張 劍(天津綠色動力再生能源有限公司,天津 300000)
垃圾焚燒發電技術現狀研究與發展
張劍
(天津綠色動力再生能源有限公司,天津300000)
焚燒垃圾發電技術作為城市處理垃圾的一種主要方法,它具有無害化、節約化等特點,在大中小城市廣泛運用,本文分析該技術的基本原理和流程,切對現技術在實用過程中的主要相關問題,給出了對應的相關方法,為焚燒垃圾發電處理技術提供一定參考作用。
城市生活垃圾;焚燒發電技術;工藝流程
隨著大中小城市的快速發展,城市垃圾也逐漸的增加,必須對城市垃圾合理的處理,減少給環境帶來不良的影響。現如今,一般由3中處理方式,衛生填埋,高溫堆肥和焚燒處理等。這3中方式,各有不同之處,填埋方法能夠一次性處理較大的垃圾,方便快捷,但是對土地、空氣和當地水質會造成不同程度的污染。堆肥方法,必須要求垃圾中含有一定量的有機質,不利于使得垃圾達到減量的目的,同時也要占用相對較多的土地面積。焚燒方法則是目前相對有效的處理方法,具有占地面積小,處理比較徹底,并且無害,可以使得城市垃圾處理達到減量化,無害化。
最近幾年,我國垃圾焚燒發電技術發展發塊,推廣應用廣泛,對城市垃圾處理有著積極的意義。
1.1基本流程
垃圾焚燒發電是一項高溫熱化學處理過程,其過程是把垃圾焚燒所產生的熱量,對水進行加熱,并且獲得蒸汽,通過蒸汽推動汽輪機,使其帶動發電機,進行發電,然后并網傳輸。一般完整的工藝流程主要有四部分組成:垃圾運輸存儲、垃圾焚燒、煙氣尾部處理、汽輪機發電。
一般垃圾中的可燃燒部分,在高溫下與氧氣進行劇烈的化學反應,產生熱量和固體殘余物。由于我們的城市垃圾存在一定的水分,所以在電路運行之前,在垃圾中加入噴油,起到助燃的作用。一次的風機從垃圾中吸取空氣,作為助燃的空氣。在燃燒的時候,把高溫煙氣進行熱量的回收利用,并且把加熱的蒸汽傳輸到發電機組,從而實現發電。煙氣通過尾氣處理,達到凈化要求后才能排出到空氣中。最后焚燒留下的殘余物經過一定的處理工序后,暈倒填埋場地進行填埋工作。垃圾焚燒處理均為內部密封式處理,不會對外部記性污染。
1.2常見垃圾焚燒爐型
現在大多數使用的垃圾焚燒爐主要3種,機械式層燃爐排焚燒爐、循環流化床焚燒爐和旋轉窯型焚燒爐。
在我國主要使用主要是前兩者焚燒爐。
機械式爐排爐焚燒的技術相對成熟、在使用運行時候相對穩定安全、設備壽命較長,我們國家大中城市是這樣的處理方式,也和西方國家的焚燒處理相似。選用此焚燒方式,一般是不需要對垃圾進行提前預處理,只要使得垃圾導入爐排,通過機械運動吧垃圾進行充分的攪拌均勻,再加上輔助燃油和氧氣的助燃情況下,把垃圾進行干燥后充分燃燒。機械式爐排爐有平推式、逆推式和滾筒式三種形式。
流化床爐采用的是流態化技術,石英石作為熱載體。對于焚燒低熱量的垃圾,流化床爐相對適合,垃圾在爐內充分混合,從加熱、干燥和燃燒在相對短的時間內完成,能夠出巡較大熱量,穩定性可靠。
1.3垃圾焚燒發電優勢
目前對于垃圾處理,大多數采用垃圾焚燒發電,因為它具有如下的優勢:
(1)工藝相對固化穩定、所需要的場地面積較小,并且垃圾不需要進行分類和處理,直接可以進行焚燒,可以在相對靠近城市的地方建造場地,能夠節約土地的同時,也可以降低運輸垃圾的成本。
(2)降低存儲空間。焚燒處理后的垃圾,直接體積能夠明顯的減少85%。
(3)處理過程相對速度快,處理量大,滿足需求量。另外,垃圾焚燒發電廠在處理垃圾的同時,也進行了發電供應,創造了一定的價值和效益。
(4)保持環境清潔,高溫焚燒后能夠把垃圾的有害成分中的病菌消滅,對于保持人馬居住環境也是一種非常有效的方式。
(5)實現城市垃圾資源化,通過焚燒技術,產生了新能源,焚燒垃圾在高溫環境下,產生的熱量被回收進行充分利用來進行蒸汽發電,產生電能。
垃圾焚燒發電在垃圾處理方面有著非常大的優勢和作用,但是在目前的發展過程中,也有一定的問題有待解決:
(1)目前在大中城市的焚燒發電公司,都是采用的國外先進的機器設備,在前期投入建造的成本相對較多,運營的壓力較大,當前垃圾發電廠的投資成本一般在40-70萬元/噸,在一定程度上阻礙了發電的營業收入。
