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              垃圾焚燒發電存在的問題及應對措施

                 日期:2017-09-13     來源:環衛科技網 作者:李家坤 何保定    瀏覽:97    

                面對垃圾泛濫成災的狀況,世界各國的專家們已不僅限于控制和銷毀垃圾這種被動做法,而是采取積極有力的措施,科學合理地綜合處理和利用垃圾。

                城市生活垃圾是當前世界各國面臨的主要環境問題之一,也是目前中國存在的突出的環境問題。隨著中國經濟的快速發展,城市人口的大量增加和城市規模的日益擴大以及人民生活水平的不斷提高,生活垃圾產生量逐年增長。1995年以后,中國城市生活垃圾年清運量均超過1億t,且以每年3%左右的速度增長。對垃圾的處理不當,會對環境造成巨大的危害:占用土地、污染土壤、污染地下水資源、影響空氣質量、污染大氣、傳播疾病、影響環境衛生和居民健康。因此,如何無害化處理生活垃圾,以及如何對垃圾處理進行有效的管理,已經成為許多城市亟待解決的問題。

                目前比較普遍的垃圾無害化處理方式有衛生填埋、焚燒和綜合利用(如生產有機肥料、建筑材料、供熱和發電等)。從20世紀70年代起,一些發達國家便著手運用焚燒垃圾產生的熱量進行發電。歐美一些國家相繼建起了垃圾發電站,美國某垃圾發電站的發電能力高達100MW,每天處理垃圾60萬t。據科學家測算,垃圾中的二次能源如有機可燃物等,所含的熱值高,焚燒2t垃圾產生的熱量大約相當于1t煤。如果中國能將垃圾充分有效地用于發電,每年將節省煤炭5000~6000萬t,其效益還是比較可觀的[2]。

                焚燒垃圾發電具有很好的發展前景,但目前由于人們的環保意識、垃圾發電技術、政策支持力度等原因,焚燒垃圾發電還存在一些問題,本文分析并提出了解決問題的措施。

                1、垃圾焚燒發電簡介

                1.1垃圾焚燒發電的基本原理

                垃圾焚燒發電是一種對城市垃圾進行高溫熱化學處理的技術,將垃圾作為固體燃料送入爐膛內燃燒,在850~1100℃的高溫條件下,垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進行劇烈的化學反應,釋放出熱量并轉化為高溫的燃燒氣和少量性質穩定的固定殘渣。當垃圾有足夠的熱值時,垃圾能靠自身的能量維持自燃,而不用提供輔助燃料。在高溫焚燒中產生的熱能轉化為高溫蒸氣,推動渦輪機轉動,使發電機產生電能。性質穩定的殘渣可直接填埋處置。經過焚燒處理,垃圾中的細菌、病毒能被徹底消滅,各種惡臭氣體能得到高溫分解,煙氣中的有害氣體經處理達標后排放。

                1.2垃圾焚燒發電的基本流程

                垃圾由運輸車運至焚燒廠,經地磅稱重后,開至卸料門,卸到垃圾坑。垃圾吊車將垃圾送入給料斗,并送入爐內,在焚燒爐內燃燒。送風機的入口與垃圾坑連通,這樣可將垃圾的臭味送入燃燒溫度約850~1100℃的焚燒爐內進行熱分解,變為無臭氣體。

                燃燒的火焰及高溫煙氣,經自然循環鍋爐,產生高溫蒸汽,為汽輪發電機組提供汽源。鍋爐、汽輪發電機組由中央控制室集中控制和監視。燃燒完的爐渣落入出渣裝置,經冷卻后的爐渣轉運到制磚廠綜合利用。

                預處理電除塵器系統收集的飛灰不屬危險廢棄物,收集后轉運到水泥廠或攪拌站等處綜合利用。半干式煙氣凈化裝置收集的飛灰屬危險廢棄物,輸送到固化車間,經水泥固化養護后,運輸至填埋場安全填埋。垃圾滲濾液經處理后,達標排放。經處理的煙氣指標達到環保要求,由引風機送入煙囪排出。

