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焚烧法处理垃圾的优缺点(6篇)

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焚烧法处理垃圾的优缺点篇1

论文关键词:城市垃圾;处理方式;利弊;探讨

论文摘要:垃圾处理已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,目前广泛使用的垃圾填埋法、堆肥法、焚烧法等常规方法各有其利弊,通过对照比较垃圾焚烧处理是符合减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理方式,是我国城市垃圾处理的趋势。

保护环境是我国的一项基本国策,随着我国城市的发展和人民物资生活水平的提高,妥善处理垃圾已成为当务之急。据统计,我国人均生活垃圾年产量为440kg,且每年以8-10%的速度在递增,大量的垃圾被运到城郊堆放,已成为公害。全国历年垃圾堆存量已高达60亿吨,堆占耕地5亿m2,直接经济损失达80亿元人民币。因此,垃圾滋生已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,形势严峻,刻不容缓。目前我国城市已发展到660个,城镇人口2.6亿,按每人每年产生440kg垃圾计算,则产生垃圾量为1.14×104万吨,是可以使100万人口的城市覆盖1米。如何应按照减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理,显得至关重要。

1垃圾处理的常规方法及其利弊

1.1填埋法

根据工艺的不同,又分传统填埋法和卫生填埋法两类。

1.1.1传统填埋法

这种方法实际上是在自然条件下,利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起,不加掩盖,未经科学处理的填埋方法。

1.1.2卫生填埋法

卫生填埋法是采用工程技术措施,防止产生污染及危害环境土地的处理方法。

此二种填理法处理量大,方便易行,投资省,是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源),被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等,还占用大量农田面积,垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。

1.2堆肥法

堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂,按堆肥工艺流程处理后制作为肥料,成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及,堆肥量大,劳动强度大,全面比较后,市场越来越小。

1.3焚烧法

按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。

1.3.1炉排炉焚烧

就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经料斗慢慢进入炉堂,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下,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(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。

1.3.2流化床焚烧

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℃),其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,继之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。

此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司,目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。

1.3.3热解法

热解法是在隔绝空气的条件下,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后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。

此种方法是近10~20年研制出来的,是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。

焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。但是,根据美国的报道焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。

2技术发展趋势对比

2.1垃圾的焚烧的优势

我国属于发展中国家,经济发展迅速、城市化速度加快、居民生活水平不断提高,导致了城市垃圾量的不断增加。我国目前已有600多座城市,城市垃圾量以每年7-8%的速度增长。而垃圾的处理不到1/3,真正达到无害化处理和能源利用的比例更低。随着经济的高速发展,城市化水平的提高,在城市周边很难寻找适宜的垃圾填埋的场地,因此,造成我国城市垃圾处理问题相当严重。目前我城市生活垃圾90%采用填埋处理,但是如不是严格意义上的填埋产生的高浓度渗出液,会造成地下水以及地表水的严重污染,对水资源造成严重威胁。同时产生大量的有害气体,会污染大气,如若处理不当,其产生的危害会延续几百年甚至上千年。

垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法,此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围,运送垃圾方便,并且可以向城市提供电能或热能,产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况,并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段,使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点

2.2垃圾焚烧处理面临的问题

垃圾分类收集是实现垃圾综合处理的一个重要步骤。通过分类收集和相应采取不同的处理方式,既可以保证有用资源的循环再利用,又可以大大减少垃圾的最终处理费用。目前我国各城市还没有普遍实行垃圾分类收集,有的处于试点运行阶段,而这与我们即将采用的垃圾处理方式不相适应。垃圾分类收集后,最终处置的垃圾量及垃圾成分都会发生变化,由于分类使有用的资源得以循环再利用,处置的垃圾量将减少,同时降低了垃圾运输费及处置费。垃圾的分类还可以减轻机械磨损及腐蚀,延长焚烧炉的寿命,减少维护管理费用。同时也降低了有害成分的含量,易于二次污染的控制。垃圾的分类是大势所趋。因此对于采用垃圾焚烧处理方式的城市,应充分考虑垃圾的分类。

2.3环境保护措施

垃圾焚烧处理的主要目的是为了节约土地资源、环境保护及实现可持续发展道路。垃圾的资源发电可以实现垃圾的无害化、减容化、资源化。但由于垃圾的特性,在垃圾焚烧的整个过程中难免出现一些对环境不利的影响物质,因此必须采取相应的环保措施以达到垃圾焚烧的真正目的。垃圾焚烧处理的主要污染物有:臭气、烟气中的有害物质、垃圾渗出液、飞灰及反应物。目前烟气的排放标准已经制定和实施。对于垃圾渗出液的处理方法,国内一般采用喷入焚烧炉内处理,但最好采用污水处理方法。对于垃圾堆放过程中产生的臭气,也应根据相关标准进行处理排放。

焚烧法处理垃圾的优缺点篇2

关键词:垃圾焚烧;行业现状;管理模式

中图分类号:TM619文献标识码:A文章编号:1001-828X(2012)04-0-01

一、我国垃圾焚烧发电行业市场分析

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。

二、垃圾焚烧发电行业产能、区域的分布与市场主体

1.产能与区域分布

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.市场主体

国内从事垃圾焚烧发电的企业主要分为四类:

