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垃圾焚烧发电存在的问题及应对措施

2017-09-13 16:09:55来源:环卫科技网 作者:李家坤 何保定浏览: 评论:0

  面对垃圾泛滥成灾的状况,世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动做法,而是采取积极有力的措施,科学合理地综合处理和利用垃圾。

  城市生活垃圾是当前世界各国面临的主要环境问题之一,也是目前中国存在的突出的环境问题。随着中国经济的快速发展,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,生活垃圾产生量逐年增长。1995年以后,中国城市生活垃圾年清运量均超过1亿t,且以每年3%左右的速度增长。对垃圾的处理不当,会对环境造成巨大的危害:占用土地、污染土壤、污染地下水资源、影响空气质量、污染大气、传播疾病、影响环境卫生和居民健康。因此,如何无害化处理生活垃圾,以及如何对垃圾处理进行有效的管理,已经成为许多城市亟待解决的问题。

  目前比较普遍的垃圾无害化处理方式有卫生填埋、焚烧和综合利用(如生产有机肥料、建筑材料、供热和发电等)。从20世纪70年代起,一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。欧美一些国家相继建起了垃圾发电站,美国某垃圾发电站的发电能力高达100MW,每天处理垃圾60万t。据科学家测算,垃圾中的二次能源如有机可燃物等,所含的热值高,焚烧2t垃圾产生的热量大约相当于1t煤。如果中国能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省煤炭5000~6000万t,其效益还是比较可观的[2]。

  焚烧垃圾发电具有很好的发展前景,但目前由于人们的环保意识、垃圾发电技术、政策支持力度等原因,焚烧垃圾发电还存在一些问题,本文分析并提出了解决问题的措施。

  1、垃圾焚烧发电简介

  1.1垃圾焚烧发电的基本原理

  垃圾焚烧发电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850~1100℃的高温条件下,垃圾中的可燃成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。在高温焚烧中产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。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,各种恶臭气体能得到高温分解,烟气中的有害气体经处理达标后排放。

  1.2垃圾焚烧发电的基本流程

  垃圾由运输车运至焚烧厂,经地磅称重后,开至卸料门,卸到垃圾坑。垃圾吊车将垃圾送入给料斗,并送入炉内,在焚烧炉内燃烧。送风机的入口与垃圾坑连通,这样可将垃圾的臭味送入燃烧温度约850~1100℃的焚烧炉内进行热分解,变为无臭气体。

  燃烧的火焰及高温烟气,经自然循环锅炉,产生高温蒸汽,为汽轮发电机组提供汽源。锅炉、汽轮发电机组由中央控制室集中控制和监视。燃烧完的炉渣落入出渣装置,经冷却后的炉渣转运到制砖厂综合利用。

  预处理电除尘器系统收集的飞灰不属危险废弃物,收集后转运到水泥厂或搅拌站等处综合利用。半干式烟气净化装置收集的飞灰属危险废弃物,输送到固化车间,经水泥固化养护后,运输至填埋场安全填埋。垃圾渗滤液经处理后,达标排放。经处理的烟气指标达到环保要求,由引风机送入烟囱排出。

  1.3垃圾焚烧发电的优点

  过去处理垃圾的主要方法是填埋,填埋处理方式主要有以下缺点:侵占大量的土地资源;垃圾渗漏液和散发的臭气对土壤、地表水、地下水和大气造成长期严重污染;垃圾堆放场所是蚊蝇和病源菌滋生的地方,而且产生的沼气易发生爆炸,威胁居民的安全健康;严重影响城市景观和城市形象。

  垃圾焚烧发电处理方式与填埋处理方式及其他城市垃圾处理方法相比具有以下独特的优点。

  (1)减容效果好。焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80%~90%。

  (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;还可以减少温室气体,例如甲烷排放。

  (4)有利于实现城市垃圾的资源化,充分利用垃圾焚烧技术转化为再生能源。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)可全天候操作,不易受天气影响。以垃圾替代煤、石油或天然气等有限资源作为发电燃料,节省天然资源,处理效率高。

  (6)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,焚烧发电处理的操作费可望低于填埋,对于经济发达的城市,尤为重要。

  基于以上这些优点,说明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。

  1.4不同焚烧发电技术的比较

  按焚烧原理不同,全世界主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法等三种。

  (1)炉排炉焚烧。炉排炉焚烧的基本原理是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经抓吊入料斗,慢慢进入炉膛,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,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、滚筒炉等多种炉型。

  (2)流化床焚烧。流化床焚烧的基本原理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℃),垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,然后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。这种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接将垃圾进行焚化,是1981年研制成功的。

  循环流化床垃圾焚烧处理技术与设备是一种基于循环流化床燃烧技术而发展起来的新型的集垃圾焚烧、供热、发电为一体的先进的垃圾处理技术和设备,循环流化床是国家相关行业政策明确推荐的节能环保燃烧炉型,该炉型特别适用于燃用劣质燃料,对生活垃圾的高灰分、高水分、低热值具有较好的适应性。例如,武汉市绿色环保能源有限公司、武汉汉口绿色环保有限公司分别在武汉市江夏区和黄陂区建成投产的2座垃圾发电厂就是采用了循环流化床技术。

 

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