(2)目前國內的垃圾處理能力不高,人民的環保意識沒有達到相對的高度,很多垃圾的收集都是混合處理的,這樣垃圾內容負責,很多不可燃垃圾也在里面,對垃圾的焚燒時候的穩定性也會在一定程度起著不利的影響。
(3)對于垃圾焚燒之后,在尾氣里面存在部分的有害物質,必須進行控制,如果控制不到位,則很容易造成二次污染,我們需要按照國家標準進行尾氣處理達標后,才能夠進行正常排放。
(4)國家在垃圾焚燒發電產業鏈上的制度有待更加一部的完善,對于垃圾處理費用有待加強規范,目前垃圾焚燒企業還靠著國家政府的相應補貼和提高發電價格來維持整個發電廠的整個運行生產過程。
3.1提高先進技術和裝備,降本增效
國內相關企業在引進先進技術和設備的同時,要深入研究焚燒工藝和設備的關鍵技術,再針對我國垃圾的特點,在我們處理垃圾焚燒過程中,及時的調整和優化工藝過程參數,最好可以開發具有自主產權的先進裝備系統,滿足我們的生產安全,性能可靠,高效率發電等現狀的需求。
3.2強化垃圾分類管理
國內大中城市的垃圾種類較多,對于不同的垃圾成分,會有不同程度的垃圾燃燒熱值,并且相差較大,我們國家在垃圾管理還還欠缺一定的經驗,后期則要在垃圾分類的源頭上進行規定,對垃圾進行分類規范處理,另外也要對我們每一位公民進行環保意識的提升進行教育,對紙、金屬、塑料等前期進行分類收集;對熱值高的塑料等垃圾記性焚燒處理,提高發電的效率。
3.3降低有害物質排放
在垃圾焚燒處理廠進行焚燒后,一般尾氣中會存在積累的有害氣體,比如酸性氣體,氯化氫,氧化硫、氧化氮、一氧化碳、等一些碳氧化合物,如果不對這些氣體物質進行嚴格控制,則排放到空氣中去,造成二次污染。這個問題也是我們一直持續關注的重要問題,也是全世界關注的研究課題,所以在焚燒垃圾發電過程中,必須全面做好防止二次污染的措施,從垃圾源頭,對垃圾進行嚴格的分類,避免塑料垃圾的焚燒,加大技術控制燃燒過程中有害氣體的產生,國家和當地政府,必須制定相關的焚燒垃圾氣體排放標準,并且做好監督管理制度,引進和吸收消化國外的先進工藝過程,優化參數,最終的目標是對周圍環境的不利影響降低到最小的程度。
3.4提升政府的支持力度
目前我們國家對可再生能源發展給與了很多鼓勵的政策,也制定的一些列的相關制度,其中包括垃圾焚燒發電,國家可以引進和吸收歐洲在垃圾焚燒上面的先進經驗,緊跟優質的體系政策,通過鼓勵和實施垃圾焚燒發電項目,另外可以制定相關政策,對垃圾制造者進行適當的籌集現金,然后對垃圾焚燒發電企業進行資助,并且對垃圾焚燒發電的售價標準進行制定相關標準,并且強制企業及進行執行政策,最后也要考慮逐步制定合理全面的政策,對于長效的售電價格進行補貼機制,綜合提高垃圾焚燒發電的技術含金量,從而對垃圾焚燒發電產業化起到舉足輕重的作用。
隨著我國垃圾分類處理國產化和規范化的持續發展,城市垃圾的日益增加,垃圾焚燒發電技術勢在必行,也有著相當寬廣的發展前景,并且逐步優化和成熟,這項技術能夠很好的把節約資源和環境保護較好的統一結合起來,通過對垃圾的集中處理,再利用等基礎環節的技術不斷發展,垃圾焚燒發電也將會成為比較經濟的一種發電技術。技術和政策的不斷完善和優化,必將引導國家投入更加的投資力度,增加資金的投入,此產業化也會迅速的發展起來,為環境保護和資源的再利用處理,走可持續發展道路,推動社會經濟的快速發展,做出必不可少的關鍵作用。
[1]盧紅梅.城市垃圾焚燒發電技術簡述[J].河南建材,2013(03):140-142.
[2]劉文波.城市垃圾焚燒技術的應用探討[J].山西化工,2014,34 (06):80-82.
[3]洪雷,王小文等.垃圾焚燒發電技術進展與應用探討[J].環境衛生工程,2011(05):165-166.
[4]周永華.我國城市垃圾焚燒發電技術探究[J].科技風,2014(11):65.
[5]侯國棟.焚燒城市垃圾發電技術分析[J].科技與創新,2015(13):139-140.
10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.178
張劍(1985-)男,內蒙古集寧人,大專,助理工程師,研究方向:電廠熱能動力。