关键词:城镇垃圾焚烧发电技术
究其原因:一方面垃圾污染主要取决于垃圾成分,垃圾成分又受到居民生活水平的直接影响。以前我国城镇垃圾成分比较单一、垃圾产源比较分散、人民群众环保意识不高,但近年来,随着城乡一体化进程、小城镇建设步伐的加快,人民生活水平的提高,城镇生活垃圾成分发生了巨大的变化,有机物和可燃物的含量也在不断的增加,部分经济水平较高的地区如经济区、近郊区垃圾成分与城市垃圾成分几乎没有差异,而且有机物的含量可能比城市还高。另一方面由于以前城镇人口相对大城市来讲比较分散,从一定程度来讲也降低了生活垃圾对环境危害的显著程度,随着经济的发展,生活水平的提高,城镇垃圾也开始比较集中,由此造成的环境危害也越来越显著,部分城镇在河道、水塘随意倾倒生活垃圾,造成当地环境卫生水平逐年下降,白色污染、水体污染等环境污染事件时有发生,更有甚者利用垃圾来喂养家畜,造成了恶劣的社会影响。
目前世界各国生活垃圾处理方式主要有:卫生填埋、堆肥和焚烧发电三种。
一、卫生填埋
卫生填埋在我国运用比较普及,但填埋场选址非常困难,占地面积又大,同时垃圾中有害成分对大气、土壤及水源造成了严重污染,不仅破坏了生态环境,而且也严重的危害人们的身体健康。如果要对渗滤液进行处理,其成本也相当高。其次,填埋场受使用年限的限制,还将面临重新选址、拆迁、以及与当地居民协调等问题。该项技术只适合经济水平不高的、土地资源较广、降雨量相对较小的城市,但随着经济水平的提高,渐渐的也将会被淘汰。
二、垃圾堆肥技术
垃圾堆肥技术是实现垃圾处理资源化、无害化的现代化垃圾处理技术之一,在国外相当城市有应用;但在国内由于垃圾的混合收集,使得分选效果不甚理想,要求垃圾的有机含量高,堆肥处理不能减量化,仍需占用大量的土地。而且垃圾制有机肥技术及设备到目前为止还不是很完善,垃圾分选设备有待进一步完善。该技术适用于经济水平高、填埋场选址困难,垃圾中有机物成分含量较高、有一定制肥产品市场的城市。所以它的局限性比较大,还不能大范围的推广和普及。
三、垃圾焚烧发电技术
垃圾焚烧发电是将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧,经吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动的中央,然后慢慢通过砂床(600-700摄氏度),其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内,脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面,垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧,通过不燃物排出孔,与砂粒一起自动排出炉外。少量剩余残渣排出填埋或作其他用途。焚烧处理对于我国当前的混合垃圾有很好的适用性,能够显著地实现垃圾减量化与能源化,尤其是随着城镇生活水平的提高,垃圾中有机物和可燃物构成城镇垃圾的主体。而不可燃垃圾专指各类金属、玻璃、石陶瓷等无机物,这些垃圾在焚烧炉内均能自燃,均能发电。燃烧一吨垃圾可发电300-400KW,而垃圾焚烧处理后的灰渣呈中性,无气味,不会引发二次污染,体积减少百分之九十,重量减少百分之七十五以上,明显减容减量。直接通过垃圾焚烧,产生高温烟气进入余热锅炉产生蒸气,进入汽轮发电机发电。随着经济的发展,垃圾的利用率也随之提高,垃圾量也不断增加,城镇步伐的加快,垃圾焚烧发电具有明显的优势。因此城镇垃圾焚烧发电技术迫在眉睫。
首先,从我们看发达国家的垃圾焚烧发电技术,比如新加坡面积约647平方公里,人口大约500多万,大约有百分九十一的垃圾采用焚烧处埋,用于供暖和发电。再有中国台湾约有百分之五十七的垃圾被焚烧处理。由此可见,在世界主要发达国家和地区的垃圾处理系统中,垃圾焚烧技术占有重要的地位。
其次,从我国垃圾焚烧处理前景分析
第一、我国的垃圾焚烧处理现状
我国对垃圾的焚烧处理能力已从2001年的6520t/d提升到66010t/d翻了近5倍,我国在广州、天津等地已建成具有规模的焚烧厂百余座。技术也基本成熟。
第二、我国的垃圾焚烧前景
对于城镇而言,焚烧处理与卫生填埋处埋相比,主要优势在于:
