浅谈垃圾焚烧发电技术.docx

浅谈垃圾焚烧发电技术 摘要：本文介绍了垃圾焚烧发电技术的相关信息，包括其必要性、可行性，分类和原理，优点和局限性，以及应用现状和相关的扶持政策，最后分析了其广阔的发展前景。关键词：垃圾；焚烧发电；原理；现状；政策Warrior-mage about the MSW Power Generation Dai Long(Harbin institute of technology， College of energy resources Class 0821104， Student ID 1080210425)Abstract: This article introduces the MSW Power Generation, including its necessity and practicability, classification and principles, and strengths and limitations of the present situation and related policy, the final analysis, supported the broad prospects.Key words: garbage; Burned in power generation; principle; present situation; policy随着人类社会的进步，一方面，资源不断消耗，其中化石燃料像石油和天然气，如果不加节制的开采，将面临枯竭；另一方面，伴随着人类的生产和生活，产生了不计其数的垃圾，污染环境，危害人体健康。如果有一种方法能将垃圾变为可用能源，那将是人类的福音。而本文要介绍的垃圾焚烧发电就是这样一种技术。城市生活垃圾是当前世界各国面临的主要环境问题之一，也是目前我国存在的最突出的环境问题。随着我国经济的快速发展，城市人口的大量增加、城市规模的日益扩大以及人民生活水平的不断提高，生活垃圾产生量逐年增长，不可避免地带来了大量的垃圾排放。1995年以后，我国城市生活垃圾年清运量均超过一亿吨，且以每年3%左右的速度增长。对垃圾的处理不当，会对环境造成巨大的危害，如占用土地，污染土壤和地下水源；污染大气，影响空气质量；传播疾病，危害居民健康等。因此，如何无害化处理生活垃圾，如何对垃圾处理进行有效的管理已经成为亟待解决的问题。【1】与此同时，城市垃圾成份与其经济发达程度、居民生活水平及生活习惯密切相关，经济发达的地区和城市，不仅垃圾产量高，而且由于城市居民所用燃料与食品结构发生了变化，垃圾中的灰分明显下降，垃圾含水率降低，垃圾的低位发热量明显提高，这就为垃圾焚烧发电提供了有利条件，并且利用城市垃圾焚烧发电也达到了垃圾无害化、减量化和资源化的目的。【2】这样，垃圾焚烧发电技术不仅具有实施的必要性，而且具备了可行的有利条件。让我们一起来对垃圾焚烧发电技术做个比较全面的了解。一垃圾焚烧技术的分类与原理。垃圾焚烧发电技术按其原理不同为以下三类：1.炉排炉焚烧技术。炉排炉焚烧是我国大城市的主要选择，这与发达国家焚烧处理的发展完全一致。其技术原理如下：垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排，在以燃油为辅助燃料、大量氧气助燃的条件下，通过炉排的机械运动促进垃圾的搅动和混合，实现垃圾的干燥、燃烧和燃烬。炉排可分为平推式、斜推式、逆推式和滚筒式，处理能力可高达1 200 t台d，是目前处理能力最大的焚烧炉型。炉排炉焚烧的主要优点有：技术较为成熟，设备年运行时间可达8 000 h以上，垃圾处理成本较低(每吨垃圾处理成本基本上低于100元)，广泛适用于各类生活垃圾，飞灰少。缺点是：开车和停炉时炉温经过二恶英产生的温度区间(360820)，在控制不完全的情况下易产生二恶英，燃烧效率相对流化床偏低，造价及维护费用较高。2.热解炉焚烧技术。热解炉焚烧是在隔绝窄气条件下，垃圾中的有机质分解，热烟气采用NaOH碱液净化的技术。