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垃圾焚烧的优点范文

发布时间:2023-12-21 11:34:31

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垃圾焚烧的优点

篇1

垃圾焚烧技术运用的过程中,主要采用了热力技术形式,对垃圾进行分解、无害化以及减量化的处理,并在回收废物中对能量、矿物质与自身化学成分分析。通过垃圾焚烧可以减少废物体积以及危害状态,降低垃圾中有害物质的出现。而且,在垃圾焚烧技术分析中,其装备与污染防治设施呈现出不断完善的状态,因此,在我国垃圾处理的过程中,焚烧技术逐渐成为最基本的垃圾处理方式。

1 垃圾焚烧处理过程

焚烧系统主要是垃圾焚烧处理中的核心工艺,在目前垃圾焚烧项目中得到运用的设备主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉以及回转式焚烧炉。

2 垃圾焚烧处理的现状

在现阶段城市进程发展的背景下,城市生活垃圾焚烧主要是通过机械炉排焚烧炉以及流化床焚烧炉进行的。通过调查可以发现,欧洲国家有90%的焚烧厂会采用机械炉排路的垃圾方式,日本大型城市的垃圾焚烧厂会采用机械炉排路的方式。而我国在发展中,于2014年建成178座生活垃圾焚烧发电厂,并采用机械排炉技术,采用流化床技术的电厂为67家。其中循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区,采用机械排炉技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海区域。同时,在人们环境观念逐渐提升的过程中,热解气化焚烧技术在近年环境保护中得到了运用,其技术主要包括了热解及气化两个过程,其中的热解技术主要是在无氧或是缺氧条件下,通过高温,利用垃圾有机分解的形式,脱出挥发性物质的固态焦炭过程。而气化主要是反应物在原性状态下与气化剂发生的反应,并在此基础上生成以可燃气为主的热化转换过程[1]。

3 焚烧炉型的技术比较分析

3.1 炉排炉型焚烧炉

对于炉排炉型焚烧炉而言,是机械炉排炉的一种,通过机械炉排行程炉床,在垃圾处理的过程中,依靠炉排的运动是垃圾在整个机械系统中不断翻动,并实现向前或是向后的推行。通常状态下,垃圾燃烧中其基本的流程可以分为三个阶段,分别是干燥阶段、燃烧阶段以及燃尽阶段。在整个焚烧工艺流程运行中,通过一次风机在垃圾储坑的上部将垃圾发酵堆积所产生的臭气引出,然后经过蒸汽(空气)预热器的加热处理,将其作为助燃空气送入到焚烧炉之中,保证垃圾在较短的时间内得到干燥处理。在燃烧阶段中,为了保证垃圾得到充分的燃烧,需要在燃烧炉的上方通入二次风,主要是为了加强氧气气流的干扰,增强助燃的空气量,实现垃圾的一次性燃烧。在炉排炉型焚烧炉技术运用的过程中,其存在着一定的优势及缺陷因素:第一,优势分析。在炉排炉型焚烧炉技术使用的过程中,不需要添加煤或是其他辅的燃料,所以产生的煤渣也就相对较少。而且,在单台焚烧炉垃圾处理的过程中,其容量相对较大,在处理中不需要对垃圾进行分类处理。通过炉排的机械运用,可以保证炉内垃圾的稳定燃烧,而且燃烧的过程较为完全,炉渣的热灼现象逐渐降低。第二,缺点分析。通过对炉排炉型焚烧炉技术的分析可以发现,机械炉排焚烧炉存在着初投资、运行以及维修费用较高的现象,而且,排炉片的磨损腐蚀现象较为严重,因此,在垃圾处理技术选择的过程中,需要对该技术的优缺点进行系统性的分析,保证垃圾处理的安全性及高效性[2]。

3.2 流化床焚烧炉技术分析

在流化床焚烧技术运用的过程中,其燃烧的原理主要是通过流态化技术进行垃圾的燃烧,并借助砂进行安全处置,从而达到生活垃圾焚烧介质均匀传热以及完全燃烧的最终目的,在垃圾焚烧的过程中,空气会从流化床底部喷入,并实现砂介质的合理搅动,使垃圾形成流态性。通过流化床焚烧炉技术的运用,可以充分保证炉膛下部布置的耐高温特点,而且,系统板上装有载热的惰性粒子,并在床下布风的同时使惰性颗粒呈现出沸v的状态,并形成流化床床段。在流化床焚烧垃圾的过程中,需要将垃圾进行破碎处理,使垃圾达到一定的粒度状态,而且,通过短时间的流化焚烧,可以借助燃风作用将其在短时间内进行处理,从而形成流化床焚烧炉的合理性。在流化床焚烧炉运用的过程中,其优点主要体现在以下几个方面:第一,流化床焚烧燃烧炉的效率相对较高,而且未燃物的排除率只有1%。第二,在炉内燃烧中,炉内没有机械运动部件,而且耐久性相对良好,可以延长机械的使用寿命。缺点:第一,流化床焚烧炉主要是依靠空气进行垃圾的处理及燃烧,然后在对进炉的垃圾进行有粒度的要求,通常情况下,进炉的垃圾颗粒不能大于50mm,而且大颗粒的垃圾厚实会直接落到炉底,从而达到完全燃烧的最终目的。第二,垃圾在炉内沸腾的状态会全部依靠大风量高压的空气,存在着电耗大、生产灰量大的问题,从而为下游烟气净化带来了一定的负荷。第三,流化床焚烧炉在运行及操作的过程中,其专业性的技术相对较高,因此,在调控手段优化中,需要有专业性的技术人员进行操作及引导。

3.3 回转窑焚烧炉技术分析

在回转炉焚烧技术运用的过程中,其燃烧的技术主要采用了二段式的燃烧技术。在一段项目处理中采用了类似水泥窑的水平圆筒式燃烧式,并按照定速旋转的方式到达搅拌垃圾的最终目的。当垃圾在一燃烧室燃烧完成之后会直接进入到二燃烧室,其中一燃烧室中产生废气,当其含有有机物时,需要将其导入到二燃烧室之中,然后在运用辅助燃油或是超量助燃空气的燃烧效果。在一燃烧室处理的过程中,由于转速的变化,会导致底灰以及飞灰的分别处理,影响垃圾窑中的停留时间,同时对垃圾在高温空气中施加了较强的机械碰撞,实现了垃圾可燃物质的有效处理。在回转窑焚烧技术运用的过程中,存在着优点及缺点因素。第一,优点,所处理的废弃物合理不同预处理就达到最终目的,而且其适应性相对广泛。在垃圾处理中可以解除调控回转窑的转速,进行垃圾停留时间的调节。同时,由于系统的机械振动的运行状态,可以使垃圾达到良好的搅拌效果,提升垃圾处理的整体效率。第二,缺点,在回转窑焚烧炉运行的过程汇总,其燃烧需要过量的空气,导致整个系统的运行效率较低。垃圾处理量不大,而且燃烧问题不能得到有效控制,需要辅助燃料达到燃烧的目的。圆球形的固体废弃物容易发生回转窑的现象,不容易完全进行燃烧,而且,在垃圾处理中,烟道中的浮选颗粒相对较多,而且,在处理污泥废弃物的过程中,容易出现熔渣现象。

总而言之,在现阶段垃圾处理的过程中,需要通过对垃圾焚烧现象的系统分析,进行焚烧炉型技术的优化选择,达到垃圾有效处理的最终目的,为环境的优化提供稳定支持。

4 结束语

总而言之,在现阶段垃圾焚烧炉技术运用的过程中,需要认识到垃圾处理的现状,使用不添加辅助燃料进行稳定的垃圾燃烧,然后在通过对机械炉排炉特点的分析,进行垃圾的优化处理。而且,焚烧炉型垃圾处理中,通过技术的优化运用,可以保证垃圾处理技术的完善性及可靠性,通过对大容量垃圾的优化处理,提高垃圾处理效率,保证系统的稳定运行。

篇2

中图分类号:C35文献标识码: A

前言:目前,垃圾焚烧仍存在较多争议,民众反对现象时有发生。要想更好控制生活垃圾焚烧污染,要接受公众监督,做到信息公开,更要从源头上做好垃圾分类,结束焚烧混合垃圾,尤其是焚烧含氯塑料、含重金属电子产品以及其他有毒有害垃圾,禁止一切工业垃圾进入生活垃圾焚烧厂。相比发达国家,我国垃圾成分复杂、含水率高、热值低、分类不到位,引进的国外先进技术并不实用,因此,开发适合我国垃圾自身特点的焚烧技术及设备、确保垃圾焚烧的安全性、降低投资及运营成本,将是发展的主要方向。

一、城市垃圾焚烧处理现状

随着我国城市化加速,城市垃圾问题日趋突出,全国城市垃圾堆存累计侵占土地已超过5亿m3,所致经济损失每年达300亿元人民币,且此趋势会随城市化进程加强。当前,垃圾处理方式主要有填埋、堆肥及焚烧,其中填埋约占50%,堆肥约占10%,焚烧约占12%,城市垃圾仍有近30%未进行处理。从三种垃圾处理方式应用效果看,焚烧在投入成本、环境保护、能源转化等方面存在显著优势;且焚烧处理所表现的特点,如最大限度降低垃圾重量、减小垃圾体积、直接进行处理、分解垃圾中有毒物质等,适应了城市垃圾排放构成的处理需求。从垃圾焚烧处理应用现状来看,焚烧处理法虽未在我国城市范围内广泛应用,但有所推广。20世纪80年代深圳垃圾焚烧发电厂的建立与成功运行,为垃圾焚烧发电提供经验;我国自行研究的乐山市凌云垃圾焚烧炉可实现日处理垃圾30t,且能在不使用辅助燃料的情况下连续燃烧;FDLIF-50B生活垃圾焚烧炉,生活垃圾处理能力为50t/d;哈尔滨垃圾焚烧发电厂应用日本流化床焚烧技术,适时电脑网络监控,实现日处理垃圾200t以上,排烟标准达到我国环保标准;上海浦东御桥工业园所建千吨生活垃圾焚烧发电厂,可实现年处理垃圾36.5万t,且能实现向城市供电。此外,杭州进行垃圾焚烧“西部规划”,选取九峰区域进行建厂,并设计日处理量为3000吨,所排烟气符合欧盟标准;成都在龙泉驿区建立垃圾焚烧厂,实现日处理量 800t;山东、福建、河南、安徽等省纷纷建立垃圾焚烧处理厂等;同时,国家已确定在不同区域建立百家垃圾焚烧处理厂,这为我国城市垃圾焚烧发电提供了支持。但从我国垃圾处理厂建设来看,主要靠引进国外技术与设备,自行研发项目较少,所需设备及运行费用较高,要实现焚烧垃圾处理厂综合效益,还应加强焚烧设备及技术的研发及外在设备与技术的合理运用。