1.实现垃圾处理的可持续性。焚烧厂和卫生填埋相并运行,可扩大现有卫生填埋场的使用年限,而焚烧的残渣还可以制建材,具有良好的可持续性。
2.实现垃圾快速稳定化。垃圾稳定性程度高,焚烧后的垃圾基本为无机物,已实现了稳定化,而原生垃圾填埋和自然稳定化需要一个长期的过程大约20到30年。
3.减少渗沥液处理难度和规模。采用焚烧厂,处理的渗沥液量主要是垃圾中的含水,并且是原生垃圾渗沥液,不仅量小,而且易于处理;填埋垃圾渗沥液主要是降雨浸泡陈腐垃圾的渗沥液,不仅量大,而且处理的难度大。
4.更好的环境污染控制和臭气处理。因为垃圾焚烧厂为封闭厂房。且有完善的烟气处理系统。
关键词:垃圾焚烧;污染;环境保护
随着经济的发展、人口的不断增多以及人民生活水平的日益提高,城市垃圾的产生量也日渐增多。在当今世界,大量的垃圾已成为城市中一个长期存在的污染源。对垃圾的处理不当,可能会造成严重的大气污染、水污染和土壤污染,并将占用大量的土地。垃圾对环境的污染已经成为日益严重的问题。如何经济、有效地进行垃圾处理。垃圾焚烧是目前固体废弃物处理的有效途径之一。在西方发达国家,垃圾焚烧技术的应用已经有将近130年的历史,而且目前仍被认为是最有效、经济的垃圾处理技术之一。我国对垃圾的处理目前基本上仍采用露天堆放和填埋法,而在垃圾焚烧技术的研究、开发和应用方面起步较晚。相比之下,我国垃圾焚烧设备的设计、生产和应用的水平和规模与发达国家的差距还很大。因此对我国来说,了解垃圾焚烧炉燃烧技术及设备的发展趋势,进而学习和掌握先进的垃圾焚烧炉设计和制造技术显得非常迫切和重要。
垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法,此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围,运送垃圾方便,并且可以向城市提供电能或热能,产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况,并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段,使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点。
一、垃圾焚烧在国内的现状
我国属于发展中国家,经济发展迅速、城市化速度加快、居民生活水平不断提高,导致了城市垃圾量的不断增加。我国目前已有600多座城市,城市垃圾量以每年7~8%的速度增长。而垃圾的处理不到1/3,真正达到无害化处理和能源利用的比例更低。随着经济的高速发展,城市化水平的提高,在城市周边很难寻找适宜的垃圾填埋的场地,因此,造成我国城市垃圾处理问题相当严重。目前我城市生活垃圾90%采用填埋处理,但是如不是严格意义上的填埋,产生的高浓度渗出液,会造成地下水以及地表水的严重污染,对水资源造成严重威胁。同时产生大量的有害气体,会污染大气,如若处理不当,其产生的危害会延续几百年甚至上千年。
垃圾的焚烧是使垃圾无害化、减容化、资源化较为有效的方法。我国在垃圾焚烧方面虽然已经取得不少进步,但仍处于摸索与研究的阶段。20世纪90年代在各大城市以及沿海城市地区开始重视垃圾焚烧技术的应用,但由于焚烧技术、烟气处理技术引进的步伐不能跟上,投资控制不下来,一直未能有实质性的进展。有些地方由于难于寻找合适的垃圾填埋厂以及受资金方面的约束,只注重把垃圾烧掉,没有考虑好如何烧好、烧透以及如何作好环境保护与能源利用。尽管如此,由于近几年的不断探索,垃圾焚烧技术已经取得不少进步。
二、垃圾焚烧处理面临的问题
垃圾分类收集是实现垃圾综合处理的一个重要步骤。通过分类收集和相应采取不同的处理方式,既可以保证有用资源的循环再利用,又可以大大减少垃圾的最终处理费用。目前我国各城市还没有普遍实行垃圾分类收集,有的处于试点运行阶段,而这与我们即将采用的垃圾处理方式不相适应。垃圾分类收集后,最终处置的垃圾量及垃圾成分都会发生变化,由于分类使有用的资源得以循环再利用,处置的垃圾量将减少,同时降低了垃圾运输费及处置费。垃圾的分类还可以减轻机械磨损及腐蚀,延长焚烧炉的寿命,减少维护管理费用。同时也降低了有害成分的含量,易于二次污染的控制。垃圾的分类是大势所趋。因此对于采用垃圾焚烧处理方式的城市,应充分考虑垃圾的分类。