(1)政府主导型企业。由地方政府出资建设垃圾发电项目,如上海环司、深能源等。

(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。

(4)中介、咨询公司。如中化国际招标公司、国信招标公司等。

三、运营模式的现状

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。

1.主要法律文件

《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。

(3)并网调度协议。指运营企业与电网签订的电力并网协议。

2.收入来源

垃圾焚烧发电项目的主要收入来源包括垃圾处理补贴、上网(供热)售电等。

(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。

(4)税收优惠。根据国家相关政策规定,垃圾焚烧发电项目享受所得税减免和免增值税的优惠政策。

四、现有运营模式中存在的主要问题

(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。

焚烧法处理垃圾的优缺点篇3

(烟台市环境卫生管理处,山东烟台264000)

【摘要】近年来城市生活垃圾正明显的泛滥于全世界,如何采取有效措施来处理这些垃圾变的愈来愈重要,我国的垃圾产量惊人,但垃圾焚烧处于起步阶段,介于其对节约资源,改善环境的重要意义,生活垃圾焚烧是十分必要的。

关键词垃圾焚烧;残渣;飞灰

1焚烧概念

焚烧是人们常见的一种对生活垃圾进行处理的方法,焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应,其好处就在于让垃圾的体积得到最快的缩减,以达到无害化处理的目的。垃圾焚烧后,释放出热能,同时产生烟气和固体残渣。烟气要净化,残渣要消化,这是焚烧处理必不可少的工艺过程。

通过焚烧可以使可燃性固体废物氧化分解,达到去除毒性、回收能量及获得副产品的目的。几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。对于无机-有机混合性固体废物,如果有机物是有毒有害物质,一般也最好采用焚烧法处理。焚烧法适用于处理可燃物较多的垃圾。采用焚烧法,必须注意不造成空气的二次污染。

2焚烧特点

焚烧处理工艺的优点是处理量大,减容性好,无害化彻底,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,能将大量有害的废料分解,并转化成无害的物质。其缺点较为明显,如生产成本高,垃圾焚烧灰渣处理难度大。

3焚烧技术

垃圾焚烧技术:国内外垃圾焚烧技术主要有三大类:旋转燃烧技术(也称回转窑式)、炉排炉层状燃烧技术和循环流化床燃烧技术。

3.1旋转燃烧技术

旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑,其内壁可采用耐火砖砌筑,也可采用管式水冷壁,用以保护滚筒。它是通过倾斜筒体连续、缓慢地转动,利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部,然后靠垃圾自重落下,由于垃圾在筒内翻滚并与空气充分接触,完成着火、燃烧和燃尽三个阶段。回转窑过去主要用于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。

3.2炉排炉层状燃烧技术

层状燃烧技术发展较为成熟,这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高、对垃圾热值适应范围广、运行及维护简便等优点,许多国家采用这种燃烧技术。为使垃圾燃烧过程稳定,层状燃烧关键是炉排。

垃圾在炉排上通过三个区段:预热干燥段、燃烧段和燃尽段。

3.3循环流化床燃烧技术

循环流化床燃烧是20世纪80年展起来的一种清洁燃烧技术。对于垃圾采用循环流化床燃烧方式,我国科研工作者做了大量的工作,流化床燃烧技术目前已趋于发展成熟。

4灰渣处理

4.1残渣处理

炉排中燃尽的炉渣只有原来体积的10%左右,它掉落到除渣机中,通过水的降温,液压式除渣机将冷却后的炉渣沥干后送入皮带输送机,在皮带输送机的转换端头加装多级除铁器,利用磁铁将金属铁分拣出来,为进一步提高分拣效果,工厂中一般在炉渣输送过程中配置振动装置和破碎装置,加大分拣力度。精细分选后的灰渣,通过传送带送入灰渣储坑,运出工厂。由于燃烧后的灰渣属于密实的、不腐败的无菌物质,因此,主要用于铺路或填海的材料,也可将垃圾焚烧炉残渣制成建筑材料。

4.2飞灰

目前,国内外垃圾焚烧发电厂烟气处理系统普遍使用的工艺流程如下:首先,从余热锅炉出来的烟气流经洗涤塔,将喷进洗涤塔里的石灰浆和氯化氢酸性气体进行充分的接触、反映、去除。其次,垃圾焚烧的烟气飘进袋式除尘器,这些烟尘都被收集下来,从除尘器出来的符合环保标准的烟气经烟囱排入大气。再者,工作人员通过向烟气中加活性炭,重点吸附烟气中的二恶英和气态汞等重金属。国内外开发应用于焚烧飞灰无害化和稳定化处理的方法可以归结为高温处理、湿式化学处理与固定稳定化三种。此外,还有生物浸出提取、高温热分离等方法。

飞灰一般经稳定化处理后,送至填埋场填埋,以后随着科技的进步很有可能广泛用于建筑材料,肥料和土壤改良剂,吸附物等。

5结束语

随着我国城市的发展,城市垃圾的产生量逐年增加,垃圾焚烧处理也越来越普遍,如何利用好垃圾焚烧技术,处理好焚烧后产生的炉渣和烟气更是迫在眉睫。目前,垃圾焚烧是生活固体废弃物处理的有效措施,掌握垃圾焚烧炉设计和制造技术尤为重要,炉渣和飞灰的有效资源化利用有着很好的现实意义。

参考文献

[1]张益,赵由才.生活垃圾焚烧技术[M].北京:化学工业出版社,2000.

