垃圾焚烧作用(6篇)
垃圾焚烧作用篇1
关键词:垃圾焚烧;优势;特点;
垃圾焚烧发电是指使用特殊的垃圾焚烧设备,以城市生活垃圾为燃烧介质,在对垃圾进行焚烧处理的同时,利用其生产的能量进行发电的一种新型发电方式。焚烧发电是利用焚烧炉对生活垃圾中的可燃物质进行进行焚烧处理,通过高温焚烧消除垃圾中的大量有害物质,达到无害化、减量化、资源化的目的,同时利用回收到的热能进行供热、供电,达到废弃资源有益化利用。
随着我国经济的发展,居民生活水平的提高。固体废弃物也呈现出持续增长的趋势。据统计,2010年我国城市垃圾年产量约为25亿t,并预计今后10年,我国垃圾将以3%~4%的速度增长。我国大中城市堆存量已超过60亿t,绝大部分未经处理的垃圾堆存在城郊,侵占土地面积达5亿,近三分之一的城市被垃圾包围,城市垃圾的处理迫在眉睫。对垃圾处理不当,会造成大气、水、土壤的污染,还会占用大量土地,制约城市的生存与发展。目前,我国采取主要的垃圾处理方法为填埋、堆肥和焚烧,但其易造成二次污染。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。在这种情况下一些大中城市已纷纷实施垃圾焚烧发电项目。
一、城市生活垃圾焚烧发电的意义
从20世纪70年代到90年代中期的20多年间是垃圾焚烧技术发展最快的时期。垃圾焚烧发电法是一种比较有效的垃圾处理方法。它的减量化、资源化和无害化效果都比较理想。影响垃圾焚烧技术发展的主要因素是二次污染防治技术特别是废气处理技术是否科学有效。从世界范围看,垃圾燃烧发电已得到普遍认同,技术成熟,产业化程度较高。在我国,长期以来城市生活垃圾均是作为废弃物被居民丢弃,然后通过填埋等方式简单处理,不仅占用了大量土地,而且极易造成二次污染。随着社会工业化进程的加快,人类对煤炭、石油和天然气等一次能源的需求量越来越大,然而化石资源逐渐趋于枯竭,其环境压力也日益沉重。“十一五”期间,我国人口在庞大的基数上还将增加4%,城市化进程将加快,经济总量将增长40%以上,社会经济发展与资源环境约束的矛盾越来越突出,环境保护面临越来越严峻的挑战。为实现可持续发展,改善生存环境,发展可再生能源逐渐受到重视,人们对生活垃圾也有了新的认识,逐渐把它当作资源来看待和利用。利用城市生活垃圾焚烧发电、供热具有积极的意义,在实现垃圾处理无害化、减量化和资源化的同时,可替代部分煤炭等一次能源,有助于缓解煤炭等的供应和运输压力,减轻社会对一次能源的依赖,改善和优化我国能源产业结构。
二、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,开至卸料大厅,卸到至垃圾坑。垃圾坑容积可堆放3~5天的焚烧量,垃圾在坑内发酵,脱水后,由垃圾吊车将垃圾送入给料斗,并送入焚烧炉内燃烧。在垃圾贮坑的上部设有一、二次风机的吸入口,垃圾贮坑内的臭气由一、二次风机送入炉膛内燃烧,一是可维持垃圾坑负压运行,防止臭气外逸;其二可将垃圾贮坑内的臭气在焚烧炉内进行热分解。燃烧的火焰及高温烟气,经自然循环锅炉,产生中温中压蒸汽,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。垃圾焚烧后炉渣落入捞渣机,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,经水泥固化养护检验合格后,运输至政府填埋场隔离安全填埋。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。(主要流程如图1)
图1垃圾焚烧发电主要工艺流程
三、垃圾焚烧发电的优势
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。
四、垃圾焚烧技术类型及特点
(1)层燃炉技术
这种焚烧方式不需对入炉垃圾作严格的预处理,活动炉排的机械运动能实现对垃圾的搅动与混合,可防止垃圾进炉后遇到强热产生表面固化,进而影响垃圾内部传热和气体流动,以致延长垃圾的燃烧时间,导致不完全燃烧。垃圾的干燥、着火、燃烧及燃烬等一系列过程都在炉排上进行,故处理效率高;垃圾层均匀,燃烧较稳定、完全,飞灰量少。
(2)回转炉技术
回转窑焚烧炉通常包括废弃物接纳贮存、进料、炉体、废热回收和二次污染控制等部分。窑身为一微倾斜布置、低速回转的圆筒,垃圾从高端送入,在筒内翻转燃烧,直至燃烬从下端排出。有水冷壁式和耐火砖衬式两种。其中,前者有水冷壁沿回转筒周向排列,以吸收焚烧后放出的热量,降低筒体温度。筒体下部设置风室,空气由水冷管进入,穿过底部料层,混合较均匀。耐火砖衬式的筒内壁用耐火砖衬里,蓄热量大,燃烧温度高,但其空气由筒体一端送入,致使筒中心空气过剩,而筒底部得不到应有的空气,同时因其筒体重、惯量大、转速低,因而垃圾的翻动和搅拌不充分,燃烧速度和效果不如水冷式。
