新能源概论-课件3-城市生活垃圾能源利用技术

城市生活垃圾能源利用技术12能源何博城市生活垃圾能源利用技术一、城市生活垃圾的定义二、城市生活垃圾的主要成分三、我国城市生活垃圾现状四、城市生活垃圾处理的原因及背景五、城市生活垃圾处理方法一、城市生活垃圾的定义城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物，是固体废弃物的主要组成部分之一。其成分主要包括厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、粪便、废旧家具等。二、城市生活垃圾的主要成分城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结构以及城市居民燃气化率等因素有关。我国城市的垃圾在产量迅速增加的同时，垃圾的构成及特性也发生了很大的变化。城市生活垃圾中有机成分占总量的60％，无机物约占40％，其中废纸、塑料。玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的20％。垃圾中的可燃物增多，可利用价值增大，因此随着今后我国大城市，尤其是北方城市随着城市燃气化率的不断普及，城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。三、我国城市生活垃圾现状城市生活垃圾清运量逐年增长大城市垃圾清运量所占比重较大城市生活垃圾成分不断变化城市生活垃圾无害化处理能力严重不足生活垃圾引起的环境污染较为严重城市生活垃圾治理资金比重较小四、城市生活垃圾处理的原因及背景1.城市垃圾混合回收的方式加大了垃圾资源化的难度。2.城市垃圾资源化技术较落后。我国城市垃圾中的无机成分多于有机成分，不可燃成分多于可燃成分，不可堆腐成分多于可堆腐成分，且大中小城市又各有不同，因而资源化难度大，经济效益较差。3.城市垃圾资源化的资金不足。我国城市垃圾处理费用主要来自于政府，金额有限，而建大型的卫生填埋厂或焚烧发电厂均需大量资金，从而造成城市垃圾资源化基础设施差。4.法规不健全，管理不善。当前，我国把垃圾处理的重点放在减量上，对垃圾资源化不够重视，无相应的资源回收法，管理差，且目前的管理体制不利于垃圾的资源化。5.资源化意识淡薄。随着生活水平的提高，人们的消费观念随之改变，资源的回收观念淡薄，回收难度增大。五、城市生活垃圾处理方法填埋处理焚烧处理堆肥处理热解处理填埋处理卫生填埋通常是用来处置一般固体废物主要是生活垃圾的一种方法。相对于另外两种方法而言，垃圾填埋处置方式具有投资少、处理费用低、处理量大、操作简便、能处理处置多种类型的废物，且能回收沼气、恢复利用土地等优点。因此，填埋处置是现阶段我国城市生活垃圾处理的最主要方式，约占全部处置量的70％以上，且在今后较长的一段时间内，仍将是我国城市生活垃圾的主要处置技术。焚烧处理焚烧是处理许多有机固体废物最有效的方法，是一种有氧条件下的高温热处理技术。有机固体废物送入焚烧炉，在高温和有氧条件下，废物中的可燃成分与空气中的氧气进行氧化燃烧分反应，放出热量，转化为高温的燃烧烟气和性质稳定的固体残渣，体积大幅度减小。燃烧烟气以热能形式回收利用（如发电，供热等），性质稳定的残渣可以填埋处置或作为建材利用。经过焚烧处理后，废物中许多有害有毒化学物质和有害的病原物在高温下被氧化分解和破坏，恶臭和有机废气也被高温分解。因此，固体废物焚烧也是一种可同时实现无害化、减量化和资源化的处理技术。焚烧处理焚烧的目的主要有三个方面：一是使固体废物最大限度上减容。通过焚烧后，其体积一般可减少90%以上；二是使废物无害化，焚烧可彻底破坏废物中病原物和有机污染物等有毒有害物质；三是可回收利用焚烧过程中产生的热能。固体废物焚烧相对于其他处置方法，其优点有：可大大减容；处理时间断，占地小；灰烬或残渣稳定，无害化程度高；可回收利用热能，减少运行成本等。但该技术往往投资成本高；技术要求高；不能用来处理含有机物很低的固体废物。堆肥处理将生活垃圾堆积成堆，保温至70℃储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后，生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。既解决垃圾的出路，又可达到再资源化的目的，但是生活垃圾堆肥量大，养分含量低，长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏，所以，堆肥的规模不易太大。热解处理定义：在无氧参与的情况下，通过加热垃圾使其在适当的温度下进行热分解从而将垃圾中的有机质转化成低分子量的气体、液体和炭黑等。热解处理分类：按热解的温度不同分为：高温热解

中温热解

低温热解按供热方式可分为：直接加热

间接加热按热解炉的结构可分为：固定床

移动床

流化床

旋转炉

直接加热法供给被热解物的热量是被热解物（所处理的废物）部分直接燃烧或者向热解反应器提供补充燃料时所产生的热。由于燃烧需提供氧气，因而就会产生CO2、H2O等惰性气体混在热解可燃气中，稀释了可燃气，结果降低了热解产气的热值。如果采用空气作氧化剂，热解气体中不仅有CO2、H2O，而且含有大量的N2，更稀释了可燃气，使热解气的热值大大降低。因此，采用的氧化剂是纯氧、富氧或空气，其热解可燃气的热质是不同的。采用纯氧作氧化剂热解，其热解气热值可达11000kJ/m3（标准状态下）。直接加热法的设备简单，可采用高温，其处理量和产气率也较高，但所产气的热值不高，作为单一燃料直接利用还不行，而且采用高温热解，在NOx产生的控制上，还需认真考虑。

间接加热法是将被热解的物料下直接供热介质在热解反应器（或热解炉）中分离开来的一种方法。

高温热解热解温度一般都在1000℃以上。高温热解方案采用的加热方式几乎都是直接加热法。如果采用高温纯氧热解工艺，反应器中的氧化-熔渣区段的温度可高达1500℃，从而将热解残留的惰性固体（金属盐类及其氧化物和氧化硅等）熔化，以液态渣形式排出反应器，清水淬冷后粒化。这样可大大减少固态残余物的处理困难，而且这种粒化的玻璃态渣可作建筑材料的骨料。中温热解热解温度一般在600～700℃之间，主要用在比较单一的物料作能源和资源回收的工艺上，象废轮胎、废塑料转换成类重油物质的工艺。所得到的类重油物质既可作能源，亦可做化工初级原料。低温热解热解温度一般在600℃以下。农业、林业和农业产品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭就可采用这种方法，生产出的炭视其原料和加工的深度不同，可作不同等级的活性炭和水煤气原料。固体废物的热解与焚烧相比有以下优点：可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源；由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染；废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中；由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；NOx的产生量少

热解法和焚烧法比较热解法和焚烧法是两个完全不同的过程。焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的产