垃圾焚烧方式范文

出处:爱游戏APP官方

发布时间:2024-09-09 12:18:20

  处理城市垃圾的方式主要有:填埋、焚烧和堆肥三种,针对不同类型的垃圾,宜采用不同的处理方法。一般情况下,有机物含量高的垃圾,宜采用堆肥法,但堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类,且不能减量化,仍需占用大量土地;无机物含量多的垃圾适宜填埋法,但此方法,占用了大量土地,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,而且也严重危害健康。所以,世界各国普遍采用焚烧法处理垃圾。

  城市垃圾焚烧技术概述焚烧法是一种高温热解处理技术,即以一定量的过量空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,废物中的有害有毒物质在800-1200℃的高温下氧化、热解而被破坏,是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。

  焚烧的目的是尽可能焚毁废物,是被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容,并尽可能减少新的污染物质产生,避免造成二次污染。对于大、中型的废物焚烧厂,能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质,以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。目前在工业发达国家焚烧法已被作为城市垃圾处理的主要方法之一,得到广泛应用,我国也在加快开发研究的速度,以推进城市垃圾的综合利用。

  根据我国现行的政策,目前我国城市生活垃圾焚烧发电技术主要是以机械炉排炉为主导,辅以煤-垃圾混烧流化床垃圾焚烧技术和其他技术。按照日处理1800吨二段往复式垃圾焚烧设备计算,年发电量可达1.6亿千瓦时,可节约标准煤4.8万吨,年减少氮氧化合排放480吨,二氧化硫排放768吨。

  我国城市垃圾焚烧发电最早投入运行始于1987年,之后随着一大批环保产业化和环保高科技产业化项目的相继启动,垃圾焚烧发电技术得到了快速发展,实现了大型垃圾焚烧发电技术的本土化,垃圾焚烧处理能力在近5年间增长了5倍。

  目前我市的生活垃圾主要以卫生填埋的方式进行处理,填埋场规划总占地面积79.066公顷,全部工程规划分三期建设,设计日处理600吨,使用年限36年以上。如今垃圾填埋场日处理垃圾约1200吨,主体工艺为卫生填埋,垃圾堆体发酵产生的沼气进行收集用来发电,垃圾渗沥液采用“水质均化+膜生物反应器MBR+纳滤NF+反渗透RO”组合工艺进行处理。

  随着我市生活垃圾的产生量逐年增长,单一的填埋处理方式势必浪费更多的土地资源,而填埋处理对场地的地质条件和施工质量要求较高,并且存在二次污染的风险,结合国内外先进的垃圾处理的成功经验,多种方式相结合处理城市生活垃圾是未来的发展趋势,而焚烧技术的日益成熟将成为垃圾无害化、减量化、资源化处理的重要手段和主要途径。

  卫生填埋:技术成熟可靠,工程规模很大,在选址上比较困难,要考虑地形、地质条件,远离市区,运输距离远;适用于无机物>

  6%,含水率

  焚烧发电:在国外属成熟技术,目前在国内沿海发达城市逐步推广应用;可在市郊建设,运输距离较近,但近年来选址问题越来越敏感;适用于垃圾低位热值>

  3300kJ/kg时,不需添加辅助燃料仅残渣需作填埋处理,约为初始量的10%;要求的环保措施是:二恶英、渗沥液、残渣处理,噪声控制、恶臭防治焚烧不稳定影响发电,烟气治理不利导致大气污染

  由于卫生填埋占用土地较多,臭气不容易控制,渗滤液处理难度较高,生活垃圾稳定化周期较长,生活垃圾处理可持续性较差,环境风险影响时间长。卫生填埋场填满封场后需进行长期维护,以及重新选址和占用新的土地。

  目前我国发达城市的生活垃圾处理逐步推广以焚烧为主,填埋为辅的方式,焚烧后产生的灰渣固化后在填埋场进行填埋处理,大大节约了填埋用地,降低了垃圾对土壤、地表水、环境空气的污染风险,焚烧厂产生的垃圾发酵水以及炉渣水通过管道排到污水处理厂,与填埋场产生的渗沥液集中处理后达标排放,并部分回用于处理工艺,也进一步降低了对环境的污染风险。

  通过对生活垃圾处理方式的比较,以及对焚烧处理技术的简要分析,结合我市城市生活垃圾处理现状,提出今后发展的几点工作建议:

  (1)目前,我市立冲沟垃圾填埋场采用的是传统的卫生填埋工艺,随着垃圾量的逐年增长,填埋场的库容也将逐年减少,在今后6年左右的时间里,我市城市生活垃圾的处理面临着严峻的选择,无论是继续采用卫生填埋处理方式或是采用焚烧发电处理方式,都应尽快作前期研究、评估决策的筹备工作,做到早决策、早动工,以满足建设时间和今后城市生活垃圾合理处置的需要。

  (2)根据国内发达城市生活垃圾处理的建设和管理经验,垃圾焚烧处理“减量化、无害化、资源化”程度最高,其技术成熟、可行,该技术可作为我市未来生活垃圾处理的发展方向,不但可以改变目前我市单一的垃圾处理方式,节约土地资源,降低填埋场二次污染风险,而且能够有效应对逐年快速增长的垃圾产生量,并利用焚烧发电,产生一定的经济收益。

  (3)我市在可用于建设垃圾填埋场土地资源紧缺的现状下,应统筹考虑生活垃圾焚烧发电厂和生活垃圾填埋场综合建设的方案,应有效利用现有生活垃圾填埋场场地,合理布局,建设生活垃圾综合处理园区,进而打造成为集卫生填埋场、医疗垃圾处理厂、生活垃圾焚烧发电厂、餐厨垃圾处理厂和科普教育基地为一体的新型循环经济产业园。

  (4)对于焚烧和生化处理的二次废渣在规范允许和技术成熟的条件下,作为制水泥、制砖等辅料进行资源化利用,确实暂不能利用的二次废渣仍需填埋处理。

  (5)为更好的推进生活垃圾焚烧发电项目建设,我市应逐步开展生活垃圾焚烧发电项目的宣传和相关论证,普及垃圾焚烧处理的相关知识,消除市民疑虑,主动为垃圾焚烧项目的选址和建设做好前期工作。

  (6)生活垃圾焚烧发电厂建设涉及的专业广泛,设备较多,工艺复杂,为保证垃圾焚烧项目建成后能有效运行,应加快人才储备,加强现有人员的相关知识培训,逐步建立一支素质全面、技术过硬的人才队伍。

  (7)垃圾焚烧项目建设及运营过程中,需求资金量大,运营成本较高,可根据我市财政支付能力状况,选择运用市场化BOT、BT的模式来建设运营。

  (8)垃圾焚烧发电属于社会公益事业,所追求的重点应是垃圾处理,是环境和社会效益,而不是发电,没有优惠政策和各项补贴,垃圾发电难以产业化,建议政府加大政策扶持和补贴力度。

  [2]徐文龙.发达国家城市垃圾处理技术现状与分析[C].环境工程实例丛书,2002(1):43.