[2]何晶晶,宋立群,等.垃圾焚烧炉渣的性质及利用前景[J].中国环境科学,2003.

[3]倪静,赵由才.城市生活垃圾焚烧飞灰的处理与综合利用[J].环境卫生工程,2006.

焚烧法处理垃圾的优缺点篇4

[关键词]垃圾发电资源开发利用环境工程

长期以来,在人们的意识中,垃圾是不可再开发利用的废弃物,而且是现代城市的一大公害。随着社会的发展,人们对环境保护的要求日益高涨,许多国家和地区投入了大量人力物力,展开了对垃圾资源开发利用的研究工作,其中兴建垃圾发电厂就是一条重要途径,也是实现垃圾作为可再生能源得到深度开发利用的有效手段。兴建垃圾电厂不但可实现城市垃圾资源化、减量化和无害化,而且对解决城市环保问题也具有十分重要的意义。

1垃圾处理方式及其投资比较

目前,世界上各城市最常用的处理方式有四种:

1.1分类回收

分类回收为自废弃物中回收可利用资源,这种方式需要周密规划。

1.2卫生掩埋

有计划地在特定区域将收集到的垃圾进行工程压实、覆土、使其集中自然分解。此方法设备和技术简单,是目前我国大中城市垃圾处理的常用方法。但占地大,对掩埋地周围环境影响较大,对地下水也可能造成二次污染。

1.3堆肥

堆肥是将垃圾中的有机质分解、腐烂、转换成肥料。该方式对垃圾成分有较高要求,不能处理全部城市垃圾,适宜与分类回收配合采用。

1.4焚化

焚化是将垃圾在高温下燃烧,使可燃成分经氧化转变为稳定气体(烟气),不可燃成分转变为无机物(灰渣)。此处理方式迅速、无害,自动化程度高,且焚化产生的热能可供利用。但要求垃圾低位平均热值不低于3350KJ/kg左右,否则焚化成本大大增加。

从表1看出,卫生掩埋和堆肥这两种方式单位投资便宜,但由于征地和环境保护两大问题难以解决,因此许多城市已采用兴建垃圾电厂以焚化方式处理垃圾,这是当前我国城市垃圾处理朝着环卫产业化发展的一个趋势,值得认真研究。

2垃圾发电的特点

2.1垃圾发电效益特点

垃圾发电的效益首先是垃圾处理,其次才是发电,这正是垃圾电厂具有的显著特点。

2.1.1社会效益

垃圾焚化处理解决了垃圾出路,改善了城市卫生环境,减少了垃圾处理的土地占用问题,减轻了环卫工作的劳动强度,还能变废为宝,为生活和工业提供电力。

2.1.2经济效益

垃圾发电厂的主要经济效益有两部分,一是电力销售效益(包含部分回收废金属销售收益),二是垃圾处理费收益。垃圾处理费是政府为处理城市垃圾支付的费用。据我国南方某大城市测算,采用掩埋处理或其他无害处理方式,垃圾处理费用约为180元/吨。这部分垃圾处理费用由政府按垃圾实际处理量支付给垃圾电厂。这样,垃圾发电厂的燃料不但不需支付燃料成本,反而得到政府支付的垃圾处理费。在此基础上进行测算,垃圾电厂的投资效益可以与常规火力发电厂相比。在国外,垃圾电厂的投资者即以上述两项投资收益来经营电厂。在我国,由于人工便宜和电力紧缺,根据测算,当不计投资成本时,依靠售电收入足以支持电厂的运行和维修费用尚有盈利,比国外更为优越。这样,政府部门以公益事业建造垃圾电厂以后,就相当于既无负担而又有效地解决了垃圾问题。

2.2垃圾发电厂技术分析

2.2.1焚化锅炉的特点

由于垃圾焚烧炉的燃料为垃圾,物理成分包括厨余和废品类,其特征是水分高(一般为30%~60%)热值低(一般为3000~8500KJ/kg),决定了焚烧炉篦选型和配置中温中压锅炉。

目前,世界上比较有代表性的焚化炉篦有三种:马丁式炉篦;辊底式炉篦;机械向前式炉篦。三种焚烧炉篦技术发展到今天都已经成熟,其中又以辊底式炉篦的运行业绩比较丰富,效果较好,但设备价格相对较高。必须指出,在焚烧炉型选型时,有三个问题应认真考虑。分别为:垃圾的水分、垃圾的热值和设备的价格性能比。根据国内垃圾成分的构成,特别是南方省份垃圾的特点,一般垃圾含水分都很高,有的高达60%,因此,焚烧炉炉篦必须具有很强的垃圾烘干功能,这就需要从炉篦的结构、烘干区面积和垃圾在烘干区的停留时间以及增强垃圾搅动强度等方面来加大焚烧炉篦的垃圾烘干功能,以便能适应燃烧高水分的垃圾。其次国内垃圾热值都比较低,在生活垃圾的构成成分中,厨余、叶草占高达60%以上,低位热值一般为5000KJ/kg左右,因此,焚烧炉燃烧区面积不宜过大,否则正常运行时,由于垃圾热值低需要经常投油作为助燃,这样必然会加大运行成本,降低其经济效益。但在考虑这个问题时还需预见到未来垃圾成份的变化和热值会相应有所提高这一发展趋势,使选择的焚烧炉也能适应,达到可靠稳定连续地焚烧垃圾。至于设备价格性能比实际上是一个经济性和技术性相互统一的问题,考虑目前国内垃圾电厂均由政府出资兴建,资金来源不很充裕,因此,在焚烧炉选型时,尽可能选择价格性能比适中的产品,达到既能充分将垃圾燃烧掉,又能使设备价格较为经济。总之,在焚烧炉选型时,上面所述的三个问题一定要全面综合考虑,以便能选择到一个性能良好,价格适中的产品。

