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焚烧法处理垃圾的优缺点十篇

发布时间:2024-04-26 00:38:22

焚烧法处理垃圾的优缺点篇1

关键词:垃圾焚烧垃圾分类二噁英对策建议

中图分类号:x799文献标识码:a文章编号:1007-3973(2013)006-133-02

1生活垃圾处理的问题

随着我国城镇化步伐加快,人口不断聚集,近年来城市生活垃圾成为一大“城市病”。“病症”主要体现在:生活垃圾数量激增,管理体系不健全,处理能力相对不足,部分处理设施建设水平和运行质量不高,配套设施不齐全,存在污染隐患,影响环境与社会稳定。

1.1生活垃圾数量急剧增长

2005年全国设市城市和县城生活垃圾产量约为1.86亿吨,截至2010年底,全国设市城市和县城生活垃圾年清运量2.21亿吨,增长速度惊人。以南京市为例,全市每天产生5000多吨生活垃圾,且每年以超过10%的速度增长。现有的三个垃圾填埋场的还有两年就要全部填满,南京正遭遇着“垃圾围城”。而在全国,已有2/3的大中城市面临和南京同样的局面,最严重的1/4的城市已没有合适的填埋场所。

1.2生活垃圾分类回收体系极不成熟

垃圾分类回收是垃圾处理的重要环节,可使得资源再利用,垃圾减量,后续处理成本降低。而目前国内的垃圾分类回收尚处于市场自发状态,由群众和企业自发形成的利益链驱动,缺乏政府的主动推导和有效指导。政府缺乏对垃圾分类的长远规划,投入严重不足,回收体系不完整,整个产业体系极不成熟,“分类收集、混合运输、处理”的问题始终得不到根本解决。

1.3生活垃圾处理方法落后

我国目前城镇生活垃圾处理中:填埋法占77%、焚烧法占20%、其他法占3%,根据《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》(以下简称“规划”)要求,到2015年,全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上,其中东部地区达到48%以上。

目前填埋法采用最为广泛,技术难度低、占地面积大、对空气、土壤和水环境二次污染严重、不能实现垃圾“3r”(减量化、再利用、再循环)原则。

堆肥法利用甚少,该方法利用微生物分解垃圾中的有机物,将剩余残渣用作肥料,但该法需要垃圾中有机物含量高,不适合现在生活垃圾混合收集处理的现状,且建设和运行费用比填埋法高,产品肥效低,生产周期长,处理垃圾数量有限。

1.4生活垃圾焚烧法社会争议大

国家重点推荐和扶持的焚烧法,近年来在全国各地均引起了市民的强烈关注与质疑。这主要是由于其焚烧产物中含有sox、nox、hcl、粉尘和残渣中的重金属,特别是氧化反应产生的剧毒有机物二噁英。二噁英是毒性最大的化合物之一,属于持久性污染物,有强致癌、致畸、致突变性,且设备与监测手段有限。我国对此制定了《生活垃圾焚烧污染控制标准》、《生活垃圾填埋场污染控制标准》等相关严格的排放标准加以控制,但一整套管理体系尚待健全。

2生活垃圾焚烧的优缺点分析

2.1焚烧法的优点

(1)占地面积小。在相同处理量下,垃圾焚烧设施占地面积是填埋场的几十分之一,是堆肥厂的几分之一,在土地资源紧张地区很有必要。

(2)减量化明显。垃圾焚烧后留下的灰分只有10%左右。

(3)无害化彻底。高温使垃圾中的病菌死亡、有害及恶臭物质分解。

(4)资源化实现。垃圾燃烧产生的高温烟气可用于发电、供热等,实现了废热利用,能源回收。

(5)可就近处理。当焚烧技术成熟,污染控制恰当时,可在较小范围内设置垃圾焚烧厂,免去了长途运输垃圾。

2.2焚烧法的缺点

(1)单位垃圾处理投资造价、运行费用高。

(2)设备复杂,技术难度高。

(3)大气污染防治难度大。

(4)处理灵活性低。处理量固定,对垃圾热值有要求。

(5)需要预处理。

由此可见,焚烧法具有填埋法、堆肥法无法企及的优势,对土地紧张、能源短缺、经济能力较好的地区有很大吸引力。那么避免上述缺点,攻克技术难关,加强监督管理,焚烧法在我国应有广阔的发展前景。

3目前焚烧法带来的污

来源

3.1二噁英产生途径

(1)在含氯塑料的焚烧过程中,焚烧温度低于800℃,含氯垃圾不完全燃烧产生氯苯,极易生成二噁英。

(2)其他含氯、含碳物质如纸张、木制品、食物残渣等经过铜、钴等金属离子的催化作用不经氯苯生成二噁英。

3.2焚烧产物中的其他有害物质的产生途径

(1)废气中的气态污染物以sox、nox、hcl、hf为主。其中hcl、hf来源于生活垃圾中的含氯和含氟物质的分解,含氯塑料是主要来源之一。sox来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程。nox来源于高温焚烧过程中n2和o2的氧化反应。

(2)残渣中的重金属,主要来源于电子产品等重金属及其化合物的蒸发。

4生活垃圾焚烧法实施的对策与建议

4.1完善的垃圾分类管理是垃圾焚烧的前提

对于焚烧法,前期良好的垃圾分类可以使送去焚烧厂的垃圾组分更单一,更利于控制燃烧,完善的垃圾分类管理是垃圾焚烧的前提条件。具体来说有以下三方面的益处:

(1)去除混杂在生活垃圾中的有害废弃物。

(2)去除燃烧易产生有害物质的垃圾。《限塑令》必须深入贯彻落实;规划中也特别强调,到2015年,在50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理。 (3)提高生活垃圾的热值,利于控制燃烧温度,避免产生二噁英。

发达国家城市生活垃圾资源化已进入综合利用阶段,资源化利用率在60%以上,而我国尚不到5%。例如垃圾分类管理最为突出的日本,按垃圾性质分类处理,按时间不同回收垃圾,在立法、管理、国民教育层面都将垃圾分类执行的十分细致。

我国目前正在全面推进生活垃圾分类试点,垃圾分类回收可使资源再利用,垃圾减量,后续转运、处理成本降低。

4.2生活垃圾焚烧应因地制宜,不可一概而论

综合生活垃圾焚烧的优势与缺点,我们认识到此技术的应用应该因地制宜,不可一概而论。适用地区应符合以下几个条件:

(1)经济发达、土地紧张。

(2)城市垃圾管理体系成熟,垃圾分类完善,管理人员素质高。

(3)垃圾热值发到焚烧要求。

而在其他地区,则应根据当地社会、经济、自然状况制定适合的垃圾处置长期规划,选择填埋或堆肥等其他处理方式。

4.3生活垃圾焚烧应分阶段实施,不可一蹴而就

《规划》中要求,到2015年,在全国范围内全面推进生活垃圾分类试点,各省(区、市)建成一个以上生活垃圾分类示范城市。生活垃圾焚烧项目的建设应与垃圾分类的步骤协调,在有条件的垃圾分类建成地区试点实施,并为后续符合条件的地区总结经验。

4.4抓紧形成适合我国生活垃圾特性的焚烧技术

生活垃圾焚烧发电之所以发展较慢,主要是受技术或工艺问题的制约。我国目前需要重点推动减少二噁英产生技术和飞灰无害化处置利用技术。

燃烧废气主要解决的是二噁英的产生。二噁英产生的温度范围在200-600℃,当燃烧温度大于800℃时二噁英发生分解。但当温度降至800℃以下时,一部分在高温中分解的二噁英会通过各种方式重新生成二噁英。而在850℃停留2秒以上可以使绝大部分二噁英分解,这也是垃圾焚烧炉技术中的一个重要指标。在炉内添加石灰石可以脱硫脱氯,减少sox和二噁英的产生。

我国目前采用的焚烧技术主要是从发达国家引进的炉排炉技术和自主产权的流化床技术。炉排炉技术投资造价高,适合发达国家分类良好、成分简单、热值高的垃圾,却不太适合我国目前的生活垃圾成分复杂、水分高、热值低的特性。流化床焚烧炉在使用时可以添加辅助燃料,对垃圾适应性较好,在垃圾热值不高且季节波动较大的地区,适宜选择流化床焚烧炉。流化床焚烧炉由于起停炉时间短,尾气中二噁英较易控制,但其产生的飞灰是炉排炉的3-4倍。

目前,美国、德国、日本等国的环保部门推荐的生活垃圾焚烧飞灰处理技术为熔融处理。熔融处理对二噁英的分解率为99.77%,分解法使二噁英分子内的化学键断裂,彻底消除污染。

4.5加快生活垃圾焚烧管理体系建设

(1)我国应加快生活垃圾焚烧管理体系建设,抓紧出台专项规划。

(2)健全法律、法规、标准体系,切实以人民群众生活环境健康为出发点。

(3)厘清政府职能部门责任分工,理顺工作机制,防止多头管理,出现管理真空。

(4)严审生活垃圾焚烧项

目的立项与审批,应切实符合当地实际需要。

(5)提高相关污染物监测能力,做到监督监测检查有据,企业自测实时准确。

(6)加大对生活垃圾焚烧发电技术的政策扶持,加快技术革新与应用。

(7)完善事故应急预案,避免事故性污染物排放。

(8)正确宣传引导,改变公众对垃圾焚烧技术的认识误区。

5总结

综上所述,生活垃圾焚烧法在我国目前还存在较多问题,但其卓越的减量化、无害化性能使其有着广阔的发展前景。我们应该谨慎对待此类项目的实施,加快生活垃圾管理体系建设,填补政府垃圾管理制度缺位,以推行垃圾分类为先导,切实规范好生活垃圾处理的问题,解决我国目前的生活垃圾处理负担。

参考文献:

[1]“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划[s].

[2]毛庚仁,张涌新,文雯,等.我国城市生活垃圾处理现状及焚烧法的可行性分析[j].城市发展研究,2010(90:12-16.