  城市垃圾作为污染城市生活环境的主要方式,严重影响到了城市生活环境的质量,而城市生活垃圾焚烧虽然能够减少这些垃圾的不断堆积,但是一些不合理的焚烧方式不但不能降低污染程度,反而还会产生一些更加严重的有害气体污染,这些有害气体借助风力往往会迅速扩散到城市的每一个角落,对人们日常生活的质量带来严重的负面影响。例如近些年来随着城市垃圾焚烧中的气体污染,使的越来越多的城市老人都因空气质量问题而患上一些呼吸道疾病,严重危害到整个城市人们的身体健康。目前随着“可持续化绿色健康发展”发展理念的提出,人们对城市垃圾焚烧也有了新的认识,“到底如何来焚烧垃圾,如何减少焚烧中的气体污染”已成为环保研究者关注的焦点。另一方面,国家也在逐渐加大对市垃圾焚烧中的气体污染防治的管理力度,一些新型环保有效的城市垃圾焚烧技术也在不断地开发和运用,这对城市环境保护是百利而无一害的。

  目前我国城市垃圾主要的来源是生产垃圾和生活垃圾,包括一些塑料废品和材料。由于这些垃圾材料有助于燃烧,因此城市垃圾焚烧已经成为一种常见的垃圾处理方式,而这种处理方式往往也会给人们的日常生活和身体健康带来诸多的不便。近几年由于人们对环境保护意识的提高,国家高度重视环境保护事业,因此在珠海、上海、北京等城市垃圾较多的大型城市建立了许多的垃圾焚烧处理厂,据中商情报网数据显示每年可以减少二氧化硫排放量高达1000多万吨。另一方面,国家也正在不断地完善焚烧气体污染排放标准,并大力开发一些新型的垃圾焚烧废气防治处理技术,大大提高了整个防治的实际效果和质量。但是这些好的处理政策和技术只是在那些发达城市得到了很好的落实和运用,而那些二线及以下城市却还没有得到足够的重视,呈现出发展不均匀的现状。显然由于气体污染的特殊性,很难从根本上对气体污染进行有效地防治。总体说来城市垃圾焚烧中的气体污染与防治工作的发展速度较快,但是发展不均匀也是一个制约其发展的主要因素之一,在今后的发展过程中,需要全面进行控制和防治。

  众所周知在整个垃圾焚烧过程中,常常会产生大量的粉尘、二氧化硫(SO2 )、一氧化碳(CO)、氯化氢(HCL)、氮的氧化物(NO x)等污染气体。这些气体的来源及危害如下表所示,显然这些垃圾焚烧所产生的气体是具有较大危害性的,如果不加以管理和防止,就会给城市生活环境和健康带来不必要的麻烦。

  要想有一个健康环保的城市生活环境,就需要对城市垃圾焚烧中的气体污染进行科学有效的防治,其主要的防治措施有:(一)进行防臭处理。城市垃圾由于长时间的堆积腐烂,使其产生高温,促使腐烂臭气四处飘扬。故而需要利用密闭式燃烧处理设备来将垃圾集中处理,同时还利用通风设备减少臭气外溢。(二)减少垃圾焚烧中气体的产生。首先对垃圾进行分类处理,以避免燃烧时气体间相互反应,形成二次污染。接着对垃圾燃烧炉进行通氧处理,是整个燃烧化学反应能够完全进行,以减少一氧化碳、氮的氧化物气体产生。接着控制垃圾燃烧炉中过量的氧气,以减少氮的氧化物气体产生。最后对炉内的尾气进行处理,主要是利用化学反应原理来进行有效处理,适量使用固硫固氯剂,来使二氧化硫气体等气体变成固体物质,以减少其扩散污染。(三)对垃圾燃烧炉中产生尾气进行分离处理,采用气体分离技术把各种不同的气体单独分离出来,进行二次利用,这样不仅能够减少有害气体的排放,而且还能够提高能源的利用效率,符合可持续发展的要求。这也是目前最为提倡的城市垃圾焚烧中的气体污染的防治处理措施,应该得到广泛的推广和使用。(四)使用绿色环保的用品,以减少城市垃圾焚烧的发生率,从产生污染气体根本原因的角度出发来实施防治。这样既可以减少气体污染的来源,而且还能节约资源,完全有利于现代社会环保发展的需求。(五)采用城市垃圾处理技术,例如利用高压压缩进行填埋、填海处理,或是进行回收二次利用。这样也能够减少污染气体的产生,从侧面起到了城市垃圾焚烧中的气体污染的防治的目的。

  城市生活垃圾焚烧污染对整个城市建设和发展都会带来严重的影响,这就需要对我国未来城市垃圾焚烧处理技术有一个更好的发展目标和方向。一是要对城市垃圾的产生来源进行严格的控制,号召广大人们群众使用节能环保的生活用品,以便能够从根本上防治垃圾焚烧过程的发生。完成这一目标的关键就是提高人们的环保意识和新材料开发技术的不断开发,从而有效减少了城市垃圾的产生。而是要对城市垃圾焚烧处理技术进行提高和完善,目前大多数城市垃圾焚烧处理都是采用直接燃烧处理,不能很好起到防止二次污染的作用,造成处理失效。在这一块除了通过自己研究还开发新技术外,还可以适量的引用一些国外先进的城市垃圾焚烧处理技术,尽可能的使我国的城市垃圾焚烧处理系统变得更加完善和合理。另外还需要扩大国内的城市垃圾焚烧处理范围,全面实施无污染、绿色安全的城市垃圾焚烧处理措施。

  现阶段普遍提倡节能环保,而城市生活垃圾则是背道而驰,故而需要对其进行合理的处理,否则还会加大其危害程度。城市生活垃圾焚烧是一项既复杂又伟大的环保建设工程,如果处理不得当,就会造成二次污染,失去了环保的实际意义。在今后的城市垃圾焚烧中的气体污染与防治过程中,需要小心谨慎实施垃圾焚烧处理措施,切记不要以“环保节能”名义随意来对城市垃圾进行焚烧处理,应该遵循循环利用、生态无害、可持续发展为宗旨,以资源化、无害化、减量化为原则来对焚烧中的气体污染进行有效的防治。