2.2.2汽轮机的特点

目前我国垃圾电厂的汽轮发电机组主要采用国产设备。由于垃圾电厂的特殊性,在汽轮机选型时,应考虑如下几个因素:

2.2.2.1垃圾成分复杂,垃圾焚烧后其烟气中含有HCl、HF、SO2等有害成分,低温下会产生酸性腐蚀,高温下会造成金属的高温腐蚀。因此一般要求焚烧锅炉受热面温度≤450℃。

2.2.2.2主蒸汽温度的提高会使锅炉过热器面积增加;蒸汽压力的提高会增加锅炉水冷壁管壁厚度,两者均会增加锅炉的耗钢量,使锅炉造价升高。

2.2.2.3锅炉蒸汽参数应选取恰当。蒸汽参数若选取不当,如蒸汽温度取450℃,压力取615Mpa时,汽轮机尾部通流区的湿度就会较大,这不但影响热效率,且对汽轮机的安全运行也不利。

2.2.2.4根据我国中小型机组蒸汽参数匹配情况,锅炉主蒸汽选为430℃及以下,锅炉受热面材质可用20号钢代替合金钢,主蒸汽管可采用20号钢,具有节约投资,降低工程造价的显著优势。

综上所述,垃圾电厂宜选用进汽温度为425℃,压力为4.5Mpa的汽轮发电机组,此时,汽轮机的相对内效率在80%~83%之间,与我国中小型汽轮机的参数匹配也吻合。

3垃圾电厂建设应关注的问题

3.1降低垃圾电厂的工程造价

3.1.1国产化方面

凡主设备采用国产设备或引进国外技术国内制造,其工程总造价都会大幅下降,因此垃圾电厂主设备应尽量国产化,只是进口一些关键设备和零部件,如焚烧炉的炉篦、控制装置、调节阀等,只有这样才能有效地降低垃圾电厂的工程总造价。一般都可以节省30%至50%的投资。

3.1.2建设标准方面

建议采用安全、可靠、经济适用、符合国情的建设标准,但也要留有足够裕度。

3.1.3建设模式方面

工程建设模式对于降低工程造价,提高工程建设质量,确保合理的建设工期都具有重要意义。以项目法人负责制为核心的“五制”建设管理体制也完全适合垃圾电厂的筹划和建设,可使垃圾电厂的建设获取的投资回报最大化。

3.1.4工程优化方面

包括设计方案优化、设备选型优化、施工方案和施工方法优化等,对带有全局性、整体性的技术方案都应进行优化,以期达到方案最佳、投资最少的目的。总之,需要认真关注上述几个问题,才能降低垃圾电厂的工程造价。

3.2做好排放控制工作、保护和建设生态环境

为减少生活垃圾焚烧造成的二次污染,保护和建设生活环境及生态环境,国家环境保护总局于2000年2月29日《生活垃圾焚烧污染控制标准》,于同年6月1日起实施。但我国现阶段实施的排放限值标准与发达国家相比,相差较大,特别是在几个主要排放项目的排放限值,如SO2、NOx、二恶英等,差距达到几倍至十几倍。在这样的条件下,国内垃圾焚烧发电企业应全面认真地执行现行国家排放限值标准,做好烟气处理、灰渣处理以及污水处理等工艺流程和设备选型工作,做到防治污染的工程设施与主体工程“三同时”(设计、施工、投产),以确保垃圾电厂的烟气排放、污水排放和灰渣排放能实现达标排放,符合环保标准。在移交商业运行后,应加强在线监测工作、确保设备有效地运行,使其能取得良好运行效果,实现达标排放,垃圾电厂应为净化生态环境做出贡献。

4工程实例

福州红庙岭垃圾处理场采用目前国际上最先进的马丁技术建设,设计规模为日焚烧处理垃圾1000吨,年处理城市生活垃圾约33万吨,配置装机容量为1.6万千瓦发电机组。发电厂建成后,福州将实现焚烧发电为主、填埋为辅的垃圾综合处理。发电厂日焚烧垃圾1000吨,等于每天消耗全城近三分之二的生活垃圾。另外,1.6万千瓦的装机量相当于福州夏天用电缺口最高值的1/20左右,专家估算,焚烧1公斤垃圾,将产生0.25千瓦时左右的电能。1吨的垃圾可产生250千瓦时的电,够一般的三口之家用一个月了。垃圾发电厂建成后,社会、环保效益显著。

广东南海环保电厂是我国首家采用BOT方式融资建设的垃圾发电厂,是以焚烧生活和工业混合垃圾发电,不需添加任何辅助燃料。该电厂分两期建设,目前一期工程已于2002年9月投运,日处理生活垃圾400吨,总投资1132亿元,年平均上网电量4300万KWh,以0.83元/KWh的政府特许价并入电网,烟气、污水等各项指标已通过了环保局的检测,项目经济效益显著。BOT方式是20世纪80年代以来在国际上出现的一种新的项目融资模式,其含义是“建设―运营―移交”,政府通过出让建设项目一定期限的经营权、收益权,来吸收民间资本投资建设,项目投资者在规定的经营期限结束后,将该项目的产权和经营权无偿地移交给当地政府。南海环保电厂的投运开创了我国垃圾处理设施不靠政府投资的先河。

