第5章 垃圾发电技术2

1、成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院自动化工程系电气教研室自动化工程系电气教研室雷永锋雷永锋 Garbage；Rubbish；Refuse；Waste(s)；(Am.)arbage；Trash；Litter 垃垃”字从土从立，字从土从立，“土土”即土块、土粒，即土块、土粒，“立立”指指“独立独立”，故，故“垃垃”字指散落在字指散落在平地上的独立土块、土粒。平地上的独立土块、土粒。“圾圾”字从土字从土从及，从及，“土土”即土块，即土块，“及及”指指“手头手头”、“伸手可及伸手可及”，引申为，引申为“身边身边”、“近近处处”。故。故“圾圾”字指身边的土块。字指身边的土块。“垃圾垃圾”指

2、指“身边的散落土块或土粒身边的散落土块或土粒”。 垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理。垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理。其中：一是对燃烧值较高的进行高温焚烧（也彻其中：一是对燃烧值较高的进行高温焚烧（也彻底消灭了病源性底消灭了病源性生物生物和腐蚀性有机要物），在高和腐蚀性有机要物），在高温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热能转温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热能转化为高温蒸气，推动涡轮机转动，使发电机产生化为高温蒸气，推动涡轮机转动，使发电机产生电能电能。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理，最后干燥脱硫，产生一种气体叫甲烷，也处理

3、，最后干燥脱硫，产生一种气体叫甲烷，也叫叫沼气沼气。再经燃烧，把热能转化为蒸气，推动涡。再经燃烧，把热能转化为蒸气，推动涡轮机转动，带动发电机产生电能。轮机转动，带动发电机产生电能。垃圾填埋气发电技术的地位和作用 垃圾填埋气发电技术是一门专项应用技术，是随着社会发展而产生的，它的应用领域比较狭窄，但应用技术设计的学科跨度比大，面也较广，技术应用后带来的直接社会作用效果和影响面都很大，甚至可以说和每一个人的生活都息息相关，它在为每一个人提供一定程度的服务。掌握这门技术，本身能提高学生多方面知识和工作技能，同时能让理解这项技术的人对社会、生活产生更加深刻的理解，技术应用的外延富有哲理性 在废、宝的

4、相对性、社会发展的持续性和理性的社会发展观三个方面。 返回社会经济与垃圾排放基本情况 国外情况 国内情况国外的经济及垃圾情况 以芬兰为例 经济指标： (一) GDP: 1,323亿美元 (二)平均每人所得:25,517美元 (三)经济成长率:1.6% (四)工业成长率:2% (五)失业率:9.1% (2002年12月) (六)消费者物价指数:+1.6%(以2000年为基期) (七)外汇准备(12月):94.4亿美元 (八)进口:360亿5千7百万美元 (九)出口:479亿5千6百万美元 芬兰垃圾情况 芬兰首都赫尔辛基每年人均生活垃圾达公斤。有效地对城市垃圾进行分类处理和回收，不仅有利于维护城市

5、环境，还可以变废为宝。根据芬兰年颁布的垃圾法，垃圾制造者必须将垃圾进行分类，然后由垃圾车送到垃圾处理厂进行分类处理和回收利用。 返回国内经济情况 自2003年以来中国已连续3年超过9%的经济增长，与此同时，中国广义货币的增长始终在GDP增长速度的两倍以上，M2对GDP的比率已达到180%，远远高于世界其他国家。国务院常务会议明确了“突出重点、区别对待、有保有压、适度微调”的调控原则，并提出坚决遏制固定资产投资过快增长，坚持把好土地、信贷两个闸门，严格执行技术、环保、安全等市场准入标准 在经济活动中，由于发展经济与自然生态环境之间的关系处理得不好，已经出现了各种严重的生态问题，空气污染、水质污染