二、垃圾焚烧处理技术及工艺

城市垃圾含有水分、灰土较多,在进行焚烧焚烧处理时必须选择对应的焚烧设备、焚烧技术及烟气处理工艺,以保证垃圾焚烧效果。当前,主要焚烧技术有:流化床焚烧技术,其主要优点有:1) 操作方便,运行稳定。垃圾破碎混合后,质地较为均匀,流化床以石英砂为热载体,避免了床急冷急热,燃料稳定燃烧;垃圾干燥、着火、燃烧及后燃烧几乎同步进行,无需进行复杂调整,易于实现自动化,且能在短时间内启动与停止,可连续燃烧。2) 有效避免二次污染。焚烧时对有害物质进行处理,仅采用流化床,便能够将NOx含量降至100ppm以下。同时,减少了废水产生,避免了金属污水。3) 寿命长、投资省,适于大型化发展。但此设备消耗动力较大,磨损较为严重,须加强设备维护与保养。回转窑焚烧优点有:1) 回转窑燃烧适应范围较广,能焚烧不同性能的废弃物。2) 机械零件较少,故障较少,可长时间连续运行。但其热效率较低,所需辅助燃料消耗较多时,会产生有臭味、温度低的气体;窑身长,占地面积达;炉排结构较为严格,成本较高。炉排型焚烧时不需要对垃圾进行严格预先处理,炉排运动可实现垃圾处理的机械化。但在使用此设备时,需考虑垃圾的停留时间、搅动及翻转。由此可见,流化床焚烧技术综合性能较好,尤其适应我国垃圾热值相对偏低的实际,故其发展前景最好。随着标准的提升,现有的垃圾焚烧厂可能要进行技术改造才能达标。更严格的排放标准,有利于公众接受垃圾焚烧这一处理方式,同时也将促进尾气处理系统、烟气在线监测等技术的创新与发展。

三、垃圾焚烧处理技术的发展及前景展望

随着科学技术的发展及对外开放的加强,一些新技术被运用到垃圾焚烧处理中,如垃圾燃料(RDF) 处理技术、气化等,且表现出独特的优势,这为垃圾焚烧处理提供了支持。RDF技术一般采用循环流化床及内循环流化床技术,可大规模处理生活垃圾,如我国较为发达的城市广州、上海、深圳等,垃圾排放量大、热值高、能源较为紧张,可使用此技术;但由于此技术起步较晚,其制造工艺、燃烧方式、炉内脱氯机理、排灰处理等尚未探明,此技术应用受限;因此,要推进此技术发展,必须结合我国城市实际状况、技术条件选择炉型,加强焚烧技术、净化技术、废水处理技术等研究。气化技术是根据空气流体力学原理,使炉体内生物质在空气及一定温度作用下,充分裂解后产生可燃性气体,或是燃料经制气室,在封闭、缺氧环境下,利用干流热解及氧化反应后产生可燃气体,进而实现生物质原料造气、燃气净化、自动分离等功能。这不但使垃圾再利用,提升了资源利用率,且通过燃烧垃圾实现热能、电能等转化,适应了我国城市能源紧张、生态城市建设的要求,具有良好的发展前景。

四、推进城市生活垃圾焚烧处理发展的途径

一方面,强化政府与垃圾焚烧行业的规范化行为,解除民众疑虑。一些民众抵触垃圾焚烧的原因在于,垃圾随处焚烧、焚烧后产生有害气体等。对于此,政府应加强对垃圾焚烧的规范化管理,制定相关法律制度、政策规定垃圾焚烧行为;设置专门监督部门,监督垃圾焚烧;强调环保部门、垃圾管理部门、监督检查部门的职责,改变多头管理、多头分权、多头管理效率低的局面,进而保证垃圾焚烧规范进行。垃圾焚烧厂应端正自身行为,严格按照环卫行业许可、国家环保标准等选择合理地垃圾焚烧设备、技术等,以保证垃圾焚烧实现最大化效益。另一方面,加强宣传教育。以社区、电台、媒体等路径,向民众介绍宣传垃圾焚烧、填埋、堆肥等垃圾处理方式,使民众了解垃圾焚烧的综合效应;以社区活动、环保竞赛、垃圾焚烧知识问答等方式,促使民众参与到垃圾焚烧处理活动中,并以此刺激民众形成垃圾分类放置、减少垃圾排放等日常行为习惯,进而减少垃圾污染与治理。

五、结语

焚烧法适应了城市垃圾构成特点,且具有环保、经济、社会效益,而要进一步推广此方法,必须结合我国城市垃圾特性进行焚烧技术、系统设备、工艺研究,尤其要加强国内化技术研究,同时,发挥政府、焚烧厂、公众等多方面力量,以推动焚烧法推广,最终推动城市和谐、持续发展。

[参考文献]

篇3

一、垃圾危机是挑战、也是历史机遇

哪里有人居住,哪里就有垃圾。垃圾不断产生,日积月累,造成垃圾围城,酿成全球的垃圾危机。为了破解垃圾危机,余式正先生长期致力于探索破解垃圾处理的创新之路。从2005年首次把干馏技术用于垃圾处理,发明高温干馏垃圾焚烧炉开始,不断探索,先后又发明了无二f英和废气排放的第二代垃圾干馏气化炉和第三代垃圾干馏焚烧炉。

二、实现垃圾焚烧的三项技术革新

1.杜绝二f英的产生。

垃圾焚烧不可避免会产生二f英,受到群众的强烈反对。余式正分析认为:二f英是由一个或两个氧原子结合两个被氯取代的苯环(下图),可见它的产生必须具备两个必要的条件:有氯存在和发生氧化反应。垃圾成分复杂,混合垃圾不能没有氯存在;焚烧是氧化反应,刚好满足二f英产生的两个条件,据此可以判断,垃圾焚烧不可避免会产生二f英。但同时也告诉我们,为杜绝二f英的产生就不能同时满足产生二f英的两个条件,对有氯存在的混合垃圾应该先让垃圾干馏。所谓干馏就是固体的有机物在隔绝空气的状态下加热分解的化学反应过程。垃圾干馏因为不发生氧化反应就不产生二f英;干馏的结果垃圾中的有机物分解生成干馏煤气和碳化物残渣,再燃烧干馏煤气或碳化物,因为没有氯的存在也不会产生二f英。这是垃圾焚烧杜绝二f英产生的利器,也是杜绝二f英产生的理论根据。

2.消灭废气排放实现彻底的无害化。

垃圾焚烧生成大量温室气体,消灭废气排放就成为垃圾焚烧的第二次技术革新。垃圾干馏以后留下碳化物残渣,燃烧碳化物为垃圾干馏和干燥提供热量,同时也把碳化物加热到高温,高温的碳化物把燃烧产生的CO2还原生成CO收集利用,于是,就消灭废气排放,实现垃圾焚烧既不产生二f英、又没有废气排放的彻底的无害化。

3.变废为宝、节能减排实现真正的减量化。

减量化的含义包括变废为宝、节能减排和不增加新的污染。第三代垃圾干馏焚烧炉把废弃的垃圾变成清洁燃气,变废为宝;可以替代化石燃料,实现节能减排;没有饱含二f英的飞灰,垃圾日产日清,不产生臭气和渗滤液,才是真正的减量化。

4.垃圾无需分类,利润丰厚实现充分的资源化。

其实,垃圾中隐藏着丰富的热力资源,利用热力资源何需垃圾分类和分选! 垃圾通过干馏就把有机物和无机物完全分开,既减少显热损失、简化处理工艺、节省许多成本;又能够多发电,经济效益明显;也不产生二f英,于是,垃圾处理将告别政府补贴,成为利润丰厚的新能源产业,垃圾成为名副其实的城市矿藏,获得良好的社会效益和经济效益。

三、垃圾干馏焚烧炉的技术创新

第三代垃圾干馏焚烧炉克服炉排炉的不足,采取以下的技术创新措施:

1.打破常规实现垃圾焚烧技术的革命、走杜绝二f英产生的治本之路。

2.消灭废气排放,实现垃圾处理彻底的无害化和真正的减量化。

3.通过垃圾处理的效率革新,大大降低成本,提高经济效益,无需政府补贴,仍有丰厚的利润。

4.创建垃圾自上而下、热流自下而上合理的立式干馏焚烧炉的结构,垃圾彻底燃尽。

5.为了防止偏烧,独创燃烧温度分区闭环控制和最佳控制。

6.独创负压燃烧、设备简化、防止臭气泄漏、便于引入富氧燃烧独树一帜。

7.独创单元组合,设备标准化生产,灵活组合实现产品系列化、大型化。

8.独创自动拨火提高燃烧效率事半功倍。

9.可以封炉,实现垃圾日产日清,无需渗滤液处理、无需臭气治理。

10.突破过去垃圾处理被认为是公益事业的观点,今后将告别政府补贴,成为有厚利可图的新能源产业,破解垃圾危机指日可待。

四、垃圾焚烧和垃圾综合利用殊途同归

垃圾进行综合利用首先需要分选,分选不仅成本高,还仅仅是垃圾处理的开始,然后还要分类处理,门类多、工艺复杂、效益低,真正成功的案例不多,所以未被认可。

第三代垃圾干馏炉先让垃圾干馏就是垃圾分选方法的革新,可称之为“热分选法”,垃圾通过干馏就把垃圾中的有机物和无机物分得一清二楚,既是垃圾处理的开始,也是垃圾处理的结束,并且同样不产生二f英,既克服缺点,又保留了垃圾综合利用的优点,也就是垃圾综合利用重大的技术革新。

于是,垃圾焚烧与垃圾综合利用技术革新的结果都使用第三代垃圾干馏焚烧炉,相同的设备和相同的工艺,最终实现殊途同归,垃圾焚烧和垃圾综合利用两种技术就统一起来了。

五、突破技术瓶颈、缓解能源危机

我国的能源资源匮乏,有希望成为替代化石燃料的新能源必须具备以下条件:

1.资源极大丰富。否则不能满足能源的需求;

2.生产工艺简单、生产成本低,才能有竞争能力;

3.能够大规模生产才能满足能源的需求;

4.可持续、可再生、没有污染。

篇4

关于大中城市垃圾焚烧处理技术

垃圾焚烧处理是一个系统工程,技术较复杂,投资大,技术应用的门槛较高。不仅需要雄厚的经济实力,而且必须有一定的规模效应,使焚烧处理余热发电具有很好的收益才能保障垃圾焚烧处理的顺利运营。所以,十二五期间,我国新建的垃圾焚烧厂建设规模应普遍大于600t/d,,大中城市新建的焚烧厂处理规模常在800~2000t/d,单台焚烧炉的处理量在350~500 t/d,配置2~4台焚烧炉。也有的特大城市在向大型化发展,单台处理量600~700t/d,总量达30000t/d。

炉排炉和流化床炉焚烧技术各有发展潜力,小型不达标焚烧炉逐渐减少。国外发达国家普遍采用的机械炉排炉,因其技术成熟,运行稳定,在中国,经济实力强的超大城市和特大城市,基础设施比较完善,人民生活水平相对较高,垃圾的含能较高,对环保要求高,将主要使用进口炉排炉焚烧技术。可以预言,在中国“十二五”期间,单炉处理规模为300~500t/d的炉排炉需求量增长,其国产化将大大降低焚烧厂的建设成本,促进中国垃圾焚烧处理技术的普及和应用。流化床炉焚烧技术,因其投资较少和价格优势以及掺煤获得的发电收益,在内陆城市仍将具有较大的吸引力。

二、大中城市垃圾焚烧处理技术存在的问题

大中城市垃圾焚烧处理技术一直在建设社会主义文明社会中占有着极其重要的地位,但是,我国对于大中城市垃圾焚烧处理技术工作的重视仅仅是从在这几年才开始的,所以,我国企业的大中城市垃圾焚烧处理技术还存在着各种各样的问题,下面,笔者就对大中城市垃圾焚烧处理技术存在的问题进行简要的分析。

大中城市垃圾焚烧处理技术存在问题之忽略环境保护的重要性

国内目前运营的垃圾焚烧处理厂,烟气处理大都采用半干法加布袋除尘的工艺,这种工艺介于干法和湿法之间,工艺处理效果较干法好,投资较湿法低,因而被广泛的采用。

但随着我国对环境要求的提高,湿法烟气处理工艺尽管投资较高,也必将会在今后得到较快的发展。随着干法处理工艺的提升和进步(如石灰粒度更小,喷射装置更先进等)干法烟气处理工艺应用也会有所增加。

城市生活垃圾焚烧产生的烟气中含有剧毒物质―二英已众所周知,其危害已备受关注。应用更先进的技术和采用多重方法保证去除和控制其产生,有利于消除社会对垃圾焚烧处理所产生危害的疑虑,为垃圾焚烧处理技术的发展创造良好的外部环境!

当前,在欧、美、日等发达国家垃圾焚烧行业得到10余年成功应用的催化法去除二恶英技术(SDDS),此技术(SDDS)的主要优点:适应温度低,即160℃-180℃;二恶英排放量小于0.01-0.001Ng/Nm3;不需要额外的添加剂和反应剂;催化剂活性高,使用寿命长,一次使用可达5至8年,可以同步去除氮氧化物等。

大中城市垃圾焚烧处理技术存在问题之管理问题

有些垃圾焚烧运营企业,置社会责任于不顾,为追逐自己利润,烟气处理不达标排放。这除了政府要建立完善严格监管体系外,还需要.加强公众宣传和公众监督,提升公众参与力度,更重要是运营企业要忠实履行自己的环保责任,每时每刻都践行对公众、政府和社会的承诺!

绝大多数运营高层管理人员,都是半路出家,尽管有些对发电比较熟悉,但缺乏对垃圾焚烧处理技术的精准掌握和设计思路的熟悉,管理还处于摸索阶段,尤其是一些公司缺乏设备管理的技术部门,导致关键设备故障频发,特别是烟气处理部分故障不能及时消除,就会不达标排放。造成不良后果。

有的公司不是靠技术上高出一筹,“以人所不易之术,谋人所共谋之利”而是通过一些不正当的手段,套取政府的补贴。

三、大中城市垃圾焚烧处理技术对策分析

以上,笔者对大中城市垃圾焚烧处理技术存在的普遍问题进行了简要的分析,下面,笔者就针对大中城市垃圾焚烧处理技术存在的普遍问题进行思考,提出大中城市垃圾焚烧处理技术的对策。

(一)大中城市垃圾焚烧处理技术对策分析之技术要环保

垃圾焚烧不是垃圾对策中唯一的选择,也不是最优选择。但在土地资源稀缺的大城市,焚烧可以节约90%的土地,对大气的污染也远低于填埋处理。因此,焚烧的优势很明显,加之在无害化、减量化和资源化等方面特有的优势,已成为我国超过1/3深陷“垃圾围城”城市,走出困境的首选。“十二五”期间垃圾焚烧又面临着千载难逢的发展机遇,中国的生活垃圾焚烧处理要在利用好引进国外先进焚烧设备的同时,结合中国的国情,积极开发具有自主知识产权的、经济高效的垃圾焚烧炉设备。符合中国国情的投资成本与运营价格,与时展同步的先进焚烧和烟气净化工艺,较高的能源利用和回收系统,是中国城市生活垃圾焚烧处理技术发展的。

(二)大中城市垃圾焚烧处理技术对策分析之提高管理素质

被国外发达国家普遍采用的机械炉排炉,因其技术成熟,运行稳定,在中国,经济实力强的超大城市和特大城市,基础设施比较完善,人民生活水平相对较高,垃圾的含能较高,对环保要求高,将主要使用进口炉排炉焚烧技术。可以预言,在中国“十二五”期间,单炉处理规模为300~500t/d的炉排炉需求量增长,其国产化将大大降低焚烧厂的建设成本,促进中国垃圾焚烧处理技术的普及和应用。

流化床炉焚烧技术,因其投资较少和价格优势以及掺煤获得的发电收益,在内陆城市仍将具有较大的吸引力。应该提高管理人员的素质以及职工的技术培养,都是非常必要的,可以促进各项先进技术的应用。

结论:大中城市垃圾焚烧处理技术是建设社会主义文明社会的核心和关键,因此,人们十分重视大中城市垃圾焚烧处理技术。本文中,笔者先对大中城市垃圾焚烧处理技术进行了分析,接着又从大中城市垃圾焚烧处理技术存在问题之忽略环境的重要性以及大中城市垃圾焚烧处理技术存在问题之管理欠缺这两个方面对大中城市垃圾焚烧处理技术存在的问题进行了浅谈,最后,笔者从大中城市垃圾焚烧处理技术对策分析之提高环境重要性、大中城市垃圾焚烧处理技术对策分析之提高管理素质这两个方面对大中城市垃圾焚烧处理技术存在的问题进行了分析。

参考文献:

[1].王成瑞.宋加升 垃圾发电技术及其发展 [期刊论文] -黑龙江电力2002(4)

篇5

 

1.市政生活垃圾的产生阶段

当我们走进琳琅满目的超市和百货商场,大家首先想到的是那些物品的使用价值,然后希望将它搬回家,让它为我们的生活服务,提高我们的生活质量,这个想法一点也没有错,更何况为了应对刚刚发生的经济危机,国家和政府还在鼓励消费。可是放在商场的这些家具、服装、器皿、饮料、……、等等一切物品,除了少部分属于食物的物品以外,大部分在我们搬回家之后,最终都将成为垃圾扔弃。商品包装在回家打开后就要扔掉,衣服破旧了也要扔掉,家具坏了或者陈旧了也要扔掉,看过的无用的书籍也要扔掉,塑料用品烂掉也会扔掉,电子产品坏了不能用也要扔掉,总之,大量的商品在失去其使用价值后都将成为垃圾,用一句说得有点夸张的话来讲:“一切都将成为垃圾。”

2.市政生活垃圾的收运阶段

政府的环卫部门在收运垃圾的时候,虽然目前不少大中型城市已经投用不少的密闭性能非常好的垃圾运输车(垃圾不会抛撒在道路上,垃圾中的水分渗出后不会洒落在运输道路上),但是,就像上海和成都这样的大城市,还有不少不能做到全密闭的大量垃圾运输车辆扔在仍在使用中,造成垃圾运输车辆对通行道路的污染,特别是进出填埋场和垃圾焚烧发电厂的附近道路(大约在5~10公里范围内)严重污染,其中,尤以垃圾中的渗滤液渗漏掉在路面上的污染为重。在垃圾从居民点收运到垃圾填埋场和垃圾焚烧发电厂的过程中,还有垃圾中转站,垃圾中转站应为能够很好防雨的建筑,雨水不再进入垃圾,目前新建的垃圾中转站都能够按照防雨和密封的要求建设,但仍在使用的大量过去建成的垃圾中转站没有防雨设施,雨水不可避免地进入堆放在垃圾中转站的垃圾中,特别是南方地区降雨量大,这个问题更加明显。所以政府环卫部门应加大资金投入,尽快完成旧式垃圾运输车辆的改造与换代。。

3.市政生活垃圾的处理阶段

3.1主要的垃圾处理方法

垃圾处理方法的种类是很多的,但目前市政生活垃圾的大规模处理方法主要有两种:填埋与焚烧。填埋处理的主要优缺点:①优点:初投资和封场之前的运营费都很低,封场后产生的沼气可以通过燃气轮机发电。。②缺点:填埋场底部防渗漏施工质量问题和填埋场底部在承重后不均匀沉降拉裂容易造成渗滤液深入地下污染周边地下水及土壤;填埋场工作期间及封场后有发酵臭气溢出污染空气环境;长期占用土地,且占地大;填埋场开始运营及封场后多年需要对填埋场析出的渗滤液进行收集处理,虽然能处理。。垃圾焚烧的主要优缺点:①优点:减量化效果明显;可以资源化利用来发电;燃烧后产生的废渣可以综合利用;占地省;②缺点:初投资及运营费用高;焚烧过程中需要控制二恶因的生成;燃烧产生的飞灰收集起来后属于危险废弃物,固化处理后仍需送填埋场;产生的垃圾渗滤液属于高浓度有机废水(CODcr高达20000~70000,BOD5高达10000~35000)虽然能处理,但非常困难,而且处理成本非常高。

3.2垃圾焚烧中二恶因的控制

垃圾焚烧过程中控制二恶因的排放主要有三个手段:第一,根据科学研究,构成二恶因的是多种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恶英 polychlorinated dibenzo-p-dioxin(简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran(简称PCDFs)--由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环和为多氯二苯并呋喃(PCDFs)由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环,在燃烧温度达到较高的温度,都会分解成一些无害的低分子产物,所以必须控制垃圾焚烧的燃烧温度大于850℃,为了可靠,维持其在850℃以上2秒,这个规定也是进入了《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)。这个是容易做到的,即使垃圾热值达不到,可以通过添加辅助燃料(天然气或柴油等)来实现。第二,烟气在放热降温过程中,已经燃烧分解的无害化学物质在温度600℃左右存在再次合成二恶因的可能,为了降低其再次合成量,垃圾焚烧所配套使用的余热回收锅炉在烟气处于该温度区间,布置了使烟气快速降温的蒸发器。烟气在很短的时间(小于0.5秒)就通过了该温度区间。第三,在烟气处理过程中,喷入比表面积和吸附能力非常强的活性炭到烟气中,吸附烟气中的二恶因高分子物质。

3.3垃圾厂选址

垃圾焚烧处理,包括填埋和焚烧,不可避免地对周边环境有一些影响,就像厕所一样,这个东西大家都离不了,但谁也不愿意住在厕所旁边,所以垃圾填埋场和焚烧厂的选址非常关键,应在充分纳入民众意见的基础上进行民主决策,让民众也站在政府的角度,来确定垃圾处理的选址位置。目前很多地方,垃圾处理的位置选址都是由领导和少数的专家在决策,严重缺乏民主性。垃圾处理的选址应尽可能结合人口密度和运输距离进行综合考虑,离城市太近,影响周边居民,离城市太远,运输距离长,垃圾运输成本大幅度增加,要综合这两个因素,在民众的理解和支持下来合理进行垃圾处理的选址。随着我国运输条件的大幅度改善(很多城市都形成了由内向外绕城的多环高速道路),适当增加垃圾处理厂址离城市中心的距离是可取的。

3.4垃圾焚烧处理产业化不可取

当然,国家环保部门会对垃圾焚烧发电厂的排放进行监测,但是目前来看,由于环保监测人员的技术水平,监测是不到位的,该严格监测的无法实施,对并不需要高标准控制的指标却擅自提高排放标准。鉴于上述现状,建议政府尽快取消垃圾焚烧处理产业化,由政府来投资建设和运营管理垃圾焚烧发电厂(目前大多数垃圾填埋场都是由政府部门投资建设并管理)。政府本不应该去做自己并不擅长的事情,但为了实现垃圾处理不危害环境,有必要把这件事情担负起来。广州市的李坑垃圾焚烧发电厂也许是个较好的案例,该厂由政府投资建设,聘请国际上知名的公司来进行运营管理,广州市固废中心(政府职能部门)对其实施严格的监督和考核,缺点是运营成本较高。在我看来来,北京市明确宣布取消垃圾处理产业化是北京人民的一大幸事。以前是因为缺少资金,大量采用BOT方式建设垃圾焚烧发电厂,目前,经济发展起来了,资金的困难远不如以前,政府也有能力考虑用财政资金来支持垃圾焚烧处理这项基础设施的建设和运营。

4.结论

在垃圾处理这个系统过程中,政府应担负起对社会民众的宣传教育工作,加强立法建设,严格监督管理垃圾处理行业的所有参与者,包括市民、市政府有关职能部门、参与垃圾处理的企业和组织。参与垃圾处理的企业应有高度的社会责任感,本着对社会负责的态度建设运营管理,积极运用和开发先进的处理技术,实现垃圾处理低成本化,如确因成本过高经营困难,不因为过去签订的特许经营协议的束缚,主动加强与政府的沟通,获得政府的理解与支持。

参考文献:

[1]赵由才,宋玉.生活垃圾处理与资源化技术手册.北京:冶金工业出版社,2007,05.

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引言

工业垃圾是指工业生产过程所产生的废弃物。与生活垃圾相比,工业垃圾的破坏性更强,且工业垃圾处理过程有可能对生活环境造成破坏,因此必须高度重视对工业垃圾的处理。常见的工业垃圾处理技术包括焚烧处理、固化处理、卫生填埋等,但工业界往往把焚烧技术看作工业垃圾处理的最终选择。若想有效控制工业垃圾焚烧处理的效果,则必须提高对工业垃圾焚烧过程的控制。随着计算机技术的发展,自动化技术也呈现出迅猛发展的势头,同时工业垃圾焚烧自动化运作对热工仪表功能及性能的要求也越来越高,如此便要求热工仪表必须尽快从技术角度及设备角度进行改进。为此,文章作者结合实践经验,浅析工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用。

1 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的概况

热工仪表是指热工控制仪表,此乃工业垃圾焚烧的中枢系统,同时也是实现热工自动化的重要部件。工业垃圾焚烧的热工仪表是指用来捕捉及调控工业垃圾焚烧运作参数的控制性仪表。此热工仪表是由高智能型设备仪表、现代电子信息技术及热能控制理论有机结合而成,具体包含程控仪、变换器、传感器等部分,同时各部经电缆线连接起来,由此确保连接线路的完整性及控制系统的可靠性。据此可知,工业垃圾焚烧热工仪表的最大优势是把高新热能工程理论与智能化监管能力结合起来,由此实现工业垃圾焚烧运作的科学性、可靠性、经济性。目前,市面销售的热工仪表的种类较多,比如气动型、电动型、液动型、混合型、自力型热工仪表(按能源分类);DCS型、组装型、单元组合型、基地式热工仪表(按结构分类)。工业垃圾焚烧热工仪表自动化运作是指工业垃圾焚烧过程,对数据的测量及信息的计算处理进行自动化调控,同时实现自动预警等。实践证实,工业垃圾焚烧的热工自动化仅依靠热工控制仪表及相关自动化设备便可实现。因为工业垃圾焚烧运作过程,热工仪表发挥着关键性的作用,因此热工仪表的选择必须慎重,同时必须确保所选热工仪表的质量及性能,由此改善热工仪表的自动化条件。为此,下文着重谈论工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状。

2 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状

跨世纪以来,我国工业经济呈现出迅猛发展的势头,同时对工业垃圾的高效处理也变得十分迫切。除此以外,工业垃圾焚烧技术的改进也带动着热工仪表的更新换代,比如自动化控制技术,进而实现热工仪表性能更好且运行更可靠,并最终实现工业垃圾焚烧效率最大化。

据调查结果显示,DCS系统现已被广泛应用到工业垃圾焚烧领域,且此系统对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要,同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。DCS系统(又称集散型或分布式控制系统)是指采用计算机技术把全部二次显示仪表集中显示到电脑上,同时全部调节阀及一次仪表等依然分散安装到生产现场的对应位置。由于现场控制站是DCS系统的核心,所以控制站发生的任何故障均有可能引发严重后果,而若想避免此情况的发生,最好采用在线冗余技术来对DCS系统进行优化升级。DCS系统采用的基础技术包括计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术,即DCS系统经某种通信网络把控制室及现场控制站的工程师站和操作员站等连接起来,由此实现对现场生产设备的集中操作管理及分散控制。截至目前,DCS系统与个人计算机(PC)已经能够经可视化操作平台实现完美结合,因此工业垃圾焚烧热工仪表调控过程,DCS系统的操作变得更加方便。除此以外,随着DCS系统与PLC间共通性的增加,DCS接入PLC通讯接口的难度越来越低,如此便可实现信息参数的再加工或共享,进而方便对工业垃圾焚烧热工仪表运作的信息化管理。然而,随着DCS系统功能的增加,DCS系统的应用也遭遇诸多尴尬局面,例如把开关按钮设在控制台上会影响到DCS控制与主控室间的融洽度,进而影响到自动化控制技术的应用效果。DCS系统被广泛应用的同时,FCS系统也被逐渐应用到工业垃圾焚烧炉热工仪表控制领域。尽管DCS系统的应用使自动化控制系统的稳定可靠性明显改善,但就上位机体对信息的需求而言,DCS依然存在诸多缺陷亟待完善。考虑到DCS系统的分散控制性制约着现场整体的控制,因此FCS系统的应用能够实现上位机与热工仪表间的数据信息交换。

3 结束语

跨世纪以来,我国工业经济的发展持续呈现出高速发展的势头,但同时工业垃圾的处理也日渐紧迫。比较多种处理方法后发现,焚烧垃圾具有垃圾减量最彻底及回收热能的优点,因此焚烧已成为处理工业垃圾的主要方式。考虑到工业垃圾焚烧过程存在诸多不确定性,因此必须切实控制好工业垃圾焚烧的运作效率,尤其是对热工仪表运作效率的控制。由此可见,对热工仪表自动化技术的研究具有现实意义。长期以来,DCS系统就被广泛应用到工业垃圾焚烧控制领域。研究表明,DCS系统的应用对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要,同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。但是,随着工业垃圾处理量的增加及处理要求的提高,DCS系统的应用应从两方面进行改进,即对DCS系统进行优化升级;实现DCS系统与其他先进技术的融合,进而实现工业垃圾焚烧效率的提高。

参考文献

[1]李大中,王晨颖,娄云,等.垃圾与煤、秸秆混燃锅炉污染物排放优化[J].农业机械学报,2012,43(7):117-123.

[2]秦宇飞,白焰.机械炉排式城市生活垃圾焚烧炉焚烧特性的仿真[C]//2009全国博士生学术会议――电站自动化信息化论文集,2009:85-92.

[3]罗嘉.大型垃圾焚烧发电厂燃烧控制策略[J].电力自动化设备,2009,29(7):146-148.

篇7

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。

关键词:城市垃圾;处理方式

中图分类号:R124.3 文献标识码:A 一、垃圾处理的常规方法及其利弊 (一)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、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。 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。 (二)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。 (三)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、 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。 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。 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。

二、技术发展趋势对比 (一) 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 (二) 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。 (三)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。 三、结语 综上所述目前我国城市垃圾以卫生填埋和高温堆肥技术为主,近几年各城市开始进行垃圾焚烧处理的基础研究和应用研究工作,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾中可燃物、易燃物含量明显增加,热值显著增大,一般经过分类、分选等预处理后,垃圾热值已接近发达国家城市垃圾的热值。因此我国一些城市,特别是沿海经济发达地区等已具备了发展焚烧技术的基础。

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中图分类号:TK09 文献标识码:A

城市生活垃圾的妥善处理是当今世界各国的重要环保课题。随着我国经济的发展、城镇人口的增长和居民生活水平的不断提高,城镇生活垃圾产生量迅速增加,生活垃圾的处理已成为影响我国经济发展和环境治理的重要因素,也是我国城镇化进程中必须面对的问题。

垃圾焚烧处理是目前城市生活垃圾进行无害化、减量化和资源化处理最彻底最有效的技术方法。循环流化床垃圾焚烧技术具有燃烧剧烈、分解彻底、对垃圾种类适应性好及燃烧污染物排放低等优势,比较适合我国城市生活垃圾高水分低热值的特性。

1 技术背景

城市生活垃圾焚烧处理技术,国内外广泛应用的技术主要有二种:层状燃烧技术和流化床燃烧技术。

层状燃烧技术主要采用炉排形式实现焚烧,是应用较早、较为成熟的焚烧技术,主要包括固定炉排、链条炉排、往复炉排等。其中往复炉排炉焚烧技术在垃圾分类收集系统完善的欧美等发达国家得到广泛使用。采用层燃技术的炉排焚烧炉适合焚烧低水份高热值的垃圾,具有烟气含尘量低、动力消耗相对少等优点。但炉排炉因层状燃烧的特性所致,床层中下部温度较低整体燃烧速度缓慢,容易产生热解不彻底现象,炉渣中常夹带有未燃烬有机物,不适合燃烧高水份、高灰分、低热值的生活垃圾,更难以实现单独焚烧或掺烧市政污泥。

自上世纪八十年代以来循环流化床燃烧技术迅速发展成熟,由于其具有热强度均匀稳定、燃料适应广泛、环境排放特性优良等优点,在燃煤发电行业中正在全面取代其它燃烧技术。上世纪末国内垃圾焚烧开始起步,垃圾分类收集又尚未实施,中国科学院、浙江大学、清华大学等科研机构根据国内当时的垃圾特性相继开发出循环流化床垃圾焚烧技术,通过掺烧一定量燃煤来保证垃圾安全稳定焚烧。随着经济社会发展,我国对环境保护和节约土地资源逐步重视,本世纪以来国家资源综合利用和环境保护政策逐步完善,各地政府强化了垃圾源头管理,进行垃圾分类收集运输,进焚烧厂的垃圾水分得到了控制热值有较大提高。特别是东部经济发达的城市环卫收集运输的生活垃圾进厂的平均热值从650kcal/kg(2721 kJ/kg)左右提升至750kcal/kg(3140 kJ/kg)以上,为我们进行循环流化床纯烧城市生活垃圾的技术研究提供了基础。

