1 前言
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人民生活水平日益提高,城市生活垃圾的產(chǎn)量和熱值也不斷增長(zhǎng)。據(jù) 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局調(diào)查,我國(guó)城市垃圾正以每年8~10%的速度遞增,垃圾已給城市環(huán)境及人民生活 帶來(lái)了極大的危害。
目前,我國(guó)處理垃圾以填埋堆肥為主,用地大,且有二次污染。近來(lái),沿海經(jīng)濟(jì)東部發(fā)達(dá)城 市,開(kāi)始采用焚燒發(fā)電技術(shù),它既滿足了環(huán)保要求,又可充分利用能源,從而成為城市垃圾 處理的一個(gè)方向。
2 垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程
2.1 垃圾焚燒前無(wú)分檢處理
圖1為垃圾焚燒前無(wú)分檢處理的工藝流程,美國(guó)洛杉磯市Long Beach垃圾發(fā)電就是這個(gè)工藝流程。
2.2 垃圾焚燒前有分檢處理
圖2為垃圾焚燒前有分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程,美國(guó)夏威夷市垃圾發(fā)電就是這種流程。
3.1 資源化
垃圾焚燒后,熱量用于發(fā)電,做到廢物綜合利用。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料稱,我國(guó) 當(dāng)今城市垃圾清運(yùn)量已達(dá)1萬(wàn)億t/a,若按平均低位熱值2900kJ/kg,相當(dāng)于1400萬(wàn)噸標(biāo)煤。 如 其中有1/4用于焚燒發(fā)電,年發(fā)電量可達(dá)60億度,相當(dāng)于安裝了1200MW火電機(jī)組的發(fā)電量。
3.2 無(wú)害化
垃圾焚燒發(fā)電可實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化,因?yàn)槔诟邷?1000℃左右)下焚燒,可進(jìn)行無(wú)菌和分解有害物質(zhì),且尾氣經(jīng)凈化處理達(dá)標(biāo)后排放,較徹底地?zé)o害化。
3.3 減量化
垃圾焚燒后的殘?jiān)?,只有原?lái)容積的10%~30%,從而延長(zhǎng)了填埋場(chǎng)的使用壽命,緩解了土地資源緊張狀態(tài)。
因此,興建垃圾電廠十分有利于城市的環(huán)境保護(hù),尤其是對(duì)土地資源和水資源的保護(hù),實(shí)現(xiàn) 可持續(xù)發(fā)展。
4 國(guó)內(nèi)外垃圾發(fā)電簡(jiǎn)況
4.1 國(guó)外垃圾發(fā)電概況
4.1.1 美國(guó)
美國(guó)從80年代起先后投資20億美元興建了90座,總處理能力達(dá)3000萬(wàn)t/d的垃圾電廠。到199 0年已發(fā)展到400座焚燒廠、焚燒率達(dá)18%,到2000年將提高到40%。美國(guó)垃圾發(fā)電廠處理能力 都 較大,1985年在紐約建造了當(dāng)時(shí)最大的垃圾電站,日處理能力2250t。1991年投產(chǎn)的垃圾平 均處理量為1400t/d。
下面以美國(guó)H-Power夏威夷垃圾發(fā)電廠為例作以介紹。
a.工藝流程
垃圾焚燒前,經(jīng)一系列輸送、篩選和粉碎裝置,把那些不易處理和不能燃燒的垃圾清理掉。 然后,在1000℃的高溫下焚燒,形成的殘?jiān)⒁簯B(tài)造粒(惰性灰渣),送出填埋;煙氣在排 放前經(jīng)注入石灰脫硫中和酸性氣體,并傳熱給水變成過(guò)熱蒸汽,入蒸汽輪機(jī)發(fā)電,煙氣經(jīng)鍋 爐尾部受熱面后,經(jīng)靜電除塵,除塵達(dá)標(biāo)后入煙囪排放,靜電除塵的細(xì)灰運(yùn)出做建材綜合利用。
b.主要技術(shù)參數(shù)
處理垃圾能力2160t/d
垃圾焚燒爐出力2×854t/d
垃圾保證運(yùn)輸量561600t/a
垃圾保證處理量561600t/a
發(fā)電最大出力570MW(可供40000戶家庭用電需求)