三、焚烧炉的除尘
除尘器有旋风除尘器、洗涤器、颗粒层除尘器、电除尘器、袋除尘器等各种方法,现主要以电除尘器和袋除尘器为中心,简要进行介绍。
(一)电除尘器
电除尘器因为捕集率高,压力损失低,维护管理容易,适于大型装置,所以火力发电等方面占据大型除尘装置的中心、重心。在垃圾焚烧工程中,到现在为止,仍较多地被采用,但是在300℃左右运行时,在电除尘器内有产生二恶英的可能,有以下理由,最近采用袋除尘器增加:
a.由于拉圾质量的变化,加上排气中水蒸汽浓度降低,为了抑制二恶英产生,推进收尘温度的低温化,
b.电除尘器作为设定集尘温度的起因,二恶英生成部份误解为电除尘器的特性引起的:
c.袋除尘器的高温耐久性的提高:
d.袋除尘器的集尘性能极高,对控制在灰尘中含有的二恶英排出很有效:
e.在集尘器前,设置水喷雾的冷却塔和进行脱硫剂泥浆的喷雾工作,即使在异常燃烧时,也很少有高温火险到达除尘器的可能。
(二)袋除尘器
将织布、毡等圆筒状的滤布的一端塞住,从外面或里面把含尘的气体过滤,在滤布上形成粉尘层,由于这个层可以高效地捕尘,在滤布上堆积的粉尘层,通过反吹振动或脉动喷吹被适当抖落,据了解,在国内十年前南方城市已把长袋低压脉冲除尘器作为垃圾焚烧排尘的除尘装置,不足之处,是滤袋的寿命问题。
(三)电除尘器和袋除尘器的比较
a.对亚微米粒子的捕集性能,袋除尘器高。
b.袋除尘器出口的灰尘浓度不大受入口浓度的影响,但电除尘器受入口浓度的影响较大,入口浓度超过设计值,出口浓度不能达到要求值.
c.灰尘的比电阻对电除尘器的集尘性能有很大影响,这个比电阻因灰尘的组成的操作温度而异。
d.在上游设置干式洗涤的场合,可与在袋除尘器中的粉尘层内进行吸收反应相对应。在电除尘器捕集板上的粉尘层内不发生吸收反应。因此,在使用电除尘器时,为除去同程度的酸性气体,吸收剂的量增加30%左右,
如上所述,近年来垃圾焚烧设施的排尘处理,采用袋除尘器的增加。
四、环境保护措施
垃圾焚烧处理的主要目的是为了节约土地资源、环境保护及实现可持续发展道路。垃圾的资源发电可以实现垃圾的无害化、减容化、资源化。但由于垃圾的特性,在垃圾焚烧的整个过程中难免出现一些对环境不利的影响物质,因此必须采取相应的环保措施以达到垃圾焚烧的真正目的。垃圾焚烧处理的主要污染物有:臭气、烟气中的有害物质、垃圾渗出液、飞灰及反应物。目前烟气的排放标准已经制定和实施。对于垃圾渗出液的处理方法,国内一般采用喷入焚烧炉内处理,但最好采用污水处理方法。对于垃圾堆放过程中产生的臭气,也应根据相关标准进行处理排放。
五、焚烧技术发展的动向及前景
(一)烧技术发展的动向:
a.垃圾焚烧厂尾气净化技术,特别是二恶英等污染物的消除越来越受到重视。
b.垃圾焚烧余热综合利用技术将进一步完善。
c.为满足日益严格的环保要求,焚烧技术向着烟气净化、残渣与废水处理以及废热回收等设备整体化方向发展。
d.随着我们生活的提高,城市垃圾的排出量也在增加,随着环境保护的加强,垃圾的处理技术是不可缺少的,从环境保护观点,焚烧垃圾的气体的处理是极其重要的,对于除尘技术,不仅要高效的除去粒子,还必须要从系统方面去制约,以使垃圾处理高效化并进一步降低费用。
(二)焚烧技术发展的前景
“十一五”期间,国家将全面贯彻经济可持续发展的战略,更加注重经济、环境、资源的协调发展,加大环境保护和污染治理的力度。在加强城市垃圾污染治理方面积极引进、消化、吸收国外的先进适用技术和科学管理经验,提高城市生活垃圾污染治理的管理水平,努力推进垃圾污染从末端治理向从源头抓起的全过程治理转变。新晨:
参考文献
利用垃圾中的能量发电
垃圾中含有大量有机物等可燃物质,利用垃圾中的能量发电,不仅获得一定的能源,同时能够做到垃圾的减量化、无害化、资源化。现行垃圾发电有两种,一是掺入煤等燃料后直接焚烧发电,即对燃烧值较高的垃圾进行高温焚烧,高温焚烧时产生的热能转化为高温蒸汽,推动涡轮机转动,使发电机产生电能;二是先想办法使垃圾气化,利用气化沼气发电,即对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生甲烷气体即沼气,再经燃烧,把热能转化为蒸汽,推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。