2 建模与分析

2008年,杭州市共处置213.90万吨,日均清运生活垃圾5844.19吨,全年生活垃圾热值在3238.9kJ/kg左右,全年平均含水率57.4%,杭州主城区垃圾热值已达3952kJ/kg。我们就低位热值3238.9kJ/kg的原生生活垃圾,进行建模计算与理论分析。

根据杭州一垃圾焚烧处理厂提供的垃圾燃料数据分析表(见表1),采用伯勒(Bole)锅炉性能设计计算软件V1.03,先进行炉膛完全绝热焚烧时建立计算模型,来获得焚烧的有关理论数据。

计算模型以1t/h垃圾在完全绝热炉膛焚烧为基础,入炉垃圾低位热值3238.9kJ/kg,过剩空气系数取1.5,入炉垃圾及进口空气的温度均取25℃。

样本垃圾绝热燃烧工况模拟的数据见图1,图中三个画面依次为烟气侧(炉膛输出烟气参数)、燃料侧(入炉垃圾元素、热值参数)、空气侧(炉膛输入空气参数)。

从模拟计算中看出,燃烧1t/h的样本城市生活垃圾,助燃空气1439Nm3/h,燃烧产生约2263Nm3/h烟气量,绝热炉膛出口烟温879℃。烟气温度已高于城市生活垃圾安全焚烧的国家规范要求温度850℃,具备设计纯烧方案的基础条件。

假定纯烧此类垃圾,按800t/d规模设计循环流化床焚烧炉方案:炉膛烟气流速控制在4m/s左右,燃烧温度≮900℃,烟气有效停留时间≮4.5s,确定焚烧炉膜式水冷壁炉膛结构主要尺寸。炉膛截面5070mm×4630mm,炉膛有效高度24m,炉膛内侧衬30mm厚硅酸铝耐火纤维板加80mm厚耐火耐磨可塑料,炉膛有效截面约4.8m×4.4m,炉墙面积F=461.2m2,炉膛容积V=440.2m3,炉内有效辐射层厚度为:s=3.6V/F=3.436m=3436mm。硅酸铝耐火纤维板导热系数约为0.156W/(m・k),耐火耐磨可塑料(Al2O3/Fe2O3),导热系数约为3.7W/(m・k),炉膛水冷壁内壁温及炉膛内烟温分别以256℃和900℃计,则1小时内炉膛水冷壁吸收能量约为1384kWh(合4982400kJ)。根据炉膛水冷壁吸收的功率,计算出炉膛水冷壁在通常火焰高度系数0.45时的壁面热有效系数为0.0112。

将数据输入计算模型:样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中常温空气(25℃)助燃工况数据见图2,图中三个画面依次为烟气侧(炉膛输出烟气参数)、燃料侧(入炉垃圾元素、热值参数)、空气侧(炉膛输入空气参数)。

从模拟计算中看出,样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中燃烧,垃圾焚烧量33.34t/h,助燃空气47974Nm3/h,燃烧产生约76218Nm3/h烟气量,绝热炉膛出口烟温843℃,炉膛烟气流速4.1m/s,炉膛烟气停留时间5.09s。烟气流速与停留时间满足设计参数,但关键参数燃烧温度不满足规范要求,须对设计方案进行优化。

经分析,确定不作其它结构参数修改,通过提高助燃空气温度来保证安全燃烧温度。拟将空气温度预热至180℃。将数据输入计算模型:样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中预热空气(180℃)助燃工况数据见图3,图中三个画面依次为烟气侧(炉膛输出烟气参数)、燃料侧(入炉垃圾元素、热值参数)、空气侧(炉膛输入空气参数)。

从模拟计算中看出,样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中以180℃预热空气助燃,垃圾焚烧量33.34t/h,助燃空气47974Nm3/h,燃烧产生约76218Nm3/h烟气量,炉膛出口烟温906℃,炉膛烟气流速4.33m/s,炉膛烟气停留时间4.8s。燃烧温度、烟气流速、停留时间均满足规范或设计参数。具备开发纯烧炉型的技术条件。

若热风温度提高至180℃,则炉膛出口烟温可达906℃,见图3所示。入炉焚烧的垃圾进行短暂堆酵以适当降低水分,如果城市生活垃圾经中转站压缩转运,且在入炉焚烧时再进行短暂堆酵,则入炉焚烧处理的垃圾水分可降低5%以上,炉膛出口温度还将提高。当然,如果当地的生活垃圾热值明显较高,采用循环流化床垃圾焚烧炉来焚烧处理垃圾时,则不再建议在垃圾库内堆酵,甚至在进行锅炉热力计算时适当降低锅炉炉膛的绝热程度,否则容易导致炉膛出口烟温超温。在保证垃圾焚烧炉炉膛出口温度的前提下,再对垃圾进行“均质化”破碎处理,使得入炉垃圾燃烧更加连续,并充分发挥循环流化床焚烧特性,则能实现循环流化床纯烧生活垃圾的工程应用。

3 纯烧垃圾的技术工艺

我们通过对天津、山东、浙江、福建等省份的一二线城市生活垃圾取样分析、建模计算提出当入炉垃圾水分不高于50%时,低位热值达到800kcal/kg(3349kJ/kg),水分不高于60%时低位热值达到950kcal/kg(3977kJ/kg),可实现循环流化床纯烧垃圾。

3.1 湍沸复合循环流化床垃圾焚烧技术

湍沸复合循环流化床垃圾焚烧技术是实现纯烧城市生活垃圾的新型流化床技术,其基本原理是入炉高水分垃圾在湍流床内部分水分气化,进入沸腾床时热量负贡献大幅降低,使沸腾床面、密相区、燃烧室中上部的温度能保持稳定均衡,在高温循环灰作用下经高温一二次热风助燃气固可燃成分充分燃烧。

湍沸复合循环流化床垃圾焚烧炉结构示意图见图4,该技术先后获得国家知识产权局的发明专利证书和实用新型专利证书,并在杭州乔司和嘉兴步云垃圾焚烧炉技术改造项目中获得成功。

3.2 绝热炉膛结构

循环流化床垃圾焚烧锅炉的主要目标是焚烧处理垃圾,在保证“3T+E”的燃烧原则中,Time是高温烟气的停留时间,Turbulance是进料垃圾与空气的充分混合,还有的Temperature就是要求保证炉膛的燃烧温度应在850℃以上。

我们认为常规燃煤循环流化床锅炉炉膛沸腾床及密相区为了防止磨损,一般敷设100mm左右的耐火耐磨浇注料,而在密相区上部直到炉膛出口下部约1米处的水冷壁部分,则基本不打浇注料以吸收炉内辐射热,控制炉膛上部温度,循环灰除了达到充分燃烧的目的外起到将密相区的可燃物与燃烧热向炉膛上部输送的作用,使整个炉膛温度稳定均衡。而循环流化床垃圾焚烧炉的循环灰热能输送作用恰恰相反。

通过分析我们提出,针对国内多数城市的生活垃圾设计循环流化床焚烧炉纯烧生活垃圾时炉膛应采用基本绝热炉膛。筑炉工艺大致为在炉膛内侧,在水冷壁管内先衬一30mm厚绝热层,可采用硅酸铝耐火纤维板,再浇注一层厚80mm耐火耐磨浇注料,以维持炉膛合理的燃烧温度确保垃圾在炉内稳定燃烧。要考虑到绝热层长期运行逐渐失效的因素,在热力计算时炉膛壁面热有效系数取较高值0.08。生活垃圾平均低位热值较高的地区,通过可靠的计算可在炉膛上部适当降低绝热程度甚至部分水冷壁完露。

3.3 提高一二次热风温度

从本文前述的垃圾绝热焚烧的锅炉软件模拟与理论分析可知,如其他条件不变,当进炉风温为25℃时其理论燃烧绝热炉膛温度达879℃,当炉膛采用膜式水冷壁并存在一定传热系数的状况下,炉膛温度下降为843℃。此时将入炉热风温度提高至180℃时,炉膛温度上升至906℃。考虑到装备材料造价工程项目设计中推荐入炉热风温度控制在200―250℃。

4 工程应用

杭州锦江绿色能源有限公司(杭州乔司垃圾焚烧电厂)于2008年底启动整体升级技改工程,垃圾焚烧炉采用杭州能达华威公司的湍沸复合流化床垃圾焚烧专利技术,因垃圾平均低位热值接近980kcal/kg(4100kJ/kg),设计前充分计算分析,保留了部分水冷壁,焚烧原生垃圾时无需堆酵、无需掺烧辅助燃料,平均日焚烧处理垃圾达到800吨。2009年10月经浙江省经信委组织专家认证,垃圾焚烧发电机组已达到可再生能源发电标准。

2009年5月,嘉兴市绿色有源有限公司2#垃圾焚烧炉进行技术改造,因当地垃圾热值稍低,设计时炉膛全敷设耐火绝热层,日焚烧处理800吨,运行中不掺烧燃煤。

5 运行管理

循环流化床纯烧城市生活垃圾的技术成功应用于杭州、嘉兴二个垃圾焚烧电厂,并专门针对垃圾给料系统与底渣排出系统进行了技术改进。技改后焚烧电厂注重日常生产管理,保证焚烧炉密封均匀进料,炉膛温度压力稳定,排渣均匀顺畅烧蚀率低于1%。

6 技术展望

针对循环流化床焚烧炉存在电能消耗和飞灰比例偏高的不足尚有进一步研究提高的空间:

①采用机械挤压脱水、堆酵脱水、物理干化等手段减少水分气化与排烟热损失。

②减少沸腾床水气化负荷以缩减布风板面积,减小一次风量与循环倍率,降低电耗。

③通过自动分选、机械破碎等方式减小物料几何尺寸,使入炉物料均质化以减小流化风量、小孔风速与空板阻力,减小一次风量、风压,降低电耗。

④采用高温二次分离减小飞灰比例,减少危险废弃物产生量。

结语

循环流化床作为一种新兴的洁净燃烧技术通过短短的十几年发展,已实现纯烧原生生活垃圾,这是行业政策与市场引导的结果,也是负责任的科技工作者与企业经营者努力的结果。城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化处理的全面实现,需要政府、企业、大众的参与支持,自源头至末端共同控制,才能使我们有一个可持续发展的环境。

参考文献

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据调查结果显示,DCS系统现已被广泛应用到工业垃圾焚烧领域,且此系统对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要,同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。

DCS系统(又称集散型或分布式控制系统)是指采用计算机技术把全部二次显示仪表集中显示到电脑上,同时全部调节阀及一次仪表等依然分散安装到生产现场的对应位置。由于现场控制站是DCS系统的核心,所以控制站发生的任何故障均有可能引发严重后果,而若想避免此情况的发生,最好采用在线冗余技术来对DCS系统进行优化升级。DCS系统采用的基础技术包括计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术,即DCS系统经某种通信网络把控制室及现场控制站的工程师站和操作员站等连接起来,由此实现对现场生产设备的集中操作管理及分散控制。

