋前注入活性碳吸附二f英,将气相二f英转化为固相,再用薄膜滤袋去除。理论上只要活性碳足够多,吸附率可以高达90%以上,是国内的最常用方法。但是此方法消耗了大量的活性(200mg/Nm3)不好控制。

四、小结

总而言之,垃圾焚烧发电技术具有环保和能源双重效益,是一种低碳经济,是可持续发展的需要。垃圾焚烧发电是我国城市生活垃圾处理的最终出路,国内外专家学者经过长期的研究,垃圾焚烧发电技术已经越来越趋于成熟,能耗低,温室气体排放量减小,每吨垃圾产生的能量不断增多。通过现代先进的工程控制技术可以实现毒性极强的二f英的低浓度排放及其他有害污染物的排放量,其对环境的不利影响将越来越少。

参考文献: