生活垃圾发电概况 1 前言 随着经济的不断进展,人民生活水平日益提高,城市生活垃圾的产量和热值也不断增长。据 国家统计局调查,我国城市垃圾正以每年8~10%的速度递增,垃圾已给城市环境及人民生活 带来了极大的危害。 目前,我国处理垃圾以填埋堆肥为主,用地大,且有二次污染。近来,沿海经济东部兴旺城 市,开头采纳燃烧发电技术,它既满意了环保要求,又可充分利用能源,从而成为城市垃圾 处理的一个方向。 2 垃圾燃烧发电的工艺流程 2.1 垃圾燃烧前无分检处理 图1为垃圾燃烧前无分检处理的工艺流程,美国洛杉矶市Long Beach垃圾发电就是这个工艺流程。 2.2 垃圾燃烧前有分检处理 图2为垃圾燃烧前有分检场垃圾发电工艺流程,美国夏威夷市垃圾发电就是这种流程。 3 垃圾发电的效益 3.1 资源化 垃圾燃烧后,热量用于发电,做到废物综合利用。据有关统计资料称,我国 当今城市垃圾清运量已达1万亿t/a,若按平均低位热值2900kJ/kg,相当于1400万吨标煤。 如 其中有1/4用于燃烧发电,年发电量可达60亿度,相当于安装了1200MW火电机组的发电量。 3.2 无害化 垃圾燃烧发电可实现垃圾无害化,由于垃圾在高温(1000℃左右)下燃烧,可进展无菌和分解有害物质,且尾气经净化处理达标后排放,较彻底地无害化。 3.3 减量化 垃圾燃烧后的残渣,只有原来容积的10%~30%,从而延长了填埋场的使用寿命,缓解了土地资源紧急状态。 因此,兴建垃圾电厂非常有利于城市的环境爱护,尤其是对土地资源和水资源的爱护,实现 可持续进展。 4 国内外垃圾发电简况 4.1 国外垃圾发电概况 4.1.1 美国 美国从80年月起先后投资20亿美元兴建了90座,总处理力量达3000万t/d的垃圾电厂。到199 0年已进展到400座燃烧厂、燃烧率达18%,到2022年将提高到40%。美国垃圾发电厂处理力量 都 较大,2022年在纽约建筑了当时最大的垃圾电站,日处理力量2250t。2022年投产的垃圾平 均处理量为1400t/d。 下面以美国H-Power夏威夷垃圾发电厂为例作以介绍。 a.工艺流程 垃圾燃烧前,经一系列输送、筛选和粉碎装置,把那些不易处理和不能燃烧的垃圾清理掉。 然后,在1000℃的高温下燃烧,形成的残渣、液态造粒(惰性灰渣),送出填埋;烟气在排 放前经注入石灰脱硫中和酸性气体,并传热给水变成过热蒸汽,入蒸汽轮机发电,烟气经锅 炉尾部受热面后,经静电除尘,除尘达标后入烟囱排放,静电除尘的细灰运出做建材综合利用。 b.主要技术参数 处理垃圾力量2160t/d 垃圾燃烧炉出力2×854t/d 垃圾保证运输量561600t/a 垃圾保证处理量561600t/a 发电最大出力570MW(可供40000户家庭用电需求) c.运营实绩 H-Power年可供应全市6%的电力,在6年运行中,已处理了400万吨垃圾,相当于全岛垃圾 的 90%以上,这些垃圾所发电力相当于燃用500桶原油发出的电力,而且燃烧过程不需任何掺和 剂(帮助燃料)。 H-Power是市政立项最大公共事业工程之一,并无任何诸如税收等方面的“优待”。在市 政府看来,H-Power尽管有功于环境及旅游,但它和任何企业一样,没有什么特别,因此建 设费高达1.8亿美元,它必需担当全部的经营费用,而且还要支付贷款利息,债券和其他费用。 H-Power负责人说:到2022年电厂全部建立贷款还清以前,每年运营费和贷款利息为2600 万美元。不过,运营是胜利的,2022年电力销售收入到达了2700万美元。电厂的能量转换效 率已超过了电厂设备的保证率(25%),更主要的是它是环境治理的典型代表,将可能被埋掉 并污染环境的垃圾转换成可利用的电能,至于垃圾燃烧后产生的灰渣已不会对环境构成任 何威逼,负责人很自信地说:垃圾电厂能满意州政府环保局的一切环保标准。 4.1.2 日本 日本通产省规划到2022年垃圾发电装机达2022MW,为达此目标,通产省乐观组织力气, 解决有关技术问题,并通过发行股票债券等方式进展融资,用以兴建垃圾电厂。 迄今,日本垃圾电厂最大出力为东京都江东清扫工厂,达15MW,最小的垃圾发电厂为广岛市 的宇佐南清扫工厂,仅有?0.5?MW。打算在2022年开工的福田县大年田市垃圾电厂,发电 功率13.4MW,打算在2022年投运。 日本城市生活垃圾废塑料较多,燃烧后产生的HCL浓度过高,对锅炉产生严峻腐蚀。由于日 本 垃圾成份中聚氯乙烯废塑料含量(即氯含量)过高,故日本垃圾电厂的蒸汽温度一般≤300℃ ,汽压也低为1.3MPa,所以电效率仅有10%~15%。目前实行改良锅炉材质及外表镀层技术 ,以提高耐腐蚀力量。现今蒸汽温度可达400℃以上,汽压提高到4.0MPa以上,发电效率也 提高到25%以上。 4.1.3 其他国家 英国于70年月初,在伦敦市埃德蒙顿建立垃圾电厂,是当时世界上最大的垃圾电厂,共有5 台滚动式炉排式锅炉,年处理垃圾40万吨,接着在诺丁汉泽西及考文垂各郡都先后建起了 比拟大的垃圾电厂。 