  垃圾焚烧是一种最常见的垃圾处理方法,利用焚烧过程中产生的热能能够进行发电、供热,同时解决了掩埋、堆放垃圾导致的占用空间的问题。但是,传统的垃圾焚烧方式也有一些的弊端,比如说在焚烧的过程中,可能会产生一些有毒有害物质,主要是以粉尘、二f英等为主,这些物质会对环境带来一定的污染。无害化垃圾焚烧技术,旨在解决传统的垃圾焚烧处理当中产生的二f英、粉尘等问题,避免焚烧垃圾对环境造成二次损害。

  垃圾焚烧是垃圾处理的一种有效的方式,但是焚烧的方式并不能完善彻底的处理垃圾,会剩下25%-35%的低渣残留,还有5%左右的飞灰,飞灰是垃圾焚烧的主要污染物。在飞灰当中,重金属含量比较高,这些中金属都是原来垃圾中所含的重金属污染物,在焚烧过程中发生的迁移和转化,富集在了飞灰当中。

  在传统的垃圾焚烧处理当中,不论是工业在利用的焚烧处理,还是一般性的焚烧处理,飞灰直接被排放在大气当中,由此也产生了较为严重的二次污染。主要重金属污染物包括Si、Al、Fe等氧化物,这些氧化一般是因为在焚烧的过程中为了促进垃圾充分燃烧,在垃圾当中掺加了一些煤中导致的。二f英和呋喃主要是焚烧中的垃圾中塑料制品所含有的。当然,不同的垃圾焚烧方式,所产生的污染物在量上有比较大的差异,比如说流化床焚烧技术上比较先进,燃烧的也比较彻底,产生的二f英、呋喃的含量相对比较少,而采用炉排式焚烧炉焚烧方式,所产生的二f英和呋喃的含量相对来说就比较高。

  国内目前在垃圾焚烧当中基本上都是采用的炉排式焚烧炉、流化床焚烧炉,要想减少这两种垃圾焚烧方式产生的污染物,最好的方法就是对其进行技术改造。

  但是,升级和技术改造的难度相对来说比较大。现有一些学者对现有的垃圾焚烧炉的改造集中在粉尘收集装置上,通过改进提高了粉尘收集设备的收集能力,对产生的废气进行过滤。典型的收尘设备为锥形,这种锥形收尘器是目前国内应用最为广泛的收尘设备,收尘效果差。现有的粉尘收集设备粉尘收集能力比较差,在收集的过程中排风设备会排除很多废气。

  针对这种情况,可以采用袋式收尘设备,将产生的废气、飞尘分别进行处理,先将传统的立式收尘器改为袋式收尘器,袋式收尘器的优点是能够实现气尘分离,粉尘经过沉淀,收集在收集袋当中,然后再通过空气净化设施,净化空气当中的各种有毒有害气体,这样就减少了污染物向环境排放。

  在垃圾焚烧当中,收尘器收集的飞灰中含有大量的有害物质,如果采用传统的深埋处理,也会对环境造成不利影响,在实践当中可以采取其他方面对其进行无害化处理。

  垃圾焚烧飞灰与粉煤灰在性质上有很多相似之处,遇水具有凝硬的特点。粉煤灰作为一种资源再利用材料,经常被用于路基或建筑材料使用,在垃圾焚烧飞灰的无害化处理当中,也可以将其作为一种路基或建筑材料使用 。与水泥混合使用,一些实验结果表明,使用以后的混凝土强度、硬度,都能达到路基材料的标准和要求。而混凝土在水化过程中产生的水化物及碱性环境,能够有效的抑制重金属的渗滤,其形态和含量固定良好,保证路基或建筑体达到环保方面的要求。采集炉排炉和硫化床两种焚烧垃圾废水,按照相同的比例与水泥、水混合搅拌,制成混凝土实验块,在相同养护条件下养护四周,测定水泥块的强度结果发现,与一般的沙料制成的混凝土在硬度、强度等方面没有明显的差异。使用TCLP1311测量水泥块的重金属渗滤特性,结果显示水泥块的表面重金属含量不足规定标准的10%,完全能够达到路基或建筑材料使用。由此可以看出,水泥对飞灰当中的重金属具有良好的固化作用,在Pb、Zn、Cu、Cd上固化的效果最好。因为在水化的过程中,重金属通过吸附、化学吸收、沉降、离子交换等方式,与水泥发生反应,形成氢氧化物和络合物,这两种物质的性质都比较稳定。

  水泥是CaCO3与黏土混合物、材料混合,经过高温煅烧成熟料,再将其与产假无,研磨成粉。垃圾焚烧飞灰当中,所含有的Ca、Si、Al,都是水泥生产中的重要原材料,从理论上来讲可以作为水泥生产的原材料,替代水泥生产当中的CaCO3,可以大大减少煅烧时消耗的能量,同时减少CaCO3使用过程中分解释放出的CO2。由于垃圾飞灰的成本相对于CaCO3要低的多,也能有效的降低水泥生产成本。在飞灰用于水泥生产的高温热处理实验当中,结果发现对飞灰进行热处理以后,重金属可以被固化、蒸发,当温度达到1000℃以上的时候,飞灰中的重金属含量能够降低90%以上。这说明,垃圾飞灰用于水泥生产,能够有效的降低飞灰的中各种有毒有害物质的含量,完全能够达到水泥生产标准。但是,水泥生产中的产生的蒸发物含有一定的有毒有害处例,需要对蒸发物进行回收再利用。

  总之,垃圾焚烧是目前处理城市生活垃圾的主要方式,在垃圾焚烧再利用当中,应该的进行升级与改造,实现垃圾焚烧的无害化。

  [1] 王宇峰,李晓东,金剑,严建华. 水热法降解医疗废物焚烧飞灰中二恶英的研究[J]. 中国电机工程学报. 2010(26) .