此方法是i种焚烧法中最新方法，炉型结构简单，设备投资比炉排炉低约50，但热解炉设备处理能力较小(一般为150 t台d以下)，烧渣残碳量高，并不适合大城市大规模处理垃圾需求，所以应用较少。热解炉的主要的供货厂商有加拿大瑞威环境技术有限公司和深圳汉氏同体废物处理设备有限公司。3流化床焚烧技术。流化床垃圾焚烧处理技术是我国明确推荐的节能环保技术。流化床工作原理如下：炉膛内铺有大量的砂或炉渣，将其加热到600。C以上，并在炉底鼓入200以上的热风，向炉内投入经分类、破碎等预处理的垃圾，掺入煤粉(国家规定掺烧燃煤比例应低于20)同热砂一起翻腾、燃烧，由于砂粒处于沸腾状态所以炉内传热传质良好，垃圾燃烧迅速。燃烬的垃圾落到炉底，不可燃物和砂粒一起排出后分离，砂粒再通过提升设备送回到炉中循环使用。流化床的处理能力在焚烧炉型中较为适中，单炉处理能力一般为500 t台d。垃圾焚烧发电的主要工艺流程如图所示。图1垃圾焚烧发电主要工艺流程综上所述，炉排炉焚烧对垃圾的质量和成分要求较低，处理量大，飞灰量少；而流化床焚烧对进料要求高，处理量稍小，飞灰量较大，应用不及炉排炉普遍。但采用循环流化床焚烧处理垃圾可以有效地消除二恶英，随着我国垃圾焚烧环保标准的不断提高，循环流化床的应用数量和处理能力会进一步提高。【3】二垃圾焚烧发电的优点及存在的问题。1.垃圾焚烧发电的优点。与传统的垃圾处理方法相比，垃圾焚烧发电处理具有如下优点：（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，尤其是对于那些可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等焚烧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。采用垃圾焚烧技术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；（4）有利于实现城市垃圾的资源化。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）处理效率高。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，对于经济发达的城市，尤为重要。基于以上这些优点，可以说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。【1】 2.存在的问题。垃圾焚烧发电在我国还处于初级阶段，还有许多方面需改进和提高。垃圾发电当前遇到的关键问题是电站的发电量波动性大，稳定性小。其原因是垃圾中可燃废弃物的质量和数量随季节和地区的不同而发生明显变化。因此，垃圾焚烧电站的多余电力向电力公司出售时，给予的评价较低，价格不高，主要靠国家政策扶持。另外，垃圾焚烧发电本身属于环保项目，如果处理的不好可能造成二次污染。【2】三垃圾焚烧发电应用现状。1国外现状。垃圾焚烧技术在西方发达国家已有很长的发展历史，最先利用垃圾焚烧发电的是德国和法国。德国至1995年已建成垃圾资源化焚烧厂53座，年焚烧垃圾10107 t，超过垃圾总量的30。丹麦和瑞典分别有70和80的垃圾用来发电。法国已建成近300座垃圾焚烧厂，城市垃圾焚烧处理率达到38。巴黎90的垃圾经4个焚烧工厂处理后向全市供热，年处理垃圾17106t。美国政府支持并推动垃圾焚烧发电厂建设，1991年有近300座垃圾电厂投入运行。日本自1965年采用垃圾焚烧发电以来，焚烧法已成为垃圾的主要处理方法，拥有不同规模的垃圾焚烧厂1 900余座，其中垃圾发电厂100多座，日处理52104t，目前焚烧处理的垃圾比例占80。2国内垃圾发电现状。从1988年我国第一座垃圾发电厂在深圳诞生以来，发展迅速。天津双港垃圾焚烧发电厂工程投资6亿元，从欧洲引进设备，日处理垃圾1 200 t，装机容量18 MW，发电上网，相当于节约标准煤48104 t。