我国城市垃圾处理现状与垃圾焚烧发电应用前景.docx

我国城市垃圾处理现状与垃圾焚烧发电应用前景摘要: 本文讲述了我国目前垃圾的处理现状和介绍了国内处理垃圾的主要三种途径，即卫生填埋、堆肥和焚烧，并分析了这三种方法的局限性。对照国外发达国家处理方法以及未来发展趋势提出垃圾焚烧发电处理方法，简述该方法的优势和发展潜力，达到真正合理、环保和经济的处理垃圾。关键词 : 城市垃圾 处理现状 焚烧发电Abstract: Thisarticletellsof current situation ofgarbagetreatment in our country and introduces the domestic garbage on the three main ways, namely, sanitary landfill, composting and burning, and the limitations of these three methods are analyzed.Controlmethods of dealing with the developed countries at home and abroad and the future development trends put forward thetreatmentmethod of waste incineration powergeneration, describes the advantages of the method and development potential, to achieve disposed of the rubbish, resonablely,environmentally and economicly.Keyworads: municipal waste waste treatment status incineration power generation 一 我国城市垃圾处理现状1 我国每年垃圾产量与趋势垃圾来源于生活，随着经济的快速发展和城市生活水平的不断提高，“垃圾围城”已是国内大部分城市所需要解决的问题。据统计，我国目前一年的城市垃圾产量约为1.5亿吨，其中绝大部分是露天堆放。垃圾露天堆放极大的影响了一座城市的景观，降低了城市的空气质量，对水和土壤造成了一定程度的污染，对城市居民的健康构成威胁。同时垃圾的露天堆放的占用了城市周边的大面积的土地，从土地城市化的角度分析这是对城市发展的一种阻碍与土地资源的浪费。根据目前经济发展形势预测，未来国内的垃圾产量还会继续增长，其大概的增长趋势如图一。图一 垃圾的总产量在不断上升的同时垃圾成分的也发生很大的变化。主要表现为：纸类、塑料类以及厨房垃圾等有机成分的明显增加和砂石、煤灰等无机成分的明显减少。我国城市生活垃圾的特点是：有机含量、水分、灰分高，而热值低。据相关统计，工业发达国家的城市生活垃圾中有机物含量占80%以上，其中纸张、塑料等高热值有机物所占比例较高，在无机物中玻璃、金属等可回收物品比例也较大。而我国垃圾中无机物所占比例仅50%，有机物中厨房垃圾等低热值物质占有较大的比例。具体城市生活垃圾成比如图二。 图二2 垃圾处理的常规方法城市生活垃圾的处理方式和技术的选择受垃圾成分、经济发展水平、能源结构、自然条件以及传统习惯等因素的影响，因而每个城市的垃圾处理方法各不相同，没有统一和固定的处理模式。目前国内用运最为广泛的生活垃圾处理方式主要有包括卫生填埋、焚烧和堆肥。卫生填埋是指对适当的场地按照现在工程技术和卫生环境标准进行建设，通过对垃圾的填埋、覆盖、压实，渗出液体的导排、防渗处理和填埋气的收集利用，最终对填埋场进行封场覆盖，从而将垃圾产生的危害降到最低的处理技术。焚烧也是目前城市生活垃圾处理的有效途径之一。焚烧是一种高温热处理技术，通过过量的空气和一定量的辅助燃烧物与可燃烧垃圾在焚烧炉进行充分的燃烧，量化的对生活垃圾进行处理。堆肥技术是指依靠外界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，通过人工控制堆肥环境条件，从而促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学技术。图三为目前国内不同垃圾处理方法的百分比图。 