  至2010年底,上海市人口已达2300万,城市规模日益扩大,生活垃圾年产生总量达到了730万吨,并以每年5%的幅度增长。城市生活垃圾的处理处置已经成为上海市环境卫生和环境治理方面亟须解决的问题。

  目前,世界各发达国家都在积极开发先进的生活垃圾处理技术,其中,气化熔融技术以其优异的环保性能和显著的垃圾减量化效果,成为各国竞相开发的前沿技术[1,2]。

  目前,上海市生活垃圾处理处置方式主要为填埋、焚烧、堆肥等,其中填埋量所占比例最大,超过了50%,其次是焚烧和堆肥[3,4]。三种处理方式的比较见表1。

  目前垃圾填埋场的污染问题已在全国普遍出现,而所造成的危害也日趋严重。垃圾填埋场大部分温室气体都直接排放到空气中,成为重要的温室气体排放源。同时,垃圾填埋场的臭气问题是居民投诉的重点问题。

  为节约用地和垃圾减量,人们不得不把目光转向垃圾焚烧。对垃圾焚烧发电存在的最大争议在于二恶英,它具有致癌、致突变及生殖毒性。2001年3月,由英国埃可塞特大学的国际绿色和平组织研究实验室发表的《焚化炉与人类健康》的长篇报告揭示,即便是经过改良的新型焚化设施烟气排放的二恶英及重金属数量已大为减低,但在灰烬中的二恶英及重金属含量却相应提高。焚化并不能完全消除废物中的有毒物质,只是改变了它们的形态,部分物质的毒性甚至较原来更高。

  21世纪的城市生活垃圾处理技术应高效综合回收资源、低污染物排放,最大限度地减容、减量。因此,生活垃圾气化熔融焚烧技术被认为是近年来世界各国尤其是发达国家为解决垃圾焚烧过程产生二恶英而开发出的新一代垃圾焚烧工艺。

  生活垃圾气化熔融技术是指将生活垃圾中的有机成份气化和无机成份熔融相结合,完全燃烧垃圾中可燃成份的同时熔融焚烧后的无机灰渣,并回收灰渣中的有价金属、熔融渣等有用物质的一种垃圾处理技术[5,6]。目前比较成熟的生活垃圾气化熔融焚烧技术有回转窑式和流化床式。

  垃圾破碎后由螺旋给料器加入到由高温空气加热的回转窑内,一边接受由回转形成的搅拌作用,一边进行热分解气化。生活垃圾在回转窑的前端先燥,到了回转窑的中部后垃圾被部分燃烧和热分解气化,气化残留物在回转窑的后端进行熔融焚烧。从回转窑排出的可燃气直接进入回旋式熔融炉内,生产的半焦和不燃物从回转窑后部排出,经冷却器冷却后由分离装置将粗大的不可燃物和细小的半焦分离,然后将粉碎后的半焦输送至回旋式熔融炉,与自回转窑排出的可燃气一并在1300℃下进行高温焚烧[7]。

  因高温形成的熔融状态炉渣和金属从炉底排出,然后被水急速冷却,被冷却的熔融炉渣和金属经分选机分选出金属和无机残渣,炉渣可以作为建筑材料,金属可以回收利用。高温烟气经余热锅炉回收余热用于发电或供热。为防止二恶英重新合成,从余热锅炉中排出的烟气经急冷塔急速冷却至200℃以下,然后经烟气净化处理后通过烟囱排放。该技术目前最大的处理能力可以达到300t/d[8]。

  由于目前流化床式生活垃圾焚烧技术较为成熟,因此可以采用不同的流化床气化炉与熔融炉衔接,形成多种形式的流化床式气化熔融炉。经预处理的生活垃圾通过加料器送入流化床气化炉中,在500~600℃的流化床内气化;流化床的空气过剩系数保持在0.1~0.3之间,流化床气体产物包括不燃物、飞灰和砂子,一并从气化炉底排出。采用分离装置将砂子与其他物质分离,砂子重新送入气化炉内,其他物质送入熔融炉内,在约1300℃以上的高温下进行熔融燃烧。

  该技术主要包括气化和熔融两个阶段,垃圾在气化炉中气化,产生可燃气体;飞灰和炉渣在熔融炉中熔融,二恶英可以被彻底分解,高挥发点的重金属被固化在熔渣中,低挥发点的重金属一部分转移至熔渣中,一部分发生气化现象转移至熔融飞灰和废气中,再通过后续工艺进行进一步处理,从而可有效防止重金属的转移。

  当前,气化熔融技术在各发达国家发展较为迅速,其最早于二十世纪70~80年代出现在美国和西欧,80~90年代以后传入日本,并在日本迅速发展和推广,目前日本已经成为应用气化熔融技术最多的国家,新日本制铁所至少在16个地方建造了25座垃圾气化熔融处理厂;90年代以后,韩国、中国、澳大利亚、东欧、南美等国家和地区都开始引进和研发相关技术。在国内,部分科研院校也在这方面进行了积极的探索和研究,并开展了具体的工程应用,如浙江大学对垃圾焚烧的熔融处理工艺进行了系统的机理研究,昆明理工大学则基于有色冶金炉自主研发了侧吹式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧炉、氧气顶吹城市生活垃圾直接气化熔融焚烧炉等炉型。

  与传统的生活垃圾焚烧炉相比,气化熔融炉的优势主要体现在:污染物尤其是二恶英和重金属的排放量很小,其中二恶英的排放毒性当量浓度小于0.01ng-TEQ/m3,重金属绝大部分固化在熔渣中[6];能源转化率较高,发电效率可以达到30%~40%;固体废物减量化效果好,可以达到90%以上。

  二恶英类为多氯代二苯并-对-二恶英(简称PCDDs)和多氯代二苯并对呋喃(简称PCDFs)物质的总称。在生活垃圾焚烧处理过程中二恶英类一般产生于垃圾焚烧过程和焚烧烟气冷却过程,二恶英的生成必须同时具备4个基本条件[9]:①必须有含苯环结构的化合物,可以由热分解产生,也可以由碳氢化合物合成或途径生成;②必须有氯源,可由无机氯或有机氯提供;③必须有合适的生成温度,350℃左右为最佳生成温度;④必须有催化剂存在,如铁、铜等金属。

  (1)“热分解合成”:生活垃圾中可能含有微量的二恶英类,在焚烧炉内受热过程中会释放出来,同时含有苯环结构的高分子化合物经加热分解可以大量生成二恶英类。一般认为,烟气中的二恶英类含量随一氧化碳浓度的增加而增加。

  (2)“前驱体合成”:生活垃圾中含有苯类的有机物因受热分解而先生成“前驱体”类物质(如各类含氯苯系物),在580~680℃温度区间通过一系列氯化、缩合、氧化等反应极易生成二恶英类。