焚烧法处理垃圾的优缺点篇2

关键词:生活垃圾焚烧发电发展趋势政策支持一、城市生活垃圾焚烧处理技术简述

随着世界经济的快速发展,城市人口的大量增加和城市规模的日益扩大以及人民生活水平的不断提高,城市生活垃圾产生量逐年增长,不可避免地带来了大量的垃圾排放。城市生活垃圾是当前世界各国面临的主要环境问题之一,也是目前我国存在的突出的环境问题。

目前比较普遍的垃圾无害化处理方式有卫生填埋、堆肥、焚烧、热解和综合利用(如生产有机肥料、建筑材料、供热和发电等)。焚烧是一种对城市垃圾进行高温热化学处理的技术,将垃圾作为固体燃料送入炉膛内燃烧,在800~1000℃的高温条件下,垃圾中的可燃组分与空气中的氧进行剧烈的化学反应,释放出热量并转化为高温的燃烧气和少量性质稳定的固定残渣。当垃圾有足够的热值时,垃圾能靠自身的能量维持自燃,而不用提供辅助燃料。垃圾燃烧产生的高温燃烧气可作为热能回收利用,性质稳定的残渣可直接填埋处置。经过焚烧处理,垃圾中的细菌、病毒能被彻底消灭,各种恶臭气体得到高温分解,烟气中的有害气体经处理达标后排放。

焚烧处理与其它城市垃圾处理处置方法相比具有以下独特的优点:

(1)减容效果好。处理后体积、重量明显减少(体积减少80~90%,重量减少至少20%),利于处理。

(2)消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并能彻底杀灭其中的病原菌,尤其是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等几乎是唯一有效的处理方法。

(3)减轻或消除后续处置过程对环境的影响。可以大大降低填埋场浸出液的污染物浓度和释放气体中的可燃及恶臭成分。

(4)有利于实现城市垃圾的资源化。垃圾焚烧产生高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽,可以用来供热或发电。

(5)处理效率高。焚烧厂占地面积小,可以在靠近市区的地方建厂,既可节约用地又可缩短垃圾的运输距离,对于经济发达的城市,尤为重要。

基于以上这些优点,可以说焚烧处理是实现垃圾无害化、减量化和资源化的最有效的手段之一,是未来垃圾处理的发展方向。

二、我国垃圾焚烧应用的现状与案例分析

垃圾焚烧技术在西方发达国家已有很长的发展历史,最先利用垃圾发电的是德国和法国,近来美国和日本在垃圾发电方面的发展也相当迅速。我国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,我国的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。

1.应用现状。

国内第一个垃圾焚烧发电厂在1987年投入运行,垃圾焚烧发电在九五期间得到一些城市特别是南方大中城市的重视,从2000年到2003年建成有二十多个日处理量在200吨以上的焚烧装置,主要在上海、广州、深圳、杭州、郑州、哈尔滨等大城市以及南方一些中等城市如苏州、宁波等,规模最大的纯垃圾焚烧处理装置(基本不需要利用辅助燃料)的日垃圾处理量为1800吨,装机18兆瓦,此外目前在广东等地还有一些项目在建设之中。虽然近两年发展迅速,但因为起步晚,垃圾处理总量和装机总量都不大,占我国生活垃圾总量的3%左右,发电总装机容量200多兆瓦。

垃圾焚烧发电得到了政府的大力支持,由于其社会效益和经济效益日趋明显,因此经济发达的一些城市在推广垃圾焚烧发电技术方面作了大量的工作。以下是几个城市案例。

案例一:深圳

深圳市市政环卫综合处理厂应用异重循环流化床垃圾焚烧新技术建立了它的第三套垃圾焚烧装置,于1998年8月正式投入商业运行,这是国内首座拥有自主知识产权的大型垃圾焚烧发电工程,这一系统集成了国内开发的垃圾低污染焚烧技术、尾气净化技术、自动点火、冷渣分选和燃烧控制等专利技术,达到国际领先水平的污染控制和排放技术指标。该厂筹建于1985年,建厂初期,从日本进口了两台“三菱--马丁”式垃圾焚烧炉,是我国第一个垃圾焚烧发电项目。但由于生活垃圾存在水分高(水分高于50%)、热值低(当时年平均低位发热值约3300kJ/kg左右)、多变化、未经分选的特点,垃圾进炉后水分蒸发大量吸热,干燥时间长,着火慢,易结块,烧透时间长,炉膛温度易大幅波动,垃圾焚烧不稳定;同时一期工程垃圾焚烧热能利用率低,总体发电能力仅为500kw,每年还需向电网买电。为解决这些问题,深圳在1996年开始第三台垃圾焚烧炉国产化工程和对日本进口垃圾焚烧炉的改造及新建一台3000kw发电机组工程。二期工程有三个特点:(1)低热值城市生活垃圾焚烧工艺。该工艺优于引进工艺,适合我国国情,能够确保垃圾热值不低于3300kJ/kg、水份不高于55%且未经分选的城市生活垃圾在符合目前环保要求的前提下焚烧处理,达到国际领先水平。(2)垃圾资源化利用技术。通过利用该项技术该厂发电能力提高6倍,平均每吨垃圾发电近200kwh,由原来每年买电5.5Gwh到现在每年可售出10Gwh电以上,降低了垃圾处理成本,垃圾资源化利用水平进入国际先进行列。(3)设备国产化。与工艺相配合,开发研制了十八项城市生活垃圾焚烧处理配套设备并投入使用,填补了国内空白,成套设备的国产化率达到80%以上。

案例二:天津市

天津市垃圾焚烧发电厂已于2011年10月正式投入使用。工程总投资5.7亿元,垃圾焚烧处理系统采用世界先进的日本taKUma公司Sn型炉排焚烧技术,由3条400吨/天的焚烧线组成,每天可处理生活垃圾1200吨。系统采用连续运行方式,全年可处理垃圾40万吨,项目建成后天津市区生活垃圾逾四分之一被焚烧处理。设计发电装机容量为18兆瓦,日发电量35.1万千瓦时,年上网总电量为1.16亿kwh,相当于每年节约标准煤4.8万吨,真正实现了对垃圾的资源化、无害化处理。

2.我国垃圾焚烧发电行业发展特点。

(1)投资主体多样。与其它垃圾处理方式相比,垃圾焚烧发电项目的初始投资高,我国在近三年的时间里,垃圾焚烧发电发展较快主要得益于地方城市环保意识的加强,尤其是在经济条件好的城市,地方政府或是采用直接投资、或是采取鼓励拓宽融资渠道的手段来支持垃圾焚烧发电技术的应用。

(2)关键设备进口,配套设备国产化。从焚烧设备的角度来看,工业发达国家已经有了100多年焚烧垃圾的历史,无论技术上还是设备上都已经相当成熟。而我国垃圾焚烧处理专用设备的开发研制生产水平相对薄弱,但许多垃圾焚烧发电厂都借鉴了深圳首家垃圾焚烧厂的做法,采用关键设备进口、配套设备国产化的模式。

三、垃圾焚烧发电技术应用难题和前景展望

1.焚烧发电应用推广中存在的主要问题。

垃圾焚烧发电项目的推广有以下限制性因素:(1)对垃圾成分有一定的要求:垃圾焚烧要求垃圾应能满足热值要求,一般要求低位热值至少在4000kJ/kg以上,最好高于5000kJ/kg,但对于小城市和经济不太发达的城市,生活垃圾如果不经过分检的话,不适合于做燃烧处理。此外,北方城市生活垃圾在冬季灰份比较高,南方的垃圾在夏季含水率比较高,都会影响垃圾焚烧的效率甚至不能焚烧。

(2)国内装备水平与发达国家相比差距较大,焚烧装置的关键设备需要进口,尤其是大容量设备的国产化率很低。

(3)与其它垃圾处理方式以及其它技术成熟的可再生能源发电相比,项目投资高,如果不考虑垃圾处理的社会效益,单纯考虑发电收益的话,发电成本在1元/kwh左右。

(4)焚烧尾气的二次污染问题:尾气中的二恶英对人体、对环境的危害极大,虽然采取垃圾加油燃烧、加煤粉燃烧等方式可以提高燃烧温度和效率从而大大降低二恶英的排放量,但这一点仍是目前关于大面积推广垃圾焚烧发电的争论的主要原由之一。另外,燃油价高,垃圾加油燃烧加大了运营成本,垃圾发电场一般不愿意采用。而垃圾加煤粉燃烧就需要采用循环流化床的锅炉,技术高投资也高。

垃圾焚烧发电将环境保护和节约能源有机地结合起来,因而将有很好的发展前景。近三年我国垃圾焚烧发电发展迅速的主要驱动力有两点:一是我国目前和今后所面临的城市垃圾处理的压力,二是正在逐步制定和采取的一些政策措施。而它们也将是今后垃圾焚烧发电进一步发展的动力。

2.垃圾焚烧发电技术的资源潜力。

垃圾的产生量和分布与人口、城市分布等密切相关。2002年,我国共有660个城市,年垃圾清运量为1.365亿吨,考虑垃圾的平均热值4200kJ/kg,则垃圾作为能源资源年总量为573tJ。根据国家环保总局预测,2010年我国城市垃圾年产量将为1.52亿吨,2015年和2020年将达到1.79、2.1亿吨。根据专家估计,2005年大中城市垃圾中有机物含量将达到70%以上,含水率在50%左右,并配合垃圾分类等措施,到2010年大中城市的生活垃圾基本能够达到直接焚烧的要求,届时能够达到这一要求的垃圾如考虑占总量的50%的话,热值按5000kJ/kg计算,则垃圾能源资源总量为760tJ,可利用量380tJ,可利用的垃圾发电装机潜力为2500mw,提供电力约18twh;2020年如考虑同样的比例,垃圾能源资源总量为1050tJ,可利用量525tJ,可利用的垃圾发电装机潜力为3450mw,提供电力约25twh。因此垃圾焚烧发电从资源角度来说潜力很大。

3.当前垃圾焚烧发电技术应用所需的政策支持。

我国中央和地方政府都很支持垃圾焚烧发电产业的发展,目前建设的垃圾焚烧发电装置的投资大都来源于当地财政,都是在经济条件相当好的大中城市。近年来政府相继了一系列鼓励垃圾焚烧产业发展的政策,垃圾焚烧发电产业及装备领域也正面临着较好的发展机遇。

2007年,国家发展和改革委员会《中国应对气候变化国家方案》,其中明确鼓励“在经济发达、土地资源稀缺地区建设垃圾焚烧发电厂”;“大力研究开发和推广利用先进的垃圾焚烧技术,提高国产化水平,有效降低成本,促进垃圾焚烧技术产业化发展。”

根据国家发展和改革委员会、建设部、国家环境保护总局联合颁布实施的《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划》,我国“十一五”期间将建设生活垃圾焚烧厂82座,新增处理能力6.7万吨左右。

2008年3月,国家发展和改革委员会《可再生能源发展“十一五”规划》:到2010年,建成垃圾发电装机容量50万千瓦。重点在经济较发达、土地资源稀缺地区,特别是南方地区的大城市(主要是直辖市、省会城市和沿海及旅游城市)建设垃圾焚烧发电厂。根据国家颁布的可再生能源扶持政策,垃圾焚烧发电全部保证上网,上网电价可在燃煤电价基础上,每度补贴0.25元,同时还将获得市政部门按吨位支付的垃圾处理费。

同时,财政部、国家税务总局下发《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》,决定调整和完善部分资源综合利用产品的增值税政策,对符合以垃圾为燃料生产的电力或者热力有关规定的企业,实行增值税即征即退的政策。这一政策非常明确且易于操作。