(3)流化床技术
流化床焚烧炉物料处于悬浮状态,空气与垃圾充分接触,烟气流速高,燃烧效果好,分级燃烧有效降低氮氧化物的排放、低成本脱硫、灰渣易于综合利用、负荷调节范围大、燃烧稳定。但是,流化床一般难以焚烧大块垃圾,因此对垃圾的前分选和破碎工序要求严格,由此限制了其在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展。另外,由于垃圾和砂粒在炉内呈流化状态,加上补充燃煤,所以烟气中的粉尘含量较大,除尘器负担加重,飞灰量增多,处理费用增加。近年来,由于煤价的上涨,飞灰量大、需要预处理等原因,使得流化床垃圾焚烧炉在我国的应用和发展受到一定的制约。
五、垃圾焚烧发电前提要求
1.垃圾焚烧发电厂必须具有一定的规模,这样才能实现其可持续生产的目的,如果规模不够,不仅不能盈利,还要财政补贴,也没有足够的资金来采用更加先进的工艺和设备,其排放的污染物也很难达到国家的排放标准。新建焚烧发电厂应优先选用成熟技术,审慎采用目前尚未得到实际应用验证的焚烧炉型。其中基本技术要求:生活垃圾在焚烧炉内应得到充分燃烧,二次燃烧室内的烟气在不低于850℃的条件下滞留时间不小于2s,焚烧炉渣热灼减率应控制在3%以内。
2.加强规范生活垃圾处理企业环境管理
生活垃圾处理企业要建立污染排放日常监测制度,每月向当地环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门报告运行情况和监测结果并向社会公开。新建生活垃圾焚烧设施必须安装自动在线监测系统,对燃烧温度等主要运行工况和烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等主要污染物排放情况进行实时监测,并在企业主要出入口附近等显著位置设立显示屏,向社会公示监测数据,对群众普遍关心的二英需半年作一次检测。要记录并定期公开活性炭使用量,接受社会监督。自动监测系统应当与环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门联网。
结语:
垃圾焚烧作用篇2
【关键词】垃圾焚烧;焚烧炉;炉排炉;流化床
0引言
城市生活垃圾焚烧技术发展至今已有100多年的历史,最早的垃圾焚烧装置出现在美国和欧洲。经过100多年的发展,垃圾焚烧炉有了较大发展已趋于成熟。我国随着人民生活水平的改善,垃圾热值不断提高,利用垃圾自身热值进行焚烧发电的资源化焚烧技术在我国悄然兴起,特别在经济较发达、土地资源宝贵的地区,焚烧法成为垃圾处置的首选方法。本文对国内外主要的垃圾焚烧炉技术特点进行了讨论,并对适用性做了分析。
1主要焚烧炉型技术特点分析
目前,世界上焚烧炉的种类较多,主要为四大类型:炉排型垃圾焚烧炉、流化床垃圾炉、回转窑垃圾焚烧炉和垃圾热解气化焚烧炉。下面对这四种炉型的技术特点分别进行了分析。
1.1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,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、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。
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。
1.2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(
(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。
1.3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。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。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。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。
1.4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。
2结论
回转窑焚烧炉技术和热解气化焚烧炉技术处理规模小、不适用于焚烧高水份、低热值垃圾,生产供应商有限等缺点;而炉排型焚烧炉技术和流化床焚烧炉技术在国内外均有成熟的应用经验,较多的供应厂商。其中,循环流化床由于故障相对较多,工艺相对落后,操作环境相对恶劣。考虑到目前国家对垃圾焚烧发电掺烧其他燃料的限制正日趋严格,流化床炉必须加煤才能保证燃烧;与此同时,环保标准也日益严格,流化床炉飞灰产生量大,处理成本高,导致了流化床垃圾焚烧技术在我国的应用和发展受到一定制约。
根据国家建设部、原国家环保总局、科技部颁布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》:“目前垃圾焚烧宜采用以炉排炉为基础的成熟技术,审慎采用其它炉型的焚烧炉”。综上所述,炉排炉型焚烧炉较适合处理我国经济发达地区的生活垃圾。
【参考文献】
垃圾焚烧作用篇3
国内垃圾焚烧发电技术日益成熟,北方重工将要参与沈阳生活垃圾焚烧发电项目中。通过对现有项目运营情况、市场主体、投资收益情况的分析,总结出制造企业参与城市生活垃圾焚烧发电项目的途径。
目前,国际上已有35个发达国家和地区建有2000多座生活垃圾焚烧发电厂,主要分布在欧洲、美国、日本等发达国家和地区。我国截止2014年5月,内地建成并投入运行的生活垃圾焚烧发电厂约178座,总处理规模16.6万吨。其中采用炉排炉技术的电厂有106座,处理规模10.5万吨。预计到2015年底,各类运行及在建的生活垃圾焚烧电厂可达300座,处理规模达30万吨。
国内比较大的垃圾发电厂有:北京首钢生活垃圾焚烧发电厂,佛山南海生活垃圾焚烧发电厂,深圳宝安垃圾焚烧发电厂等。辽宁省正在运行的是大连城市中心区生活垃圾焚烧电厂,应用的是日立造船株式会社VonRollL型机械炉排炉。此外,沈阳、锦州、鞍山也在建设垃圾焚烧电厂。
1.我国垃圾焚烧项目投资运营模式
垃圾焚烧发电项目目前主要采用BOT和BOO两种模式,特许经营期在25-30年之间。BOT模式:内部收益率一般为10-12%,回收期8-10年;BOO模式:内部收益率一般为8-10%,回收期10-12年。
2.市场主体参与情况
国内从事垃圾焚烧发电的投资商约有50家左右,分为三类:政府主导型企业。由地方政府出资建设垃圾发电项目,企业作为政府建设这一项目的平台。如上海环境集团有限公司、中国环境保护公司、北京市环卫集团有限公司、上海浦东发展(集团)有限公司等。
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,该类企业以运营管理为主。如泰达股份、威立雅环境服务(中国)有限公司、金州环境股份有限公司、北京桑德环保集团有限公司、合加资源、中国光大国际有限公司等。
工程投资型企业。使用引进或独立开发的技术,并以此为基础,对垃圾发电项目提供从工程建设到运营管理服务的企业,该类企业以工程建设为主。如百玛士环保科技有限公司、杭州锦江集团、北京中科通用能源环保有限责任公司、重庆三峰卡万塔环境产业有限公司、绿色动力控股集团有限公司、伟明集团有限公司、清华同方等。
3.投资收益情况
3.1建设成本
垃圾焚烧发电厂的建设成本与采用的焚烧设备、技术有密切关系,吨投资在30~50万元。
3.2运营成本
垃圾焚烧发电企业的运营成本主要包括辅助燃料(煤炭或油)、维修、折旧、管理、财务、人力、材料(如活性炭)等。建成投产后的处理成本大约为80-110元/吨。
3.3收入来源
主要收入来源包括垃圾处理补贴、售电收入、税收优惠、供热收入、售渣收入等。2012年《国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》中,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,并执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元(含税),其余上网电量执行当地同类燃煤发电机组上网电价。垃圾电厂电量除自用外,约80%上网发电。
3.4投入产出分析
此表按日处理垃圾1500吨,每吨上网电量320kW・h,年运转8000h,垃圾补贴及废渣收入90元/吨,上网电价0.65元/kW・h,运营费用100元/吨计算。
由此可见,垃圾焚烧电厂利润可观,仅上网电费一项就可实现盈利,投资回报期为8年。BOT模式项目特许经营期为25-30年,以后的时间里,建设方大约能获得19亿元的投资回报。
一般来说,城市生活垃圾焚烧发电厂建设费用中设备工程费用占60%。一般垃圾焚烧发电厂的投资都在2-8亿元,那么设备上就需要投入1-4亿元,可见垃圾焚烧发电所需设备有很大的市场空间。设备里的垃圾焚烧炉是主要设备,垃圾焚烧炉占投资的比重约为10%。如对于500吨/天焚烧炉设备国产价格约为1300万,国外焚烧炉价格约为国产价格的1.5-2倍。
4.沈阳生活垃圾焚烧发电项目情况