5结语

垃圾处理有四种方式。其中垃圾焚烧发电方式迅速、无害、自动化程度高,能利用其产生的热能进行发电,变废为宝,是实现垃圾资源深度开发利用的重要途径。垃圾发电效益首先是社会效益,解决了垃圾出路,改善了城市生活环境和生态环境。兴建垃圾电厂,应通过国产化,控制建设标准和工程优化等综合措施,实现降低工程造价,为垃圾电厂的健康发展创造条件。垃圾电厂营运期间,必须加强监督,烟气、污水和灰渣三大排放应实现达标排放,符合环保标准。有关部门应当履行职责,加强执法力度,共同营造优美生活环境和生态环境。

参考文献

焚烧法处理垃圾的优缺点篇5

摘要:随着我国社会的不断发展,城市化进程的不断加快,垃圾已经成为制约城市发展的瓶颈。发展生活垃圾焚烧发电技术不仅可以打破垃圾围城的僵局,而且可以减少一定量的煤炭、柴油等能源的使用。近年来,国家的工业政策一直鼓励各大、中型城市建设垃圾焚烧发电项目,我国垃圾焚烧厂的数量逐年增多,规模越来越大。本文围绕生活垃圾焚烧发电技术,分析垃圾焚烧发电的可行性,介绍国内外最新的垃圾焚烧发电技术及处理效果,阐述去除垃圾焚烧废气中二f英的措施,最后分析预测垃圾焚烧发电对周边环境影响。

关键词:生活垃圾;焚烧发电;环境影响;二f英

Abstract:withthedevelopmentofoursocietyandacceleratingurbanization,garbagehasbecomethebottleneckofrestrictingcitydevelopment.Todeveloplifewasteincinerationpowergenerationtechnologynotonlycanbreakthedeadlockgarbagesiege,andcanreducetheamountofcoal,dieseloilandotherenergyuse.Inrecentyears,thenationalindustrialpolicyhasbeenencouragingeachbig,medium-sizedcityconstructionwasteincinerationpowerprojects,thenumberofwastelncinerationplantinChinaincreasedyearbyyear,thescaleismoreandmorebig.Thispaperfocusonlivinggarbageburnedpowergenerationtechnology,analyzesthefeasibilityofgarbageburnedpower,introducedthedomesticandforeignlatestgarbageburnedpowergenerationtechnologyandtreatmenteffect,thispaperexpoundsremovewasteincinerationwastegasofdioxinmeasures,inthefinalanalysis,forecastwasteincinerationpowertotheperipheryenvironmentinfluence.

Keywords:lifewaste;Burningpower;Theenvironmentalimpact;dioxin

近年来,随着世界环保要求越来越高,发展低碳经济的呼声越来越响。实现垃圾的无害化处理,在城市中建设中大型垃圾焚烧发电项目正符合国家的发展方向。生活垃圾焚烧发电技术这几年发展很快,2003~2008年,我国垃圾焚烧厂由47座增加到74座,处理量增加3.3倍。减少滋扰、节约资源是垃圾处理的最终目标,而垃圾焚烧发电符合这两个要求,在有效处理垃圾的同时,还对废物的回收利用,把剩余废物转化成电力,实现能源和资源的可持续发展。

一、垃圾的焚烧发电是城市生活垃圾的最终出路

进入21世纪,随着城市化进程的加快,城市人口增长速度越来越快,加上不可控制的城市流动人口,导致城市垃圾产生量迅速增加,由于垃圾的分解速度慢,垃圾填埋会占用大量土地、污染土壤、污染地下水资源、影响空气质量、污染大气、孳生苍蝇、传播疾病、影响环境卫生和居民健康。垃圾焚烧发电可更好地实现垃圾资源化、减量化、无害化处理,有利于资源和环境的可持续发展。《国家环境保护“十二五”规划》指出固体废物安全处理处置应鼓励垃圾焚烧发电。垃圾焚烧发电由于具有占地面积小、无害化及减量化效果好、处理快速特点和环保和能源的双重效益,在日本、丹麦等发达国家已经成熟运行,在我国处于发展中的阶段,是我国城市垃圾处理的最终出路。

二、国内外最新的垃圾焚烧发电技术及其优缺点

1、国外最新的垃圾焚烧发电技术

国外垃圾焚烧发电采用的技术主要有CAO燃烧系统、TOPS燃烧系统、RDF(固体燃料燃烧技术)技术、超级垃圾发电系统等,其中RDF(固体燃料燃烧技术)技术可以实现垃圾焚烧的无害化和有效利用废弃物的双重目标;而TOPS燃烧系统是目前世界上能耗最低、获得的能量最大的燃烧系统,下文着重介绍TOPS燃烧系统。

加拿大瑞威环保有限公司在加拿大安高集团研发的COA(ControlledAirOxidation)系统的基础上,进一步改进开发出更加先进的垃圾处理系统TOPS燃烧系统。TOPS系统的特点是占地面积小、处理能力大、自动化程度高、加热回收能力强,即使垃圾不分类也可是实现充分的分解和燃烧,但是该系统燃烧玻璃和金属。TOPS系统有多台初级燃烧室,一台二次燃烧室,进风设备,温度控制系统和余热发电设备构成。在初次燃烧室里加入垃圾,燃烧几个小时后二次燃烧室自动启动,大约二十小时后初级燃烧室氧化反应完成,待炉体冷却之后,利用自动装置清理灰渣、分离玻璃和金属。