2009年底,经国务院批准财政部国家税务总局国家发展改革委发出通知,对采用符合国家规定标准的卫生填埋、焚烧、热解、堆肥等工艺的项目企业给予所得税优惠。

4.垃圾焚烧发电技术的未来应用潜力分析。

根据垃圾焚烧项目初始投资高,对垃圾性质要求高的特点,建议依据以下原则确定垃圾焚烧重点发展的城市和区域:(1)经济基础发达地区,地方政府具备一定的财力,同时城市居民也有经济基础,已经有或有即将出台的垃圾排放收费政策相配套,能够部分解决垃圾焚烧发电项目的高投资;(2)人口密度高,土地资源紧缺,城市化程度和居民生活现代化水平高的地区,如三气使用比例高(95%以上)等地区,垃圾热值容易满足要求;(3)推广垃圾分类处理的地区;(4)环境保护要求高的城市和地区。因此,我国垃圾焚烧发电未来应用的重点区域将是:直辖市、省会城市以及其它经济条件较好的大城市;沿海城市和主要旅游城市;沿长江流域地级城市;各主要湖泊、江河附近地级市;以地下水为饮水源城市等。

如果考虑到2010年垃圾焚烧处理量占总垃圾产量的10%,焚烧热能用于发电和供热,则从现在到2010年需要新建日处理能力为3.2万吨的垃圾焚烧设备。可以考虑在大中型城市建立处置能力在500吨/日以上的大型垃圾焚烧装置30处,新增发电总装机288兆瓦,年发电量可达到2twh;新建处置能力150-500吨/日的垃圾焚烧装置35处,新增发电总装机105兆瓦,年发电量0.75twh。

如果考虑到按照目前城市生活垃圾焚烧发电技术的发展趋势,到2020年焚烧发电的垃圾处理量将达到总量的30%,则2010年到2020年我国需要新建日处理能力至少为13.1万吨的垃圾焚烧设备。笔者经参考有关专家的调查和分析[7-8]后建议,可以考虑新建处置能力500吨/日以上的大型垃圾焚烧装置120处,新增发电总装机1152兆瓦,年发电量8.3twh;新建处置能力150-500吨/日的垃圾焚烧装置140处,新增发电总装机420兆瓦,年发电量3twh。届时垃圾焚烧发电总装机将达到2000mw以上。

参考文献

[1]钟瑾,朱庚富;垃圾发电技术综述[J];中国资源综合利用;2006年10期

[2]龚培峰;垃圾焚烧发电技术探讨[J];绿色科技;2012年05期

[3]孙宏,胡斌;生活垃圾焚烧工程的pm2.5及其控制技术探讨[a];2010固废战略论坛论文集[C];2010年

[4]韩国军;城市生活垃圾焚烧的环境保护可行性研究[D];东北师范大学大学;2006年

[5]宋磊;政府与市场合作:创新我国环保产业运营机制的理性选择[D];湖南大学;2006年

[6]昝文安;生活垃圾焚烧技术现状思考与展望[J];环境卫生工程;2011年04期

焚烧法处理垃圾的优缺点篇3

(烟台市环境卫生管理处,山东烟台264000)

【摘 要】近年来城市生活垃圾正明显的泛滥于全世界,如何采取有效措施来处理这些垃圾变的愈来愈重要,我国的垃圾产量惊人,但垃圾焚烧处于起步阶段,介于其对节约资源,改善环境的重要意义,生活垃圾焚烧是十分必要的。

关键词垃圾焚烧;残渣;飞灰

1 焚烧概念

焚烧是人们常见的一种对生活垃圾进行处理的方法,焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应,其好处就在于让垃圾的体积得到最快的缩减,以达到无害化处理的目的。垃圾焚烧后,释放出热能,同时产生烟气和固体残渣。烟气要净化,残渣要消化,这是焚烧处理必不可少的工艺过程。

通过焚烧可以使可燃性固体废物氧化分解,达到去除毒性、回收能量及获得副产品的目的。几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。对于无机-有机混合性固体废物,如果有机物是有毒有害物质,一般也最好采用焚烧法处理。焚烧法适用于处理可燃物较多的垃圾。采用焚烧法,必须注意不造成空气的二次污染。

2 焚烧特点

焚烧处理工艺的优点是处理量大,减容性好,无害化彻底,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,能将大量有害的废料分解,并转化成无害的物质。其缺点较为明显,如生产成本高,垃圾焚烧灰渣处理难度大。

3 焚烧技术

垃圾焚烧技术:国内外垃圾焚烧技术主要有三大类:旋转燃烧技术(也称回转窑式)、炉排炉层状燃烧技术和循环流化床燃烧技术。

3.1 旋转燃烧技术

旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑,其内壁可采用耐火砖砌筑,也可采用管式水冷壁,用以保护滚筒。它是通过倾斜筒体连续、缓慢地转动,利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部,然后靠垃圾自重落下,由于垃圾在筒内翻滚并与空气充分接触,完成着火、燃烧和燃尽三个阶段。回转窑过去主要用于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。

3.2 炉排炉层状燃烧技术

层状燃烧技术发展较为成熟,这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高、对垃圾热值适应范围广、运行及维护简便等优点,许多国家采用这种燃烧技术。为使垃圾燃烧过程稳定,层状燃烧关键是炉排。

垃圾在炉排上通过三个区段:预热干燥段、燃烧段和燃尽段。

3.3 循环流化床燃烧技术

循环流化床燃烧是20世纪80年展起来的一种清洁燃烧技术。对于垃圾采用循环流化床燃烧方式,我国科研工作者做了大量的工作,流化床燃烧技术目前已趋于发展成熟。

4 灰渣处理

4.1 残渣处理

炉排中燃尽的炉渣只有原来体积的10%左右,它掉落到除渣机中,通过水的降温,液压式除渣机将冷却后的炉渣沥干后送入皮带输送机,在皮带输送机的转换端头加装多级除铁器,利用磁铁将金属铁分拣出来,为进一步提高分拣效果,工厂中一般在炉渣输送过程中配置振动装置和破碎装置,加大分拣力度。精细分选后的灰渣,通过传送带送入灰渣储坑,运出工厂。由于燃烧后的灰渣属于密实的、不腐败的无菌物质,因此,主要用于铺路或填海的材料,也可将垃圾焚烧炉残渣制成建筑材料。

4.2 飞灰

目前,国内外垃圾焚烧发电厂烟气处理系统普遍使用的工艺流程如下:首先,从余热锅炉出来的烟气流经洗涤塔,将喷进洗涤塔里的石灰浆和氯化氢酸性气体进行充分的接触、反映、去除。其次,垃圾焚烧的烟气飘进袋式除尘器,这些烟尘都被收集下来,从除尘器出来的符合环保标准的烟气经烟囱排入大气。再者,工作人员通过向烟气中加活性炭,重点吸附烟气中的二恶英和气态汞等重金属。国内外开发应用于焚烧飞灰无害化和稳定化处理的方法可以归结为高温处理、湿式化学处理与固定稳定化三种。此外,还有生物浸出提取、高温热分离等方法。

飞灰一般经稳定化处理后,送至填埋场填埋,以后随着科技的进步很有可能广泛用于建筑材料,肥料和土壤改良剂,吸附物等。

5 结束语

随着我国城市的发展,城市垃圾的产生量逐年增加,垃圾焚烧处理也越来越普遍,如何利用好垃圾焚烧技术,处理好焚烧后产生的炉渣和烟气更是迫在眉睫。目前,垃圾焚烧是生活固体废弃物处理的有效措施,掌握垃圾焚烧炉设计和制造技术尤为重要,炉渣和飞灰的有效资源化利用有着很好的现实意义。

参考文献

[1]张益,赵由才.生活垃圾焚烧技术[m].北京:化学工业出版社,2000.

[2]何晶晶,宋立群,等.垃圾焚烧炉渣的性质及利用前景[J].中国环境科学,2003.

[3]倪静,赵由才.城市生活垃圾焚烧飞灰的处理与综合利用[J].环境卫生工程,2006.

焚烧法处理垃圾的优缺点篇4

关键词:垃圾焚烧;行业现状;管理模式

中图分类号:tm619文献标识码:a文章编号:1001-828X(2012)04-0-01

一、我国垃圾焚烧发电行业市场分析

我国垃圾焚烧处理技术按焚烧工艺原理,垃圾焚烧发电设备的技术类型主要包括3种:炉排炉工艺和流化床工艺和热解炉工艺。垃圾焚烧炉设备的比较见下表。

从上表比较来看,炉排炉工艺不论是从技术还是运营成本或抑环境保护来看,都明显优于流化床工艺和热解炉工艺。炉排炉技术成熟、燃烧效果较好,符合国家有关垃圾处理技术政策的要求,在垃圾焚烧发电市场中所占比例最大。

二、垃圾焚烧发电行业产能、区域的分布与市场主体

1.产能与区域分布

截至2008年9月,全国共建设生活垃圾焚烧厂100座,其中建成56座,在建44座,总处理能力9.2万吨/天。超过70%的生活焚烧厂集中在我国经济最为发达的地区。

2.市场主体

国内从事垃圾焚烧发电的企业主要分为四类:

(1)政府主导型企业。由地方政府出资建设垃圾发电项目,如上海环司、深能源等。

(2)专业投资运营型企业。专注于以Bot模式建设和运营垃圾发电项目的企业。如威立雅、光大国际等。

(3)工程投资型企业。对垃圾发电项目提供从工程建设到运营管理服务的企业。如锦江集团、重庆三峰等。

(4)中介、咨询公司。如中化国际招标公司、国信招标公司等。

三、运营模式的现状

垃圾焚烧处理实施特许经营管理,垃圾发电项目具有前期投资大、运营成本相对较低的特点,目前主要采用Bot和Boo两种模式,特许经营期一般在25-30年之间。

1.主要法律文件

《城市生活垃圾处理特许经营协议》、《购售电合同》、《并网调度协议》为垃圾焚烧发电类项目建设与运营的最重要的三大协议。

(1)特许经营协议。特许经营协议是垃圾焚烧发电项目建设最重要的法律授权文件,由运营企业与地政府授权部门签订,主要内容包括:特许经营期限。

(2)购售电合同。由物价部门审批垃圾焚烧发电项目的上网电价,运营企业与电网公司签署购售电协议。

(3)并网调度协议。指运营企业与电网签订的电力并网协议。

2.收入来源

垃圾焚烧发电项目的主要收入来源包括垃圾处理补贴、上网(供热)售电等。

(1)垃圾处理补贴。垃圾处理补贴费的高低与采用的焚烧设备的成本关系密切。其中成本较高的炉排炉,补贴相对较高。流化床价格相对便宜,补贴相对较低。基本对应关系见下表。