沈阳将建成南部老虎冲(3000吨/天)、北部大兴(1800吨/天)、西部铁西(1500吨/天)三个垃圾焚烧发电厂。其中南北两个由沈阳基础产业集团负责建设,此集团隶属于国资委,新成立一个新基环保公司,主要负责垃圾焚烧项目,总投资22亿,由沈阳市政府出资30%,其余市场融资。铁西垃圾焚烧厂投资9亿,由铁西区政府负责建设。三个焚烧厂基本一起建设,计划到2017年投入运营。
老虎冲计划处理量为3000吨/天,采用4个750吨/天的垃圾焚烧炉,这在国内属于大型垃圾焚烧电厂,炉排炉应用业绩非常少,烟气和渗滤液处理量大,系统风险大。
5.结论
垃圾焚烧作用篇4
关键词垃圾焚烧二恶英控制技术
中图分类号:X705文献标识码:A
1二恶英的性质、结构及来源
二恶英主要是由于人类的活动而产生的一种最毒的物质,其毒性是氰化钾的1000倍,1g二恶英可使10000人致死,此外还具有致癌性、致奇性、生殖毒性等慢性毒性。二恶英是多氯代二苯二恶英(PCDDs)和多氯代二苯呋喃(PCDFs)的总称,根据其所含氯原子的数量和取代位置的不同,PCDDs有75种同系物,PCDFs有135种同系物,其毒性亦有极大的差异。
自然界中,二恶英来源如下:一是垃圾焚烧过程中产生的,二是有机氯化学物质合成时的副产物,三是造纸工厂在纸浆的氯气漂白过程中产生的和炼钢过程中产生的,四是自然产生的,如森林火灾。
2垃圾焚烧与二恶英的产生
垃圾焚烧可使垃圾减量化,减量至原量的10%左右,而且焚烧垃圾产生的蒸汽可用于发电而实现资源化,可谓一举两得。因此,日本、欧美等发达国家建立了大量的垃圾焚烧工厂,但是垃圾焚烧时会产生相当数量的二恶英。如日本全国一年因垃圾焚烧而排放出的二恶英达2500g,占全国二恶英排放量的一半。这对我国推行垃圾焚烧处置法时,必须给予高度地重视,以减少二恶英的污染。
2.1二恶英的生成机理
二恶英的生成机理,通过各国科学家近10年的研究表明,主要有如下二条生成途径:
(1)从与二恶英结构关系不紧密的,碳水化合物开始,而生成的。二恶英的生成其碳、氯、氧、金属是必要的,适合温度是250~350℃,而300℃左右为其最适合,垃圾焚烧时产生的飞灰,其所含碳氧化物而分离成为具有二恶英结构的物质,而生成二恶英。(2)从具有与二恶英结构相近的氯化苯酚等而生成的。
2.2影响二恶英生成的要因
2.2.1粒子状物质
垃圾焚烧炉的排放气体中,垃圾中的无机物以飞灰、煤烟等粒子状物质而存在。这些粒子状物质是二恶英生成的重要条件。粒状物质中的金属、碳对二恶英生成反应起着非常重要的作用,而且,生成的二恶英在排放气体中吸附粒子状物质,凝缩成为微小粒子。
2.2.2催化剂
飞灰中的金属或金属氧化物是作为催化剂参与二恶英的生成反应。其中:如铜的氯化物(CuCl2,CuCl等)起非常重要的作用,如从氯化氢和氧生成氯的催化剂,有机化合物氯化时的催化剂,从前躯物质生成二恶英的催化剂,碳氧化后生成二恶英结构时催化剂。而且,金属氯化物在二恶英生成时也是氯的供给源。其它金属如铁、镍、锌等亦具有催化剂的作用。
2.2.3氯
无机氯和聚氯乙烯同样是二恶英生成需的氯的供给源。但垃圾中的氯大量存在,是否生成二恶英,取决于焚烧物中垃圾的燃烧状态。
2.2.4碳
垃圾焚烧生成的煤烟等是二恶英第一条生成途径的起点物质,煤烟的结构是多种环状结构物质的集合体,与二恶英的结构非常相近,极易变为二恶英结构。
2.2.5焚烧炉中温度
垃圾焚烧炉中的温度直接影响二恶英的生成量,如前所述250~700℃易生成二恶英。
3控制垃圾焚烧中二恶英生成的对策
3.1焚烧垃圾前分类处理
氯是二恶英生成必要条件,重金属在二恶英生成中起催化剂作用,所以垃圾焚烧前,应进行分类处理,可回收利用的尽量回收利用,日本、美国、欧共体国家重视垃圾综合处理,分类收集,资源回收利用。
3.2二恶英生成抑制
首先是抑制二恶英前躯物质的生成,其措施有提高燃烧温度,延长焚烧时间,充分均匀供给氧气等对策是非常有效果的。如焚烧炉形状的变更和二次加氧改善炉内氧气状态,燃烧良好可抑制二恶英的生成。大型焚烧炉为连续投料,炉内状态均匀,产生二恶英少,但小型焚烧炉间隙投料,易造成炉内状态不均匀,炉内温度易下降,氧气供给不足,易生成二恶英。对小型焚烧炉应进行改造,采用电脑控制可使炉内温度趋于稳定,氧气供给充足,可抑制二恶英生成。
垃圾焚烧作用篇5
关键词:我国;垃圾焚烧;分析
Abstract:Inthispaper,theauthoranalyzesthedomesticgarbageincinerationtreatmentstatusandprocessingtechnology,combinedwiththerealityofourcountry,andputsforwardthecorrespondingcountermeasures.