  (3)“再次生成”:焚烧烟气在余热锅炉回收余热中过程中温度降至250~450℃区间,已经彻底分解的有机物经过一系列复杂的化学反应会重新合成二恶英类。

  若生产过程中管理不善,热分解合成和前驱体合成将成为二恶英的主要生成方式,烟气中二恶英毒性当量浓度会较完全燃烧高一个数量级以上。气化熔融炉焚烧工艺则不存在这种情况,根据国内外气化熔融焚烧炉工艺二恶英产生情况研究结果,气化熔融焚烧工艺由于焚烧温度高,达到1300℃以上,垃圾热解气化后炭和飞灰在高温下熔融,形成玻璃态致密性物质,不仅破坏了二恶英的前驱物,也彻底消灭了二恶英从头合成反应的飞灰源[10],而从头合成反应被认为是垃圾焚烧过程中二恶英生成的主要途径[11]。因此,气化熔融焚烧工艺只有 “再次合成”一种方式生成二恶英,即从源头降低了原始烟气中二恶英含量。通过后续设置急冷措施,烟气中的二恶英毒性当量浓度已降至很低。根据日本几家垃圾处理厂实际监测证明,气化熔融焚烧炉烟气中二恶英排放量可控制在0.01ng-TEQ/m3,低于欧盟2000排放标准(0.1ng-TEQ/m3)。

  有研究表明,生活垃圾焚烧过程中重金属气化后Hg主要仍以单质存在于烟气中,76%的Cd以CdCl2、CdO的形式在飞灰颗粒表面凝结,58%的Pb和51%的Zn以氧化物形式存在于底灰中,重金属如Cr、Ni、Cu和Co主要存在于底灰中[5]。

  采用气化熔融炉焚烧生活垃圾,高温处理的熔融灰渣中重金属被玻璃体包裹,固化在硅酸盐网状基体中,不易被酸碱浸出[12],熔融灰渣具有较好的稳定性,可以用作商业路基材料。

  国内外的应用实践证明,焚烧法是目前减量化处理城市生活垃圾较为有效的方法。生活垃圾焚烧过程中二恶英的控制问题是焚烧法亟须解决的问题,而生活垃圾气化熔融焚烧技术由于其本身的技术特点,不但可以有效地控制二恶英和重金属的产生与排放,而且可以真正意义上实现垃圾的减量化、无害化和资源化。但目前该技术单台焚烧炉处理能力约为200t/d,对于生活垃圾日产生量约20000t/d的特大型城市上海来说存在诸多不足,例如处理能力较低,投资大等,大范围推广还有很长的路要走。因此,可从以下几个方面作进一步研究:(1)建立生活垃圾气化熔融焚烧过程的动态模型研究工作,不断优化焚烧炉结构;(2)进一步研究重金属在气化熔融焚烧过程中的迁移转化机理,实现对烟气中重金属的控制以及灰渣中重金属的回收利用;(3)跟踪国外气化熔融工艺的发展,加强气化熔融焚烧炉的研发,积极研究开发适合上海市的大型工业化气化熔融焚烧炉及其配套设备。

  [4]刘芳,陈季华,奚旦立等.上海城市生活垃圾处置及污染防治对策研究[J]. 中国资源综合利用, 2005(5):13-17.

  [5]胡建杭.城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程应用基础研究[D].[博士学位论文].昆明:昆明理工大学,2007.10.

  [7]肖睿,金保升,蓝计香等.第二代城市生活垃圾焚烧炉—气化熔融炉[J]. 工业炉,2000,22(4):39~44.

  [8]王华,何方,马文会等.二恶英零排放化生活垃圾直接气化熔融焚烧技术[J].工业加热,2001(2):6~10.

  [9]张传秀,马兆辉.生活垃圾焚烧二恶英的协同减排[J].冶金环境保护,2012(4):53~58.

  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。

  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)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。

  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。

  《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。

  (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。

  (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。

  江村沟生活垃圾填埋场是西安市目前唯一的一处生活垃圾消纳场所,其地理位置位于东郊狄寨原上,占地面积1031亩,累计总投资2.1亿元,设计库容4900万m3,日倾倒垃圾2000吨,设计使用年限为40年,1994建成并投入运行,到目前为止实际使用已有18年,占用库容约2400万m3,是住建部评定的国家Ⅰ级城市生活垃圾卫生填埋场,按现有垃圾量计算能再使用9到11年。场内建有填埋气发电厂,对沼气进行了回收利用;场内下游建有垃圾渗滤液处理厂,保证了场内气、液、固的全面综合处理。

  江村沟生活垃圾填埋场自建成之日起一直由承担全市生活垃圾处理工作。随着城市规模的不断扩大,城市人口的持续增加,垃圾产量连年增加,统计显示,江村沟垃圾填埋场如今每日的垃圾消纳量已比建设初期增大200%以上,垃圾量和车流量的剧增使得道路和作业区的布置已经十分困难,日常运行和管理的难度越来越大。

  西安市南依秦岭,北临渭河,西接咸阳,东郊也无可能再开辟第二处新的生活垃圾消纳场所,面对新一轮西安城市大发展,寻求国际化大都市生活垃圾处理的新办法、新工艺、新途径(如生活垃圾焚烧处理),已经成为城市生活垃圾处理的唯一出路。

  统计资料表明,西安市垃圾产量由2007年的3273t/d增长到2011年的5926t/d,预计到2012年,西安市垃圾产量将达到6700t/d左右。

  近几年来的实测对比表明,西安市城市生活垃圾有机质含量呈增加趋势,灰土成分逐渐减少,具体情况见表2。

  随着城市化进程的不断加快,生活垃圾处理和污染问题成为各个城市必须应对和难以解决的突出问题。实现垃圾减量化,资源化及无害化处理是改善生态环境,促进可持续发展的必然要求,国家建设部制定了卫生填埋、堆肥及焚烧处理的三种技术规范,随着科技的进步与经济、法律、社会环境的改变,焚烧处理垃圾将是未来垃圾处理的主要发展方向,垃圾末端处理的比例结构将从现在的“填埋为主”的单一填埋逐步转向“焚烧为主”的多种方式并存的处理方式。

  垃圾填埋存在着占用土地、二次污染、滑坡崩塌等诸多缺陷。虽然通过渗滤液的处理、填埋气回收等技术措施,可有效地抑制二次污染,减少或杜绝滑坡崩塌等事故的发生,但是无论科技如何先进、措施如何科学,都无法解决垃圾填埋所用土地再利用的持续性。

  随着人口的不断增加以及经济规模的不断扩大,土地资源的不可替代性和稀缺性与填埋场大面积占用土地资源之间的矛盾日益尖锐。此外,垃圾场的污染,人们“谈场色变”,“邻避现象”使人们对垃圾场思想上拒绝、行动上,近年来全国各地已发生多起。填埋场的设置极其困难,近十年来,全球发达城市因 “地”的问题未采用填埋方式建成一处消纳场。“选址”已经成为垃圾填埋建设难以跨越的门槛。