(2)发电量收购与上网。垃圾焚烧发电在发电类型上属于可再生能源发电中的生物质发电。根据国家相关规定,电网企业应当全额收购其电网覆盖范围内符合并网技术标准的可再生能源并网发电项目的上网电量。垃圾焚烧发电类项目的发电量和上网具备法律保障。

(3)上网电价补贴。根据国家发改委相关规定,垃圾焚烧发电上网电价标准由标杆上网电价加补贴电价组成。

(4)税收优惠。根据国家相关政策规定,垃圾焚烧发电项目享受所得税减免和免增值税的优惠政策。

四、现有运营模式中存在的主要问题

(1)垃圾处理费征收。目前我国城市生活垃圾处理费征收机制尚不成熟,虽然国家出台了生活垃圾收费政策,但是执行效果差,造成了目前垃圾处理补贴几乎全靠财政支出的局面,为企业稳定运营留下了风险,不利于垃圾处理产业的良性发展。

(2)电价补贴机制不完善。虽然国家规定垃圾焚烧发电可以享受可再生能源发电的电价补贴,但是目前实际实施的情况是基本上只有部分采用炉排焚烧炉的项目得到补贴。

焚烧法处理垃圾的优缺点篇5

垃圾处理的常规方法垃圾处理目前主要有填埋法、堆肥法、焚烧法等。下面就其中几种方法介绍如下:

1.1填埋法

根据工艺的不同,又分传统填埋法和卫生填埋法两类。

1.1.1传统填埋法

这种方法实际上是在自然条件下,利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起,不加掩盖,未经科学处理的填埋方法。

1.1.2卫生填埋法

卫生填埋法是采用工程技术措施,防止产生污染及危害环境土地的处理方法。

此二种填理法处理量大,方便易行,投资省,是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源),被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等,还占用大量农田面积,垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。

1.2堆肥法

堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂,按堆肥工艺流程处理后制作为肥料,成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及,堆肥量大,劳动强度大,全面比较后,市场越来越小。北京市不少堆肥厂已难于走出困境。

1.3焚烧法

按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。

1.3.1炉排炉焚烧

就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经抓吊入料斗,慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气(空气过剩系数等于1.8)的助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动下,充分燃烧,烧烬的炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋,垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。

炉排炉根据结构的不同,又分为炉排炉、滚筒炉等很多种炉型,但是德国炉排炉(又称马丁炉)最著名,焚烧效率最高,质量最好。

炉排炉垃圾焚烧发电工艺流程见图1。

1.3.2流化床焚烧

就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动床的中央,然后慢慢通过热砂床(600-700℃),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。

流化床垃圾焚烧发电工艺流程见图2~3。

此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司,目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。

1.3.3热解法

热解法是在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。

此种方法是近10~20年研制出来的,是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。

2.我国垃圾发电的必要性和可能性

2.1垃圾发电必要性

城市垃圾发电是近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。1965年,西德就已建有垃圾焚烧炉7台,垃圾焚烧量每年达7.8105吨,垃圾发电受益人口为245万;到1985年,垃圾焚烧炉已增至46台,垃圾年焚烧量为8106吨,可向2120万人供电,受益人口占总人口的34.3%。法国共有垃圾焚烧炉约300台,可以烧掉40%的城市垃圾。目前,法国首都已建有一个较完善的垃圾处理系统,有4个垃圾焚烧厂,处理垃圾已超过170万吨/年,产生相当于20万吨石油能源的蒸气,供巴黎市使用。美国自80年代起投资70亿美元,兴建90座垃圾焚烧厂,年处理垃圾总能力达到3000万吨,90年代将新建402座垃圾焚烧厂;90年代初,美国垃圾焚烧发电占总垃圾处理量的18%,预计2000年可达40%。在美国的底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾4000吨的垃圾发电厂。日本城市垃圾焚烧发电技术发展很快,1989年焚烧处理的比例已占总量的73.9%,90年代将升至84%,到2000年将完全采用垃圾焚烧法。

保护环境是我国的一项基本国策,随着我国城市的发展和人民物资生活水平的提高,妥善处理垃圾已成为当务之急。据统计,我国人均生活垃圾年产量为440kg,且每年以8-10%的速度在递增,大量的垃圾被运到城郊裸露堆放,已成为公害。全国历年垃圾堆存量已高达60亿吨,堆占耕地5亿m2,直接经济损失达80亿元人民币。因此,垃圾滋生已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,形势严峻,刻不容缓。目前我国城市已发展到660个,城镇人口2.6亿,按每人每年产生440kg垃圾计算,则产生垃圾量为1.14104万吨,是可以使100万人口的城市覆盖1米。但另一方面,如果将其全部利用,则相当于1340万吨石油的能量,可见垃圾处理对我国来讲,意义更重大。我们相信,随着我国城市居民生活水平不断提高及人们环保意识的增强,垃圾焚烧发电的前景充满希望。特别是1998年国家计委关于新能源建设项目审批通知中指出,垃圾发电也是一种新型能源,给予了大量的优惠政策支持,综合考虑其社会效益,环保效益及经济效益,建设垃圾电厂是非常必要的。

2.2垃圾发电的可行性

现代生活垃圾包罗万象、应有尽有,但可概括为可燃垃圾和不可燃垃圾两部分。其中可燃垃圾包含纸布、皮革、塑料、橡胶、竹木、动植物残体、树叶、果皮、厨余等,由有机物和可燃物构成城市生活垃圾的主体。而不可燃垃圾专指各类金属、玻璃、石陶瓷等无机物。根据我国大中城市垃圾热值均在800kcal/kg~1500kcal/kg,这些垃圾均能自燃,均能发电。燃烧一吨城市生活垃圾可发电300~400kw。而且垃圾焚烧处理后的灰渣呈中性,无气味,不会引发二次污染,且体积减少90%,重量减少75%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,在国外早已是成功的经验,国内深圳垃圾电厂七年的实践也证明了垃圾发电的可行性。

3.垃圾焚烧厂建设的几点建议

3.1建设垃圾焚烧发电厂的指导思想应是实现垃圾处理的无害化,减量化,资源化。它们的相互关系是以无害化为核心,垃圾资源化是企业生存发展的条件,减量化是目的。

3.1.1一个垃圾焚烧厂是否成功?第一、看它是否做到了无害化,即它的焚烧炉污染排放物是否达到国家规定的标准。我国目前仅有一个城镇垃圾焚烧污染物排放标准(征求意见稿),标准是偏低的。目前世界上城镇垃圾焚烧污染物排放标准最高的为德国、瑞士等。越高投资越大。本人认为美国、加拿大标准比较适中,二恶英为i-teQ0.5ng/m3.我国征求意见稿是参考美国标准制订的,但目前二恶英暂不监督,仅供考虑。现实要求我国应尽早制订国定标准,工程设计才能有法律依据。如果一个垃圾焚烧厂污染排放物超过国家标准的规定,造成二次污染,那它就是失败的。

3.1.2垃圾处理必须减量化,最好的高效堆肥厂也只能把垃圾中50%左右的有机物变为肥料,另50%未处理。目前,最差的垃圾复合肥仅用有机物垃圾的百分之几,(不到10%),其余送去填埋。未达到减量化目的。只有焚烧处理后,重量减少到25%,体积减少到5~10%,才真正做到了减量化。

3.1.3垃圾处理必须资源化。因为垃圾处理是一个高投入低产出的行业,如果连这么一点低收入都不去争取,政府就没有那么多钱来支持垃圾焚烧厂,企业就亏损或建不起来。只有在对垃圾进行综合治理后,如垃圾焚烧后,热能发电,废渣中金属回收,废渣制砖作建筑材料,臭气吸入焚烧炉燃烧,污水作为冷却废渣水循环,少量无用污水经污水处理合格后排放。垃圾资源得到综合利用后,产生较好经济效益,支持了企业生存和发展,再加上政府优惠政策,企业才有光明前途。

3.2发展垃圾焚烧发电事业,必须立足我国国情。

我国目前在垃圾处理上的国情又是什么呢?我认为我国城市生活垃圾处理目前主要是填埋和堆肥,而且堆肥成功的也较少。我国目前垃圾热值较低,仅为800~1500kcal/kg,政府拿不出那么多钱来处理垃圾,所以全国660个城市都存在着不同程度的垃圾山包围着城市。填埋带来的二次污染,非改不可。堆肥是利用垃圾中的有机物质发酵而成,而垃圾中占一半以上的无机物又如何处理呢?也只有焚烧利用。而垃圾中有机物资中常常由于垃圾源头不能严格分选,不少有害物质如重金属进入有机物中一起成为堆肥。如果堆肥中重金属含量超标,种出的蔬菜、庄稼,人们吃了有害身体健康。外国只要把堆肥用来种花、种草、种树。我们中国人堆肥的目的就是施肥于农作物,堆肥中重金属不能超过国家规定的标准,应引起重视。所以,垃圾堆肥前景有限。还是应该走垃圾焚烧处理之路。人类在垃圾如何处理上已经走了几十年的历程,首先摸索了各种炉排炉焚烧建设,逐步发展完善而成为今天各种应用的炉排炉,最高水平为德国,热效率达到0.8以上。日本三菱公司购买德国专利,目前设计炉排炉热效率仅为0.63。其次摸索了流化床焚烧理论,逐步发展完善到垃圾不用分选直接入新流化床焚烧,以日本任原公司为最高水平。最后摸索了热解法焚烧原理,运动件少,设备简单些,成本仅为以上二种的一半,热效率也在0.8以上,以美国、加拿大为代表。我认为,我国应首先引进一批垃圾焚烧处理设备,从中摸索经验再发展我国自己的产品。但应从原理和结构,成本上全面分析后,找到达到同样目的,设备简单、成本低的设备作为我国发展方向。目前深圳、上海浦东、浦西及北京朝阳垃圾焚烧发电厂等均选用的是炉排炉,结构复杂,成本高,而且没有一家选用德国的,如我国有的工厂,按日本三菱公司专利产品设计,热效率较低。如果选德国专利设计不就提高了很高水平吗?我院这次设计常德垃圾发电厂就选用加拿大瑞威公司产品,长沙垃圾发电厂就选用美国垃圾热解法发电,热效率均在0.8以上,整个电厂投资比炉排炉减少一半。

3.3如何走中国人自己的路

我认为,城市垃圾处理应从源头抓起,即各个城市市长应重视这个环保问题。

3.3.1从源头抓起,对垃圾进行分选,除对市民进行教育外,要求环卫部门具体落实,每一个垃圾收集点,分别玻璃类桶、金属类(各种易拉罐等)桶,有害物质(电池、日光灯、油漆、药品等)桶,石、砖、炉渣类桶,厨余等有机物捅,分选分装分运。玻璃、金属回收利用,有害物资再分选利用后填埋,石、砖、炉渣类桶送填埋,其余送垃圾焚烧发电厂。这样,大大减少了垃圾焚烧厂投资,进行了废物回收利用,创造了资源财富,是大有经济效益的工作。