Keywords:China;wasteincineration;analysis
中图分类号:S210.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
1垃圾焚烧处理面临的问题
a生活垃圾焚烧能实现垃圾处理的无害化、减容化、资源化。目前在垃圾焚烧方面,我国仍处在摸索与研究时期。90年代,在我国沿海城市地区开始重视垃圾焚烧技术的应用,但因为焚烧技术、废气处理技术引进等因素制约,生产成本太高,未有较大发展。通过近几年的不断探索,我国的垃圾焚烧技术已经取得不少进步。
b垃圾焚烧法的弊病突出表现在环境污染严重、处理成本太高、处理工艺复杂、资源浪费较为严重等方面。据了解,每吨垃圾焚烧后会产生大约4500立方米的废气,留下原有体积一半左右的灰渣。垃圾焚烧把部分污染物由固态转化成气态,其重量和总体积不仅未缩小,还会增加。生活焚烧炉尾气中排放的上百种主要污染物,成分很复杂,含有许多有毒物。当今最好的焚烧设备,在运转正常的情况下,也会释放出数十种有害物质,仅通过过滤、水洗和吸附法很难全部净化。尤其是二恶英类污染物,属于世界公认的一级致癌物由于投资成本太高和对资源的浪费,不适合我国国情。投资10亿元人民币建设一座大中型焚烧炉,处理成本为300元/吨,国内一些城市焚烧处置一吨生活垃圾几十元,未按环保程序处理。环保的焚烧处理方法处理成本太高。需要频繁将过滤吸附材料更换。
2垃圾焚烧在国内的现状
a随着国内经济发展迅速,人民的生活水平不断提高,城市垃圾量的不断增加。城市的垃圾总量,年增长速度为8%。目前,城市生活垃圾90%采用填埋处理。垃圾的无害化处理不到1/3。
b国内垃圾焚烧工程正在蔓延趋势。每个省市都在建设或准备建设垃圾焚烧发电厂。国内垃圾焚烧项目在中国的迅速上马扩展,其原因是多方面的,但主要原因可以归纳如下:第一,城市生活垃圾处理压力日趋严重。第二,国内经济对电力的巨大需求。
c垃圾焚烧处理意义。垃圾焚烧处理在国外应用较为普遍,可以实现垃圾资源化和减量化处理程度高。城市垃圾焚烧技术能使生活垃圾减重78%,减量67%以上。将生活垃圾焚烧厂建立在城市周围区域,可以向城市居民提供电能或热能,产生很好的经济效益,可消灭各种病原体,将有毒有害物质转化为无害物,节省填埋用地。目前,垃圾焚烧发电已成为经济发达国家处理生活垃圾的主要方法,并且成为电力行业的重要组成部分。应用计算机控制技术,可以使生活焚烧炉运行处于良好运行状态,配备的尾气处理设备和排放监测手段,减少焚烧作业对大气造成的二次污染。西方发达国家的垃圾焚烧炉皆配有良好的烟尘净化装置,减轻对大气的污染。如在资源化利用方面,垃圾焚烧处理的资源化效益主要来自其热能回收,通过以电能输出来表现。良好的电能市场前景,再加上其他生活垃圾资源回收技术尚不完善、规范的情况,使垃圾焚烧发电具有很大的现实价值和发展前景。
3垃圾焚烧处理技术
3.1焚烧原理
焚烧法处理工艺为将固体废物高温分解,并进行深度氧化的综合处理。其优点:能将大量有害的废料分解,并转化成无害的物质。处理后的固体废弃物占地少、垃圾处理量大。生活垃圾焚烧处理厂配备能量回收系统。通过焚烧垃圾产生的热量,可以供暖,还可以用于维持温室室温等。目前,发达国家将70%以上的垃圾进行焚烧,使能源再生。其缺点较为明显,如生产成本高,垃圾焚烧排烟容易造成二次污染,处理设备锈蚀现象严重等。
3.2垃圾焚烧系统分析
垃圾焚烧发电厂包括以下几方面系统:垃圾接受及给料系统、垃圾焚烧系统、热能利用系统、烟气处理系统、残渣处理系统。垃圾接收及给料系统。生活垃圾经地磅称重后,自动录入处理计算机系统,生活垃圾输送车通过垃圾接收处、垃圾卸料门后将垃圾卸入垃圾坑存储,生活垃圾抓斗送到料斗送入垃圾炉焚烧。
3.2.1焚烧系统。