  根据垃圾堆肥的工艺和方法可知,堆肥处理的垃圾主要是有机可腐垃圾,包括日常生活中所生成的剩菜、剩饭、废果蔬、果皮、过期食物、动物内脏、蛋壳、骨头、茶叶渣、咖啡渣等厨余有机垃圾。厨余有机垃圾占垃圾总量的比例约为10%―35%,也就是另外的65%以上的垃圾很难被纳入垃圾堆肥范围。因此,堆肥处理并不能处理所有垃圾,这制约了这种处理方式的未来发展规模。

  目前,针对垃圾焚烧的批评主要来自于环境污染。从近一两年检测机构针对烟气回收设施完善、设计合理的焚化炉所排放烟灰的检测结果看,二恶英的排放完全能够达到环保标准,技术上以不在问题。因此,存在垃圾焚烧产生的污染问题的原因更多的来自于监管不到位和缺失,只要加大监管的体系建设和执行力度,将能够有效地把垃圾焚烧的污染物排放水平降低到环保标准之下。

  政策方面,国务院关于印发《节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2007]15号)中,要求“积极推进城乡垃圾无害化处理,实现垃圾减量化、资源化和无害化”,“鼓励垃圾焚烧发电和供热”,“促进垃圾资源化利用”。国家发改委的《中国应对气候变化国家方案》(2007年6月4日)中更是明确指出:要“大力研究开发和推广利用先进的垃圾焚烧技术”,“鼓励在经济发达、土地资源稀缺地区建设垃圾焚烧发电厂”。《可再生能源中长期发展规划(2007―2020年)》发改能源【2007】2174号,指出:“目前全国城市生活垃圾年产生量约1.2亿吨;至2005年底,垃圾焚烧发电装机容量约20万千瓦;在引进国外垃圾焚烧发电技术和设备的基础上,经过消化吸收,现已基本具备制造垃圾焚烧发电设备的能力;今后发展的重点是“在经济较发达、土地资源稀缺地区建设垃圾焚烧发电厂,重点地区为直辖市、省级城市、沿海城市、旅游风景名胜城市、主要江河和湖泊附近城市。到2010年,垃圾发电总装机容量达到50万千瓦,到2020年达到300万千瓦”。

  目前,我国垃圾焚烧处理比例稳步提高。专家预测:2008-2015年将是我国城市生活垃圾焚烧处理发展的黄金时期。

  采用机械炉排炉技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海地区,尤其是省会级和副省级城市采用较多。采用循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区地级市和中西部地区。形成这种局面的原因一方面是由于采用炉排炉焚烧技术不需要添加煤作为助燃剂(循环流化床需要添加煤作为助燃剂,加煤量一般为垃圾处理量的20%,一些焚烧厂的实际加煤量甚至超过处理垃圾量的40%);另一方面是由于流化床焚烧炉垃圾补贴费用较低,加之西部地区煤炭资源较为丰富。

  《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建成【2000】120号),“垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技术,审慎采用炉型的焚烧炉”。2006年9月7日国家发改委、财政部、税务总局联合《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》规定:“城市生活垃圾(含污泥)发电采用流化床锅炉掺烧原煤的,垃圾使用量应不低于入炉燃料的80%(重量比)”;同年的《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)规定 “发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目,视同常规能源发电项目,执行当地燃煤电厂的标杆电价,不享受补贴电价”。由于国内目前尚没有流化床焚烧技术能够线%热量的辅助燃料(折合质量比为4-5%),导致新建流化床焚烧项目有可能不能再享受到优惠电价,或者只能享受到略高于标杆电价的上网价格。加之煤价的不断上升使得流化床焚烧发电在经济上的优势骤减,已建成运行的项目运行也很困难。

  近年来,由于机械炉排炉的设备的生产已经国产化,建设成本大大降低,加之国家政策对于采用机械炉排炉焚烧生活垃圾也给予扶持和鼓励,采用机械炉排炉技术焚烧处理生活垃圾越来越普遍,项目越来越多。

  3.1 目前城区生活垃圾平均热值已经达到5000kJ/kg,随着居民生活水平和消费水平的不断提高,城市集中供热及煤气和天然气使用的普及,垃圾中纸张和塑料类包装物增多、灰土减少、可燃成分增加,热值还在不断提高,适于焚烧。

  3.2 西安市建有231座压缩式现代化垃圾转运站(如:三民村垃圾处理中转站),进站垃圾经压缩降低了含水率,为垃圾焚烧和资源综合利用提供了有利条件。

  因此,为适应西安市经济社会快速发展的需要,应尽快开建生活垃圾焚烧处理发电项目处理生活垃圾,生活垃圾焚烧处理发电项目设备宜采用炉排炉工艺。

  [2]梁伟,李萍,张江涛.城市生活垃圾处理产业化模式设计 [J].环境卫生工程,2008(06).

  垃圾车从物流口进入厂区,经过地磅秤称重后进入垃圾倾卸平台,卸入垃圾池。垃圾在垃圾池内存放约5天,在贮存池实现垃圾的搅拌、混合、倒垛,贮存于垃圾池的垃圾产生一定数量的渗沥液由布置于垃圾池底部的隔栅渗出,汇集于垃圾池外的污水沟内,经污水沟流至污水池内暂时存储。

  贮坑内的垃圾通过垃圾吊车抓斗抓到焚烧炉给料斗,经溜槽落至给料炉排,再由给料炉排均匀送入焚烧炉内燃烧。垃圾在炉排上通过干燥、燃烧和燃烬两个区域,垃圾中的可燃分己完全燃烧,灰渣落入除渣机并将其排出并收集。

  垃圾焚烧炉产生的烟气含有大量的粉尘,HCl,HF,SO2等酸性气体及二英、重金属等有毒物质,必须要科学合理地清除以上有害物质,避免造成环境二次污染。净化处理烟气工艺通常有三种方法:半干式反应塔与袋式除尘器结合、干式反应塔与袋式除尘器结合、湿式反应塔与袋式除尘器结合。

  垃圾贮存坑垃圾渗沥液,属于高浓度有机污水,色度高,有异味。垃圾渗沥液中有机物主要含低分子量的脂肪酸类物质、腐殖质类高分子的碳水化合物类物质、中等分子量的黄霉酸类物质。渗沥液中BODS,CODcr,SS浓度很高,氨氮、金属离子含量高,并含有病源体等污染物。垃圾渗沥液由于成分极其复杂,如果用一种常规水处理方法很难把它处理达标。所以,一般需要不同类型工艺方法组合处理,才能做到达标排放的要求。现阶段比较先进的垃圾渗透处理技术是一种基于膜生物反应器的新兴技术,这种处理装置分为生化与超滤两部分,可有效实现垃圾处理的达标排放。