3.3.2垃圾焚烧设备厂必须和设计院、焚烧厂合作,全面跟踪焚烧设备工程设计、安装调试运行中的优缺点,然后全面分析经验和教训及具体技术问题,寻找新的解决办法、途径,再设计更加先进、更加完善、更符合实际的焚烧设备来,才成为可能。如果单靠制造厂引进外国一个专利或一部分专利,照着干,是远远不够的,因为中国的垃圾有它的特色。哪个工厂也没有经济实力搞几套焚烧厂作试验。最省钱的办法是主动找上设计院和焚烧厂一道合作,发挥各自优势,注重各自侧重点,全面跟踪项目全过程,有志者事竟成。

3.3.3广泛调查分析,找到焚烧热效率最高,污染排放标准达到国家要求的,投资、运行成本最低的焚烧设备,才能具有竞争力,才有好的经济效益和社会效益。

焚烧法处理垃圾的优缺点篇6

[关键词]垃圾发电资源开发利用环境工程

长期以来,在人们的意识中,垃圾是不可再开发利用的废弃物,而且是现代城市的一大公害。随着社会的发展,人们对环境保护的要求日益高涨,许多国家和地区投入了大量人力物力,展开了对垃圾资源开发利用的研究工作,其中兴建垃圾发电厂就是一条重要途径,也是实现垃圾作为可再生能源得到深度开发利用的有效手段。兴建垃圾电厂不但可实现城市垃圾资源化、减量化和无害化,而且对解决城市环保问题也具有十分重要的意义。

1垃圾处理方式及其投资比较

目前,世界上各城市最常用的处理方式有四种:

1.1分类回收

分类回收为自废弃物中回收可利用资源,这种方式需要周密规划。

1.2卫生掩埋

有计划地在特定区域将收集到的垃圾进行工程压实、覆土、使其集中自然分解。此方法设备和技术简单,是目前我国大中城市垃圾处理的常用方法。但占地大,对掩埋地周围环境影响较大,对地下水也可能造成二次污染。

1.3堆肥

堆肥是将垃圾中的有机质分解、腐烂、转换成肥料。该方式对垃圾成分有较高要求,不能处理全部城市垃圾,适宜与分类回收配合采用。

1.4焚化

焚化是将垃圾在高温下燃烧,使可燃成分经氧化转变为稳定气体(烟气),不可燃成分转变为无机物(灰渣)。此处理方式迅速、无害,自动化程度高,且焚化产生的热能可供利用。但要求垃圾低位平均热值不低于3350KJ/kg左右,否则焚化成本大大增加。

从表1看出,卫生掩埋和堆肥这两种方式单位投资便宜,但由于征地和环境保护两大问题难以解决,因此许多城市已采用兴建垃圾电厂以焚化方式处理垃圾,这是当前我国城市垃圾处理朝着环卫产业化发展的一个趋势,值得认真研究。

2垃圾发电的特点

2.1垃圾发电效益特点

垃圾发电的效益首先是垃圾处理,其次才是发电,这正是垃圾电厂具有的显著特点。

2.1.1社会效益

垃圾焚化处理解决了垃圾出路,改善了城市卫生环境,减少了垃圾处理的土地占用问题,减轻了环卫工作的劳动强度,还能变废为宝,为生活和工业提供电力。

2.1.2经济效益

垃圾发电厂的主要经济效益有两部分,一是电力销售效益(包含部分回收废金属销售收益),二是垃圾处理费收益。垃圾处理费是政府为处理城市垃圾支付的费用。据我国南方某大城市测算,采用掩埋处理或其他无害处理方式,垃圾处理费用约为180元/吨。这部分垃圾处理费用由政府按垃圾实际处理量支付给垃圾电厂。这样,垃圾发电厂的燃料不但不需支付燃料成本,反而得到政府支付的垃圾处理费。在此基础上进行测算,垃圾电厂的投资效益可以与常规火力发电厂相比。在国外,垃圾电厂的投资者即以上述两项投资收益来经营电厂。在我国,由于人工便宜和电力紧缺,根据测算,当不计投资成本时,依靠售电收入足以支持电厂的运行和维修费用尚有盈利,比国外更为优越。这样,政府部门以公益事业建造垃圾电厂以后,就相当于既无负担而又有效地解决了垃圾问题。

2.2垃圾发电厂技术分析

2.2.1焚化锅炉的特点

由于垃圾焚烧炉的燃料为垃圾,物理成分包括厨余和废品类,其特征是水分高(一般为30%~60%)热值低(一般为3000~8500KJ/kg),决定了焚烧炉篦选型和配置中温中压锅炉。

目前,世界上比较有代表性的焚化炉篦有三种:马丁式炉篦;辊底式炉篦;机械向前式炉篦。三种焚烧炉篦技术发展到今天都已经成熟,其中又以辊底式炉篦的运行业绩比较丰富,效果较好,但设备价格相对较高。必须指出,在焚烧炉型选型时,有三个问题应认真考虑。分别为:垃圾的水分、垃圾的热值和设备的价格性能比。根据国内垃圾成分的构成,特别是南方省份垃圾的特点,一般垃圾含水分都很高,有的高达60%,因此,焚烧炉炉篦必须具有很强的垃圾烘干功能,这就需要从炉篦的结构、烘干区面积和垃圾在烘干区的停留时间以及增强垃圾搅动强度等方面来加大焚烧炉篦的垃圾烘干功能,以便能适应燃烧高水分的垃圾。其次国内垃圾热值都比较低,在生活垃圾的构成成分中,厨余、叶草占高达60%以上,低位热值一般为5000KJ/kg左右,因此,焚烧炉燃烧区面积不宜过大,否则正常运行时,由于垃圾热值低需要经常投油作为助燃,这样必然会加大运行成本,降低其经济效益。但在考虑这个问题时还需预见到未来垃圾成份的变化和热值会相应有所提高这一发展趋势,使选择的焚烧炉也能适应,达到可靠稳定连续地焚烧垃圾。至于设备价格性能比实际上是一个经济性和技术性相互统一的问题,考虑目前国内垃圾电厂均由政府出资兴建,资金来源不很充裕,因此,在焚烧炉选型时,尽可能选择价格性能比适中的产品,达到既能充分将垃圾燃烧掉,又能使设备价格较为经济。总之,在焚烧炉选型时,上面所述的三个问题一定要全面综合考虑,以便能选择到一个性能良好,价格适中的产品。

2.2.2汽轮机的特点

目前我国垃圾电厂的汽轮发电机组主要采用国产设备。由于垃圾电厂的特殊性,在汽轮机选型时,应考虑如下几个因素:

2.2.2.1垃圾成分复杂,垃圾焚烧后其烟气中含有HCl、HF、So2等有害成分,低温下会产生酸性腐蚀,高温下会造成金属的高温腐蚀。因此一般要求焚烧锅炉受热面温度≤450℃。

2.2.2.2主蒸汽温度的提高会使锅炉过热器面积增加;蒸汽压力的提高会增加锅炉水冷壁管壁厚度,两者均会增加锅炉的耗钢量,使锅炉造价升高。

2.2.2.3锅炉蒸汽参数应选取恰当。蒸汽参数若选取不当,如蒸汽温度取450℃,压力取615mpa时,汽轮机尾部通流区的湿度就会较大,这不但影响热效率,且对汽轮机的安全运行也不利。

2.2.2.4根据我国中小型机组蒸汽参数匹配情况,锅炉主蒸汽选为430℃及以下,锅炉受热面材质可用20号钢代替合金钢,主蒸汽管可采用20号钢,具有节约投资,降低工程造价的显著优势。

综上所述,垃圾电厂宜选用进汽温度为425℃,压力为4.5mpa的汽轮发电机组,此时,汽轮机的相对内效率在80%~83%之间,与我国中小型汽轮机的参数匹配也吻合。

3垃圾电厂建设应关注的问题

3.1降低垃圾电厂的工程造价

3.1.1国产化方面

凡主设备采用国产设备或引进国外技术国内制造,其工程总造价都会大幅下降,因此垃圾电厂主设备应尽量国产化,只是进口一些关键设备和零部件,如焚烧炉的炉篦、控制装置、调节阀等,只有这样才能有效地降低垃圾电厂的工程总造价。一般都可以节省30%至50%的投资。

3.1.2建设标准方面

建议采用安全、可靠、经济适用、符合国情的建设标准,但也要留有足够裕度。

3.1.3建设模式方面

工程建设模式对于降低工程造价,提高工程建设质量,确保合理的建设工期都具有重要意义。以项目法人负责制为核心的“五制”建设管理体制也完全适合垃圾电厂的筹划和建设,可使垃圾电厂的建设获取的投资回报最大化。

3.1.4工程优化方面

包括设计方案优化、设备选型优化、施工方案和施工方法优化等,对带有全局性、整体性的技术方案都应进行优化,以期达到方案最佳、投资最少的目的。总之,需要认真关注上述几个问题,才能降低垃圾电厂的工程造价。

3.2做好排放控制工作、保护和建设生态环境

为减少生活垃圾焚烧造成的二次污染,保护和建设生活环境及生态环境,国家环境保护总局于2000年2月29日《生活垃圾焚烧污染控制标准》,于同年6月1日起实施。但我国现阶段实施的排放限值标准与发达国家相比,相差较大,特别是在几个主要排放项目的排放限值,如So2、nox、二恶英等,差距达到几倍至十几倍。在这样的条件下,国内垃圾焚烧发电企业应全面认真地执行现行国家排放限值标准,做好烟气处理、灰渣处理以及污水处理等工艺流程和设备选型工作,做到防治污染的工程设施与主体工程“三同时”(设计、施工、投产),以确保垃圾电厂的烟气排放、污水排放和灰渣排放能实现达标排放,符合环保标准。在移交商业运行后,应加强在线监测工作、确保设备有效地运行,使其能取得良好运行效果,实现达标排放,垃圾电厂应为净化生态环境做出贡献。

4工程实例

福州红庙岭垃圾处理场采用目前国际上最先进的马丁技术建设,设计规模为日焚烧处理垃圾1000吨,年处理城市生活垃圾约33万吨,配置装机容量为1.6万千瓦发电机组。发电厂建成后,福州将实现焚烧发电为主、填埋为辅的垃圾综合处理。发电厂日焚烧垃圾1000吨,等于每天消耗全城近三分之二的生活垃圾。另外,1.6万千瓦的装机量相当于福州夏天用电缺口最高值的1/20左右,专家估算,焚烧1公斤垃圾,将产生0.25千瓦时左右的电能。1吨的垃圾可产生250千瓦时的电,够一般的三口之家用一个月了。垃圾发电厂建成后,社会、环保效益显著。

