一、垃圾焚烧发电技术
垃圾处理目前主要有填埋法、堆肥法、焚烧法等。下面就焚烧方法做如下介绍:
按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。
1、炉排炉焚烧:将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经抓吊入料斗,慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气(空气过剩系数等于1.8)的助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动下,充分燃烧,烧烬的炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋,垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。炉排炉根据结构的不同又分为炉排炉、滚筒炉等多种炉型,但是德国炉排炉(又称马丁炉)最著名,焚烧效率最高质量最好。
2、流化床焚烧:将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动床的中央,然后慢慢通过热砂床(600-700℃),其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内,脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面,垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧,通过不燃物排出孔,与砂粒一起自动排出炉外。
此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。
3、热解法焚烧:将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池,经抓吊入料斗,在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。此方法是近10~20年研制出来的,属焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。
二、垃圾焚烧发电选址
垃圾焚烧电厂工程既属于电力工程,又属于市政工程,工程选址应符合城市总体规划、环境保护规划和垃圾处理政策的取向,具体如下:
(1)垃圾焚烧电厂的选址首先是防止二次污染的安全原则,应尽量靠近垃圾集中产生源,以降低垃圾运输成本和减少垃圾运输车辆,大城市可规划分区建垃圾焚烧电厂,中小城市可进行区域化规划和建设。
(2)垃圾焚烧电厂的全厂发电效率比普通燃煤电厂低得多,为提高其经济性,厂址最好靠近热负荷需求中心,进行热电联供。如山东菏泽垃圾焚烧电厂位于一小型化工区,杭州乔司垃圾焚烧电厂位于一经济技术开发区,均有一定量的热负荷可供。
(3)不仅要考虑电厂的选址,而且还需考虑垃圾焚烧飞灰(危险废弃物)的填埋场址。
三、垃圾焚烧发电可行性
现代生活垃圾包罗万象、应有尽有,但可概括为可燃垃圾和不可燃垃圾两部分。其中可燃垃圾包含纸布、皮革、塑料、橡胶、竹木、动植物残体、树叶、果皮、厨余等,由有机物和可燃物构成城市生活垃圾的主体。
而不可燃垃圾专指各类金属、玻璃、石陶瓷等无机物。根据我国大中城市垃圾热值均在800kcal/kg~1500kcal/kg,这些垃圾均能自燃,均能发电。燃烧一吨城市生活垃圾可发电300~400kw。而且垃圾焚烧处理后的灰渣呈中性,无气味,不会引发二次污染,且体积减少90%,重量减少75%以上,明显减容减量。直接通过垃圾焚烧,产生高温烟气进入余热锅炉产生蒸气,进入汽轮发电机发电,在国外早已是成功的经验,国内深圳垃圾电厂七年的实践也证明了垃圾发电的可行性。
四、垃圾焚烧发电环保层面
1、减容效果好。焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80~90%。
2、消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并能彻底杀灭病原菌,尤其是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等几乎是唯一有效的处理方法。
3、减轻或消除后续处置过程对环境的影响。可以大大降低填埋场浸出液的污染物浓度和释放气体中的可燃及恶臭成分。
4、有利于实现城市垃圾的资源化。垃圾焚烧产生高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽,可以用来供热或发电。
5、处理效率高。焚烧厂占地面积小,可以在靠近市区的地方建厂,既可节约用地又可缩短垃圾的运输距离,对于经济发达的城市,尤为重要。
五、垃圾焚烧发电工艺流程
垃圾焚烧发电厂生产工艺流程为:垃圾收集后由封闭式垃圾运输车送至垃圾焚烧发电厂(该工艺段由环卫部门负责),称重后进入主厂房卸料大厅,卸下的垃圾进入垃圾库,垃圾库内的垃圾经吊车投入加料料斗,然后经推料装置送到焚烧炉中燃烧,其产生的热能继而推动发电汽轮机组发电。随后,垃圾在炉内依次通过炉排的干燥段、燃烧段和燃烬段,实现负压燃烧并达到完全燃烧。炉渣经水封式除渣装置排入炉渣坑,由炉渣抓斗将炉渣抓入密封汽车运往灰渣综合利用用户或垃圾填埋场处置。