流化焚烧法
流化焚烧法用的是流化床焚烧炉,其炉体由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂,使热砂沸腾起来,再投入垃圾,垃圾同热砂一起燃烧。未燃尽的垃圾较轻,继续沸腾燃烧,而燃尽的垃圾比重较大,落到炉底,经过水冷后,粗渣、细渣送到厂外,少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。
此方法的特点是:燃烧充分,炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大,操作复杂,石英砂对设备磨损严重,设备维护量大。然而该方法能使燃烧复杂、水分较多的垃圾也燃烧彻底;另外温度较高、投资较低,较适合我国国情。
脉冲抛式炉排焚烧法
该种方法是将垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入第一级炉排,在炉排上经高温挥发、裂解,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动,将垃圾逐级抛入下一级炉排,此时高分子有机物进行裂解、其他物质继续燃烧。如此下去,直至最后燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出。空气由炉排上的气孔喷入与垃圾混合,同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质则进入第二级燃烧室,进行进一步的裂解和燃烧,未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽,同时烟气经冷却后排出。
该种方法不仅能处理工业垃圾、生活垃圾,还能处理医院垃圾废弃物等。另外,其正常燃烧热效率能达到80%以上,即使水分很大的生活垃圾,燃烧热效率也在70%以上。由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理,炉排在压缩空气的吹扫下,有自动清洁功能,因此对环境污染较小。
CAO焚烧法
此方法将垃圾运至储存坑,进入生化处理罐,在微生物作用下脱水,使有机物分解成粉状物,其他未能粉化的废弃物先进入600℃的第一燃烧室,不可燃和不可热解的组分呈灰渣状排出,而产生的可燃气体再进入860℃的第二燃烧室,高温烟气加热锅炉产生蒸汽。烟气经处理后排至大气,金属、玻璃等在第一燃烧室内不会氧化或熔化,可在灰渣中分选回收。
【关键词】垃圾发电产业现状障碍对策
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。
【参考文献】
[1]杜军、王怀彬、金霄:城市垃圾焚烧发电现状概述.节能技术,2003年第5期.
【文章摘要】
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。
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鲁家山垃圾场并非北京市“十一五”规划中确定要建的四座垃圾场之一,北京市原来规划的四座垃圾处理中心可能会瘦身为三座,到2015年三座垃圾分类处理焚烧中心将解决北京市40%的生活垃圾
北京第二座垃圾焚烧场将在两年后开始运行。
10月24日,北京市规模最大的垃圾分类处理焚烧场――鲁家山垃圾焚烧发电场在昔日首钢鲁家山石灰石矿区奠基。出人意料的是,鲁家山垃圾场并非北京市“十一五”规划中确定要建的四座垃圾场之一。
此前,北京市在规划中将建成北部阿苏卫、东部高安屯、西部六里屯、南部南宫等大型垃圾综合处理中心。但由于选址困难,及周边群众对垃圾焚烧不理解,目前只有高安屯垃圾焚烧场建成投入使用。
但是垃圾围城的现实迫使北京市不得不做出选择,7月底,北京市市政负责人面对媒体强硬表态:“北京要再不建焚烧场,垃圾真的处理不了了。”鲁家山垃圾场就是北京市今年新选址的垃圾场,据《北京日报》的报道,原需一年的各项前期审批、准备工作,仅用三个月便全部完成,使整个项目得以提前开工。
高安屯垃圾焚烧发电厂,北京的样板间?