  垃圾燃烧后得到的炉灰、炉渣,其份额可达原垃圾的百分之十五。炉渣是可以回收利用的,加工处理之后可用于建筑、铺路、制砖等领域。还有在焚烧过程中产生了一些无回收价值的飞灰,需经无害化处理,最终填埋于地下。

  目前,炉排炉焚烧技术已经成为我国大中城市的首选垃圾处理方法,并且逐渐与发达国家接轨。该技术的主要原理是:将收集到的垃圾通过进料口倒入炉排,然后在大量氧气、燃油的条件下进行燃烧,并且通过炉排的机械运动来对垃圾进行进一步的混合和搅动,从而实现了垃圾的干燥和燃烧。炉排可以分为斜推式、平推式、滚筒式和逆推式,其对垃圾的处理能力可以达到1200t/台・d,已经成为我国处理能力最大的焚烧炉型。炉排炉焚烧具有设备年运行时间长、技术较为成熟、垃圾处理成本较低、飞灰少、适用性比较广等优点,但是其还具有停炉和开车过程中会由于二英而产生一个温度区间(360-820℃),如果后期控制不合理也会产生二英,造价及维护费用较高等缺点。

  流化床焚烧垃圾处理技术是我国相关部门比较倡导的一项节能环保技术,其主要的工作原理是:将砂或炉渣铺在炉膛内部,并将其加热到600℃以上,同时还要在炉底鼓入200℃的热风,然后将分类好的垃圾放入炉内,掺入煤粉然后一起燃烧和翻腾,因为砂粒在沸腾状态下具有较为理想的传热效能,有助于垃圾的充分燃烧。燃尽的垃圾会逐渐沉落到底部,同砂粒和不可燃物一起排出炉外,然后对其进行有效的分离,将分离出来的砂粒通过提升设备输送到炉内继续使用。流化床焚烧处理技术的单炉处理能力在500t/台・d。其具有的优势为:燃烧彻底、可以有效的避免二英的形成、运行稳定可靠、垃圾减量化程度高、燃烧热效率较高。缺点主要有年运行时间较短、需掺煤才能充分燃烧、垃圾处理成本较高、设备对处理垃圾的均匀性具有较高要求、烟气中灰尘量大以及设备检修相对较多等。

  热解炉焚烧技术主要是在隔绝空气的条件下进行的,并且将垃圾中存在的有机质顺利分解,其中产生的热烟气要经过NaOH碱液进行净化处理。该方法属于一种新型处理技术,设备投资比较少,炉型结构简单,但是该炉的热解能力比较小通常在150t/台・d以下,烧渣残留含碳量比较高,所以并无法满足大城市大规模垃圾处理的迫切需求。

  垃圾的分布和产量与城市和人口的分布有着密切的关系,我国在2012年的垃圾清运量达到了2.5亿吨,每千克垃圾的热量为4200kJ,因此,垃圾每年可以为人类提供大量的资源。据专家估计,到2015年我国大中城市的垃圾基本上都能够达到焚烧的要求,这样的垃圾如果按照5000kJ/kg的热值计算,则能够提供1250TJ的热能。所以,垃圾焚烧发电具有较大的资源潜力。

  国家的相关政府部门对垃圾焚烧发电技术给予了大量的政策支持。目前,我国已经建成的垃圾焚烧发电装置基本上都是政府投资兴建的,而且都分布于经济条件比较好的大中城市。在2000年,国家的环保部门出台了与垃圾焚烧发电相关的规范和标准。2011年11月中央也对垃圾焚烧发电提出了优惠政策。除此之外,国家的一些机构也制定了相关的法律条款用以鼓励垃圾焚烧发电的研发。在垃圾焚烧发电相关政策制定过程中,我国借鉴了国际成功经验,并从我国当前的基本国情出发,制定出了一套适合我国相关产业发展的支持及优惠政策。

  如今,虽然垃圾焚烧发电处理技术在我国获得了快速的发展,但是其中存在的问题在一定程度上阻碍了该技术的发展,具体问题主要包括了:(1)投资机制存在的问题。我国和发达国家的垃圾焚烧发电的投资完全由政府部门支持,究其主要原因是因为各地区自身缺乏建设发电厂的能力,而且有些企业也未意识到垃圾焚烧发电处理的重要性,从而导致一些具体的操作无法实施。(2)垃圾焚烧发电的电价比较低。由于垃圾焚烧电厂的造价比较高,而仅仅依靠发电来弥补投资是不可能的。在很多大城市,政府给予了垃圾焚烧发电厂适当的补贴,但是0.7元/度的电价还导致发电厂无利润可得。(3)我国垃圾焚烧发电技术比较落后。如今我国采用的垃圾焚烧发电技术还仅仅处于起步阶段,而且还有很多因素影响和制约了发电技术的发展,具体主要有:一是,我国还没有掌握垃圾焚烧的核心技术;二是,我国生活垃圾自身的热值比较低;三是,建设筹资难度大。因此需要相关部门和技术人员对已有的技术进行改进,以更好的促进该技术在我国的发展。

  经过对比可知,城市垃圾的焚烧处理是对垃圾无害化!减量化!资源化处理的最佳方式,同时也是我国提倡的可持续发展及循环经济的战略目标。我国城市燃气系统一直在大力建设中,因此城市垃圾的热值将会得到提高,现阶段垃圾焚烧发电技术也逐渐成熟。以发展的眼光看,城市垃圾焚烧埋藏着巨大的潜力。

  [2]记者吴昊张敬尧刘畅.中国需要改变对垃圾焚烧厂的认识[N].经济参考报,2014-07-14007.