广东南海环保电厂是我国首家采用Bot方式融资建设的垃圾发电厂,是以焚烧生活和工业混合垃圾发电,不需添加任何辅助燃料。该电厂分两期建设,目前一期工程已于2002年9月投运,日处理生活垃圾400吨,总投资1132亿元,年平均上网电量4300万Kwh,以0.83元/Kwh的政府特许价并入电网,烟气、污水等各项指标已通过了环保局的检测,项目经济效益显著。Bot方式是20世纪80年代以来在国际上出现的一种新的项目融资模式,其含义是“建设―运营―移交”,政府通过出让建设项目一定期限的经营权、收益权,来吸收民间资本投资建设,项目投资者在规定的经营期限结束后,将该项目的产权和经营权无偿地移交给当地政府。南海环保电厂的投运开创了我国垃圾处理设施不靠政府投资的先河。

5结语

垃圾处理有四种方式。其中垃圾焚烧发电方式迅速、无害、自动化程度高,能利用其产生的热能进行发电,变废为宝,是实现垃圾资源深度开发利用的重要途径。垃圾发电效益首先是社会效益,解决了垃圾出路,改善了城市生活环境和生态环境。兴建垃圾电厂,应通过国产化,控制建设标准和工程优化等综合措施,实现降低工程造价,为垃圾电厂的健康发展创造条件。垃圾电厂营运期间,必须加强监督,烟气、污水和灰渣三大排放应实现达标排放,符合环保标准。有关部门应当履行职责,加强执法力度,共同营造优美生活环境和生态环境。

参考文献

焚烧法处理垃圾的优缺点篇7

论文关键词:垃圾发电,垃圾焚烧,循环流化床,焚烧炉,炉排炉

1、炉排炉型焚烧炉

机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术,技术成熟、可靠,其应用前景广阔,发展空间较大。这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。该类型焚烧炉型式很多,主要有固定炉排(主要是小型焚烧炉)、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。

为使垃圾燃烧过程稳定,炉排型焚烧关键是炉排。炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同,炉排有水平布置,也有呈倾斜15°~26°布置,炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段,段与段之间可以有垂直落差,也可没有落差。垃圾在炉排上着火,热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下,使垃圾层强烈地翻动和搅动,引起垃圾底部开始着火,连续的翻动和搅动使垃圾层松动,透气性加强,有助于垃圾的着火和燃烧。炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀,并合理使用一、二次风。

对于成分复杂的垃圾,炉温太高时,物料熔融结块,炉排、炉壁易烧坏,同时产生过多的氧化氮;炉温太低时,烟气滞留时间过短,产生不完全燃烧,对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。因此,炉膛出口温度应保证不低于850℃,烟气滞留时间不低于2s。

机械炉排炉的技术特点如下:

(1)由于鼓风压力小,风机装机容量小,动力消耗小。

(2)由于烟气粉尘量相对其他型式焚烧炉而言较小,除尘器的负荷和运行成本相对降低。

(3)主要燃料为生活垃圾。点火及辅助燃料为油,不掺烧煤。

(4)进炉垃圾不需预处理。

(5)焚烧炉内垃圾为稳定燃烧,燃烧较为完全,炉渣热酌减率较低。

(6)设备年运行时间可达8000h以上;

(7)垃圾需要连续焚烧,不宜经常起炉和停炉。

由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高,我国目前的大型机械炉排炉焚烧厂建设主要依靠引进国外先进焚烧炉,北京、上海、天津、重庆、广州、深圳等大中城市均主要采用引进国外先进炉排炉焚烧技术。部分中等城市开始应用国产机械炉排炉,如浙江温州、福建晋江等,但是处理规模一般在400t/d以下。

2、流化床焚烧炉

流化床焚烧炉不设运动炉体和炉排。流化床底设空气分布板,使用石英砂作为热载体。垃圾均匀定量地加入到700℃~750℃的砂子流态化床中,进行热解气化和部分燃烧随后被燃烬,不燃物和焚烧残渣随砂子一起通过炉底的排渣口进入筛分机分离出大颗粒不燃物排出炉外。中等颗粒的渣和石英砂,通过提升机送入炉内循环使用。

流化床垃圾焚烧炉优点:

(1)流化床适用性广,生活垃圾、污水厂污泥、炼油厂的渣油与焦油、低品位煤、林产工业废物、农业废弃物等都可用流化床焚烧技术处理。

(2)从燃烧理论上讲,流化床可使可燃垃圾与空气充分接触,所以不仅燃烧速度快,而且燃烧完全,即灼减率小(<2%)。

(3)过剩空气系数低,并采用分级送风,减少nox的生成量。

(4)流化床内无转动的机械设备,故制造简单,造价较低。

流化床垃圾焚烧炉不足之处:

(1)为了保证入炉垃圾的充分流化,对入炉垃圾的尺寸要求较为严格,要求垃圾在入炉前进行一系列筛选及粉碎等处理,使其颗粒尺寸均匀化,一般破碎至15cm以下,易造成恶劣的工作环境。同时较多的辅机故障率高,动力消耗大。

(2)空气鼓入压力高,焚烧炉本体阻力大,动力消耗相对较高。

(3)流态化焚烧导致烟气粉尘含量高,烟气净化系统负荷增大,除尘的费用随之提高。

(4)需要掺加燃煤辅助燃烧。但根据国家有关政策,对掺煤部分的发电量不享受电价优惠。在目前煤价较高的情况下,掺煤影响企业的经济效益。同时,国家要求关停小火电的现行政策对流化床焚烧炉不支持。

(5)由于砂体不断翻动,对耐火内衬磨损大;同时,烟气流速高,对焚烧炉的冲刷和磨损严重。因此,焚烧炉运行可靠性相对较低,厂家保证年运行小时数7200小时,实际运行小时数一般低于7000h。

3、回转窑焚烧炉

回转窑焚烧炉技术的燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑,其内壁可采用耐火砖砌筑,也可采用管式水冷壁,用以保护滚筒。回转窑直径为4~6m,长度约10~20m,可根据垃圾的焚烧量确定。它是通过炉本体滚筒连续、缓慢转动,利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部,然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒内翻滚,可与空气得到充分接触,经过着火、燃烧和燃烬三个阶段进行较完全的燃烧。垃圾由滚筒的一端送入,热烟气对其进行干燥,在达到着火温度后燃烧,随着筒体滚动,垃圾得到翻滚并下滑,一直到筒体出口排出灰渣。当垃圾含水量过大时,可在筒体尾部增加一级炉排,用来满足燃烬,滚筒中排出的烟气,进入一个垂直的燃烬室(二燃室)。燃烬室内送入二次风,烟气中的可燃成分可在此得到充分燃烧。燃烬室温度一般为1000~1200℃。回转窑式垃圾燃烧装置设备费用低,厂用电耗与其他燃烧方式相比也较少,但焚烧低热值、高水分的垃圾时有一定的难度。

回转窑焚烧炉对垃圾成份适应性强,广泛应用于销毁工业废物和焚烧复杂的干、湿混合垃圾,如污泥等。物料由回转窑筒体一端送入,随着筒体的转动,物料在筒体内翻动前进、燃烧,直到燃烬成灰渣从筒体另一端落出,掉进灰斗。筒体轴线与水平面成一定倾角,以保证物料向前运动。

回转式焚烧炉既有炉排炉直接处理垃圾(不需预处理)和流化床焚烧炉物料与空气充分接触完全燃烧的优点,又避免了炉排炉的炉排需经常更换造成维护费用较高的缺点,但回转炉处理量小。

4、垃圾热解气化焚烧炉(Cao)

垃圾热解气化焚烧炉(Controlledairoxidation可控空气氧化技术,简称Cao技术),是一种控制空气燃烧技术。Cao系统可分为加热干燥、热解气化、残碳燃烧、可燃气燃烧等4个区域。Cao第1燃烧室中,通入少量空气,在一定温度下,垃圾长时间停留,部分气化,部分分解,部分燃烧。灰渣和不能热分解的物体(如金属、玻璃等)经过自动清灰系统排出炉外。产生的可燃烟气进入上部的第2燃烧室,再配以空气,在超过1000℃的高温下经过2s的充分燃烧后排出。这些高温气体可以引入余热锅炉回收热量,之后采用naoH碱液净化,达标排放。

该炉型主要优点:

设备结构简单,维护较容易,动力消耗低;厂房高度低;热解法烟气中nox含量相对较低。

该法不足之处主要为:

Cao燃烧系统在一定程度上解决了城市垃圾的处理问题,垃圾不用分选就可以充分地分解和燃烧,但对于水分超过40%的垃圾,在不投油助燃时则不能稳定燃烧。设备处理能力较小,单台处理能力一般为150t/d以下;厂房占地面积大;热量回收率低,焚烧后炉渣灼减率较高。热解炉不能适应高水份、低热值垃圾的处置,因此在我国广泛应用垃圾热解气化焚烧炉技术还有一定困难。

5、结论

焚烧法处理垃圾的优缺点篇8

【关键词】生活垃圾;填埋;焚烧;堆肥;现状;发展方向

1生活垃圾处理发展概况

建设部《中国城市建设统计年报》显示,截止至2005年底,我国垃圾填埋、堆肥和焚烧的无害化处理能力所占比例分别为82.4%、4.7%和12.9%。

在1990-2005年期间,城市垃圾清运量年平均增长率为5.5%,城市垃圾量的增长稍快于城市人口的增长。80年代,人均垃圾产量为0.5~0.6kg/(人·d);90年代,垃圾产量为0.7~0.8kg/(人·d);21世纪初,垃圾产量预计为0.9~1.0kg/(人·d)。

从近10年来我国城市垃圾处理所发生的变化可以看出,城市垃圾取得的成绩和进步是明显的,特别是先进的垃圾处理技术开始逐步得到应用。例如,在近几年建设的许多填埋场中,为提高填埋场的防渗水平,采用高密度聚乙烯膜作为防渗材料;为提高填埋作业效率,一些大型的填埋场采用了填埋压实机;一些城市如杭州、广州、深圳等的填埋场开始对填埋气体进行回收利用。

垃圾焚烧处理从无到有,不断发展。深圳市于1985年从日本三菱重工业公司成套引进两台日处理能力为150吨/日的垃圾焚烧炉,成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂。国内一些经济基础较好的城市如上海、广州、北京等都建设了较高标准的垃圾焚烧厂,这些焚烧厂多为通过利用国外资金、引进关键技术或设备、按照较高污染控制标准来建设的现代化大型垃圾焚烧厂。

堆肥处理是我国城市垃圾处理使用最早也是在早期阶段使用最多的方式。堆肥处理主要采用低成本堆肥系统,大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。“七五”和“八五”期间,我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究和开发,并取得了积极成果。