在此前针对垃圾焚烧处理的争议声中,高安屯垃圾焚烧发电厂是北京唯一一座建成并投入使用的大型生活垃圾焚烧厂,目前已运行两年,它的运营现状也成为北京使用焚烧作为垃圾处理方式的样本。
走近这家垃圾焚烧发电厂,想象中的扑鼻臭气、冒着黑烟的烟囱并没有出现。取而代之的是干净宽敞的马路、郁郁葱葱的树木、湛清碧绿的草坪、清澈的鱼塘、假山石围成的小型瀑布景观,还有池塘内一群戏水的野鸭。组织宣教科的科员杨漾告诉记者:“这可是‘纯’野鸭,自己飞来的,一只就招来一群。”两座圆拱形的灰白色建筑便是垃圾焚烧厂,绘有红色火焰图案的烟囱内并未冒出明显的烟气。
焚烧厂平日实行封闭式管理,在厂区入口处,工作人员刷卡才可进入大门。记者在杨漾的引导下,得到厂区管理部门的批准才得以“放行”。焚烧厂建设投资近9亿元。高安屯垃圾焚烧发电厂总经理助理王勇告诉记者,焚烧厂与北京市政府签有协议,每日向焚烧厂额定配送垃圾450车左右,日处理垃圾1600吨。
王勇说,现在所焚烧的垃圾为居民生活混合垃圾,由于刚入厂的垃圾,水分含量非常大,约为55%,所以垃圾在焚烧前必须在垃圾池内存放5~7天,使垃圾充分发酵,渗掉水分,以此来提高其热值。
对于是否会因炉内垃圾燃烧不充分而导致二恶英排放的问题,循环经济产业园管理中心党总支书记郭团会告诉记者,现在投放给高安屯焚烧发电厂的垃圾都是朝阳区比较优质的垃圾,所含可燃物本身就比较多。朝阳区一些试点社区已开始展开垃圾分类工作,将干湿垃圾分开,从源头上提高了垃圾的热值。此外,还有一部分垃圾是经过小武基垃圾分选站分选过的。垃圾的热值得到了保证,已经不需要投放油等助燃剂,因此也不存在工厂偷工减料的可能性。
王勇证实,现在入厂垃圾有500吨是经过分选的。
在厂内的中控室,记者看到10块屏幕分别监测着卸料平台、垃圾坑、料斗、炉内燃烧等操作环节。中控室的张值长说,通过监测,可以看到目前炉内的实时燃烧温度为883℃,“我们通常将温度控制在900℃左右,因为只要温度达到850℃以上,就没有二恶英的排放。此外我们还通过活性炭的吸附作用,来吸附二恶英和重金属。”
在厂区门口,树有一块LED电子显示屏,用以对外公示包括氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、一氧化碳、氟化氢、粉尘、黑度在内的7项污染物排放数据,王勇告诉记者,排放数据已和北京市环保局联网,进行实时监测,24小时不断更新。对于二恶英的排放监测,由于国际上还没有实时监测的技术,目前主要由北京市环保局委托中科院二恶英实验室进行检测。北京市环保局在厂内安装有二恶英在线取样仪,对二恶英排放情况进行在线取样,通常一个月化验一次,三个月实地检测一次。目前厂内二恶英的平均排放数据是0.05纳克。高安屯垃圾焚烧发电厂副总李义达解释说,他听闻这样的排放量相当于烤羊肉串排放的量,后来他曾去检测单位求证,但没有得到准确的数据。
据郭团会介绍,焚烧厂采用BOT的运营模式,即私人资本参与基础设施建设,向社会提供公共服务的一种特殊的投资方式,包括建设(Build)、经营(Operate)、移交(Transfer)三个过程。
目前焚烧厂的收入有两部分,一是政府补贴的每吨150元的垃圾处理费;二是回收发电,政府回收一度电的价格为0.595元。目前焚烧厂年处理生活垃圾53.3万吨,年上网电量1亿多度。在不考虑日常运营成本的情况下,粗略计算焚烧厂每年可收入1.39亿元,每年运营成本则占去一半,投资回收期至少需13年时间。
三座垃圾焚烧厂将成北京垃圾处理主力军
从2009年7月份开始,北京高安屯垃圾焚烧厂首次设置市民开放日并实时公布其污染物排放数据后。10月14日,北京环卫集团下属的7座生活垃圾处理设施也定期于每周四开放,邀请市民亲身参观。