图三3 常规垃圾处理方法的局限性目前国内使用的垃圾处理方法在一定程度上缓解了“垃圾围城”的城市问题和有效的处理的大部分垃圾，但随着城市化的速度加快与经济水平的进一提高，其弊端也慢慢凸现出来，在未来或许将很难有更深层次的发展。卫生填埋法能大量的处理垃圾和垃圾接收性强，但场地选择的问题却愈发严重。运输成本、城市化的土地扩张、土地节约集约利用、切实保护耕地和社会、经济和生态的综合效益等因素的影响，填埋法作为城市垃圾处理的基本方式所占的比例将会不断减小。焚烧法在占地面积与快速处理垃圾能力上有一定的优势，而缺点在于缺少对焚烧过程中能量转换的有效利用，大量的热能没有得到利用，相当于数以万吨的煤炭燃烧所释放热量的浪费。堆肥法是一种无害化和资源化的垃圾处理方式，但其处理过程中的环境及各方面的要求都比较难以控制和实现，且转换周期长，对场地面积要求大，不适宜大量和快速的对垃圾进行处理，不适用于未来垃圾产量不断增加的趋势和要求快速处理垃圾的环境。二 国内外垃圾发电的发展情况1 国外发展动态上世纪60年代起，世界发达国家群体的城市生活水平的不断提高促使垃圾产量急剧增加，为减少城市生活垃圾对环境造成的危害和提高资源的利用率，部分发达国家开始着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电，焚烧垃圾发电发展较快的国家有德国、美国和日本等。 1965年联邦德国建成的垃圾焚烧炉有7台，每年处理垃圾大约72万吨，可供全国大约4%的居民用户用电。至今大概有50余座从垃圾中提取能源的装置和10多家垃圾焚烧发电厂用于提供居民用电，并且有效地对城市进行供暖或提供工业用气。现在，德国国内95%以上的可焚烧垃圾都用于垃圾发电，除此之外还就近从周边国家进口垃圾用来发电以减少对煤炭和石油的需求量。1905年美国纽约建成了第一座城市垃圾和煤混烧的发电厂。自此之后，垃圾焚烧发电技术得到迅速发展，焚烧处理垃圾的比重逐年增加。从上世纪80年代起美国政府陆续投资近70亿美元兴建了90余座垃圾焚烧厂，每年处理垃圾超过3000万吨。90年代用于建设垃圾焚烧厂的总投资超过200亿美元，至今美国有1600余台焚烧设备，最大的垃圾发电厂日处理垃圾近4000吨，发电容量可以达到65MW。日本最早的垃圾焚烧发电厂建于1965年，目前已有垃圾焚烧炉3000余台，垃圾焚烧发电厂130余处，发电容量约2000MW。日本的垃圾焚烧占垃圾处理总量的85%。2 国内发展进程我国垃圾焚烧发展起步较晚，但近年来发展迅速，自1988年我国第一座垃圾焚烧厂在深圳建成以来，近年国家先后在上海、天津、杭州、哈尔滨等城市建立垃圾焚烧发电厂近30座。2010年济南市垃圾焚烧发电厂点火运行，总投资约9亿元人民币，计划建设4条500t/天的垃圾焚烧处理线，年处理生活垃圾约70万吨，年可发电约3亿度。按照发电标准煤耗334克/千瓦时计算，该发电厂减少至少了1万吨的煤炭的消耗。垃圾焚烧发电在国内发展趋势较好，但主要分布在东部，国家计划将继续投资于东部和中部地区建设更多的垃圾焚烧发电厂，便于减少垃圾过多对生活环境造成的影响和一定程度上减少对煤炭资源的需求。三 垃圾焚烧发电1 垃圾发电焚烧发电概述与传统垃圾焚烧相比，垃圾焚烧发电是在原有的处理的过程进行深层次的处理和处理过程中的能量利用。焚烧的主要是生活中丢弃的生物质能资源，通常包括木材及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物以及动物粪便等，按原料的化学性质分，生物质能资源主要分为糖类、淀粉、和木质纤维素类物质等；按生物类型分，可分为植物类和非植物类，常见的植物类有木材、农作物、杂草、藻类等，非植物类主要有动物粪便、尸体、废水中的有机成分等。按原料的来源分，则主要包括以下几类：农业生产废弃物，主要为玉米秸秆、稻草、麦秸、豆杆、棉花杆等；薪材、枝杈柴和柴草；农林加工废弃物，如木屑、谷壳和果壳等；人畜粪便和生活有机垃圾等；工业有机废弃物，有机废水和废渣等；能源植物，如油料植物、速生草等。这些都是与我们日常生活随处可见的东西，目前利用效率却非常低。垃圾发电的实质是燃烧产生的热能向电能的间接转换，热能的大小取决于可燃物的热值以及能否充分燃烧。生活垃圾中大部分是能进行燃烧处理和回收利用的，在将垃圾运往焚烧厂之前居民应先进行初次的分类处理和部分可用物品的回收。具体分类处理流程如图四。