6、、森林消失、土壤沙化、资源枯竭资源枯竭等等，这些问题既严重影响经济发展，又严重影响人民生活质量的提高。我国垃圾现状 近十年来，我国城市垃圾产生量大幅度增加。自 1979 年以来，我国的城市垃圾平均以每年 8.98% 的速度增长，少数城市如北京的增长率达 1520%。2005年城市生活垃圾产生量已达1.52亿吨，预计到2010年将达到3.1亿吨。 我国城市生活垃圾构成拥有以下变化趋势： （1）有机物增加； （2）可燃物增多； （3）可回收利用物增多； （4）可利用价值增大。 浅析生活垃圾焚烧发电厂下月开建 来源：大连晚报 编辑：叶鹏 时间：2010-05-31首席记者 张晓昭 本报讯 大连市城市

7、中心区垃圾焚烧处理设备采购签约仪式昨日举行。此举意味着“大连市城市中心区生活垃圾焚烧发电厂进入实质性的设计、建设阶段”。 签约双方是大连泰达环保有限公司与日本日立造船株式会社。垃圾焚烧处理设备是焚烧发电厂的关键技术设备，通过国际招标的方式确定日本日立造船株式会社为进口关键设备的供货商。该项目计划今年6月动工，2011年下半年试运行。 大连市城市中心区垃圾焚烧发电项目位于甘井子区拉树房村，项目总投资约7亿元人民币，采用国际先进的处理设备机械炉排炉处理工艺。日处理生活垃圾1500吨，每年可处理生活垃圾54.75万吨，上（东北电网）网电量约1.67亿度，主要服务于大连市中心城区生活垃圾的无害化、资源

8、化、减量化处理，是大连市规划建设的第一个垃圾焚烧发电项目。 记者从有关部门了解到，生活垃圾焚烧发电厂运行后，可基本解决当下我市中心城区生活垃圾处理问题。有关部门正在规划垃圾焚烧发电二期项目。报道刨面图吊装车间城市生活垃圾现状 我国城市居民每人每天能制造1.2公斤的生活垃圾。一个家庭按三口人计算，一天就是3.6公斤，一年下来就要制造生活垃圾1.32吨。 1.32吨每人584.8万人=1941.536万吨 我国对垃圾的无害化处理却只有20%。据有关部门统计，我国每年产生的垃圾多达1.7亿吨，实际清运能力为1.4亿吨，年处理费用高达数10亿元。也就是说，每年至少有3千万吨的垃圾因无法清运被随意丢弃。

9、在被清运的1.4亿吨垃圾中，又有近一半未能进行无害化处理而堆放在露天中，日复一日、年复一年地向空中散发臭气、向地下渗透污水，污染了空气和地下水资源，恶化了我们的生存环境。众望所归！是么？垃圾是否可以这样烧？问题所在 夕阳产业。在国内外已开始进入萎缩期。目前有超过15个国家和地区，通过了对焚烧垃圾的部分禁令。生活垃圾焚烧烟气中的二恶英是近几年来世界各国所普遍关心的问题。二恶英类剧毒物质对环境造成很大危害，有效控制二恶英类物质的产生与扩散，直接关系到垃圾焚烧及垃圾发电技术的推广和应用。二恶英（拼音：r yn，英文：Dioxin)全称分别是多氯二苯并-对-二恶英 polychlorinated di

10、benzo-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为多氯二苯并二恶英（PCDDs）；由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃（PCDFs）。每个苯环上都可以取代14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。 自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小，因此，环境中的二恶英很难自然降解消除。它包括210种化合物。它的毒性十分大，是砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称，万分之一甚至亿分之一克的二恶英就会给健

11、康带来严重的危害。二恶英除了具有致癌毒性以外，还具有生殖毒性和遗传毒性，直接危害子孙后代的健康和生活。因此二恶英污染是关系到人类存亡的重大问题，必须严格加以控制。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。 二恶英具有类似于“12大危害物”的特性，“12大危害物”是一组被称为持久性有机污染物的危险化学物质。实验证明二恶英可以损害多种器官和系统，一旦进入人体，就会长久驻留，因为其本身具有化学稳定性并易于被脂肪组织吸收，并从此长期积蓄在体内，可能透过间接的生理途径而致癌。它们在体内的半衰期估计为7至11年。在环境中，二恶英容易聚积在食物链中。食物链中依赖动物食品的程度越高，二恶英聚积的程度就越高。