上海浦东新区生活垃圾焚烧发电厂工程，共有3条垃圾焚烧处理线，2套85Mw发电机组，日处理垃圾l 000 t，总投资67亿元。北京第一座垃圾焚烧发电厂为高安屯生活垃圾焚烧厂，日处理生活垃圾1 600 t，是目前亚洲单线规模最大的项目。该项目采用B00模式，总投资超过8亿元。该厂每年焚烧533105 t垃圾，余热发电22108 kWh，相当于每年节约70104 t标准煤。湖北省以武汉为示范点，规划在10年内，在武汉周边兴建35座焚烧垃圾发电厂。目前武汉第三座垃圾发电厂已在建设中，该项目投资53亿元，采用垃圾与煤混合焚烧发电。该项目计划日处理2 000 t垃圾，年发电量约35x 108 kWh。西南地区首个垃圾发电厂为重庆同心垃圾发电厂，2005年开始投产，2套焚烧设备日处理垃圾1 450 t，发电33105kWh。我国浙江省和广东省的垃圾发电厂发展较快。截至2005年底，两省垃圾发电厂装机容量288 MW，占全国23左右。浙江省投入商业运营的垃圾发电厂12家，总装机容量116 Mw，其中垃圾焚烧发电厂11座，总装机容量114 MW；垃圾填埋气发电厂1家，装机容量194 MW；垃圾发电占垃圾处理量的27。广东省建成的垃圾发电厂16座，总装机容量约172 Mw，其中垃圾焚烧发电厂15座，总装机容量116 Mw；垃圾填埋气发电厂1座，装机容量2596 MW。截至2007年底，我国垃圾焚烧发电厂总数已达75座，其中建成50座、在建25座。2008年，我国上海江桥垃圾发电厂技改扩能项目、成都九江垃圾发电项目、青岛小涧西垃圾发电项目、邯郸市垃圾填埋气发电等项目已陆续开工建设。有关专家预计，到2020年我国将新增垃圾发电装机容量约3 300 MW。【4】根据2006年统计数据HJ，我国现有生活垃圾处理厂419座，生活垃圾处理厂及处理能力对比见表1。【3】 表1我国生活垃圾处理厂及处理能力对比分析四政府扶持政策。垃圾焚烧发电属于新兴技术，市场和技术都还不够完善，但它又能为社会带来巨大的经济和环保效益，因此各国政府都应发挥其作用，积极扶助垃圾发电技术的成长和发展。我国中央和地方政府都很支持垃圾焚烧发电产业的发展，目前建设的垃圾焚烧发电装置的投资大都来源于当地财政，都是在经济条件相当好的大中城市。国家环保总局在2000年出台了有关垃圾焚烧发电的污染控制标准和规范。中央在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的优惠政策，这一政策非常明确且易于操作。此外，国内的一些机构正在通过法律条文形式鼓励进行可再生能源发展的研究以及其它相关的准备工作。参考国际上的经验，垃圾焚烧发电可以作为被鼓励的技术之一包含其中。欧洲在垃圾焚烧发展方面的成功经验可以借鉴，它是与欧洲各国垃圾处理的体制和政府制定的优惠政策密切相关的。从体制上，垃圾处理和资源化利用已经成为成熟的产业，大部分由私营公司和企业来运营，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的价格；从标准上，欧洲各国制定严格的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的政策鼓励垃圾焚烧发电项目的实施，如英国在其非化石燃料公约、德国在其新能源法中都规定：垃圾直接焚烧发电的电力电量强制上网，并实施电价补贴或绿色电价，在英国3.4便士/kwh，在德国20芬尼/kwh。因此我国也应考虑逐步制定合理和优惠的政策促进垃圾焚烧发电的发展。【1】五前景展望。我国人口众多，人均土地少、资源少，而垃圾焚烧发电技术将环境保护和能源节约结合起来，符合我的国情和发展战略。未来垃圾发电技术的发展有三大动力，一是人类对于能源的需求不断加大，而随处可见的垃圾将是理想的替代品；二是人们的环保意识日益强烈，那么处理垃圾的垃圾焚烧发电技术将成为首选之举；三是政府对于垃圾焚烧的扶持以及相关法律法规的完善将为垃圾焚烧技术提供良好的外部环境。此