TOPS系统的特点包括:第一,垃圾在静止不动的条件下被缓慢分解;第二,初级燃烧室的温度较低,只保证有机物氧化分解,玻璃和金属保持原状;第三,该系统的尾气的烟尘含量很低,有害气体的含量低,热解过程中灰渣的安定性好;第四,该系统没有部件在高温状态下移动,能耗低、造价低、经久耐用、安全可靠。

2、我国主要的垃圾焚烧技术及其特点

我国的垃圾焚烧发电焚烧炉主要有炉排式和流化床式,马丁炉排炉技术(SITY2000)在我国得到广泛推广和应用。

马丁SITY2000炉排炉是一种典型的机械炉排,整个炉排设计成一个斜平面,倾角向下为24~1°,根据垃圾的热值情况设置斜平面纵向的长度,横向方向由传动独立、结构相同的炉排组成。每列炉排均采用结构相同的活动炉排片与固定炉排片以行为单位交错布置,活动炉排片行在固定炉排片行上做来回往复的逆推运动,在炉排与炉排之间设置固定的隔墙,炉排的列数是由处理垃圾的能力决定的。马丁SITY2000炉排技术的一个显著特点就是可以根据项目垃圾的处理能力设置相应的炉排列数,目前200t/天、300t/天、400t/天、500t/天、600t/天等系列产品已经在我国得到应用,并且我国已经在建800t/天及以上的特大型焚烧炉。

循环流化床燃烧技术是一项从上个世纪80年代开始发展起来的应用于环保、能源领域的技术。国内循环流化床垃圾焚烧技术主要以中科院、浙大和清华等为代表,具有完全自主的知识产权,摆脱了在垃圾焚烧处理行业长期受国外公司的技术牵制的状况,已经在国内建设了20多个循环流化床垃圾焚烧项目。循环流化床燃烧技术适应焚烧低热值、高水分的垃圾。在焚烧垃圾时,采用几十倍于垃圾量的石英砂(或炉灰)作为床料加热垃圾燃料,垃圾和床料都处于高速空气形成的流化状态,瞬时干燥高水分含量的垃圾,并在几秒之内把它引燃,其残渣中的未燃份(即炉渣热灼减率)<1%;流化床焚烧炉宜于燃烧组份复杂的城市垃圾。随着近些年对循环流化床垃圾焚烧工艺的系统研究逐渐深入,设计先进的垃圾给料和底渣排出设备的研制开发,许多新建的循环流化床垃圾焚烧项目可以达到稳定运行的效果;单炉处理量较大,单炉处理能力已达400-500吨/日,已适应大型垃圾焚烧厂的建设要求。投产的项目有浙江嘉兴热电厂1000t/d垃圾焚烧发电项目、广东省东莞市1000t/d垃圾焚烧发电“BOT”项目等。

3、其他垃圾焚烧技术

目前,还有很多正在研究的新型垃圾焚烧技术,例如气化熔融炉、旋转窑式流化床焚烧炉等等。气化熔融炉能大大提高焚烧炉的烟气温度和燃烧效率,在没有外部能源支持的情况下可以得到1300℃的较高烟气温度,这样可以保证垃圾燃烧的稳定性,显著降低二次污染。垃圾焚烧的前进方向是资源化、减量化、无害化、稳定化、快速化、高温燃烧和高效利用。各种高新技术的应用,各种全自动控制设备的研发,使得焚烧设备结构不断改进,设施更加完善,从单一的处理垃圾的公益性设施发展为综合性、效益型系统。

三、国内外最新的去除垃圾焚烧废气中二f英的措施及其处理效果

垃圾焚烧发电技术虽然是目前最有效的实现垃圾的资源化、减量化处理技术,但在我国尚未真正普及。主要制约因素是焚烧废气中含有二f英。二f英是对人体和环境危害极大的物质,控制二f英排放的技术是否先进可行已经成为建设一个垃圾焚烧发电处理技术时首先要考虑的问题。

1、二f英的理化性能及形成机理

二f英(Dioxin)是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质,二f英实际上是二f英类(Dioxins)一个简称,它并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物,全称分别是多氯二苯并二f英(简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃(简称PCDFs)。多氯二苯并呋喃(PCDFs)由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环。每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,从而形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。所以,二f英包括210种化合物,这类物质非常稳定,二f英在标准状态下呈固态,熔点约为303~305℃。极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质。二f英土壤中的半衰期为12a,气态二f英在空气中光化学分解的半衰期为8.3d,在人体内降解缓慢,主要蓄积在脂肪组织中。据报告,二f英的毒性是氰化钾的1000倍以上。其在烟气中以固态存在,与汞蒸汽等重金属气溶胶一起,吸附在微小颗粒物上。垃圾焚烧发电中,但温度为550℃~750℃时0.1~0.2秒会产程大量二f英,研究表明,超过25%的PCDDs和90%的PCDFs在焚烧的高温烟气643℃~487℃生成。