                1.3垃圾焚燒發電的優點

                過去處理垃圾的主要方法是填埋,填埋處理方式主要有以下缺點:侵占大量的土地資源;垃圾滲漏液和散發的臭氣對土壤、地表水、地下水和大氣造成長期嚴重污染;垃圾堆放場所是蚊蠅和病源菌滋生的地方,而且產生的沼氣易發生爆炸,威脅居民的安全健康;嚴重影響城市景觀和城市形象。

                垃圾焚燒發電處理方式與填埋處理方式及其他城市垃圾處理方法相比具有以下獨特的優點。

                (1)減容效果好。焚燒處理可以使城市垃圾的體積減少80%~90%。

                (2)消毒徹底。高溫燃燒可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并能徹底殺滅病原菌,尤其是對于可燃性致癌物、病毒性污染物、劇毒性有機物等,幾乎是唯一有效的處理方法。

                (3)減輕或消除后續處置過程對環境的影響。可以大大降低填埋場浸出液的污染物濃度和釋放氣體中的可燃及惡臭成分;還可以減少溫室氣體,例如甲烷排放。

                (4)有利于實現城市垃圾的資源化,充分利用垃圾焚燒技術轉化為再生能源。垃圾焚燒產生高溫煙氣,其熱能被廢熱鍋爐吸收轉變為蒸汽,可以用來供熱或發電。

                (5)可全天候操作,不易受天氣影響。以垃圾替代煤、石油或天然氣等有限資源作為發電燃料,節省天然資源,處理效率高。

                (6)焚燒廠占地面積小,可以在靠近市區的地方建廠,既可節約用地又可縮短垃圾的運輸距離,焚燒發電處理的操作費可望低于填埋,對于經濟發達的城市,尤為重要。

                基于以上這些優點,說明焚燒處理是實現垃圾無害化、減量化和資源化的最有效的手段之一,是未來垃圾處理的發展方向。

                1.4不同焚燒發電技術的比較

                按焚燒原理不同,全世界主要分為爐排爐焚燒、流化床焚燒、熱解法等三種。

                (1)爐排爐焚燒。爐排爐焚燒的基本原理是將城市垃圾運到焚燒廠的垃圾池,經抓吊入料斗,慢慢進入爐膛,經過干燥、燃燒、燃燼三個階段,在大量氧氣的助燃條件下,垃圾在爐排中用不同方法攪動,充分燃燒,燒燼的爐渣入渣池冷卻后,運往廠外填埋。垃圾燃燒后產生的大量高溫煙氣進入余熱鍋爐換熱,過熱蒸氣再進入汽輪發電機組發電。爐排爐根據結構的不同又分為爐排爐、滾筒爐等多種爐型。

                (2)流化床焚燒。流化床焚燒的基本原理是將城市垃圾運到焚燒廠倒入垃圾池后,經抓吊入料斗,垃圾從焚燒爐的頂端投放進爐內后,落在活動床的中央,然后慢慢通過熱砂床(600℃~700℃),垃圾被熱砂焙燒而失去其水分變脆,然后分散到活動床兩側的流化床。

                在流化床內,脆而易碎的垃圾被劇烈運動的砂粒擠成碎片而很快燃燒掉。另一方面,垃圾中的不燃物則與砂粒一起移動到焚燒爐兩側,通過不燃物排出孔,與砂粒一起自動排出爐外。這種新型流化床焚燒爐能夠在不經事先處理(破碎)的情況下直接將垃圾進行焚化,是1981年研制成功的。

                循環流化床垃圾焚燒處理技術與設備是一種基于循環流化床燃燒技術而發展起來的新型的集垃圾焚燒、供熱、發電為一體的先進的垃圾處理技術和設備,循環流化床是國家相關行業政策明確推薦的節能環保燃燒爐型,該爐型特別適用于燃用劣質燃料,對生活垃圾的高灰分、高水分、低熱值具有較好的適應性。例如,武漢市綠色環保能源有限公司、武漢漢口綠色環保有限公司分別在武漢市江夏區和黃陂區建成投產的2座垃圾發電廠就是采用了循環流化床技術。

               
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