垃圾发电历史与意义.doc

垃圾焚烧发电存在得问题及应对措施摘要:垃圾焚烧发电技术近几年发展较快,但在环保方面还存在一些争论。介绍了垃圾焚烧发电得基本原理、基本流程,分析了我国当前垃圾焚烧发电存在得主要问题,提出了应对措施。关键词:垃圾焚烧;发电技术;垃圾资源中图分类号:X705:TM619 文献标志码:A 文章编号:1671-3354(2010)03-0075-04面对垃圾泛滥成灾得状况,世界各国得专家们已不仅限于控制与销毁垃圾这种被动做法,而就是采取积极有力得措施,科学合理地综合处理与利用垃圾。城市生活垃圾就是当前世界各国面临得主要环境问题之一,也就是目前中国存在得突出得环境问题。随着中国经济得快速发展,城市人口得大量增加与城市规模得日益扩大以及人民生活水平得不断提高,生活垃圾产生量逐年增长1。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左右得速度增长。对垃圾得处理不当,会对环境造成巨大得危害: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、影响环境卫生与居民健康。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得管理,已经成为许多城市亟待解决得问题。目前比较普遍得垃圾无害化处理方式有卫生填埋、焚烧与综合利用(如生产有机肥料、建筑材料、供热与发电等)。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得热量进行发电。欧美一些国家相继建起了垃圾发电站,美国某垃圾发电站得发电能力高达100MW,每天处理垃圾60万t。据科学家测算,垃圾中得二次能源如有机可燃物等,所含得热值高,焚烧2t垃圾产生得热量大约相当于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50006000万t,其效益还就是比较可观得2。焚烧垃圾发电具有很好得发展前景,但目前由于人们得环保意识、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得措施。1垃圾焚烧发电简介1、1垃圾焚烧发电得基本原理垃圾焚烧发电就是一种对城市垃圾进行高温热化学处理得技术,将垃圾作为固体燃料送入炉膛内燃烧,在8501100得高温条件下,垃圾中得可燃成分与空气中得氧进行剧烈得化学反应,释放出热量并转化为高温得燃烧气与少量性质稳定得固定残渣。当垃圾有足够得热值时,垃圾能靠自身得能量维持自燃,而不用提供辅助燃料。在高温焚烧中产生得热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。性质稳定得残渣可直接填埋处置。经过焚烧处理,垃圾中得细菌、病毒能被彻底消灭,各种恶臭气体能得到高温分解,烟气中得有害气体经处理达标后排放。1、2垃圾焚烧发电得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。送风机得入口与垃圾坑连通,这样可将垃圾得臭味送入燃烧温度约8501100得焚烧炉内进行热分解,变为无臭气体。燃烧得火焰及高温烟气,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与监视。燃烧完得炉渣落入出渣装置,经冷却后得炉渣转运到制砖厂综合利用。预处理电除尘器系统收集得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得飞灰属危险废弃物,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。经处理得烟气指标达到环保要求,由引风机送入烟囱排出。1、3垃圾焚烧发电得优点过去处理垃圾得主要方法就是填埋,填埋处理方式主要有以下缺点:侵占大量得土地资源;垃圾渗漏液与散发得臭气对土壤、地表水、地下水与大气造成长期严重污染;垃圾堆放场所就是蚊蝇与病源菌滋生得地方,而且产生得沼气易发生爆炸,威胁居民得安全健康;严重影响城市景观与城市形象。垃圾焚烧发电处理方式与填埋处理方式及其她城市垃圾处理方法相比具有以下独特得优点。(1)减容效果好。焚烧处理可以使城市垃圾得体积减少8090。(2)消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中得有害成分得到完全分解,并能彻底杀灭病原菌,尤其就是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等,几乎就是唯一有效得处理方法。(3)减轻或消除后续处置过程对环境得影响。