控制垃圾焚烧所产生的二f英污染物的排放,需从控制来源、减少生成、避免炉外低温再合成等三方面入手。

2、焚烧前控制二f英的产生

垃圾预处理是控制二f英的重要手段。固体物料在进入焚烧炉前应进行破碎以减小颗粒尺寸,增加与燃烧空气的接触,以获得均匀燃烧。在垃圾进入焚烧炉之前,应采用垃圾分选技术,分选出垃圾中铁、铜、镍等过渡金属;减少含氯有机物的量,从源头减少垃圾焚烧二f英生成的氯来源。

3、过程控制技术减排二f英

过程控制技术主要通过控制燃烧条件,避开再合成PCDDs和PCDFs的峰值温度区250℃~500℃,以减少前驱物和二f英的合成。(1)、可以保持燃绕温度在850℃以上超过两秒,实现”3T+E”工作原则;(2)、300℃的环境中二f英的浓度取决于含氧量,缺氧的环境会导致二f英浓度的降低,一般工程中含氧量控制在9%以下;(3)、添加抑制PCDDs和PCDFs生成的物质,S通过形成硫磺酸、盐酸前驱物或含S化合物抑制形成PCDDs和PCDFs;(4)、烟气采用骤冷避开二f英形成高峰区(250℃-400℃),使烟气在250℃-400℃停留时间降到最短;(5)、避免催化剂的载体粉尘,合理设计锅炉使温度达到450℃之前大量减少烟气的粉尘含量。

4、尾气处理技术减排二f英

二f英末端控制因其具有“PoliceFilter”功能而广泛采用,其中Remedia@催化过程系统,选择性催化分解法(SCR),固定床活性碳法及活性碳喷注法是比较先进的方法。

Remedia@催化过程系统是“催化过滤”技术与“表面过滤”技术的结合,气态的二f英被彻底分解,减少了二f英再形成的潜在可能,系统不需要化学物质和喂料装置,该技术实施简单,不需要对原有设备做大的改动,粉尘捕集率高,过滤压降低,机械寿命长。

一般SCR设备设在控制流程末端布袋除尘的后面,成蜂巢式。此时布袋除尘要使用脱膜技术以免催化剂被粉尘堵塞,SCR对含二f英的反应温度在250℃~350℃。利用脱氯反应的触酶,例如Ti-V系催化系统是苯环裂解。

喷注(ACI)吸附技术是在烟道流进入布袋前注入活性碳吸附二f英,将气相二f英转化为固相,再用薄膜滤袋去除。理论上只要活性碳足够多,吸附率可以高达90%以上,是国内的最常用方法。但是此方法消耗了大量的活性(200mg/Nm3)不好控制。

四、小结

总而言之,垃圾焚烧发电技术具有环保和能源双重效益,是一种低碳经济,是可持续发展的需要。垃圾焚烧发电是我国城市生活垃圾处理的最终出路,国内外专家学者经过长期的研究,垃圾焚烧发电技术已经越来越趋于成熟,能耗低,温室气体排放量减小,每吨垃圾产生的能量不断增多。通过现代先进的工程控制技术可以实现毒性极强的二f英的低浓度排放及其他有害污染物的排放量,其对环境的不利影响将越来越少。

参考文献:

[1]林丛基;生活垃圾焚烧发电与二f英污染[J];海峡科学;2010年第6期

焚烧法处理垃圾的优缺点篇6

论文关键词:垃圾发电,垃圾焚烧,循环流化床,焚烧炉,炉排炉

1、炉排炉型焚烧炉

机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术,技术成熟、可靠,其应用前景广阔,发展空间较大。这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。该类型焚烧炉型式很多,主要有固定炉排(主要是小型焚烧炉)、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。

为使垃圾燃烧过程稳定,炉排型焚烧关键是炉排。炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同,炉排有水平布置,也有呈倾斜15°~26°布置,炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段,段与段之间可以有垂直落差,也可没有落差。垃圾在炉排上着火,热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下,使垃圾层强烈地翻动和搅动,引起垃圾底部开始着火,连续的翻动和搅动使垃圾层松动,透气性加强,有助于垃圾的着火和燃烧。炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀,并合理使用一、二次风。

对于成分复杂的垃圾,炉温太高时,物料熔融结块,炉排、炉壁易烧坏,同时产生过多的氧化氮;炉温太低时,烟气滞留时间过短,产生不完全燃烧,对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。因此,炉膛出口温度应保证不低于850℃,烟气滞留时间不低于2s。

机械炉排炉的技术特点如下:

(1)由于鼓风压力小,风机装机容量小,动力消耗小。

(2)由于烟气粉尘量相对其他型式焚烧炉而言较小,除尘器的负荷和运行成本相对降低。

(3)主要燃料为生活垃圾。点火及辅助燃料为油,不掺烧煤。

(4)进炉垃圾不需预处理。

(5)焚烧炉内垃圾为稳定燃烧,燃烧较为完全,炉渣热酌减率较低。

(6)设备年运行时间可达8000h以上;

(7)垃圾需要连续焚烧,不宜经常起炉和停炉。

由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高,我国目前的大型机械炉排炉焚烧厂建设主要依靠引进国外先进焚烧炉,北京、上海、天津、重庆、广州、深圳等大中城市均主要采用引进国外先进炉排炉焚烧技术。部分中等城市开始应用国产机械炉排炉,如浙江温州、福建晋江等,但是处理规模一般在400t/d以下。