12、自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小，因此，环境中的二恶英很难自然降解消除。它的毒性以LD50表示，专业术语叫“半数致死量”。它的毒性十分大，是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。环保专家称，二恶英常以微小的颗粒存在于大气、土壤和水中，主要的污染源是化工冶金工业、垃圾焚烧、造纸以及生产杀虫剂等产业。日常生活所用的胶袋，PVC（聚氯乙烯）软胶等物都含有氯，燃烧这些物品时便会释放出二恶英，悬浮于空气中。12 化学式：C12H4Cl4O2 四项基本原则不分拣到位不焚烧不分拣到位不焚烧不财政全额不焚烧不财政全额不焚烧不公平补偿不

13、焚烧不公平补偿不焚烧不公开透明不焚烧不公开透明不焚烧不分拣到位不焚烧不分拣到位不焚烧 健全的垃圾分类是垃圾焚烧发电的前置条件，是不可超越的历史阶段，这早就是社会共识。现在的问题，不是有没有这样的社会共识，不是公众的素养够不够，而是城市政府到底有没有决心。不财政全额不焚烧不财政全额不焚烧 去年4月的一个研讨会上，主烧派旗手、清华大学教授聂永丰欢呼：“我国垃圾焚烧发电在2008年-2015年将迎来黄金时期。”他为什么会如此情不自禁？中国城市建设研究院一位负责人当时就道破天机：由于获得回报相对稳定，垃圾焚烧设施备受投资人青睐，所以比较容易市场化；特别在当前全球经济严峻的形势下，会有更多的投资人将目光

14、转向能源领域和环保领域，以寻求长期的、稳定的投资回报。（引自中国固废网4月26日报道）不公开透明不焚烧 多伦多市多伦多市民及环保团体常常半夜出击去垃圾焚烧民及环保团体常常半夜出击去垃圾焚烧厂厂“抓现行抓现行”，监督有无违法垃圾焚烧，那种境界，监督有无违法垃圾焚烧，那种境界我们差了十万八千里。原因很简单，谁敢出击去我们差了十万八千里。原因很简单，谁敢出击去垃圾焚烧厂垃圾焚烧厂“抓现行抓现行”？看工厂保安不一棍子把你？看工厂保安不一棍子把你打出来。围墙一入深似海，天知道里面咋个烧？打出来。围墙一入深似海，天知道里面咋个烧？不公平补偿不焚烧 垃圾焚烧发电不可避免的环境风险，显然要对周边居民的物业带来

15、一定损失，既有损失就该赔偿，不能说为了所谓整体利益、多数人利益，少数人损失了就损失了。私有财产不可侵犯，不仅是指不被私人侵犯，不被民间侵犯，更包括不被所谓整体利益、多数人利益所侵犯。我们不要PS的照片梦回唐朝菊花古剑和酒被咖啡泡入喧嚣的亭院，异族在日坛膜拜古人的月亮开元盛事令人神往，风吹不散长恨，花染不透乡仇，雪映不出山河，月圆不了古梦。沿着掌纹烙着宿命，今宵酒醒无梦，沿着宿命走入迷思，梦里回到唐朝；今宵杯中映着明月，男耕女织丝路繁忙，今宵杯中映着明月，物华天宝人杰地灵，今宵杯中映着明月，纸香墨飞词赋满江，今宵杯中映着明月，豪杰英气大千锦亮。今宵杯中映不出明月，霓虹闪烁歌舞升平，只因那五音不全