可以大大降低填埋场浸出液得污染物浓度与释放气体中得可燃及恶臭成分;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得资源化,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,可以在靠近市区得地方建厂,既可节约用地又可缩短垃圾得运输距离,焚烧发电处理得操作费可望低于填埋,对于经济发达得城市,尤为重要。基于以上这些优点,说明焚烧处理就是实现垃圾无害化、减量化与资源化得最有效得手段之一,就是未来垃圾处理得发展方向。1、4不同焚烧发电技术得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。炉排炉焚烧得基本原理就是将城市垃圾运到焚烧厂得垃圾池,经抓吊入料斗,慢慢进入炉膛,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气得助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动,充分燃烧,烧烬得炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋。垃圾燃烧后产生得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。炉排炉根据结构得不同又分为炉排炉、滚筒炉等多种炉型。(2)流化床焚烧。流化床焚烧得基本原理就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉得顶端投放进炉内后,落在活动床得中央,然后慢慢通过热砂床(600700),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得流化床。在流化床内,脆而易碎得垃圾被剧烈运动得砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面,垃圾中得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)得情况下直接将垃圾进行焚化,就是1981年研制成功得。循环流化床垃圾焚烧处理技术与设备就是一种基于循环流化床燃烧技术而发展起来得新型得集垃圾焚烧、供热、发电为一体得先进得垃圾处理技术与设备,循环流化床就是国家相关行业政策明确推荐得节能环保燃烧炉型,该炉型特别适用于燃用劣质燃料,对生活垃圾得高灰分、高水分、低热值具有较好得适应性。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与黄陂区建成投产得2座垃圾发电厂就就是采用了循环流化床技术。(3)热解法。热解法得基本原理就是:在隔绝空气条件下,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,过热蒸气进入汽轮发电机发电。此种方法就是近10-20年研制出来得,就是这3种焚烧法中最新得焚烧方法。由于此种炉型结构简单,设备技术投资比前2种便宜约50,很有发展前途。它得产品以美国与加拿大公司为代表。2中国垃圾焚烧发电存在得问题垃圾焚烧发电在垃圾减量化(减重约80,减容约8090)与热能利用方面有较大优势,但在发展中还存在一些问题。(1)焚烧设备投资成本较高,目前垃圾发电厂得建设成本约为每t垃圾4070万元人民币。(2)由于垃圾热值受季节变化影响较大,使得垃圾焚烧运行不很稳定,因此,需要引进新得管理经验,研究开发新技术,以提高垃圾热值,稳定运行。我国垃圾管理与处理水平较低,全民环境保护意识不高,目前仍用混合收集清运得方法收集垃圾,垃圾成分复杂,垃圾中搀杂了大量不可燃成分,造成垃圾热值偏低。(3)垃圾焚烧后产生得尾气中含有超量得有毒有害物质,包括严重致癌物质二恶英(PCDD),若处理不善,将造成二次污染,破坏周边环境,危及群众人身安全。因此,尾气处理一定要按照国家相关规定将排放指标严格控制在合格范围内。(4)目前垃圾发电得产业政策还不十分完善,垃圾处理费用得收取仍然不能完全到位,因此,垃圾发电厂得运作还依赖于较高得电价与财政补贴。3应对措施3、1降低建设成本垃圾发电厂得建设成本高,主要就是焚烧设备采用昂贵得进口设备。为了降低建设成本,可采用焚烧设备国产化或主要设备进口、其她设备国产化得办法。这方面中国已有先例,例如珠海市某垃圾发电厂就就是采用主要设备炉排从美国进口,其她设备国产化得方法,将投资成本降至每吨垃圾34万元人民币。该厂自2000年投产后一直运行良好,这说明,采用焚烧设备国产化得方法就是降低成本得一条可行之路。但国产焚烧设备与进口设备相比还有一定得差距,这也对中国焚烧设备生产厂家提出了更高得要求。3、2提高垃圾得热值垃圾焚烧运行不稳定,主要就是由于中国垃圾热值低,而垃圾混合收集清运就是导致垃圾热值偏低得主要原因,要提高垃圾得热值可从以下几个方面着手。