2、流化床焚烧炉

流化床焚烧炉不设运动炉体和炉排。流化床底设空气分布板,使用石英砂作为热载体。垃圾均匀定量地加入到700℃~750℃的砂子流态化床中,进行热解气化和部分燃烧随后被燃烬,不燃物和焚烧残渣随砂子一起通过炉底的排渣口进入筛分机分离出大颗粒不燃物排出炉外。中等颗粒的渣和石英砂,通过提升机送入炉内循环使用。

流化床垃圾焚烧炉优点:

(1)流化床适用性广,生活垃圾、污水厂污泥、炼油厂的渣油与焦油、低品位煤、林产工业废物、农业废弃物等都可用流化床焚烧技术处理。

(2)从燃烧理论上讲,流化床可使可燃垃圾与空气充分接触,所以不仅燃烧速度快,而且燃烧完全,即灼减率小(<2%)。

(3)过剩空气系数低,并采用分级送风,减少NOx的生成量。

(4)流化床内无转动的机械设备,故制造简单,造价较低。

流化床垃圾焚烧炉不足之处:

(1)为了保证入炉垃圾的充分流化,对入炉垃圾的尺寸要求较为严格,要求垃圾在入炉前进行一系列筛选及粉碎等处理,使其颗粒尺寸均匀化,一般破碎至15cm以下,易造成恶劣的工作环境。同时较多的辅机故障率高,动力消耗大。

(2)空气鼓入压力高,焚烧炉本体阻力大,动力消耗相对较高。

(3)流态化焚烧导致烟气粉尘含量高,烟气净化系统负荷增大,除尘的费用随之提高。

(4)需要掺加燃煤辅助燃烧。但根据国家有关政策,对掺煤部分的发电量不享受电价优惠。在目前煤价较高的情况下,掺煤影响企业的经济效益。同时,国家要求关停小火电的现行政策对流化床焚烧炉不支持。

(5)由于砂体不断翻动,对耐火内衬磨损大;同时,烟气流速高,对焚烧炉的冲刷和磨损严重。因此,焚烧炉运行可靠性相对较低,厂家保证年运行小时数7200小时,实际运行小时数一般低于7000h。

3、回转窑焚烧炉

回转窑焚烧炉技术的燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑,其内壁可采用耐火砖砌筑,也可采用管式水冷壁,用以保护滚筒。回转窑直径为4~6m,长度约10~20m,可根据垃圾的焚烧量确定。它是通过炉本体滚筒连续、缓慢转动,利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部,然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒内翻滚,可与空气得到充分接触,经过着火、燃烧和燃烬三个阶段进行较完全的燃烧。垃圾由滚筒的一端送入,热烟气对其进行干燥,在达到着火温度后燃烧,随着筒体滚动,垃圾得到翻滚并下滑,一直到筒体出口排出灰渣。当垃圾含水量过大时,可在筒体尾部增加一级炉排,用来满足燃烬,滚筒中排出的烟气,进入一个垂直的燃烬室(二燃室)。燃烬室内送入二次风,烟气中的可燃成分可在此得到充分燃烧。燃烬室温度一般为1000~1200℃。回转窑式垃圾燃烧装置设备费用低,厂用电耗与其他燃烧方式相比也较少,但焚烧低热值、高水分的垃圾时有一定的难度。

回转窑焚烧炉对垃圾成份适应性强,广泛应用于销毁工业废物和焚烧复杂的干、湿混合垃圾,如污泥等。物料由回转窑筒体一端送入,随着筒体的转动,物料在筒体内翻动前进、燃烧,直到燃烬成灰渣从筒体另一端落出,掉进灰斗。筒体轴线与水平面成一定倾角,以保证物料向前运动。

回转式焚烧炉既有炉排炉直接处理垃圾(不需预处理)和流化床焚烧炉物料与空气充分接触完全燃烧的优点,又避免了炉排炉的炉排需经常更换造成维护费用较高的缺点,但回转炉处理量小。

4、垃圾热解气化焚烧炉(CAO)

垃圾热解气化焚烧炉(ControlledAirOxidation可控空气氧化技术,简称CAO技术),是一种控制空气燃烧技术。CAO系统可分为加热干燥、热解气化、残碳燃烧、可燃气燃烧等4个区域。CAO第1燃烧室中,通入少量空气,在一定温度下,垃圾长时间停留,部分气化,部分分解,部分燃烧。灰渣和不能热分解的物体(如金属、玻璃等)经过自动清灰系统排出炉外。产生的可燃烟气进入上部的第2燃烧室,再配以空气,在超过1000℃的高温下经过2s的充分燃烧后排出。这些高温气体可以引入余热锅炉回收热量,之后采用NaOH碱液净化,达标排放。

该炉型主要优点:

设备结构简单,维护较容易,动力消耗低;厂房高度低;热解法烟气中NOx含量相对较低。

该法不足之处主要为:

CAO燃烧系统在一定程度上解决了城市垃圾的处理问题,垃圾不用分选就可以充分地分解和燃烧,但对于水分超过40%的垃圾,在不投油助燃时则不能稳定燃烧。设备处理能力较小,单台处理能力一般为150t/d以下;厂房占地面积大;热量回收率低,焚烧后炉渣灼减率较高。热解炉不能适应高水份、低热值垃圾的处置,因此在我国广泛应用垃圾热解气化焚烧炉技术还有一定困难。

5、结论