当前,垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足,垃圾处理的水平还很低,从总体上讲,城市生活垃圾处理还处于由粗放到处理的发展阶段。主要表现为垃圾堆放现象普遍存在,垃圾处理场的二次污染相当普遍。

2城市生活垃圾特性变化

城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结构以及城市居民燃气率等因素有关。我国城市的垃圾在产量迅速增加的同时,垃圾的构成及特性也发生了很大的变化。

我国地域辽阔,南北温差大,东西经济发展不平衡,燃料结构差别大,因此,我国的垃圾成分随地域而变,即使是同一城市,一年四季垃圾成分差别也大。但总的趋势是垃圾中有机物成分在增加,大城市垃圾中有机物接近50%,中等城市垃圾中有机物为30%~40%;无机物在减少,大城市垃圾中无机物为30%~40%,中等城市垃圾中无机物为50%~60%;垃圾成分的不同决定了不同城市采用的处理方法也不同,城市生活垃圾中有机成分占总量的60%,无机物约占40%,其中废纸、塑料。玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的20%。

垃圾中的可燃物增多,可利用价值增大,因此随着今后我国大城市,尤其是北方城市随着城市燃气化率的不断普及,城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。

居民生活水平和消费结构的改变不仅影响城市垃圾的产量,也影响着城市垃圾的成分。尤其是近十年来,随着改革开放的进一步深化,居民收人不断增加,人民的生活水平不断提高,包装产品的消费,以及废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物的消费不断增加。

包装废物的快速增长,是城市生活垃圾增长的重要原因之一。实际上垃圾中的废纸、金属、玻璃、塑料等绝大部分是使用后废弃的包装物。随着包装业的快速发展,商品包装形式越来越繁多,包装物的种类和数量增加很快,过分包装和豪华包装的产品比比皆是,这在大城市尤为突出。一次性的商品被广泛应用,增加了垃圾的产量。目前我国包装品废弃物约占城市家庭生活垃圾的10%以上,而其体积要构成家庭垃圾的30%以上。

3城市垃圾处理现状分析

3.1主要技术介绍

国内垃圾处理方法多种多样,主要有:填埋、堆肥、焚烧三种方法,另外还有热解、分选回收、综合处理方法。

3.1.1填埋

填埋技术作为生活垃圾的传统和最终处理方法,目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法,2005年,全国共建有356座生活垃圾卫生填埋场,90%(含简易填埋)以上的城市生活垃圾采用填埋处理。根据环保措施(主要有场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋气导排、渗沥液处理、虫害防治等)是否齐全、环保标准能否满足来判断,填埋场大致可分为简易填埋场、受控填埋场和卫生填埋场三个等级。

1、简易填埋场(临时堆场)

基本上没有考虑环保措施,或仅有部分环保措施,也谈不上执行什么环保标准。严格来讲,目前我国仍有很大部分填埋场属于这个等级。这类生活垃圾填埋场为衰退型填埋场,在使用过程中它不可避免地会对周围的环境造成严重污染。

2、受控填埋场(准卫生填埋场)

有部分环保措施,但不齐全;或者是虽然有比较齐全的环保措施,但不能全部达标。目前的主要问题集中在场底防渗、渗沥水处理、每天覆盖等不符合卫生填埋场的技术规范。这类填埋场为半封闭型填埋场,也会对周围的环境造成一定的影响。

3、卫生填埋场(无害化处理场)

既有完善的环保措施,又能满足环保标准,为封闭型或生态型的填埋场。由于建设和运行费用目前在我国大部分城市尚难以接受,管理水平也有较大差距,所以真正意义上的卫生填埋场目前在我国仍较少。

3.1.2焚烧

我国生活垃圾焚烧计数的研究和应用起步于八十年代中后期,全国现有各类生活垃圾焚烧厂50多座,综合目前我国生活垃圾焚烧技术应用的现状,大致可分为简易焚烧炉、国产化焚烧设施和综合型焚烧设施三类。

1、简易焚烧炉

简易焚烧炉工程规模较小,主要利用原有的煤窑或砖窑等改造而成,工艺简单、价格低廉,往往缺乏基本的供风和烟气处理系统,工作条件差,生活垃圾无法得以充分燃烧、污染物也不能达标排放。这类焚烧炉在我国还有一定的市场,主要在一些中小城镇应用,由于不能满足环保标准和燃烧条件,正逐步予以取缔。

2

、国产化焚烧设施

工程规模中等,生产及配套设施相对比较简单,主要设备为流化床焚烧炉,建设及运行成本相对较低。目前在江苏、浙江等地已建成多座国产化生活垃圾焚烧厂,温州市东庄生活垃圾焚烧厂(炉排炉),绍兴市生活垃圾焚烧厂(流化床),无锡市生益多生活垃圾焚烧厂(炉排炉)是其代表。

3、综合型焚烧设施

综合型焚烧技术设备,是指把引进技术设备与国产技术设备有机结合起来的垃圾焚烧系统。其关键技术和设备从国外引进,工程规模较大,生产及配套设施比较完整,建设及运行成本较高。深圳市市政环卫综合处理厂,上海市江桥生活垃圾焚烧厂,上海市浦东御桥生活垃圾焚烧厂是其代表。

3.1.3堆肥

生活垃圾堆肥在我国具有悠久历史,但堆肥处理率并不高,目前全国共有各类生活垃圾堆肥厂约70多座。在我国常用的生活垃圾堆肥技术大致可分为简易堆肥、好氧堆肥和厌氧堆肥三类。

1、简易堆肥

工程规模较小、机械化程度低、主要采用静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。简易高温堆肥技术一般在中小型城市应用较多。

2、好氧堆肥

工程规模相对较大、机械化程度较高、一般采用动态或半动态好氧发酵工艺、有较齐全的环保措施、投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。

3、厌氧堆肥

工程规模普遍较大,机械化程度相当高,一般采用湿式或干式厌氧发酵工艺,发酵周期可缩短至15~20天后,沼气收集后可用于发电等,生活垃圾资源化利用率较高,投资及运行费用高于好氧堆肥,占地面积少于好氧堆肥。厌氧堆肥技术在欧洲有较多的应用实例,国内上海等地则还能够在实施项目。

3.1.4热解

热解法就是把有关固体废物(或液体废物)在无氧或少量氧的条件下加热至800~1000℃,获得高温气体的方法,同时还可以获得煤(焦油)再作化工原料,关于分解后剩余的以碳为主的残渣,可以作肥料、填坑物和固体燃料等。热解可在焚烧温度低的条件下,从有机物中直接回收燃料油、气,从资源化的角度论,热解比焚烧有利。

3.1.5分选回收

城市生活垃圾分选回收技术较为可靠,资源化效果较好,分选出的资源化物质可以直接回收利用,该技术是许多发达国家基于分类收集基础上的首选处理技术。该技术选址较为容易,但有一定的噪声、臭气污染。城市生活垃圾分选回收技术环境可能存在分选效率低、经济效益不好的隐患,且分选后有较多残渣。

3.1.6综合处理

城市生活垃圾综合处理技术是在克服单一处理方法缺点的基础上,采用填埋、堆肥、焚烧、分选回收等两种或多种方法相结合的方式去处理城市生活垃圾,从而避免和降低了因处理不当对环境造成的二次污染和资源的浪费,同时达到资源充分利用和无害化处理城市生活垃圾的目的;此外,该种处理方式能彻底处理城市生活垃圾,基本无二次污染。而资源的回收利用,正符合国家可持续发展的战略。事实上,城市生活垃圾综合处理技术是以社会、经济和环境协调发展为目标,并优化用多种管理、技术手段构筑的城市生活垃圾处理系统工程。综合处理技术内部各类单元处理技术根据应用的先后顺序,主要包括前处理、中间处理、后处理和最终处置等四道工序。事实上,组成这四道工序的主要单元处理技术包括填埋、堆肥处理、焚烧、回收利用四类。

3.2应用情况

我国城市生活垃圾无害化处理设施已由1990年的66座增加到2005年的471座,无害化处理量和处理率也分别由1990年的2122万t和2.3%,提高到2005年的256312万t和60.1%。

近年来综合处理已引起越来越多的重视,但迄今为止应用最广泛的仍是填埋、焚烧、堆肥三种方法,其中填埋法是我国城市生活垃圾处理的最主要方法,无论是大城市还是中、小城市都普遍采用;中、小城市采用堆肥技术较多,但处理规模较小,因堆肥销路等原因,有的已关闭;焚烧技术这几年在经济发达城市得到了迅速发展。

3.3存在的问题分析

3.3.1填埋场问题分析

大多数填埋场的设计、建设和运营仍存在很多问题,表现在:(1)设计理念比较落后,科技水平低,土地填埋利用率不高,占用了大量土地资源;(2)大部分生活垃圾填埋场缺乏有效的基础和边坡防渗措施;(3)由于生活垃圾中有机物含量和含水率往往高达50~60%,导致渗滤液产量大、浓度高,渗滤液处理达标排放或能够送城市污水处理厂处理后达标排放的填埋场较少,地下水污染地表水的污染事故不断出现;(4)填埋气体处理与利用系统刚刚开始发展,现有填埋场多为敞开式排放或通过竖井排放,简易填埋场的填埋气仍处于无组织排放状态,不仅引起了温室效应,造成安全隐患,而且也是产生恶臭的主要原因;(5)填埋场的封场一般都未进行生态恢复,由于缺乏封场和后续管理标准,缺乏相应的政策和法规,已经终场的生活垃圾堆体不能够合理地安全封场和持续维护。

3.3.2焚烧问题分析

(1)对热值低、水分高、成分复杂的生活垃圾适应性不好。引进的炉排炉一般适应处理国外成份相对简单、低位热值高(一般都在1600kcal/kg以上),水分含量低的生活垃圾;(2)工程投资大。据统计,目前国内利用国外先进焚烧技术建造的焚烧厂普遍建设工程投资大,折合吨工程投资约50~75万元,而引进技术,关键设备国内生产的吨工程投资约35~45万元,技术和设备全国产化的吨工程投资只要25~30万元;(3)运行成本高。据统计,我国目前运转基本正常的国外技术建造的焚烧厂的运行费用为180~300元/吨;(4)飞灰没得到安全处置。除个别高水平建设和管理的焚烧厂外,其余焚烧厂飞灰处置没得到足够重视,大多填埋处理或作为建筑材料利用,安全隐患大。