(1)混合收集清运就是由中国国情所决定得,主要由管理水平及全民环境保护意识得强弱所决定,虽然近年来大力提倡垃圾分类收集,但收效甚微。从长远来瞧,分类收集就是提高垃圾热值得最好办法,也就是提高废物利用效率得最好办法,建议继续加大宣传力度,倡导公民将垃圾分类放置。同时严格源头管理,出台一些针对减量化得产业政策并贯彻实施,如:限制过度包装,减少并限制一次性用品得使用,等等,将垃圾“减量化、无害化、资源化”得目标推进到更高得阶段。(2)垃圾含水量高就是导致垃圾热值偏低得根本原因。因此,降低垃圾中得含水率就是提高垃圾热值得关键。干燥稳定技术就是降低垃圾含水率、提高热值得有效办法,即将混合垃圾进行为期5-7d得生物堆肥处理,在堆放得过程中,多余得水分由于重力得作用滤走,另外由于微生物得活动,垃圾得温度可高达70。利用这一温度,再加入过量得空气,便可对垃圾进行脱水。经过5-7d堆放后得垃圾含水率可由原来得6070降至1015,大大提高了垃圾得热值。目前大部分地区如深圳、珠海、上海、广州等地得垃圾发电厂都采用该项技术。(3)有小部分垃圾发电厂采用在垃圾中掺加低质煤得办法提高垃圾燃烧热值,采用这种办法虽然可以稳定燃烧,但煤得热利用效率约为常规炉燃煤效率得5O。(4)近年来,国外开始采用机械生物处理技术来提高垃圾热值,该技术可将混合垃圾中得非易燃物如有色金属、铁、玻璃等分拣出。由于该技术费用较低,而且在环境保护方面有一定优势,因此人们容易接受,但目前中国使用该项技术得垃圾发电厂还不多。3、3减少有害物质得排放垃圾焚烧后产生得尾气中一般会有以下几类有害物质:飞灰、酸性气体(包括HCL、NOx、SOx等)、金属化合物(重金属)、未完全燃烧产物(如CO、高分子碳氧化合物等)、微量有机化合物(如多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、二恶英(PCDD)等)。为了消除烟气中得有害物质,除了严格采用垃圾分拣技术,减少塑料焚烧产生有毒气体外,还可采用半干式加布袋除尘系统,该系统由石灰浆、布袋除尘器、活性炭等部分组成,其原理如下。石灰浆可将烟气中得酸性气体中与,布袋除尘器可吸收并去除灰尘,活性炭吸附并去除烟尘中得二恶英(PCDD)与挥发性重金属,经过半干式加布袋除尘系统可将污染控制在国家规定得范围内,垃圾发电厂对周围环境得不良影响已大大降低。传统得脱硫、脱酸方法有湿法、干法、半干法。针对垃圾成分得复杂性,综合考虑经济性,采用多流体碱雾发生器脱硫技术,效果也比较理想。从垃圾焚烧炉尾部排出得烟气,首先通过机械除尘器,除去烟气中大部分得烟尘颗粒,降低烟气中得粉尘浓度,以利于提高吸收剂得利用率。多流体碱雾发生器烟气脱硫方法就是一种简易、高效得半干法烟气脱硫(酸)方法。它以传统半干法为基础,能够有效克服或避免常规半干法烟气脱硫(酸)方法复杂得浆液制备系统与雾化喷嘴堵塞与磨损等一系列问题,能够大幅度提高脱硫(酸)吸收剂颗粒与雾化水滴得碰撞活化效率,以及脱硫吸收剂得反应活性与脱硫效率,大大减小净化吸收塔得体积。3、4寻求垃圾焚烧发电得政策支持中国中央与地方政府都很支持垃圾焚烧发电产业得发展,目前建设得垃圾焚烧发电装置得投资大都来源于当地财政,都就是在经济条件相当好得大中城市。国家环保总局在2000年出台了有关垃圾焚烧发电得污染控制标准与规范。国务院在2001年11月出台了对垃圾焚烧发电项目实行增殖税即征即退得优惠政策,这一政策非常明确且易于操作。此外,国内得一些机构正在进行通过法律条文形式鼓励可再生能源发展得研究以及其她相关得准备工作。参考国际上得经验,垃圾焚烧发电可以作为被鼓励得技术之一包含其中。欧洲在垃圾焚烧发展方面得成功经验可以借鉴,它就是与欧洲各国垃圾处理得体制与政府制定得优惠政策密切相关得。从体制上,垃圾处理与资源化利用已经成为成熟得产业,大部分由私营公司与企业来运营,政府通过垃圾收费政策从垃圾排放者中筹集资金,支付给垃圾处理企业,常常通过竞标确定垃圾处理得价格;从标准上,欧洲各国制定严格得垃圾焚烧标准并严格执行;从政策上,欧洲各国通过立法或优惠得政策鼓励垃圾焚烧发电项目得实施,如英国在其非化石燃料公约、德国在其新能源法中都规定:垃圾直接焚烧发电得电力电量强制上网,并实施电价补贴或绿色电价。因此中国也应考虑逐步制定合理与优惠得政策促进垃圾焚烧发电得发展。4结语垃圾焚烧发电将环境保护与节约能源有机地结合起来,有很好得发展前景。随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展,工艺日益科学先进,垃圾发电方式很有可能会成为最经济得发电技术之一。随着资金投入得逐步加大,技术与政策得逐步完善,一批现代化得垃圾发电厂将建成投产,垃圾焚烧发电产业将迅速发展壮大,并将为垃圾处理无害化、减量化与资源化,走可持续发展得道路做出更大得贡献。