截至目前,DCS系统与个人计算机(PC)已经能够经可视化操作平台实现完美结合,因此工业垃圾焚烧热工仪表调控过程,DCS系统的操作变得更加方便。除此以外,随着DCS系统与PLC间共通性的增加,DCS接入PLC通讯接口的难度越来越低,如此便可实现信息参数的再加工或共享,进而方便对工业垃圾焚烧热工仪表运作的信息化管理。然而,随着DCS系统功能的增加,DCS系统的应用也遭遇诸多尴尬局面,例如把开关按钮设在控制台上会影响到DCS控制与主控室间的融洽度,进而影响到自动化控制技术的应用效果。DCS系统被广泛应用的同时,FCS系统也被逐渐应用到工业垃圾焚烧炉热工仪表控制领域。

尽管DCS系统的应用使自动化控制系统的稳定可靠性明显改善,但就上位机体对信息的需求而言,DCS依然存在诸多缺陷亟待完善。考虑到DCS系统的分散控制性制约着现场整体的控制,因此FCS系统的应用能够实现上位机与热工仪表间的数据信息交换。

篇10

对于北京这个城市来说,垃圾处理厂建设已经是箭在弦上,全面建设正在悄然提速。

高安屯居民面色灰暗

3月份即将上马的苏家坨垃圾焚烧厂,前身是六里屯垃圾焚烧厂,海淀区政府早在2006 年底宣布,准备在六里屯垃圾填埋场的南侧,新建一座投资超过8亿元的垃圾焚烧发电厂,计划2007年3月动工。

由于垃圾焚烧会产生高致癌物“二英 ”――一种无色无味其毒性据称是氰化钾的 130 倍、砒霜的 900 倍的化学合成物,该项目遭到周边居民各种形式的反对,并在社会上引起较大争议。2007年6月,国家环保总局向外通报,建议六里屯垃圾焚烧发电项目在进一步论证前应予缓建,并随后了关于该项目的行政复议决定。

之后,关于六里屯垃圾焚烧厂是否建设的各种传闻时见报端。直到2011年1月,海淀区政府最终明确六里屯垃圾焚烧厂项目废止,取而代之的将是苏家坨垃圾焚烧厂。

据业内专家统计,从2007年6月北京由于居民反对叫停六里屯垃圾焚烧厂建设后,到 2011年1月全国共发生了十次因为垃圾焚烧选址引发的,其中北京三次。

2011年11月9日,西二旗大街聚集了附近多个小区的数百名业主,有人高举“坚决反对在西二旗地区建设垃圾处理厂”的条幅,抗议和围观的人群阻塞了马路,“那天晚上的抗议活动抓走了四个人,现在我们居民跟海淀区市政市容委不存在妥协的可能。”附近居民陈永莉(化名)律师在家里对《投资者报》记者说起当时的情形。

他们此举的目的是对将要筹建的“北京海淀西二旗餐厨垃圾相对集中资源化处理站项目 ”(简称西二旗垃圾站)表示反对。

根据“十一五”规划,北京市将建成北部阿苏卫、东部高安屯、西部六里屯、南部南宫等大型垃圾焚烧综合处理中心。由于选址困难,加上周边群众对垃圾焚烧不理解,目前只有高安屯垃圾焚烧场建成投入使用。显而易见,随着城市居民环境意识的迅速觉醒,北京市垃圾处理设施的建设面临空前的压力。

记者走访了北京市目前唯一建成并投入使用的大型垃圾焚烧发电厂――高安屯垃圾焚烧发电厂,它落户在朝阳区金盏乡高安屯村,具置是东五环外机场二高速转角处以东,小坝河与温榆河交汇处以西。

从马各庄东站下车,走过约一公里长的灰蒙蒙的马路,来到高安屯循环经济产业园区,会有穿过沙漠找到绿洲的感觉,现代化设施、整洁的园区给人印象深刻。然而垃圾焚烧厂外最近的两个村里,地面和空气都令人皱眉。记者现场发现,附近的居民大都面容灰暗。

五公里年油耗百万元

人口密度大,选址离居民区太近,是陈永莉反对在西二旗建垃圾处理厂的主要原因。她拿出环评报告向记者指出,根据《北京中心城控制性详细规划》(2006版),该地块规划建设项目为体育公园。北京市规划委员会在2011年11月23日公示《2011规函市政字0035 号》,将其调整为市政设施用地,建设餐厨垃圾处理站。

政府规划相对滞后,以前政府对这一块考虑得不够,没有预先留出地方,是造成现在这种困局的主要原因,中国城市建设研究院总工程师徐海云对记者表示,这也造成现在可选的地方比较少。

记者实地调查发现,筹备中的西二旗餐厨垃圾处理厂,东侧是回龙观定向安置房,距离仅约200米,陈永莉所在的领秀新硅谷小区距离垃圾处理厂也不超过500米。垃圾处理厂周围居住区密集。

陈永莉反复强调,相关部门刻意回避居民对规划变更和选址的质疑,只是说这个项目安全成熟,从技术、设施到管理一系列控制措施都很完善,不会污染。

居民区离垃圾焚烧厂多远才是安全距离,一直没有可靠标准。“目前,国家环保部的标准是300米以内不能建永久居住项目,现在有的人主张1公里、2公里,没有公认标准,关键是如何监测空气污染物浓度?”同济大学环境与工程学院教授赵由才电话中告诉《投资者报》。

徐海云曾参与了北京是门头沟区鲁家山垃圾焚烧项目可行性研究,“鲁家山是扇形收集面,收集面小,而且地方偏远,将来的运输成本非常高,而这最终的代价必将由北京市民承担。”徐海云对《投资者报》记者坦言,鲁家山项目最终能上马,是平衡现实的需要,也是无奈之举。

“由于公众对垃圾焚烧不理解,加上一些环保组织的抗议,北京市政府只好选址在一些偏远地区建比较大型的垃圾焚烧项目,实际上更好的选择是在距离垃圾产生地较近,建规模适中的焚烧厂。”徐海云对记者说。

多数受访的专家认为,垃圾焚烧厂建设应考虑垃圾运输的成本。记者根据公开资料测算,建设一个日处理量 1600 吨的垃圾焚烧厂,如果与垃圾转运站的距离每增加5公里,年运费光油耗就增加至少130万元。由于垃圾清运的责任主要落在市区环卫公司,实际上还是政府买单。

“政府规划部门单方面主导垃圾处理厂选址,也是造成选址争议的原因。有些项目事前缺乏与周边居民的充分沟通,甚至到了真正准备开工建设的环节,才让公众得知。”清华大学环境学院助理研究员岳东北向记者表示。

记者了解到,作为全亚洲垃圾焚烧“典范”的日本,在垃圾焚烧场所选址方面,除了考虑自然因素与环境因素外,还充分考虑社会各界的意见。政府主管部门已经形成一个规范的做法,就是提出多个建设方案备选,多次确定候补地区,进行广泛的调查与分析评价,采取民众反对声音较小、社会接受程度较高的方案。

在赵由才看来,尽管中国的垃圾焚烧厂选址也会听取相关专家和居民的意见,但“由于体制的差异,政府和民间的沟通没有(日本)那么充分和顺畅”。

占地少处理快 发展焚烧是关键

北京市市政市容委相关人员告诉记者,“垃圾填埋场由于长期超负荷运转,预计北京大部分垃圾填埋场在四至五年内即将封场。”

根据北京市《关于全面推进生活垃圾处理的工作意见》(2009)的要求,生活垃圾产生量增长率今后每年要降低1至2个百分点,2012年下降到5%,2015年力争实现生活垃圾零增长;此外还明确提出,2012年北京市生活垃圾焚烧、生化处理和填埋的比例为2:3:5,到2015年要调整到4:3:3。很明显,调整处理结构的关键在于发展焚烧。

“要实现上述目标,不加速垃圾处理设施建设是不可能做到的,”国内顶级环境门户网站蓝白蓝网总经理李建军告诉《投资者报》,而“垃圾焚烧厂肯定是北京市今后建设的重点。”

城市生活垃圾处理方式主要有三种:填埋、堆肥和焚烧。“与填埋相比,焚烧的方式最大的优点是减量快、占地小、技术比较成熟,臭气容易控制,对于人口密度大、土地紧缺的大城市来说,是一个理性的选择。”徐海云说,“从中国的实际情况出发,城市垃圾不采用焚烧处理,没有别的出路。”

记者了解到,生活垃圾在高达850度的焚烧炉中燃烧后,垃圾能减量50%~80% ,经分类处理后燃烧甚至可减量90%。作为世界上最早应用垃圾焚烧技术的国家,日本70%以上的垃圾被推进焚烧炉,至今仍拥有超过1400座垃圾焚烧炉,首都东京就将近60座。

欧洲国家中,德国的垃圾焚烧做得最好,焚烧处理占比约为55%。“如果不算回收利用的垃圾,焚烧的比例高达80%左右。”徐海云表示。

除了“减量快”优势,垃圾焚烧厂尤为吸引人的一个特点就是“占地面积小”。以高安屯为例,2002年建设的垃圾填埋场,设计日处理1000吨,但占地高达600亩,而旁边2008年新建的垃圾焚烧厂,日处理1600吨,占地只有70亩。

垃圾处理经济账

“垃圾填埋场全部是政府投资,而垃圾焚烧发电厂则一般采用 BOT(私人资本参与基础设施建设)模式建设,建设成本由市场上具备相关资金和技术实力的企业承担。”李建军对投资者报说,“垃圾焚烧厂虽然每吨处理量固定投资高达30万元到40万元,但特许经营具有现金流稳定、风险低的特点,依然受到市场的追捧。”

李建军为记者详细地算了一笔账:以一个1000吨/日规模的垃圾焚烧发电厂为例,固定投资大致是3至4亿元,焚烧发电作为循环经济项目上网电价高达0.75元/度,几乎可与人工成本、固定资产折旧等运营费用相抵,再加上从政府获得 150~160元/吨的居民垃圾处理费,扣除企业针对炉渣、飞灰等排放物的治污成本,企业可实现70~80元/吨的净利润,全年净利润约为2500万~2600万元。

此外,政府还会给予一定的税收优惠,通常“垃圾焚烧厂的成本回收期在10~15年,而特许经营期一般在20~25年”。

以高安屯垃圾焚烧发电厂为例,每年发电2.2亿千瓦,光供电收入就有1.65亿元。“BOT 协议由政府和企业具体商定,牵涉土地使用、废物排放、电网接入等方方面面,但一句话,企业一方肯定不会亏。”李建军表示。

赵由才对垃圾焚烧的BOT模式颇有微词,“政府既想快速处理垃圾,又不愿多花钱,采用这种非常功利的模式,难免出现问题。”相比一些发达国家,垃圾焚烧厂的公益性更强。

数据显示,2009年北京市生活垃圾处理投入资金高达百亿元,然而95%是用于末端治理,也就是垃圾处理设施建设,而在发达国家,2/3的钱花在了减量化和资源化的管理上。