3.3.3堆肥问题分析

阻碍我国生活垃圾堆肥化发展的主要因素不是技术因素,而是非技术的经济因素,这表现在:(1)混合收集的生活垃圾杂质含量高,为保证产品质量而采用复杂的分离过程导致产品成本高,没有政府的补贴,是很难运行下去的;(2)一般堆肥厂的粗堆肥产品只能作为土壤改良剂,其销路取决于堆肥厂所在地区封条件的适宜性,在粘性土壤地区,特别是南方的红黄粘土、砖红粘土、紫色土地区有较好的销路;(3)堆肥厂产品的经济服务半径一般较小。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售,利用粗堆肥产品制造的复合肥,其销售也面临一般化肥和复合肥的竞争;(4)生活垃圾处理的连续性和堆肥产品销售季节性之间存在的固有盾,也会增加生活垃圾的处理成本和堆肥产品的生产成本。

因此,虽然个别大型生活垃圾堆肥处理厂和一些不定期地运行的、简易小型生活垃圾堆肥厂产品有销路,近几年国内建成的大多数堆肥厂,实际上均不能正常运行。

4生活垃圾处理技术发展方向

根据我国实际情况,现实的生活垃圾处理技术发展方向必须面对混合收集的、可回收物质含量和热值低、垃圾含水率和可生物降解的有机物含量高的生活垃圾。远期(2015年后)可考虑实现了分类收集基础上的垃圾处理技术。

1、发展生活垃圾综合处理技术

我国生活垃圾的特性决定了很难有一种垃圾处理技术能对其进行有效的处理,必须采取多种技术对其进行综合处理才能达到减量化、无害化和资源化。但是,这需要在一个新的基础上去考虑综合处理模式中各种技术的地位和作用。

针对我国混合收集垃圾的特点,将生物处理技术作为填埋或焚烧的预处理技术,是解决我国垃圾处理难题的一种有前途的技术组合。近10年来,机械生活处理技术在欧洲作为填埋处理或焚烧处理的预处理技术得到了快速发展,已经出现了机械生物处理——卫生填埋、机械生物处理——焚烧发电等一些综合处理的趋势。

2、生活垃圾填埋技术标准化、规范化、环保化、国产化发展

主要表现在以下几点:(1)填埋气导排技术在生活垃圾填埋场得以普遍采用并不断完善,同时填埋气回收利用技术在取得经验的基础上扩大试验范围;(2)大、中城市的生活垃圾填埋场基本上能做到每天覆土。覆盖材料除粘土外,新型替代覆盖材料的研制工作也取得进展,并在部分缺少覆盖土来源的生活垃圾填埋场试点应用;(3)在引进、消化的基础上,开发出压实机等新一代的国产化填埋专用机具,用于生活垃圾填埋场并取得较好效果;(4)国产化人工合成防渗衬底材料的质量有较大的提高,设置人工合成防渗衬底的生活垃圾填埋场不仅仅局限于个别示范工程;(5)生活垃圾渗滤水的处理技术多样化并取得实质性进展;(6)发达国家普遍采用的好氧填埋技术,在部分示范工程中率先得到应用;(7)在大城市中,生活垃圾经过回收利用、堆肥、焚烧等方法处理后进入填埋场作最终处理。

3、生活垃圾堆肥技术机械化、国产化,堆肥产品高附加值发展

主要表现在以下方面:(1)生活垃圾堆肥厂的机械化水平和堆肥质量有明显提高;(2)堆肥产品中的重金属和碎玻璃等杂质的含量得到有效控制;(3)国产化有机复合肥成套生产技术与设备进一步完善,生活垃圾堆肥厂中生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高;(4)采用机械化动态发酵工艺和利用有效菌种快速分解的新型堆肥技术,在部分城市得到应用并逐步推广;(5)由于具有良好的减量化和资源化效果,生活垃圾堆肥技术将重新得到重视,生活垃圾堆肥处理的比例将逐步增加。

4、生活垃圾焚烧技术国产化、环保化、资源化发展

主要表现在以下方面:(1)我国城市生活垃圾的低位热值稳步提高,低热值生活垃圾焚烧技术的工艺进一步完善;(2)新一代国产成套生活垃圾焚烧设备的开发取得成功,并在部分中、小城市形成一定的市场。单台处理能力200t/d以下的生活垃圾焚烧设备将以国产化为主;(3)生活垃圾焚烧厂的二次污染特别是尾气的净化技术取得突破,同时人们对二恶英等污染物的关注程度愈加提高;(4)生活垃圾焚烧余热的综合利用技术得到提高,焚烧发电将继续得到政府在政策和税收方面的支持;(5)生活垃圾焚烧厂将向大型化方向发展。由于国产化率和管理水平的提高,其工程投资和运行成本将得到控制;(6)生活垃圾焚烧技术将稳步发展,生活垃圾焚烧处理的比例将逐步上升。未来几年内在部分城市将建成若干个和国外接轨的生活垃圾焚烧厂。但在我国全面推广的条件尚不具备。

5、分类收集、分类处理逐步推行

生活垃圾作为一种取之不尽的再生资源将逐步得到重视,垃圾分类收集、分类处理方式在我国大、中城市中逐步推行,主要途径如下:(1)对一次性物品的限制使用初见成效,同时产品包装行为进一步规范,过度包装逐步减少;(2)净菜进城工作逐步被市民认可,生活垃圾中易腐有机物的比例逐步下降;(3)有关生活垃圾减量化、资源化的地方性法规将陆续出台,生活垃圾回收利用工作将纳入依法管理的轨道。与垃圾分类收集相适应,生活垃圾回收利用技术将得到重视,垃圾分拣中心和资源化利用工厂等配套设施,将在一部分城市率先建成,许多城市会将此提到议事日程。生活垃圾中回收利用的比例将逐步增加,并带动废品回收业和相关产业的发展。

5结语

从系统管理的角度出发,抓好垃圾源头减量工作,尽量少产生垃圾,将已产生垃圾最大程度回收利用,再通过卫生填埋、堆肥、焚烧制能等工程技术措施减容及进一步资源化,是符合循环经济和可持续发展要求的做法。

综合分析垃圾处理技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的无害化、减量化、资源化效果等方面,卫生填埋、焚烧、堆肥都有各自的优缺点和适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、资源利用和综合治理的原则下,采用三种主要方法适当组合,能取得更大的环境效益。依据科学发展观和循环经济的理论,按照可持续发展的要求,我国现阶段垃圾处理工艺选择的总体思路是:巩固完善现有的卫生填埋技术,稳步发展焚烧处理技术,充分重视生物处理技术,探索和鼓励资源再利用和综合处理技术。

参考文献

[1]王均奇,施国庆.我国城市生活垃圾产业的发展现状与对策研究[J].生产力研究,2007,(1):99-100.

焚烧法处理垃圾的优缺点篇9

论文关键词:城市垃圾;处理方式;利弊;探讨

论文摘要:垃圾处理已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,目前广泛使用的垃圾填埋法、堆肥法、焚烧法等常规方法各有其利弊,通过对照比较垃圾焚烧处理是符合减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理方式,是我国城市垃圾处理的趋势。

保护环境是我国的一项基本国策,随着我国城市的发展和人民物资生活水平的提高,妥善处理垃圾已成为当务之急。据统计,我国人均生活垃圾年产量为440kg,且每年以8-10%的速度在递增,大量的垃圾被运到城郊堆放,已成为公害。全国历年垃圾堆存量已高达60亿吨,堆占耕地5亿m2,直接经济损失达80亿元人民币。因此,垃圾滋生已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,形势严峻,刻不容缓。目前我国城市已发展到660个,城镇人口2.6亿,按每人每年产生440kg垃圾计算,则产生垃圾量为1.14×104万吨,是可以使100万人口的城市覆盖1米。如何应按照减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理,显得至关重要。

1垃圾处理的常规方法及其利弊

1.1填埋法

根据工艺的不同,又分传统填埋法和卫生填埋法两类。

1.1.1传统填埋法

这种方法实际上是在自然条件下,利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起,不加掩盖,未经科学处理的填埋方法。

1.1.2卫生填埋法

卫生填埋法是采用工程技术措施,防止产生污染及危害环境土地的处理方法。

此二种填理法处理量大,方便易行,投资省,是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源),被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等,还占用大量农田面积,垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。

1.2堆肥法

堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂,按堆肥工艺流程处理后制作为肥料,成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及,堆肥量大,劳动强度大,全面比较后,市场越来越小。

1.3焚烧法

按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。

1.3.1炉排炉焚烧

就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经料斗慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气的助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动下,充分燃烧,烧烬的炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋,垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。

1.3.2流化床焚烧

就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动床的中央,然后慢慢通过热砂床(600-700℃),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。

此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司,目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。

1.3.3热解法

热解法是在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。

此种方法是近10~20年研制出来的,是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。

焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。但是,根据美国的报道焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35mJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。

2技术发展趋势对比

2.1垃圾的焚烧的优势

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

2.2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。

2.3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。

焚烧法处理垃圾的优缺点篇10

摘要:随着我国社会的不断发展,城市化进程的不断加快,垃圾已经成为制约城市发展的瓶颈。发展生活垃圾焚烧发电技术不仅可以打破垃圾围城的僵局,而且可以减少一定量的煤炭、柴油等能源的使用。近年来,国家的工业政策一直鼓励各大、中型城市建设垃圾焚烧发电项目,我国垃圾焚烧厂的数量逐年增多,规模越来越大。本文围绕生活垃圾焚烧发电技术,分析垃圾焚烧发电的可行性,介绍国内外最新的垃圾焚烧发电技术及处理效果,阐述去除垃圾焚烧废气中二f英的措施,最后分析预测垃圾焚烧发电对周边环境影响。

关键词:生活垃圾;焚烧发电;环境影响;二f英

abstract:withthedevelopmentofoursocietyandacceleratingurbanization,garbagehasbecomethebottleneckofrestrictingcitydevelopment.todeveloplifewasteincinerationpowergenerationtechnologynotonlycanbreakthedeadlockgarbagesiege,andcanreducetheamountofcoal,dieseloilandotherenergyuse.inrecentyears,thenationalindustrialpolicyhasbeenencouragingeachbig,medium-sizedcityconstructionwasteincinerationpowerprojects,thenumberofwastelncinerationplantinChinaincreasedyearbyyear,thescaleismoreandmorebig.thispaperfocusonlivinggarbageburnedpowergenerationtechnology,analyzesthefeasibilityofgarbageburnedpower,introducedthedomesticandforeignlatestgarbageburnedpowergenerationtechnologyandtreatmenteffect,thispaperexpoundsremovewasteincinerationwastegasofdioxinmeasures,inthefinalanalysis,forecastwasteincinerationpowertotheperipheryenvironmentinfluence.

Keywords:lifewaste;Burningpower;theenvironmentalimpact;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(Controlledairoxidation)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、300t/天、400t/天、500t/天、600t/天等系列产品已经在我国得到应用,并且我国已经在建800t/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“policeFilter”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:

[1]林丛基;生活垃圾焚烧发电与二f英污染[J];海峡科学;2010年第6期