生活垃圾送入焚烧炉后,炉内温度为850℃~1100℃,充分燃烧后,操作室通过自动燃烧控制系统来保持稳定运行状态。热能利用系统。生活垃圾在焚烧系统完全燃烧所产生的热能,通过锅炉转化为蒸汽,再由汽轮机、发电机转化为电能,完成一系列的能量转换。
3.2.2烟气处理系统。
生活垃圾燃烧后产生的烟气,经垃圾焚烧处理烟气处理系统净化后,通过烟囱排入大气。烟气处理系统包括:SNCR脱硝+半干法脱酸+布袋除尘器除尘+活性炭喷射烟气净化装置。
3.2.3残渣处理系统。
炉渣只有原来体积的10%左右,灰渣经传送带上部的磁性分选机分选出含铁金属,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。将垃圾焚烧炉残渣制成建筑材料。
3.2.4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。
4生活垃圾焚烧对策
4.1环境保护措施
生活垃圾焚烧处理产生的主要污染物:烟气中的有害物质、臭气、渗出液、反应物、飞灰。我国的烟气排放标准,已经制定和实施。处理垃圾渗出液方法,采用喷入焚烧炉内处理。采用污水处理方法最好。应根据相关标准进行处理排放焚烧垃圾处理产生臭气。
4.2综合利用
今后,垃圾处理的发展趋势和方向是综合利用处理。只有实现垃圾综合利用,才能做到真正的环保与节能。既可回收利用几千亿价值的各种资源,还可以向出售因不焚烧垃圾而节约的CO2的排放指标给联合国,焚烧垃圾而导致的对大气的毒害污染得以避免。
4.3政策支持
在政策法规层面,政府有关部门支持,扶持相关企业在垃圾产生的源头小区入手进行分类或分拣处理所需资金,可以取自垃圾焚烧上的资金。建立小区垃圾分类设施,鼓励进行垃圾分类的居民,将垃圾中的资源直接分类进行再回收利用。在推广垃圾分类处理的初期,结合实际,以小区为单位,增设生活垃圾分拣处理站,解决大量社会人员就业问题,通过垃圾分拣工,对小区垃圾进行人工来分类分拣,所有可以利用的资源进行回收利用,不能利用的垃圾送去不渗漏的垃圾填埋场填埋,避免出现垃圾填埋场渗漏污染地下水。在源头上减少垃圾的产生。可以采取限塑令的方式,政府有关部门限制过度包装,限制未经处理的蔬菜进入居民消费的环节等有效措施。
4.4焚烧技术发展的动向及前景
a焚烧烧技术发展的动向:一是垃圾焚烧厂尾气净化技术,如二恶英等污染物的消除越来越受到重视。二是垃圾焚烧余热综合利用技术将进一步完善。三是为满足日益严格的环保要求,焚烧技术向着烟气净化、残渣与废水处理以及废热回收等设备整体化方向发展。
b焚烧技术发展的前景:在“十五”时期,我国将继续全面贯彻经济可持续发展的战略,更加注重协调发展经济、环境、资源,在环境保护和污染治理方面,加大的力度。在加强城市垃圾污染治理方面,对吸收国外的科学管理经验、先进适用技术积极引进、消化,提高生活垃圾污染治理的管理水平,扎实推进实现垃圾污染从末端治理向从源头抓起转变。积极开拓垃圾处理产业多种融资渠道,解决资金短缺问题;通过先进的、多元化的经营方式与经营手段,提高盈利、自身生存能力,在创造良好的社会效益、环境效益、经济效益,达到缩短投资回报周期、提高投资回报率。实现垃圾处理产业向健康的可持续的方向发展。
5结束语
近年来,随着我国城市的发展,城市垃圾的产生量逐年增加。如何合理的处理垃圾,减少环境的污染成为制约城市发展的关键。目前,垃圾焚烧是固体废弃物处理的有效措施。国内大部分城市对垃圾的处理采用堆放和卫生填埋法,对垃圾焚烧技术的研究、开发和应用方面则起步较晚。熟悉垃圾焚烧炉燃烧技术及设备的发展趋势,和掌握先进的垃圾焚烧炉设计和制造技术尤为重要。
参考文献:
[1]杨雄,孙剑峰.生活垃圾处理及其焚烧产物玻璃化[J].陶瓷研究,2010,15(1).
[2]屈超蜀.垃圾焚烧过程特性及焚烧炉设计概要[J].重庆大学学报,2009,20(5).
[3]赵由才.可持续生活垃圾处理与处置[M].北京:化学工业出版社,2007.