16、的故事，木然唱合没人失落甚麽，沿着掌纹烙着宿命今宵梦醒无酒，沿着宿命走入迷思梦里回到唐朝；忆昔开元全盛日！天下朋友皆胶漆！眼界无穷世界宽！安得广厦千万间！国外垃圾发电概况国外垃圾发电概况1.1.美国美国从80年代起先后投资20亿美元兴建了90座，总处理能力达3000万t/d的垃圾电厂。到1990年已发展到400座焚烧厂、焚烧率达18%，到2000年将提高到40%.美国垃圾发电厂处理能力都较大，1985年在纽约建造了当时最大的垃圾电站，日处理能力2250t.1991年投产的垃圾平均处理量为1400t/d.下面以美国H-Power夏威夷垃圾发电厂为例作以介绍。1 a.工艺流程垃圾焚烧前，经一系列输

17、送、筛选和粉碎装置，把那些不易处理和不能燃烧的垃圾清理掉。然后，在1000的高温下焚烧，形成的残渣、液态造粒（惰性灰渣），送出填埋；烟气在排放前经注入石灰脱硫中和酸性气体，并传热给水变成过热蒸汽，入蒸汽轮机发电，烟气经锅 炉尾部受热面后，经静电除尘，除尘达标后入烟囱排放，静电除尘的细灰运出做建材综合利用。 b.主要技术参数处理垃圾能力2160t/d垃圾焚烧炉出力2854t/d垃圾保证运输量561600t/a垃圾保证处理量561600t/a发电最大出力570MW（可供40000户家庭用电需求） c.运营实绩H-Power年可提供全市6%的电力，在6年运行中，已处理了400万吨垃圾，相当于全岛垃圾

18、的90%以上，这些垃圾所发电力相当于燃用500桶原油发出的电力，而且焚烧过程不需任何掺和剂（辅助燃料）。 H-Power是市政立项最大公共事业工程之一，并无任何诸如税收等方面的“优惠”。在市政府看来，H-Power尽管有功于环境及旅游，但它和任何企业一样，没有什么特殊，因此建设费高达1.8亿美元，它必须承担所有的经营费用，而且还要支付贷款利息，债券和其他费用。 H-Power负责人说：到2010年电厂所有建设贷款还清以前，每年运营费和贷款利息为2600万美元。不过，运营是成功的，1997年电力销售收入达到了2700万美元。电厂的能量转换效 率已超过了电厂设备的保证率（25%），更主要的是它是环

19、境治理的典型代表，将可能被埋掉 并污染环境的垃圾转换成可利用的电能，至于垃圾焚烧后产生的灰渣已不会对环境构成任何威胁，负责人很自信地说：垃圾电厂能满足州政府环保局的一切环保标准。 1.2.日本日本通产省规划到2000年垃圾发电装机达2000MW，为达此目标，通产省积极组织力量， 解决有关技术问题，并通过发行股票债券等方式进行融资，用以兴建垃圾电厂。 迄今，日本垃圾电厂最大出力为东京都江东清扫工厂，达15MW，最小的垃圾发电厂为广岛市的宇佐南清扫工厂，仅有0.5MW.计划在2000年动工的福田县大年田市垃圾电厂，发电功率13.4MW，计划在2002年投运。 日本城市生活垃圾废塑料较多，焚烧后产生

20、的HCL浓度过高，对锅炉产生严重腐蚀。由于日本垃圾成份中聚氯乙烯废塑料含量（即氯含量）过高，故日本垃圾电厂的蒸汽温度一般300 ，汽压也低为1.3MPa，所以电效率仅有10%15%.目前采取改进锅炉材质及表面镀层技术 ，以提高耐腐蚀能力。现今蒸汽温度可达400以上，汽压提高到4.0MPa以上，发电效率也提高到25%以上。 1.3.其他国家英国于70年代初，在伦敦市埃德蒙顿建立垃圾电厂，是当时世界上最大的垃圾电厂，共有5台滚动式炉排式锅炉，年处理垃圾40万吨，接着在诺丁汉。泽西及考文垂各郡都先后建起了比较大的垃圾电厂。 法国现有垃圾焚烧炉300多台，可处理40%以上的城市垃圾，在巴黎附近的ISS