垃圾初次分类可回收类金属类、玻璃类、家电类有毒有害类废电池、电板、废灯管灯泡、过期药品、废油漆、油墨等可焚烧类塑料类、纸类、织物类、旧衣、裤、床单、被子等其他垃圾剩饭剩菜、菜根菜叶、动物内脏、动物皮毛等 图四垃圾焚烧发电厂处理垃圾的步骤包括：垃圾分拣及储存系统、垃圾焚烧发电及热能综合利用系统、烟气净化系统、灰渣利用、自动化控制和在线监测系统等。工艺通常采用热电联供方式，将供热和发电结合在一起，可提高热能的利用效率。一般垃圾焚烧发电厂工艺流程如图五所示。参考文献：1 张衍国等.垃圾清洁焚烧发电技术M.北京：中国水利出版社，20042 孙立，张晓东.生物质发电产业技术M.北京：化学工业出版社，20113 杨勇平，董长青，张俊娇.生物质发电技术. 北京：中国水利水电出版社，2007垃圾Ca (OH )2烟囱旋转喷雾(半干法)除尘器垃圾储存库余热锅炉焚烧炉填埋 汽轮发电机供热 一次风电能金属回收综合利用废渣处理垃圾焚烧发电厂的整个生产工艺流程与一般的煤炭发电厂极其相似。垃圾经居民初次分类后由垃圾回收站集体回收送往焚烧发电厂，发电厂人员再对所回收的垃圾进行二次分类，去除垃圾中不能燃烧或能直接回收的金属类物品再送入焚烧炉进行燃烧。由于直接回收的垃圾大部分不能达到燃烧的要求，所以进入焚烧炉后垃圾的得分为干燥、燃烧和燃尽三个阶段使其充分燃烧，燃烧后的炉渣经过炉渣处理（如部分金属再回收和炉渣的综合利用）后送往炉渣的制定掩埋处，。垃圾燃烧所产生的热量进入锅炉换热，再由锅炉产生的蒸汽进入汽轮发电机组发电，而焚烧炉所产生的烟气净化处理后进入烟囱最终排向大气。 垃圾焚烧主要是日常生活垃圾中的有机物，主要由碳、氢、氧元素组成，部分还含有氨、硫、磷等元素。这些元素与空气中的氧发生化学反应，生成各种气体或液体氧化物和部分氢化物，大量的减少了垃圾的体积和散发出巨大的热量。有效的处理生活垃圾和提高能量的转化率对垃圾焚烧炉的选择至关重要，这还关系到设备投资、运行费和垃圾的适应性。目前市场上主要有机械炉排、流化床和回转窑垃圾焚烧炉三大类。图六是三种常见焚烧炉的有关比较。 国内三种常见的焚烧炉有关比较 项目 机械炉排炉焚烧炉 流化床焚烧炉 回转窑焚烧炉 炉床及炉床特 往复运动炉排，炉排面 固定式炉排面积和炉膛体 无炉排，靠炉体和转 点 积较大，炉膛体积较大 积较小 动带动垃圾移动 垃圾预处理 不需要 需要 不需要 设备占地面积 大 小 中 垃圾炉内停留 较长 较短 长 时间燃烧空气供给 易调节 较易调节 不易调节对垃圾不均匀 可通过炉排往复运动使 较重垃圾达到炉底，不易 大块垃圾难以完全燃性的实用性 垃圾翻转，使其均匀 完全燃烧 烧运行费用 低 低 低燃烧过程控制 较易 不易 不易烟气中含尘量 较低 高 高烟气处理 较易 较难 较易维修工作量 较少 较多 较少工程适应性 面广 面窄 面窄市场占有量 最多 较少 极少综合评价 对垃圾适应性强，故障 需要前处理且故障率高， 要求垃圾热值较高并 少，处理性能好环保性 通常加有辅助燃料才能充 且运行成本高 能好，运行成本较低 分燃烧，环保标准不易达 到 图六四 垃圾焚烧发电的优点及其发展前景1 垃圾焚烧发电的优点与发展前景垃圾焚烧发电与普通的掩埋、堆肥和焚烧处理相比，具有占地小、场地选择容易、处理时间段、减量化显著、无害化彻底及可回收垃圾焚烧余热等优点，同时还在一定的程度上缓解城市的供电压力和减少对煤炭资源的需求量。垃圾焚烧发电属于可再生能源中的生物质发电，可以享受生物质发电补贴电价。同时国家针对垃圾发电还采取多项优惠政策予以保护：一是发电量全部收购；二是免除了增值税的征收，并在所得税上享受减免政策；三是国家会以垃圾处理补贴的方式向企业支付服务费，即垃圾处置费。在新出台的十三五规划中，明确提出了“生态文明建设及制度研究”和“环境治理重点及模式创新研究”。在未来的经济发展过程中，将更加注重自然、社会和生态三效合一的综合效益。推进生态文明建设，实现可持续发展，意义重大而深远。垃圾焚烧发电虽然初期投资大，但在其节约土地资源资源的回收利用有显著优势，从环保和可持续发展的角度出发，采用焚烧处理方式已成为一种趋势，而且垃圾焚烧发电将在国内发展成为一个重要儿新型的环保产业。2 以长株潭为例，解析如何配备垃圾焚烧发电厂2007年12月，国家正式批准湖南长沙、株洲、湘潭三座城市为国家“两型社会”综合配套改革实验区。两型社会指的是资源节约型社会和环境友好型社会，通过技术和管理等综合措施，厉行节约，不断提高资源利用效率，尽量减少资源消耗和环境代价满足人们日益增长的物质文化需求，构建人与自然和谐共生的社会形态。长株潭