城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展2004年10月武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)JoumalofWuhanEleetriePowerTeehniealCollegeVol.ZNo.2oet.2004都市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展周菊華(武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系，湖北武漢430079)摘要:本文總結(jié)了都市垃極焚燒處理的優(yōu)點(diǎn).分析了當(dāng)前垃級(jí)焚燒發(fā)電技術(shù)在我國應(yīng)用中存在的要緊咨詢題及進(jìn)展前景。關(guān)妞詢:垃圾發(fā)電優(yōu)點(diǎn);現(xiàn)狀;前景中困分類號(hào)汀M61文獄標(biāo)識(shí)碼:A文t摘號(hào)刃沉洲〕一2076(2(X”)泥一叨58一以生活垃圾是人類生活的必定產(chǎn)物，隨著人類的垃圾焚燒廠，進(jìn)展中國家建設(shè)的垃圾焚燒廠也文明的進(jìn)步和人口的增長，生活垃圾的產(chǎn)量持續(xù)不在少數(shù)。增加，垃圾的成分隨著物質(zhì)、生活的豐富而日趨復(fù)垃圾焚燒處理與其它都市垃圾處置方法相比雜，有害成分也日漸增多，垃圾咨詢題已成為社會(huì)公較，具有以下專門的優(yōu)點(diǎn):害。從世界范疇看，目前比較成熟的都市生活垃圾(l)能夠使垃圾的無害化處理更為完全。經(jīng)處理方法要緊有:衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒。過850一floo℃的高溫焚燒過程，垃圾中除重金衛(wèi)生填埋作為都市垃圾的最終處置手段，其屬以外的有害成分充分分解，大量細(xì)菌、病原體能操作治理簡單，投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，但這種被完全消滅，各種惡臭氣體大部分得到高溫分解，處理方式垃圾減容成效差，需占用大量的寶貴土專門是關(guān)于可燃性致癌物、病毒性污染物、劇毒有地資源，同時(shí)會(huì)造成地下水和土質(zhì)污染。另一方機(jī)物幾乎是唯獨(dú)有效的處理方法，對(duì)改善都市衛(wèi)面，垃圾填埋場產(chǎn)生的沼氣收集和處理難度也較生環(huán)境有著主動(dòng)意義。大，除了對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染外，還存在爆炸的隱患。(2)垃圾減量化成效明顯。焚燒處理能夠使垃圾堆肥是利用自然界的細(xì)菌、放線菌和真菌等垃圾體積減少90%左右，重量減輕80%一85%。微生物，有操縱地促進(jìn)垃圾中可降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)焚燒產(chǎn)生的灰渣能夠作為水泥的原材料或者用于化為穩(wěn)固腐殖質(zhì)的生化過程。目前較好的堆肥方制磚、筑路，還能從中回收少t的金屬，有效遏制式為動(dòng)態(tài)高溫堆肥。但在現(xiàn)代堆肥技術(shù)的進(jìn)展過了垃圾堆存量的迅速增長。程中，由于工業(yè)化的高速進(jìn)展將大量有毒化學(xué)物(3)可實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化利用。都市垃圾中質(zhì)和高分子塑料帶人都市垃圾中，嚴(yán)峻阻礙了堆含有大量的可燃物質(zhì)，垃圾焚燒產(chǎn)生的熱里能夠肥產(chǎn)品的質(zhì)t，導(dǎo)致我國垃圾堆肥處理技術(shù)的應(yīng)回收利用，用于供熱和發(fā)電，使垃圾中化學(xué)能向高用處于相對(duì)萎縮狀態(tài)，差不多建立的機(jī)械化都市垃品位電能轉(zhuǎn)換，變廢為寶，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。圾堆肥廠有相當(dāng)一部分因技術(shù)和市場等緣故而相(4)垃圾焚燒工藝簡單、運(yùn)行可靠，處理垃圾繼關(guān)閉。速度快，處理t大。余熱鍋爐、蒸汽動(dòng)力循環(huán)、熱電垃圾焚燒技術(shù)起源于19世紀(jì)末，進(jìn)人20世紀(jì)聯(lián)產(chǎn)等技術(shù)成熟可靠。70年代后，由于垃圾中可燃物的增加，工業(yè)技術(shù)(5)對(duì)環(huán)境的阻礙較小。現(xiàn)代垃圾焚燒技術(shù)水平持續(xù)提升，使得垃圾焚燒技術(shù)迅速進(jìn)展，焚燒強(qiáng)化了對(duì)焚燒產(chǎn)生的有害氣體的處理，通過采納處理技術(shù)日趨成熟。在近三十年內(nèi)，幾乎所有發(fā)達(dá)先進(jìn)的焚燒技術(shù)和嚴(yán)格的煙氣處理工藝，能夠大國家、中等發(fā)達(dá)國家都建設(shè)了不同規(guī)模、不同數(shù)量大減少垃圾焚燒產(chǎn)生的有害氣體的排放，垃圾滲—O收稿日期:20(抖一9一1作者簡介:周菊華(1959一)，女，湖北人，大學(xué)，工學(xué)學(xué)士，剎教授，要緊研究方向?yàn)殄仩t動(dòng)力設(shè)備的教學(xué)、運(yùn)行、治理和修理。周菊華:都市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展濾液能夠噴人爐內(nèi)進(jìn)行高溫分解，可不能顯現(xiàn)污染地下水的情形。垃圾滲濾液要緊產(chǎn)生于垃圾貯坑，是垃圾在貯坑中發(fā)酵腐爛后，垃圾內(nèi)在水分開釋造成的。垃圾滲濾液通過噴人焚燒爐內(nèi)燃燒，廢水中的有機(jī)物由燃燒過程分解，能夠去除有機(jī)廢水。(6)能夠節(jié)約大量的土地。焚燒廠占地面積小，建設(shè)一座日處理1《XX)噸生活垃圾的焚燒廠，只需占地100畝，按運(yùn)行25年運(yùn)算，共可處理垃圾832萬噸。而且能夠在靠近市區(qū)的地點(diǎn)建廠，縮短了垃圾的運(yùn)輸距離。鑒于上述緣故，垃圾焚燒處理及綜合利用是實(shí)現(xiàn)垃圾處理的無害化、資源化、減量化最為有效的手段，具有良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。垃圾焚燒發(fā)電作為先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)，充分體現(xiàn)了垃圾處理的無害化、資源化、減量化原則，并在國外獲得了最廣泛的應(yīng)用。一樣認(rèn)為，當(dāng)垃圾的發(fā)熱值大于3349k]/kg時(shí)，可直截了當(dāng)燃燒。我國大都市生活垃圾的可燃質(zhì)含量和熱值差不多達(dá)到可直截了當(dāng)燃燒的水平，具備建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠的差不多條件。我國都市垃圾產(chǎn)生量極大，深人研究垃圾發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)垃圾的綜合利用，關(guān)于促進(jìn)我國垃圾發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化過程，提升人民群眾的生活環(huán)境質(zhì)量，具有十分重要的意義。垃圾發(fā)電確實(shí)是將生活垃圾在垃圾貯坑中通過2一3天的貯存后送人焚燒爐中燃燒，利用垃圾焚燒放出的余熱加熱給水，產(chǎn)生一定溫度和壓力的過熱蒸汽送往汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，其工藝流程如圖1所示。生活垃圾的焚燒本質(zhì)上與其它燃料是相同的，差不多上有機(jī)物在高溫下的氧化放熱反應(yīng)，但由于垃圾作為燃料在成分上的專門性，使得燃料人爐前、燃燒后的處理較為復(fù)雜，這也確實(shí)是垃圾焚燒系統(tǒng)與通常的煤燃燒系統(tǒng)有較大差異的緣故。水水處坦坦系系咬咬峨峨峨峨峨峨峨峨的的處班班班氣氣不不墳墳墳墳圖1垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)我國的垃圾從表面上看是沒有分類的，事實(shí)上在垃圾收集、儲(chǔ)運(yùn)過程中差不多被人工多次分揀，其中可回收的部分差不多上在垃圾運(yùn)送至處理廠前已被揀出回收。因此進(jìn)廠生活垃圾第一貯存在垃圾貯坑中，設(shè)置垃圾貯坑的要緊目的有兩個(gè)，其一是貯存進(jìn)廠垃圾，起到對(duì)垃圾數(shù)量的調(diào)劑作用;其二是對(duì)垃圾進(jìn)行攪拌、混合、脫水等處理，起到對(duì)垃圾性質(zhì)調(diào)劑的作用。另外，進(jìn)廠垃圾在貯坑內(nèi)停留一定時(shí)刻，通過自然壓縮及部分發(fā)酵作用，能夠降低垃圾的含水t，以提升進(jìn)爐垃圾的熱值，改普垃圾的燃燒成效。生活垃圾焚燒后會(huì)產(chǎn)生有害污染物。煙氣中的污染物可分為顆粒物(粉塵)、酸性氣體(HcL、HF、SOX、刃口孑等)、重金屬(掩、Pb、cr等)和有機(jī)劇毒性污染物(二嗯英、峽喃等)四大類。為了防止垃圾焚燒處理過程中對(duì)環(huán)境的二次污染，必須采取嚴(yán)格的措施，利用煙氣凈化系統(tǒng)操縱垃圾焚燒煙氣的排放。國外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的研究和實(shí)踐表明，“低溫操縱”和“高效顆粒物捕集”是煙氣凈化系統(tǒng)成功運(yùn)行的關(guān)鍵因素。因此，在垃圾焚燒煙氣凈化過程中，必須將溫度操縱得盡可能低(露點(diǎn)以上)，同時(shí)采納高效除塵器。焚燒灰渣，特不是飛灰中含有重金屬等有害物質(zhì)，若未經(jīng)處理直截了當(dāng)排放，將會(huì)污染土壤和地下水水源，對(duì)環(huán)境造成危害。一樣采納固化處理，廢物固化是用物理-化學(xué)方法將有害廢物摻和并包容在密實(shí)的惰性基材中，使其穩(wěn)固化的一種過程。固化方法有:水泥固化、瀝青固化、燒結(jié)固化、塑料固化、玻璃固化和石灰石固化等。從圖1可看出，就整個(gè)焚燒系統(tǒng)而言，輸人系統(tǒng)的有垃圾、空氣以及熱回收介質(zhì)(水)、尾氣凈化所需的脫污劑，輸出系統(tǒng)的有渣、灰、煙氣以及吸熱后的介質(zhì)(蒸汽)。此外，垃圾坑中的滲濾液，如全部噴人爐內(nèi)焚燒，則沒有污水排放(因此汽水系統(tǒng)中有排污)，如不噴人爐內(nèi)，則應(yīng)進(jìn)行必要的污水處理，達(dá)標(biāo)后排放或排入市政污水管網(wǎng)。垃圾焚燒爐的操作比起燃煤、燃油或燃?xì)忮仩t的操作復(fù)雜得多，要緊緣故有:(1)盡管在垃圾貯坑中用吊車對(duì)垃圾進(jìn)行混合，但不可能獲得一個(gè)平均的垃圾成分。在爐排上，潮濕垃圾和干燥垃圾、高熱值垃圾和低熱值垃圾都緊緊相挨。由于燃料不平均導(dǎo)致燃燒過程、煙氣成分、煙氣量及煙氣溫度不穩(wěn)固，為了獲得比較穩(wěn)固的焚燒條件，需要對(duì)不同的垃圾粒度、密度、周菊華:都市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展水分、熱值和燃燒性能進(jìn)行連續(xù)的調(diào)整操作。(2)垃圾煙氣含塵量大，導(dǎo)致鍋爐受熱面嚴(yán)重污染，同時(shí)使焚燒爐及過熱器區(qū)受到強(qiáng)烈腐蝕，造成整個(gè)傳熱發(fā)生變化，因此對(duì)要緊的輸人/輸出參數(shù)如煙氣流量、鍋爐排煙溫度、煙氣壓降、主蒸汽溫度等，均提出了較高的操縱要求。(3)垃圾焚燒會(huì)產(chǎn)生有害成分如二嗯英、峽喃等，因此要求煙氣及固體廢物一飛灰和殘?jiān)M可能完全地燃盡，也確實(shí)是在任何情形下都應(yīng)保證當(dāng)煙氣溫度大于850℃時(shí)，煙氣在爐膛的停留時(shí)間至少為2秒，這就要求對(duì)變化的垃圾成分能盡快地作出反應(yīng)，同時(shí)應(yīng)保證其安全性。我國第一座工業(yè)化垃圾焚燒廠1988年建于深圳市，日處理都市生活垃圾3的噸，即2臺(tái)巧O叮h焚燒爐，發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量30(刃k平，其技術(shù)和設(shè)備引自日本三菱重工，后又?jǐn)U建新增一臺(tái)15)/h焚燒爐。