监管成最大难题

“与发达国家相比,我们引进的焚烧设备和技术已达先进水平,管理上还是要落后不少。”徐海云坦言,“以二英检测为例,二英无法实时监测,国外有的是每年检测一次,有的是两年检测一次,国内的新标准倾向于半年检测一次,但中国目前还做不到随机抽检,检测数据缺乏科学性和说服力。”

记者了解到,对于二英排放中国环保部目前采用的标准和欧盟有所不同,前者为1.0,后者为0.1,单位是(ng-TEQ/Nm-3),标示垃圾焚烧烟气中二英排放浓度。近年来,迫于舆论压力,中国的新标准可能向欧盟靠拢。

标准可以制定得很高,但监管跟不上。一位不愿具名的学者对《投资者报》记者表示,政府连完全市场化的食品企业都监管不好,对于与政府“密切合作”的垃圾焚烧厂,环保部门很难有所作为。

徐海云也向记者指出“对于超标排放的处罚措施还没有出来”。2009年,中科院研究团队曾选择国内19家垃圾焚烧厂调研二英排放,结果发现几乎70%的厂家达不到欧洲标准,有16%的厂家甚至达不到中国标准。

篇11

目前,我国许多城市陷入了垃圾包围的状态。垃圾不仅污染环境,威胁人类健康,庞大数量的垃圾更侵占了大量的土地。资料显示,全世界垃圾年均增长速度为8.42%,中国垃圾增长率达10%以上,中国已成为垃圾包围城市最严重的国家之一。垃圾数量日益增长,危害人类健康,压缩人们生活的空间。垃圾减量化、无害化、资源化处理,使“放错地方的资源”合理利用已经成为当务之急。

1 垃圾处理途径和特点概述

填埋、堆肥和焚烧是垃圾处理的主要途径:垃圾填埋方式需占用大量的土地资源,填埋产生的恶臭气体(甲烷、二氧化碳)和渗滤液,直接污染大气、地表水源和地下水源。随着我国社会经济发展,垃圾填埋和城市化进程矛盾不断加深,城市生活垃圾填埋已经难以为继。堆肥是处理与利用垃圾的一种方法。利用垃圾或土壤中的微生物,使垃圾中的有机物降解,形成一种类似腐蚀质土壤的物质,常用作肥料改善土质。其优点是投资较低、技术简单、垃圾分解后作为肥料再利用;缺点是对垃圾分类要求高、分解中会产生气体污染环境。该方法适用于垃圾分类系统较完善、可降解有机物含量较高的城市垃圾处理。2013年欧盟人均产生481公斤垃圾,其中有43%被分类回收或堆肥。焚烧是垃圾处理“三化”的有效方式。焚烧后垃圾的质量、体积约为原来1/10和1/20,约2.5吨垃圾的热值和1t烟煤的热值相当,如将这些垃圾合理应用,我国每年可节煤约5000万吨,与填埋、堆肥方式相比有巨大的优势。西方发达国家在上世纪七十年代就投产了一批焚烧垃圾发电站。我国在深圳、杭州、珠海等城市也投建了多座垃圾焚烧发电站,并取得了良好的效果。近年我国出台了很多政策,例如垃圾处置补贴,垃圾焚烧发电电价补贴、税费减免等政策方针推动垃圾的资源化发展。在良好的政策引导和技术支持下,垃圾焚烧发电供热已发展成为我国城市垃圾“三化”处理的主要发展方向。

2 垃圾焚烧的条件和方式

从燃料角度来说,燃烧热值达一定值时,才能从设备、能量的投入中获得收益。当垃圾发热值>5000kj/kg时燃烧稳定,燃烧效果较好;而发热值≤3344kj/kg时,燃烧不稳定,此时需投燃油助燃。垃圾中含水量较大,需要在焚烧前进行干燥处理,一些垃圾处理过程产生有害的剧毒物质,需进行分类,这些预处理和分类会加大设备和运行的投入。垃圾焚烧技术主要有三大类:层状燃烧技术,主要是炉排炉燃烧;旋转燃烧技术,主要是回转窑燃烧;流化床燃烧技术,主要是循环流化床燃烧。

2.1 层状燃炉技术

炉排炉从上往下分为几层炉排,炉排由传动装置带动,上下各层炉排运动方向相反。垃圾燃料通过进料装置进入炉排随炉排依次由上往下移动、燃烧;燃烧产生的高温烟气经辐射和对流的方式传热给锅内给水产生高温高压蒸汽带动汽轮机发电机,低温烟气经除尘、脱硫脱销等设备达标后由烟囱排出。在炉排移动过程中,垃圾燃料依次通过干燥区、燃烧区和燃尽区。在干燥区完成垃圾燃料的干燥和加热,挥发出可燃气体等过程,是燃烧的准备阶段,需要的空气量少;在燃烧区完成垃圾燃料和可燃气体的燃烧,需要鼓入大量空气;燃尽阶段是燃料燃尽排渣阶段。垃圾组分不同,各阶段所需时间和空气量也同,合理控制炉排运转速度、给料层厚度和风量配比,才能获得更好的焚烧效果。这种燃烧方式对入炉垃圾要求不是很高,不需进行严格的预处理。但焚烧垃圾的炉排的材质规格和加工精度很高,传动机械的结构也较复杂,故设备的投入、运行和维护成本也较高。西方发达国家普遍采用这种燃烧技术,且已发展得较为成熟。

2.2 回转炉技术

炉体为倾斜的圆筒形,内壁采用耐火砖砌筑或水冷壁敷设。炉筒由电机带动旋转,内壁上有挡板,垃圾燃料由筒体旋转从下部反复带到上部,靠自重落下,与鼓入的空气和高温烟气进行充分接触,因而燃烧比较完全。调节筒体转动速度和风量即可控制燃烧,操作简单,焚烧均匀、速度快,运行和维护成本较低。回转炉的热效率较低,燃烧中会伴随着臭味,需加装脱臭装置或导入高温后焚烧。国内外一般用于医用垃圾的焚烧。

2.3 流化床技术

循环流化床的原理是燃料在流化状态下燃烧。一定颗粒燃料和脱硫用的石灰石经给料器进入炉床,空气通过炉床以一定速度向上吹入炉膛,粒状燃料在炉床上翻滚和燃烧,与空气和高温烟气充分接触,呈流化状。粗粒在下部燃烧,细粒在上部燃烧,吹出炉膛的粒子进入旋风分离器分离后,再进入炉膛中循环燃烧,燃尽后的灰渣经冷渣器后排出炉外。循环流化床着火稳定性很好,低负荷时燃烧稳定性也很好;燃料适用性广,对焚烧热值低、水份高的城市生活垃圾有很好的适用性;负荷调节范围较大,炉效率可达95%以上。循环流化床独特的燃烧方式和机理,其有害物质如氮氧化物、二 英等的产生和排放量少于其他方式,循环流化床锅炉被公认是垃圾焚烧产生二 英最少的锅炉。

3 垃圾焚烧技术中的问题

3.1 二 英

二 英是垃圾焚烧中含氯化合物产生的一种强致癌、毒性物质。目前抑制二 英产生的主要技术措施是“3T”原则:温度控制,提高炉膛温度;过程时间控制,提高高温区停留时间;过程扰动控制,提高扰动强度。另外控制燃烧的过量空气系数,采用活性炭吸附等措施也可减少二 英的产生和排放。

3.2 二氧化硫和氮氧化物

和化学燃料一样,垃圾焚烧会产生硫、氮的氧化物。垃圾焚烧电厂主要采用传统的脱硫脱硝工艺,使得烟气达到排放标准。

3.3 焚烧的灰渣

垃圾焚烧会产生飞灰和炉灰渣。这些灰渣中不仅含有二 英,还富含重金属元素(如铅、镉、铬、锌等),对人们健康的危害极大,须将垃圾焚烧后的灰渣作为危险固体废物进行处理。目前国内外主要采用飞灰固化和飞灰稳定化进行处理,如采用水泥固化填埋、密封填埋、和化学稳定后填埋等方式处理垃圾焚烧后灰渣。

3.4 渗滤液

垃圾堆放和处理会产生大量成分复杂、危害较大的渗滤液,其COD>8000mg/L,BOD>5000mg/L,会污染地表水和地下水,必须进行无害化处理。采用垃圾渗滤液回喷燃烧装置将其送入炉中燃烧是焚烧垃圾发电站的一种做法。目前对垃圾渗滤液尚无成熟的处理工艺,各研究和科研机构的研究方向主要集中在电解、催化湿式氧化、膜生物反应器等。

4 结束语

城市垃圾“三化”处理,不仅能缓解垃圾给大气、水源、土地带来的压力,还能充分利用再生能源,产生经济效益。随着社会进步和经济发展需要,越来越多的城市生活垃圾焚烧供电供热站将陆续投入运行,随之也带来了二 英、重金属,等二次污染问题。我们只有不断深入学习和探索,不断研究和发展,完善垃圾焚烧技术并使之成熟,才能使社会生活、经济效益和环境保护和谐统一,才能促进社会经济环境资源的可持续发展。

参考文献

[1]张宝峰.垃圾发电的优势及存在问题[J].西北电力技术,2005(3):42-43.

[2]魏永军,朱庚富.垃圾焚烧发电项目主要环境问题及应对措施[J].电力环境保护,2008(3):57-59.