垃圾焚烧作用篇6
关键词:垃圾;发电;现状
Abstract:thispaperintroducesthecharacteristicsofwasteincinerationpowergenerationtechnology,andputforwardthegarbageburnedpowercommonproblemsandcountermeasuresofpollution,thispaperanalyzesthepresentsituationofgarbageburnedpowerofourcountry'sgarbageburnedpowergenerationprospectforecast.
Keywords:rubbish;Power;status
中图分类号:R124文献标识码:A文章编号:
引言
在我国现阶段的垃圾处理中,生活垃圾所占的比例最大,国内每年堆积的生活垃圾总量约为75万吨。在国内传统的垃圾处理中,普遍采取填埋的方法,但是这种方法的缺陷和弊端较多。在新的社会形势下,我国政府、环保和能源部门提出了垃圾处理的新原则,即减量化、无害化、利用化和安定化,其根本目的是在避免垃圾形成二次污染的前提下,加强垃圾的回收和再利用。目前,垃圾焚烧发电是国内外常见的垃圾再利用技术之一,实现了垃圾的无害化处理,减少了垃圾对于生态环境的污染,而且有效提升了区域的资源供应能力。
1垃圾焚烧发电技术的特点分析
目前,在国内各省市、地区相继建设了一些具有较大规模的垃圾焚烧发电站,成为区域环境治理和能源供应的新途径之一。从专业技术的角度进行分析,垃圾焚烧发电技术的特点主要表现在以下几个方面:
1.1适用条件
垃圾焚烧发电技术的优势是显而易见的,但并不是所有的地区都适于开展垃圾焚烧发电。在各地区拟定垃圾焚烧发电站的建设时,必须对各类垃圾的低位发热值、可燃质含量与含水率等进行鉴定。一般情况下,生活垃圾的低位发热值要在6280kJ/kg以上,可燃质含量在35%左右,含水率在50%以下,这是应用垃圾焚烧发电技术的基本条件。
1.2技术类型与特点
1.2.1回转炉技术
回转炉技术是最为常见的垃圾焚烧发电技术之一,其主要是应用回转窑焚烧炉进行垃圾的处理、焚烧和发电。回转窑焚烧炉的窑身通常设置为一微倾斜的形式,垃圾从高端送入低速回转的圆筒内,在筒内经过翻转、燃烧等环节后,燃烬的灰渣从圆筒下端排出。目前,国内使用的回转窑焚烧炉以水冷壁式、耐火砖衬式为主,具体选用何种形式的回转窑焚烧炉要综合考虑地区生活垃圾的性质、经济条件和技术水平等因素。
1.2.2流化床技术
垃圾焚烧发电中流化床技术的主要原理为:各种物料悬浮于流化床焚烧炉的内部,以保证垃圾与空气的充分接触,从而提高炉内的燃烧和烟气排放效果。同时,流化床技术采用分级燃烧的方式,有利于降低各类氮氧化物的排放量和低成本脱硫,燃烧后产生的灰渣也易于综合利用,是较为环保的垃圾焚烧发电技术之一。但是受到煤炭资源价格上涨,飞灰量较大等原因的影响,流化床技术的应用受到了一定的制约。
1.2.3层燃炉技术
层燃炉技术是较为简单的垃圾焚烧发电技术形式,无需对垃圾进行严格的预处理,利用活动炉排较为良好的机械运动能,实现对于各类垃圾的搅动、混合,从而防止了垃圾在进入炉内后遇高温出现表面固化的问题。同时,应用层燃炉技术实现了垃圾的干燥、着火、燃烧与燃烬等流程均在炉排上进行,节省了技术应用中的人力、物力资源投入。
2垃圾焚烧发电中常见污染问题及对策
在垃圾焚烧发电中,实现了各类垃圾的“三化”处理,但是在垃圾燃烧过程中有可能向外界排放各种有毒、有害气体或灰尘,从而造成了二次污染的问题。据我国环保部门统计:在垃圾焚烧发电过程中,二恶英的排放量较大的毒性有机化合物之一,其主要分布于垃圾焚烧炉产生的飞灰中。一般情况下,二恶英主要来源于各种原生垃圾中,或者燃烧过程中产生的烟气。同时,重金属也是垃圾焚烧发电中常见的污染物,主要有铅、铜、汞、铬、镉等,在焚烧过程结束后,重金属污染物主要分布灰、烟气与底渣中。
