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浅谈国内垃圾焚烧发电技术

2018-04-02 15:49:27来源:《基层建设》 作者:苏宇等浏览: 评论:0

  垃圾焚烧发电是一种将垃圾处理实现减量化、资源化、无害化的新能源技术。本文简要讲解了垃圾发电的工艺流程,简要介绍了国内主流垃圾发电的技术原理,并探讨了垃圾焚烧发电的前景。

  1 国内城市垃圾概况

  由于我国城镇化水平的不断提高,各大城市人口总量出现急剧攀升的现象,加之由于生活水平的提高,人均造成的垃圾量也处于持续增长的趋势,这直接造成城市垃圾泛滥成灾。已有的资料表明,我国城镇居民人均产生垃圾量为500千克,国内主要城市每年可产生垃圾达2×108吨,并且正在以逐年100吨的速度增长,目前储存的城市生活垃圾总量已达6×109吨,占用城市土地面积达5×108平方米,占用了大量宝贵的城市土地面积,并且会使得垃圾填埋场周边居住环境急剧恶化。城市垃圾其实是放错地方的资源,谈过垃圾焚烧发电技术,可回收城市垃圾中的能量,并为城市居民供电及供暖。另一方面,焚烧后的垃圾体积可减少为原来的25%,这极大缓解了城市垃圾填埋场的负担,即增加原有垃圾填埋场的使用年限,缓解城市用地紧张的问题。

  2 垃圾焚烧发电的工艺流程

  城市生活垃圾焚烧发电,指的是将垃圾放在焚烧炉中进行高温燃烧,通过燃烧炉释放出热能(经计算:焚烧2吨的垃圾而产生的热量可大致相当于1t煤燃烧释放的热量),然后回收利用这部分热能来进行发电(如图1所示)。焚烧产生的烟气会通过专门设备进行净化,监测达标后方可排出,焚烧产生的少量或微量残渣继而收集、填埋或作其它用途。其主要优势是,可以快速的减容能力以及较为彻底的高温无害化,其占地面积很小,对周边环境造成负面危害也相对较低,并且可以对垃圾中的热量进行再利用,所以对生活垃圾实行焚烧处理是一种很有效的处理方式。

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  3 垃圾发电技术原理

  垃圾焚烧发电与传统火电站相似,但主要功能不同,垃圾焚烧电站侧重于垃圾的焚烧处理,避免在垃圾处理过程中产生二次污染。因此,垃圾焚烧电站的热力系统、电气系统及一般辅助系统与火电站类似,但由于燃料的特殊性,其焚烧炉的结构会更侧重于垃圾的完全处理,其烟气处理系统也会有所区别。此外,由于垃圾在储运的过程中,会产生具有一定环境危害的渗滤液,垃圾焚烧电站还应建设有专门的污水处理系统。

  3.1 焚烧系统

  目前,我国生活垃圾焚烧炉绝大数采用的是机械式炉排炉,我们以这种炉型作为垃圾焚烧发电工艺的典型。在机械式炉排中,垃圾从垃圾仓中被抓入料斗入口,然后通过进料斗,再经过推料器进入炉排(炉排可以从功能上分为干燥区、燃烧区、燃烬区),由于炉排与炉排之间的会有交错的往复运动,在重力的作用下,垃圾会逐渐向下移动,直至燃尽排出炉膛。燃烧所需空气是从炉排下部进入,并与垃圾充分搅动、混合;燃烧后,产生的高温烟气会通过锅炉的受热面吸热,进而使水变成高温蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气净化装置处理后,排入大气中。

  3.2 烟气净化系统

  为了避免垃圾再焚烧处理过程中对周边环境产生再生污染,因此必须采取完善的措施,充分利用烟气净化系统处理烟气,进而控制垃圾焚烧烟气的排放。来自锅炉出口的含酸性物质的烟气,经过预除尘器后被引入反应塔上部,通过反应塔进口的烟气分配器进入反应塔筒桶体内。烟气扩散后与通过旋转喷雾器射入的石灰浆以及冷却水充分混合,进行中和反应之后通过烟道,进入布袋除尘器,在反应塔后的烟道与布袋除尘器之间,配备有活性炭喷射装置,在反应塔上部区域,石灰浆被烟气稀释并中和,进入布袋除尘器,进行除尘,达标的烟气经引风机,通过烟囱排放到大气中。

  3.3 污水处理系统

  垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学以及和生物法,其中,物理化学法主要使用的为活性炭吸附→化学沉淀→密度分离→化学氧化→化学还原→离子交换→膜处理,与生物法相比,物理化学法处理不容易受渗滤液变化的影响,出水平稳,但成本较高,当渗滤液产量较大时,存在一定局限性。生物法为好氧生物处理与厌氧生物处理的结合。由于我国城市垃圾多为餐厨垃圾,因此水分较高,产生的渗滤液较多,因此目前国内多采用物理化学法与生物法相配合的处理方式。

  4 我国垃圾发电的前景及其建议

  有研究表明,到2020年,我国城市生活垃圾总量可达3.23亿吨,由于城市扩张,建设新的垃圾填埋场面临成本高与处理能力严重不足的问题。因此,垃圾焚烧发电技术具有极其广阔的空间,那时全国的各型垃圾焚烧电厂数目将会高达400座,这些电厂即可将垃圾中的能量利用起来,也可避免垃圾填埋造成的环境污染等问题。到时候国家一定会给予配套的支持,这里也建议国家加大对垃圾焚烧发电的补贴力度,如税收减免、电价支持、环保奖金等,并督促地方政府抓好垃圾焚烧过程中的环保问题,使垃圾焚烧发电变得更加清洁与高效。

 

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