篇12

摘要:本地化的垃圾焚烧烟气重金属产排污系数研究对污染物的准确核算具有重要意义。根据江苏省部分垃圾焚烧企业的运行状况及烟气铅、汞及镉的排放情况,采用实测法计算出垃圾焚烧行业部分炉排炉的烟气铅、汞及镉产排污系数。

关键词 :垃圾焚烧;重金属;产排污系数

中图分类号:X83文献标识码:A文章编号:1008-9500(2015)01-0036-02

近年来垃圾焚烧技术以其高温无害化、减容和减重的优点,在我国经济发达地区得到了迅速的推广和应用,但同时带来的二次污染问题,特别是重金属污染备受关注。因此控制垃圾焚烧烟气重金属排放是改善环境质量和保障人体健康的有效措施。

1985~1990年,全国工业污染源调查办公室共调查了国内40个工业行业的污染源情况[1];1994年,原国家环保总局组织的污染源调查涉及了7大工业部门,推出了工业污染物产生和排放系数手册[2]。2008年第一次全国污染源普查[3]对集中式污染治理设施的烟气量、烟尘、二氧化硫、氮氧化物的产排污系数进行了普查。但这些调查均未涵盖垃圾焚烧烟气中重金属的产排放系数。

本研究根据江苏省部分垃圾焚烧企业的排放数据进行综合分析,计算垃圾焚烧烟气中重金属的产生系数和排放系数,以期为烟气重金属排放量的核算提供技术支持,并为“十二五”期间重金属总量控制计划的宏观决策提供理论依据。

1研究方法

产排污系数是核算污染物产生量和排放量的重要参数之一。烟气中重金属的产排污系数因工艺规模、垃圾成分组成及焚烧炉型、焚烧温度、焚烧区域空气分配、烟气氛围(氧化或还原性)、烟气滞留时间、净化设施及捕集效率等运行条件的不同而有所差异[4]。

产排污系数核算一般有实测法和物料衡算法,实测法是通过实际测量烟气的排放量及铅、汞、镉排放浓度来计算各重金属排放量的方法。本研究采用实测法核算垃圾焚烧烟气重金属产排污系数。

1.1个体产排污系数

个体产排污系数是指特定产品在特定工艺(包括原料路线)、特定规模、特定设备技术水平及正常管理水平条件下求得的产品生产污染物产生系数。

1.2综合产排污系数

一次产排污系数是指同一生产工艺、同一生产规模下不同技术水平的个体系数的加权综合。一次产排污系数的权重主要考虑不同技术水平产能在总体技术水平产能中所占的比例、工艺技术水平等因素。

二次产排污系数是指不同生产工艺下的一次产排污系数的加权综合。二次产排污系数的权重主要考虑不同规模水平产能在总体规模产能中所占的比例。

本研究主要针对江苏省内采用炉排炉工艺、“半干法+活性炭喷射+布袋除尘”烟气处理工艺的企业进行了调查研究。抽样方案所调查企业的设计能力占同类型企业处理能力总和的50%以上,兼顾各企业的地理位置分布,共选取32家垃圾焚烧企业,32台焚烧炉,单台处理能力介于250~500t/d之间,总处理能力达10750t/d。样本企业的实际处理量及烟气中铅、汞及镉排放情况见表1。

2结果与分析

本研究选取的垃圾焚烧炉均为同一工艺(炉排炉)。由于垃圾组分的不恒定以及焚烧过程中气固相分配迁移的影响,造成焚烧炉的产排污系数差别较大。经加权后,铅的产污系数为8.1074g/t、汞的产污系数为0.8916g/t,镉的产污系数为0.7118g/t;铅的排污系数为0.1054g/t、汞的排污系数为0.0225g/t,镉的排污系数为0.0191g/t。

所选各处理能力的焚烧炉产排污系数、二次产排污系数见表2。

3结语

(1)本研究采用实测法计算得到了垃圾焚烧行业炉排炉的烟气中铅、汞及镉一次、二次产排污系数。虽然样本数量较少、炉型单一,但弥补了污染源普查的不足。

(2)为完善垃圾焚烧烟气中铅、汞及镉综合产排污系数,需进一步加强处理规模及其焚烧炉的样本数量、炉型数量、烟气处理技术水平等因素对产排污系数的影响研究,从而得到更为科学的产排污系数,为烟气重金属排放量的核算提供技术支持。

参考文献

1国家工业污染源调查办公室.全国工业污染源调查评价与研究[M].北京:中国环境科学出版社,1990.

2国家环保局科技标准司.工业污染物产生和排放系数手册[M].北京:中国环境科学出版社,1998.

篇13

中图分类号:C35文献标识码: A

一、城市垃圾焚烧发电技术的工艺流程

1、垃圾储存

垃圾车从物流口进入厂区,经过地磅秤称重后进入垃圾倾卸平台,卸入垃圾池。垃圾在垃圾池内存放约5天,在贮存池实现垃圾的搅拌、混合、倒垛,贮存于垃圾池的垃圾产生一定数量的渗沥液由布置于垃圾池底部的隔栅渗出,汇集于垃圾池外的污水沟内,经污水沟流至污水池内暂时存储。

2、垃圾焚烧

贮坑内的垃圾通过垃圾吊车抓斗抓到焚烧炉给料斗,经溜槽落至给料炉排,再由给料炉排均匀送入焚烧炉内燃烧。垃圾在炉排上通过干燥、燃烧和燃烬两个区域,垃圾中的可燃分己完全燃烧,灰渣落入除渣机并将其排出并收集。

3、余热发电

焚烧垃圾过程中释放的热量在经过余热锅炉后转化成蒸汽,高温蒸汽带动汽轮机组发电。

4、烟气处理

垃圾焚烧炉产生的烟气含有大量的粉尘,HCl,HF,SO2等酸性气体及二英、重金属等有毒物质,必须要科学合理地清除以上有害物质,避免造成环境二次污染。净化处理烟气工艺通常有三种方法:半干式反应塔与袋式除尘器结合、干式反应塔与袋式除尘器结合、湿式反应塔与袋式除尘器结合。

5、垃圾渗滤液处理

垃圾贮存坑垃圾渗沥液,属于高浓度有机污水,色度高,有异味。垃圾渗沥液中有机物主要含低分子量的脂肪酸类物质、腐殖质类高分子的碳水化合物类物质、中等分子量的黄霉酸类物质。渗沥液中BODS,CODcr,SS浓度很高,氨氮、金属离子含量高,并含有病源体等污染物。垃圾渗沥液由于成分极其复杂,如果用一种常规水处理方法很难把它处理达标。所以,一般需要不同类型工艺方法组合处理,才能做到达标排放的要求。现阶段比较先进的垃圾渗透处理技术是一种基于膜生物反应器的新兴技术,这种处理装置分为生化与超滤两部分,可有效实现垃圾处理的达标排放。

6、炉渣处理

垃圾燃烧后得到的炉灰、炉渣,其份额可达原垃圾的百分之十五。炉渣是可以回收利用的,加工处理之后可用于建筑、铺路、制砖等领域。还有在焚烧过程中产生了一些无回收价值的飞灰,需经无害化处理,最终填埋于地下。

二、垃圾焚烧发电技术分析

1、炉排炉焚烧技术

目前,炉排炉焚烧技术已经成为我国大中城市的首选垃圾处理方法,并且逐渐与发达国家接轨。该技术的主要原理是:将收集到的垃圾通过进料口倒入炉排,然后在大量氧气、燃油的条件下进行燃烧,并且通过炉排的机械运动来对垃圾进行进一步的混合和搅动,从而实现了垃圾的干燥和燃烧。炉排可以分为斜推式、平推式、滚筒式和逆推式,其对垃圾的处理能力可以达到1200t/台・d,已经成为我国处理能力最大的焚烧炉型。炉排炉焚烧具有设备年运行时间长、技术较为成熟、垃圾处理成本较低、飞灰少、适用性比较广等优点,但是其还具有停炉和开车过程中会由于二英而产生一个温度区间(360-820℃),如果后期控制不合理也会产生二英,造价及维护费用较高等缺点。

2、流化床焚烧技术

流化床焚烧垃圾处理技术是我国相关部门比较倡导的一项节能环保技术,其主要的工作原理是:将砂或炉渣铺在炉膛内部,并将其加热到600℃以上,同时还要在炉底鼓入200℃的热风,然后将分类好的垃圾放入炉内,掺入煤粉然后一起燃烧和翻腾,因为砂粒在沸腾状态下具有较为理想的传热效能,有助于垃圾的充分燃烧。燃尽的垃圾会逐渐沉落到底部,同砂粒和不可燃物一起排出炉外,然后对其进行有效的分离,将分离出来的砂粒通过提升设备输送到炉内继续使用。流化床焚烧处理技术的单炉处理能力在500t/台・d。其具有的优势为:燃烧彻底、可以有效的避免二英的形成、运行稳定可靠、垃圾减量化程度高、燃烧热效率较高。缺点主要有年运行时间较短、需掺煤才能充分燃烧、垃圾处理成本较高、设备对处理垃圾的均匀性具有较高要求、烟气中灰尘量大以及设备检修相对较多等。

3、热解炉焚烧技术

热解炉焚烧技术主要是在隔绝空气的条件下进行的,并且将垃圾中存在的有机质顺利分解,其中产生的热烟气要经过NaOH碱液进行净化处理。该方法属于一种新型处理技术,设备投资比较少,炉型结构简单,但是该炉的热解能力比较小通常在150t/台・d以下,烧渣残留含碳量比较高,所以并无法满足大城市大规模垃圾处理的迫切需求。

三、垃圾焚烧发电技术在我国的应用前景

1、垃圾焚烧发展的潜力

垃圾的分布和产量与城市和人口的分布有着密切的关系,我国在2012年的垃圾清运量达到了2.5亿吨,每千克垃圾的热量为4200kJ,因此,垃圾每年可以为人类提供大量的资源。据专家估计,到2015年我国大中城市的垃圾基本上都能够达到焚烧的要求,这样的垃圾如果按照5000kJ/kg的热值计算,则能够提供1250TJ的热能。所以,垃圾焚烧发电具有较大的资源潜力。

2、垃圾焚烧发电的相关政策支持

国家的相关政府部门对垃圾焚烧发电技术给予了大量的政策支持。目前,我国已经建成的垃圾焚烧发电装置基本上都是政府投资兴建的,而且都分布于经济条件比较好的大中城市。在2000年,国家的环保部门出台了与垃圾焚烧发电相关的规范和标准。2011年11月中央也对垃圾焚烧发电提出了优惠政策。除此之外,国家的一些机构也制定了相关的法律条款用以鼓励垃圾焚烧发电的研发。在垃圾焚烧发电相关政策制定过程中,我国借鉴了国际成功经验,并从我国当前的基本国情出发,制定出了一套适合我国相关产业发展的支持及优惠政策。

3、目前垃圾发电存在的有关问题

如今,虽然垃圾焚烧发电处理技术在我国获得了快速的发展,但是其中存在的问题在一定程度上阻碍了该技术的发展,具体问题主要包括了:(1)投资机制存在的问题。我国和发达国家的垃圾焚烧发电的投资完全由政府部门支持,究其主要原因是因为各地区自身缺乏建设发电厂的能力,而且有些企业也未意识到垃圾焚烧发电处理的重要性,从而导致一些具体的操作无法实施。(2)垃圾焚烧发电的电价比较低。由于垃圾焚烧电厂的造价比较高,而仅仅依靠发电来弥补投资是不可能的。在很多大城市,政府给予了垃圾焚烧发电厂适当的补贴,但是0.7元/度的电价还导致发电厂无利润可得。(3)我国垃圾焚烧发电技术比较落后。如今我国采用的垃圾焚烧发电技术还仅仅处于起步阶段,而且还有很多因素影响和制约了发电技术的发展,具体主要有:一是,我国还没有掌握垃圾焚烧的核心技术;二是,我国生活垃圾自身的热值比较低;三是,建设筹资难度大。因此需要相关部门和技术人员对已有的技术进行改进,以更好的促进该技术在我国的发展。

结束语

经过对比可知,城市垃圾的焚烧处理是对垃圾无害化!减量化!资源化处理的最佳方式,同时也是我国提倡的可持续发展及循环经济的战略目标。我国城市燃气系统一直在大力建设中,因此城市垃圾的热值将会得到提高,现阶段垃圾焚烧发电技术也逐渐成熟。以发展的眼光看,城市垃圾焚烧埋藏着巨大的潜力。

参考文献

[1]记者董芳.我市生活垃圾基本实现无害化处理[N].大同日报,2014-07-27001.

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