然而由于投資大、運(yùn)行成本高，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。近幾年來，由于國家產(chǎn)業(yè)政策的支持及焚燒技術(shù)的進(jìn)展，我國垃圾焚燒廠的建設(shè)數(shù)量增加專門快。1998年珠海建成了日處理垃圾6的:的垃圾焚燒廠。深圳目前差不多擁有了三座垃圾焚燒發(fā)電廠，打算還要建設(shè)五座，以使深圳的都市生活垃圾全部實(shí)現(xiàn)焚燒處理。北京首座垃圾焚燒供熱廠于2001年建成，日處理垃圾能力為300:。上海目前已建設(shè)了兩座垃圾焚燒發(fā)電廠，日處理能力分不為l儀舊‘和1200t。此外，廣州、杭州、鄭州、東莞、溫州、寧波、武漢、蕪湖等地均在建設(shè)大型垃圾焚燒廠。同時(shí)，還有更多都市的垃圾焚燒廠正在建設(shè)或籌建中。垃圾焚燒發(fā)電在我國出現(xiàn)出迅猛增長的勢頭。然而，我國大部分建成的垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒設(shè)備由國外引進(jìn)，從其建設(shè)和運(yùn)行情形看，存在如下咨詢題:(l)設(shè)備昂貴，初期投資過高。利用國外關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備建設(shè)的垃圾電廠，每處理1“h垃圾其投資約為60一70萬元，如上海浦東垃圾焚燒發(fā)電廠利用法國阿爾斯通公司的設(shè)備和技術(shù)，項(xiàng)目的總投資為6.98億元，上海江橋垃圾焚燒發(fā)電廠利用西格斯公司的設(shè)備，投資也近7億元。這關(guān)于中國絕大部分都市是難以承擔(dān)的。(2)垃圾處理成效欠佳。國外發(fā)達(dá)國家的焚燒技術(shù)和焚燒設(shè)備都比較成熟，然而，國外的焚燒爐是按照國外的生活垃圾品質(zhì)及燃料特性進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而我國垃圾品質(zhì)和燃料特性與國外垃圾存在著專門大差異。由于我國目前沒有實(shí)行垃圾分類制度，都市生活垃圾的品質(zhì)專門低，因而引進(jìn)焚燒設(shè)備尚不能專門好地適應(yīng)中國垃圾的特性，還存在垃圾焚燒不完全、運(yùn)行不穩(wěn)固、排放不易全部達(dá)標(biāo)等咨詢題。(3)運(yùn)行成本高，缺乏經(jīng)濟(jì)性。目前引進(jìn)的國外焚燒設(shè)備采納輕柴油為助燃燃料，由于中國垃圾的熱值較低(33科一SO16kj/kg)，且變化范疇較大，必須加人較多的助燃燃料。同時(shí)，也存在關(guān)鍵高溫部件(如過熱器等)使用壽命短、修理費(fèi)用高等間題。因而，利用國外設(shè)備焚燒處理生活垃圾的成本較高，一樣為120一150元八。(4)發(fā)電效率低。和常規(guī)火力發(fā)電廠相比，影響垃圾發(fā)電廠的另一個(gè)要緊咨詢題是，垃圾焚燒伴動(dòng)氣體抓化氫(Ha)等在受熱面金屬管壁溫度超過350℃時(shí)，對(duì)金屬管壁的腐蝕將嚴(yán)峻加劇。我國深圳垃圾發(fā)電廠之因此用1.6MPa、203℃參數(shù)的蒸汽發(fā)電，確實(shí)是因?yàn)檫^熱器在投產(chǎn)100天時(shí)就遭受到了嚴(yán)峻腐蝕。因此，早期建設(shè)的垃圾發(fā)電廠為了防止這種腐蝕，生產(chǎn)的蒸汽溫度差不多都操縱在300℃以下，發(fā)電效率在14%以下，這使得垃圾發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效率低下。