c.運(yùn)營(yíng)實(shí)績(jī)
H-Power年可提供全市6%的電力,在6年運(yùn)行中,已處理了400萬(wàn)噸垃圾,相當(dāng)于全島垃圾 的 90%以上,這些垃圾所發(fā)電力相當(dāng)于燃用500桶原油發(fā)出的電力,而且焚燒過(guò)程不需任何摻和 劑(輔助燃料)。
H-Power是市政立項(xiàng)最大公共事業(yè)工程之一,并無(wú)任何諸如稅收等方面的“優(yōu)惠”。在市 政府看來(lái),H-Power盡管有功于環(huán)境及旅游,但它和任何企業(yè)一樣,沒(méi)有什么特殊,因此建 設(shè)費(fèi)高達(dá)1.8億美元,它必須承擔(dān)所有的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用,而且還要支付貸款利息,債券和其他費(fèi)用。
H-Power負(fù)責(zé)人說(shuō):到2010年電廠所有建設(shè)貸款還清以前,每年運(yùn)營(yíng)費(fèi)和貸款利息為2600 萬(wàn)美元。不過(guò),運(yùn)營(yíng)是成功的,1997年電力銷售收入達(dá)到了2700萬(wàn)美元。電廠的能量轉(zhuǎn)換效 率已超過(guò)了電廠設(shè)備的保證率(25%),更主要的是它是環(huán)境治理的典型代表,將可能被埋掉 并污染環(huán)境的垃圾轉(zhuǎn)換成可利用的電能,至于垃圾焚燒后產(chǎn)生的灰渣已不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成任 何威脅,負(fù)責(zé)人很自信地說(shuō):垃圾電廠能滿足州政府環(huán)保局的一切環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
4.1.2 日本
日本通產(chǎn)省規(guī)劃到2000年垃圾發(fā)電裝機(jī)達(dá)2000MW,為達(dá)此目標(biāo),通產(chǎn)省積極組織力量, 解決有關(guān)技術(shù)問(wèn)題,并通過(guò)發(fā)行股票債券等方式進(jìn)行融資,用以興建垃圾電廠。
迄今,日本垃圾電廠最大出力為東京都江東清掃工廠,達(dá)15MW,最小的垃圾發(fā)電廠為廣島市 的宇佐南清掃工廠,僅有?0.5?MW。計(jì)劃在2000年動(dòng)工的福田縣大年田市垃圾電廠,發(fā)電 功率13.4MW,計(jì)劃在2002年投運(yùn)。
日本城市生活垃圾廢塑料較多,焚燒后產(chǎn)生的HCL濃度過(guò)高,對(duì)鍋爐產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。由于日 本 垃圾成份中聚氯乙烯廢塑料含量(即氯含量)過(guò)高,故日本垃圾電廠的蒸汽溫度一般≤300℃ ,汽壓也低為1.3MPa,所以電效率僅有10%~15%。目前采取改進(jìn)鍋爐材質(zhì)及表面鍍層技術(shù) ,以提高耐腐蝕能力?,F(xiàn)今蒸汽溫度可達(dá)400℃以上,汽壓提高到4.0MPa以上,發(fā)電效率也 提高到25%以上。
4.1.3 其他國(guó)家
英國(guó)于70年代初,在倫敦市埃德蒙頓建立垃圾電廠,是當(dāng)時(shí)世界上最大的垃圾電廠,共有5 臺(tái)滾動(dòng)式爐排式鍋爐,年處理垃圾40萬(wàn)噸,接著在諾丁漢?澤西及考文垂各郡都先后建起了 比較大的垃圾電廠。
法國(guó)現(xiàn)有垃圾焚燒爐300多臺(tái),可處理40%以上的城市垃圾,在巴黎附近的ISSY廠,有4×450 t/d的馬丁式焚燒爐。
德國(guó)在1985年有垃圾焚燒爐46臺(tái),1995年65臺(tái),1998年75臺(tái),發(fā)展相當(dāng)快。
新加坡于1986年建成了一座2700t/d的大型垃圾電廠。此后,發(fā)展很快,新加坡垃圾焚燒率 已達(dá)100%。
4.2 國(guó)內(nèi)垃圾電廠的概況
4.2.1 澳門
澳門已建一座2×300t/d的垃圾電廠,1992年投入運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了澳門垃圾的全部焚燒處理 。