在开放的背后,则是北京垃圾围城的现实与垃圾处理场的环保之忧已越来越引发大众的关注。来自麦子店社区的居民代庆国写道:“通过这次参观,想象中垃圾处理应该是很脏、味很大的。可是我们所到之处,看见是干净,没有一点异味,很满意。”在组织宣教科科长王振军出示的“园区对外开放参观人员意见反馈登记表”中,大多数参观者对园区环境、管理现状给予了积极评价,迄今已有3300余人来“眼见为实”了。
也有周边居民仍对焚烧厂持不乐观的看法。家住柏林爱乐小区的赵蕾是高安屯周边反建焚烧厂的居民代表,她曾先后三次进厂参观。尽管厂区干净、优美的环境也让她感到欣慰,但她仍有疑虑:“垃圾分类还是没有真正实施,我们并不是非要反对垃圾焚烧这门技术,而是强调在分类没有做好的前提下,焚烧坚决不能进行。”
北京市人大代表、北京市市政市容管理委员会副总工程师王维平曾因支持垃圾焚烧而被居民冠以绰号“王焚烧”。但王维平却说,他既不是“主烧派”也不是“反烧派”,他认为对待垃圾焚烧应公正客观。在他看来垃圾焚烧技术已历经百年,技术在不断完善和提高,迄今已经成为垃圾处理的主流技术之一。
“垃圾焚烧作为一门技术,没有问题。但客观上垃圾焚烧目前同样存在着环境污染的风险。”王维平说,因为迄今为止,我国垃圾焚烧厂的选址标准、工程标准、工艺设备标准、操作运行标准均未制定,唯一落实的只有环境污染控制标准。
王维平说:“从管理角度看,多数的标准还未制定,缺乏监管机制,环境污染的风险就存在。现在的垃圾焚烧厂多是企业运作,而企业以追求经济利益为目标,有可能为省钱该装的设备不装,该用的耗材不用,而我们的监管机制又没有形成,就带来了最大的风险。”
王维平认为,为降低垃圾焚烧可能带来的二次污染风险,应呼吁国家建设部、环保部等相关部门尽快出台有关标准,建立执法监督的机制。
垃圾焚烧的第二个风险,来自焚烧炉的起炉、停炉过程。王维平说,焚烧炉的启炉停炉通常各需要5、6个小时,而全世界任何一种焚烧技术设备在启炉停炉的过程中都达不到烟气排放的标准。所以现在要求焚烧厂一但启炉就不能停,至少持续燃烧半年时间,避免在启炉、停炉过程中造成污染。据王勇透露,目前高安屯垃圾焚烧发电厂就是每6个月停炉一次,用来检修设备,维持设备的正常运行。
王维平告诉《小康》,北京现有垃圾填埋厂将在约三年半的时间内全部填满,根据北京市的规划,未来40%的生活垃圾将通过焚烧方式处理。高安屯垃圾焚烧发电厂日后还将扩建,达到日处理垃圾3000吨。鲁家山垃圾焚烧厂的日处理量的规模也有3000吨。此外正在准备建设的还有位于北京南部的南宫垃圾焚烧厂,日处理量2000吨,目前设备谈判、资金落实已到位,正在进行环评,预计两年内投产。
北京市现日产垃圾1.7万吨,三座垃圾焚烧厂加起来日处理垃圾8000吨,在2015年基本能实现北京市规划目标。
垃圾的减量化、资源化才是垃圾处理的上策
在王维平看来,北京市垃圾处理的上策在于重心前移,即把关注重点放在垃圾的减量化、资源化中。“与其忍受巨额投资,大规模建设垃圾处理厂,长期背负沉重的运营负担,就不如少产生垃圾。这是垃圾对策的第一要务。”他说在1995年颁布的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中已明确规定垃圾对策的第一要务是减量化。
如何减少垃圾?王维平说:“比如限制包装、净菜进城、旧货交易、废品回收、垃圾分类。”据他考察,在日本和欧洲,通过这些做法都达到了垃圾年产量0或负增长。在日本东京,1989年垃圾产量曾达到高峰,通过垃圾减量,到2009年,东京垃圾产量已减少了44%。
“但在我们国家,一直没这么做。究其原因,是因为部门分割。比如旧货交易归发改委管,限制包装归商务局管,各项工作都不是一个部门管理。以前,垃圾减量化工作作为法律规定的垃圾对策的第一要务实际上没人抓,所以垃圾的产生量与日俱增。”王维平说。
垃圾的资源化则是指将垃圾当作可以回收物,在经济容忍的情况下,合理、合算的情况下,将垃圾回收作为再制造的工业原料。“不仅可以减少末端的运输、处理费用,从而减少环境污染的风险,同时可以再生资源,把大量自然资源留给后代使用。”王维平说。