目前，我國正在對(duì)都市生活垃圾的治理和處理體制進(jìn)行改革，倡導(dǎo)垃圾處理進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化、市場化經(jīng)營，努力拓寬垃圾處理產(chǎn)業(yè)的投融資渠道，垃圾處理設(shè)施的投資主體將由政府轉(zhuǎn)變到民營企業(yè)，垃圾發(fā)電廠將由公用事業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立核算的經(jīng)濟(jì)單位，鼓舞國內(nèi)外資金，包括私營企業(yè)資金投人到垃圾處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行中來。垃圾發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)固性將成為投資者首要關(guān)懷的咨詢題。目前國內(nèi)垃圾焚燒技術(shù)尚在起步和進(jìn)展時(shí)期，有自主研發(fā)和引進(jìn)消化兩個(gè)大方向，其技術(shù)和工藝水平要達(dá)到充分成熟，還需要一個(gè)不短的歷程，但由于適應(yīng)國情、成本較低等優(yōu)勢，最終會(huì)成為主流的。初投資低、性能可靠、燃燒效率高、運(yùn)行成本低、處理成效好的國產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備越來越受到政府治理部門的關(guān)注和市場的認(rèn)同?，F(xiàn)時(shí)期以清華大學(xué)、浙江大學(xué)等單位研究、開發(fā)的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐發(fā)電技術(shù)具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。(T轉(zhuǎn)第67頁)陳潔:如何提升教學(xué)質(zhì)量時(shí)，老師經(jīng)常碰到的尷尬是:回答咨詢題，參與討論的寥寥無幾，大部分學(xué)生無動(dòng)于衷，最終教師只能又回到“滿堂灌”。教學(xué)方法仍舊，就必定導(dǎo)致那些信息加工能力較差的學(xué)生因教學(xué)內(nèi)容過多、過難，吸取不了而疲乏，而厭學(xué)。而信息加工能力較強(qiáng)的那些學(xué)生又會(huì)因教學(xué)內(nèi)容過少、過易而注意力分散，進(jìn)而漫不經(jīng)心。課堂教學(xué)成效因此好不了。可見要想提升教學(xué)質(zhì)量，教師必須在課堂上盡量少用以教師為中心的，注人式的教學(xué)法，而代之以學(xué)生為主體的，具有啟發(fā)式的教學(xué)法。要使得教師在課堂中的作用不再是給學(xué)生通俗易明白地講解教科書上的知識(shí)，并讓他們牢牢記住，而是激發(fā)他們內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，指導(dǎo)他們，讓他們學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的方法及把握必需的能力。鑒于目前學(xué)生的狀況，還需要采取一些措施吸引學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中來。我們能夠借鑒不人的體會(huì)，采納一些如:“快速應(yīng)答/選擇‘過”，的策略，即讓一組學(xué)生一個(gè)接一個(gè)快速回答咨詢題，可不能的或沒有預(yù)備好的學(xué)生可答“尸as:”來通過。又如“略講/組隊(duì)策略”，即簡單講明一下學(xué)習(xí)資料然后讓學(xué)生組隊(duì)，互有關(guān)心學(xué)習(xí)這些資料等等。讓學(xué)生在課堂上有事可做，有事能做，這樣才能使學(xué)生保持旺盛的學(xué)習(xí)熱情，也才能取得較好的學(xué)習(xí)成效。應(yīng)該講上面所講的幾個(gè)咨詢題是在提升教學(xué)質(zhì)量中教師能起到作用的幾個(gè)方面。這些方面能夠做好，無疑能起到提升教學(xué)質(zhì)量的作用。但另外還有一些對(duì)提升教學(xué)質(zhì)盆有專門重要阻礙的方面，比如:考試的方式方法，計(jì)分方式等等，在這些方面教師的作用就有限了。因此講要提升教學(xué)質(zhì)量不僅僅是教師的咨詢題，而且是整個(gè)教學(xué)部門的咨詢題。只有大伙兒都主動(dòng)行動(dòng)起來，進(jìn)行