垃圾焚烧发电利国利民_环境工程

垃圾焚烧发电利国利民_环境工程

垃圾焚烧发电利国利民_环境工程 环境工程

各国工业的迅猛发展,人口的大量集中,城市越来越多、越来越大,人类生活水平的不断提高,造成地球上的垃圾越来越多,已成为一大公害。据1996年有关资料统计表明,目前全球每年排放垃圾近100亿吨。产垃圾最多的国家是美国,每年已超过2亿吨。德国人均年产垃圾为世界之最,为800公斤。日本东京日产垃圾已达1.2万吨。我国已有660个城市,其中已有200个城市陷入垃圾包围之中,垃圾产量正向1亿吨迈进。

垃圾处理的常规方法

垃圾处理目前主要有填埋法、堆肥法、焚烧法等。下面就其中几种方法介绍如下:

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。北京市不少堆肥厂已难于走出困境。

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,经抓吊入料斗,慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气(空气过剩系数等于1.8)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。

炉排炉根据结构的不同,又分为炉排炉、滚筒炉等很多种炉型,但是德国炉排炉(又称马丁炉)最着名,焚烧效率最高,质量最好。

炉排炉垃圾焚烧发电工艺流程见图1。 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。

流化床垃圾焚烧发电工艺流程见图2~3。

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。

2.我国垃圾发电的必要性和可能性 2.1 垃圾发电必要性

城市垃圾发电是近30年发展起来的新技术,特别是20世纪70年代以来,由于资源和能源危机的影响,发达国家对垃圾采取了“资源化”方针,垃圾处理不断向“资源化”发展,垃圾电站在发达国家迅猛发展。最先利用垃圾发电的是德国和美国。1965年,西德就已建有垃圾焚烧炉7台,垃圾焚烧量每年达7.8 105吨,垃圾发电受益人口为245万;到1985年,垃圾焚烧炉已增至46台,垃圾年焚烧量为8 106吨,可向2120万人供电,受益人口占总人口的34.3%。法国共有垃圾焚烧炉约300台,可以烧掉40%的城市垃圾。目前,法国首都已建有一个较完善的垃圾处理系统,有4个垃圾焚烧厂,处理垃圾已超过170万吨/年,产生相当于20万吨石油能源的蒸气,供巴黎市使用。美国自80年代起投资70亿美元,兴建90座垃圾焚烧厂,年处理垃圾总能力达到3000万吨,90年代将新建402座垃圾焚烧厂;90年代初,美国垃圾焚烧发电占总垃圾处理量的18%,预计2000年可达40%。在美国的底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾4000吨的垃圾发电厂。日本城市垃圾焚烧发电技术发展很