  中国近年来城镇化发展迅速,造成城市生活垃圾激增,而垃圾处理能力相对不足。我国的城市已陷入垃圾的包围之中,据统计,我国历年垃圾的堆存量达60多亿吨,占用的土地面积超过5亿平方米,近200座城市发展到无适合场所堆放垃圾,量大面广的城市生活垃圾造成城镇严重的社会问题, 这些垃圾污染水质、土壤、大气,传播疾病,影响人类的生成环境,这些垃圾还侵占了大量的土地,严重影响了城市环境和社会可持续发展。如何将这些垃圾做到减量化、无害化、资源化处理,成为社会普遍关注的问题。因此我们必须按照全民动员、科学引导,综合利用、变废为宝,统筹规划、合理布局,政府主导、社会参与的原则,综合运用法律、行政、经济和技术等手段,不断提高城市生活垃圾处理水平,创造良好的人居环境。

  城市处理垃圾的传统方式是填埋。在城市规模较小时,垃圾产量有限,填埋显然是最简便易行的处理方式,因而也是目前大多数城市处理垃圾的方式。

  目前国际公认的垃圾处理原则首先是减量化,其次是资源化,最后是无害化。首先要从源头上减少城市生活垃圾的产生。然后逐步推行垃圾分类,当前重点推进有害垃圾和餐厨垃圾的单独收运、处理。推广废旧商品回收利用、焚烧发电、生物处理等生活垃圾资源化利用方式。

  焚烧处理城市生活垃圾与填埋相比,其优势是非常明显的。 (1)占用土地有限; (2)处理周期短; (3)采用先进的燃烧方式和工艺设备,可以将环境污染物的排放控制在一定的水平内; (4)将垃圾中的热能转化为生活和工业中能够利用的二次能源(每吨垃圾可发电300度左右),节约了能源,为城市的可持续发展提供支持; (5)垃圾焚烧后转化成灰渣,对于燃烧方式,比如循环流化床锅炉,燃烧生成的灰渣具有很好的活性,可以作制造建筑材料的原料。综上所述,焚烧处理工艺使垃圾变废为宝,实现实现了物资的再生利用,使因垃圾产生的问题得到解决。

  国务院制定的国家“十二五”规划首次明确提出垃圾分类,将垃圾作为一种资源来加以利用,是国家环保政策的一大进步。作为生活垃圾资源化利用的主要方式,垃圾焚烧发电将在“十二五”期间获得国家层面的大力推广。如果全国600座城市,每个城市上马两个1000吨/日处理能力的垃圾焚烧项目,平均一个城市要投入4亿元,全部600座城市垃圾焚烧市场规模将在2400亿元左右。国务院还提出加大政策支持力度和税收优惠政策。因为目前,垃圾处理业的成本不低,即便在政府的补贴之下,也是利润微薄。垃圾处理业的收入来自两块,一块是政府对每吨垃圾的补贴,另一块则是垃圾发电带来的电价补贴

  目前垃圾焚烧主要是有采用三种炉型:炉排式垃圾焚烧炉、流化床垃圾焚烧炉、回转窑焚烧炉。其中炉排式垃圾焚烧炉与流化床垃圾焚烧炉主要用于处理城市生活垃圾,而回转窑焚烧炉则主要用于处理医疗垃圾与有毒的工业废弃物,不配置汽轮发电机,控制系统相对简单,在这里就不详细介绍。

  机械炉排焚烧炉应用历史长久,技术成熟,在国外和国内都有广泛的业绩,全球垃圾焚烧处理行业绝大多数均采用该技术。但是炉排炉垃圾焚烧设备有很大的缺点,难以胜任目前大中城市迅速增多的大规模垃圾处理工作。主要问题如下:

  2.炉排炉的燃烧方式,决定了垃圾与助燃空气的混合作用很弱,远达不到将垃圾进行彻底燃烧的要求。

  循环流化床不设炉排,以惰性物取代,不用原油作原料,而用煤作为辅助燃料,在炉内铺设一定厚度、一定粒径范围炉渣作为床料,通过底部布风板鼓入一定压力的空气,将床料吹起、滚动、搅拌、翻滚,被吹出炉膛的高温固体颗粒通过旋风分离器和返料器被送回炉膛,形成炉内物料的平衡,加上焚烧炉内含有一定量的炉料,炉内气固流体强烈混合,垃圾入炉即和炽热炉料充分混合,垃圾从加热、干燥到燃烧全过程完成迅速,床内蓄热量大,着火条件好,燃烧稳定性好。

  垃圾焚烧发电厂的整个工艺系统由垃圾破碎系统、垃圾给料系统、辅助燃料供应系统、循环流化床垃圾焚烧系统、烟气净化处理系统、排渣系统、灰渣综合处理系统、汽水系统、仪表控制系统、化水系统、电气控制系统、汽轮机及发电系统、空冷系统及电厂接入系统等组成。

  除了先进的垃圾处理工艺,一套性能卓越的自动化控制系统是保证垃圾焚烧发电项目稳定、经济、环保运行的重要手段。

  自动化控制系统在设计理念、系统配置、控制要求上应完全满足工艺的要求,按照分散控制,集中操作管理的原则,建立一个操作维护方便、安全可靠和高性价比的分布式控制系统,可以全面有效地监控全厂生产流程。不但可以减少整个控制系统的成本,分布式系统的更大的灵活性保证了垃圾焚烧发电的可操作性和管理的灵活性。从国内已经正式投运的垃圾焚烧电厂的情况看,分布式控制系统的选用是垃圾焚烧电厂最佳的选择方案。

  在集中控制室内以彩色CRT、键盘作为主要的监视和控制手段,实现炉、机、电集中的监视和控制,还应设有紧急按钮,以便在DCS出现故障时,能进行紧急停炉、停机操作,并使炉内垃圾燃尽。在集中控制室设置有工业电视监视系统,对锅炉汽包水位、垃圾卸料区的操作和对焚烧炉内燃烧过程等进行监视。 对于辅助系统如称重地衡系统、垃圾池抓斗、化学水处理、除灰系统等,在就地设有独立的控制设备和人机操作接口,用于调试、启动和异常时在就地进行监视和操作。也可采用通信方式将辅助系统的上位机远距离设在集中控制室,在集中控制室内进行监视和操作。

  分散控制系统(DCS)主要由控制站、数据通讯总线和人机接口设备构成。具体包括启动燃烧器及辅助燃烧器系统、焚烧炉燃烧控制系统(SIGMA)、烟气连续测量监视系统、汽轮机控制系统、汽轮机紧急跳闸系统、汽轮机安全监视系统及辅助系统(化学水及废水处理控制系统、垃圾抓斗控制系统、除灰控制系统等。(一)焚烧炉燃烧控制系统(SIGMA)为垃圾焚烧发电厂自控系统的核心部分,该系统运行的好坏将直接影响焚烧炉的运行状况和蒸汽产量,进而影响发电机组的发电量。该系统一般由垃圾焚烧炉生产厂家自己配供,其功能由单独的PLC来实现,并能与DCS通讯,通过DCS的CRT进行监控。




上一篇:国家能源局关于贯彻落实“放管服”改革精神 优化电力业务许可管理有关事项的通知
下一篇:低温废热发电设备