在垃圾焚烧发电的污染治理中,要注意对于焚烧温度的控制,一般要保持在1000℃以上,气体在炉内的停留时间要在2s以上,而且要保证烟气中的含氧量在6%-10%之间。在垃圾焚烧过程中,要尽量控制CuO、HCl、CuCl2的排放量,以防止对于大气的污染。同时,在垃圾焚烧发电过程中,要尽量保证各种重金属污染物残留于底渣中,既减轻了重金属直接排出炉外的技术难度,也有效避免了重金属污染物对于二恶英的催化作用。
3我国垃圾焚烧发电的现状
3.1垃圾焚烧发电市场进入腾飞发展期
垃圾焚烧发电是近30年发展起来的崭新的技术,是国家采取的“资源化”方针,发展到今天,垃圾焚烧发电项目数量快速增长,垃圾焚烧发电市场已经由基础导入期进入腾飞发展期。国家相关的优惠政策吸引了诸多的社会资本投入垃圾焚烧发电市场。促进了垃圾焚烧发电市场的活跃和发展。2007年6月,投资该市场的企业增长到41家,企业数量是2004年的2.56倍。截止目前,我国正在建设垃圾焚烧发电厂已达75座。
3.2垃圾焚烧发电所占市场的份额比较集中
最新数字显示,我国现存的垃圾焚烧发电厂市场占有率位居前3名的企业完成项目的处理能力占总量的29%,如上海环境集团等,前10名企业完成项目的处理能力仅占总量的63%。虽然占有比较集中的市场份额,其项目处理能力还可以拓展市场。垃圾气化熔融焚烧发电技术与气化熔融制气技术的研究开发已经成为世界研究开发的热点,是21世纪垃圾综合治理的新技术,有着广泛的前景。
3.3垃圾焚烧发电设备焚烧炉类型解读
截至目前,全国75座垃圾焚烧发电厂中普遍采用的焚烧炉型是机械炉排炉、流化床焚烧炉、热解炉3种。其中,机械炉排炉为47座,占焚烧厂总数的62.67%;流化床焚烧炉25座,占33.33%;热解炉3座,占4%。这三种炉相比,机械炉排炉更符合国家有关垃圾处理技术的要求,技术相对成熟、燃烧效果最好,而其他两种更多的是垃圾焚烧方式多元化的一种补充。
3.4垃圾焚烧发电过程中污染控制标准尚待统一
由于我国垃圾焚烧发电技术起步较晚,且垃圾焚烧发电过程中还会产生新的有毒有害物质,国家应当制定统一的污染控制标准进行环境防范。而目前的市场现状是采用的污染控制标准不一,对市场造成一定负面影响。烟气、飞灰、二恶英等污染物控制设施的建设费用和运营费用将占垃圾焚烧厂总体建设成本和运营成本的很大比例。伴随国内技术的日趋成熟,垃圾焚烧厂的建设总造价成下降趋势,但是上述污染物的再处理所形成的费用也是决定垃圾焚烧厂建设成本和政府补贴费用多少的关键因素之一,是不可忽视的。
3.5发展垃圾焚烧发电存在的问题
国内垃圾焚烧设备远远落后于国外的设备,国外的马丁炉排炉适合于热值较高的城市垃圾使用,而我国的城市垃圾热值较低,量大,国内的焚烧设备焚烧烟气还会产生新的有毒有害物质,造成二次污染,还需要进行再处理,我国自身设备又不能满足市场需要,必然影响垃圾焚烧厂的正常运行。目前我国大部分已建成的垃圾焚烧发电厂都是在引进国外的焚烧设备,其缺点是设备昂贵、投资过高,与国内情况不配套,垃圾处理效果欠佳,运行成本高,难以收回成本。
4我国垃圾焚烧发电前景预测
要实现垃圾的无害化、减量化、安定化和资源化,创造舒适、和谐的人类生活环境,采用垃圾焚烧发电是国内目前垃圾处理的发展方向。从上述分析不难看出,我国垃圾焚烧发电市场的发展前景是乐观的,一是伴随经济的进步,垃圾焚烧国产技术和装备水平将进一步提升。二是倡导保护环境,号召全民节能减排,不断提高环保水平是保障垃圾焚烧市场持续稳健发展的重要因素之一。三是惠及民生是我国的经济发展策略,垃圾焚烧发电作为公用事业,倍受国家优惠政策倾斜,未来的市场竞争必将进一步升级,会有更多外国资本和企业加入。伴随垃圾焚烧发电的条件日趋成熟,我们乐观预计到2015年垃圾焚烧发电将进入黄金时代。
结束语
目前国内垃圾焚烧技术尚在起步和发展阶段,有自主研发和引进消化两个大方向,其技术和工艺水平要达到充分成熟,还需要一个不短的历程,但由于适应国情、成本较低等优势,最终会成为主流的。初投资低、性能可靠、燃烧效率高、运行成本低、处理效果好的国产技术和设备越来越受到政府管理部门的关注和市场的认同。现阶段以清华大学、浙江大学等单位研究、开发的循环流化床垃圾焚烧炉发电技术具有较好的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]郑体宽.热力发电厂[M].北京:中国电力出版社,2008.