21、Y厂，有4450 t/d的马丁式焚烧炉。 国内垃圾电厂的概况国内垃圾电厂的概况澳门：澳门已建一座2300t/d的垃圾电厂，1992年投入运行，实现了澳门垃圾的全部焚烧处理 . 深圳：深圳市市政环卫综合处理厂，是我国在澳门回归前第一个垃圾电厂，已于1988年投入运行。其主要设备有3150t/d三菱重工马丁式焚烧炉，313t/h双锅筒自然循环锅炉（三菱重工引进），4MW汽轮发电机组（杭州汽轮机厂及杭州发电设备厂产品）。 该厂目前运行良好。值得一提的是，其中第三台焚烧炉为杭州锅炉厂引进日本三菱重工技术制造的，从而使垃圾焚烧炉这一关键设备实现了国产化，为垃圾电厂在我国的推广应用打下了良好的基础。 珠海

22、1998年基本建成，1999年投入运营，工程规模为3200t/d，焚烧炉引进美国Tem porlla炉本体设计技术由无锡锅炉厂制造，并采用美国Detroit Stoker公司炉排，发电设备 及辅机全部采用国产。 顺德垃圾电厂已投运一年了，全部采用国产设备，据说目前运行不够理想。 其它：上海、北京、广州等大中城市都在做前期工作，有的可行性研究正在论证，有的在做初步设计，真正进行建设的不多。3 目前垃圾焚烧发电主要有三大难点：目前垃圾焚烧发电主要有三大难点： （1） 一次性投资过大，一般投资商望而却步，且投资回 收率很长，虽然经济效益都不如燃煤（或燃油）的（热）电厂，但是解决了垃圾的处理和环境污染

23、问题，社会效益高。建设焚烧垃圾热电厂这是利民的公德好事。1 （2） 垃圾焚烧的二次污染目前还未解决，为了彻底解决二次污染问题，国外正在研制气化熔融焚烧技术。 （3） 垃圾发电的联网问题。 机械炉排焚烧炉机械炉排焚烧炉工作原理：垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排（炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区），由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域（垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用），直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合；高温烟气通过锅 炉的受热面产生热蒸汽，同时烟气也得到冷却，最后烟气经烟气处理装置处理后排出。1 特点：炉排的材质要求和加工精度

24、要求高，要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂，损坏率高，维护量大。炉排炉造价及维护费用高，使其在中国的推广应用困难重重。 该工艺在中国焚烧垃圾适用性不强，我国垃圾没有严格分类，垃圾中含水分较高、成分复杂，所以热值很低，很难把垃圾焚烧透彻，炉内温度难以提高，造成二次污染的可能性就大。 流化床焚烧炉流化床焚烧炉工作原理：炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600以上，并在炉底鼓入200以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到

25、炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。 特点：流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。 该工艺比较适合我国的国情，燃烧比较复杂、水分比较多的垃圾也能够把垃圾燃烧彻底，温度也比较高，投资也比较低，是适合中国国情的工艺流程。 回转式焚烧炉回转式焚烧炉 工作原理：回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列，炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转，使炉体内的垃圾充分燃烧，同时向炉体倾斜的方向移动，直至燃尽并排出炉体。1 特点：设备利用率高，灰渣中含碳量低，过剩空气量低，有害气体排放量低。但燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。 对于垃圾量比较少的地区可以采用该工艺。 CAO焚烧炉焚烧炉工作原理：垃圾运至储存坑，进入生化处理罐，在微生物作用下脱水，使天然有机物（厨余、叶、草 等）分解成粉状物，其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选，未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室（温度为600），产生的可燃气体再进入第二燃烧室，不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在第一燃烧室中排出。第二室温度控制在860进行燃烧，高温烟气