法国现有垃圾燃烧炉300多台,可处理40%以上的城市垃圾,在巴黎四周的ISSY厂,有4×450 t/d的马丁式燃烧炉。 德国在2022年有垃圾燃烧炉46台,2022年65台,2022年75台,进展相当快。 新加坡于2022年建成了一座2700t/d的大型垃圾电厂。此后,进展很快,新加坡垃圾燃烧率 已达100%。 4.2 国内垃圾电厂的概况 4.2.1 澳门 澳门已建一座2×300t/d的垃圾电厂,2022年投入运行,实现了澳门垃圾的全部燃烧处理 。 4.2.2 深圳 深圳市市政环卫综合处理厂来利国际w66,,是我国在澳门回归前第一个垃圾电厂,已于2022年投入运行。其主要设备有3×150t/d三菱重工马丁式燃烧炉,3×13t/h双锅筒自然循环 锅炉(三菱重工引进),4MW汽轮发电机组(杭州汽轮机厂及杭州发电设备厂产品)。 该厂目前运行良好。值得一提的是,其中第三台燃烧炉为杭州锅炉厂引进日本三菱重工技术 制造的,从而使垃圾燃烧炉这一关键设备实现了国产化,为垃圾电厂在我国的推广应用打下 了良好的根底。 4.2.3 珠海 2022年根本建成,2022年投入运营,工程规模为3×200t/d,燃烧炉引进美国Tem porlla炉本体设计技术由无锡锅炉厂制造,并采纳美国Detroit Stoker公司炉排,发电设备 及辅机全部采纳国产。 4.2.4 顺德 垃圾电厂已投运一年了,全部采纳国产设备,据说目前运行不够抱负。 4.2.5 其它 上海、北京、广州等大中城市都在做前期工作,有的可行性讨论正在论证, 有的在做初步设计,真正进展建立的不多。 5 垃圾燃烧严防二次污染问题 5.1 垃圾燃烧后二次污染问题 垃圾在高温下燃烧可灭菌,分解有害物质,但当工况变化,或尾气处理前渗漏,处理中稍有 不慎等都会造成二次污染,尤其是“二恶英(烷)”会诱发癌症,据最近日刊《废弃物》 报导来利国际w66,,日本厚生省垃圾燃烧站四周居民发病率高,是与垃圾燃烧站“二恶英( 烷)”超标有关,日本标准“二恶英(烷)”排放掌握值为0.50ng/Nm3,(美国为0.15ng /Nm3),于是从2022年12月起严格了对“二恶英(烷)”的考核,要求 新建垃圾燃烧炉按0.10ng/Nm3掌握,并要求>0.5ng/Nm3的老燃烧炉限期改造,同时对 新 建≤100t/d的小型燃烧炉照此办理。我国最近公布的GWKB3-2022垃圾燃烧站的大气排放极限 与美、日标准有差异,参见表1,关系到人民生命的安全,垃圾燃烧后烟气净化处理技术、 设备、建议我国应引进,并加以消化、汲取、创新的技术道路,并严格监控,达不到要求时 ,应停顿燃烧,转为事故填埋。 垃圾燃烧站工艺流程中烟气净化处理(如洗涤塔)用于去除燃烧产生的SO2、HCL、HF等酸性气体,应在燃烧中或烟气中用石灰(粉或浆)加以中和,使之无害化。此过程若不严 把关,这些气体就会直接排入大气中,造成二次污染。例如深圳垃圾电厂,由于酸性气体去 除设备尚未投入运行,造成酸气直接排放,污染了四周环境。 另外,在垃圾贮仓中会产生发酵臭气,温气要用气幕封住,把送风机吸风口,接于贮仓中, 造成负压,避开漏入大气中,并入燃烧炉燃烧。 5.2 水资源的污染的问题 垃圾输送贮运和贮仓中,易发生泄漏、发酵,产生发酵废水、滤液,其中含有BOD等有害杂 物 ,为不引入污水处理,会造成水资源污染。尾气处理的废水、废渣、粉尘也应慎重处理,避 免水源污染。 所以垃圾燃烧厂工艺废水,必需经废水处理,处理后水应优先考虑循环使用 ,节省水资源,尽量做到零排放。必需排放时,废水中污染物的含量应符合国标排放限值,才可排放。 表1 垃圾燃烧站大气排放限值(指标)* 项 目 单 位 中 国** 美国 日本 标 准 EAC94年实际 烟尘 mg/Nm3 80 15.7 3.2 80 NOx ppm 400mg/Nm3 96 86 250 CO ppm 150mg/Nm3 96 40 50 SO2 ppm 260mg/Nm3 19.2 9.4 △20-30 HCL mg/Nm3 75 26.1 2.9 700 汞 mg/Nm3 0.2 0.055 0.0044 △0.050 铅 mg/Nm3 1.6 0.137 <0.017 无标准 镉 mg/Nm3 0.1 0.0137 0.0009 无标准 二恶英 TEQng/Nm3 1.0 0.15 <0.012 △0.50 注:* 〖WB〗指均按含O212%计算,△为掌握值**〖DW〗指均以标准状态,含O211%计算 5.3 残渣与粉尘的污染问题 垃圾燃烧站的残渣应综合利用,不能利用的,要填埋处理,烟气处理的固体废物、粉尘,应 加检验,按国标5085.3危急物鉴别推断,如有应按危急废物处理,否则按一级固体废弃物处 理,一般采纳填埋处理,因此,垃圾燃烧后的残渣,尾气处理的固体废弃物,如不严按制, 会造成土地资源的二次污染,破坏生态环境。 6 建立垃圾发电的必备条件 6.1 城市生活垃圾低热值较高 一般需到达≥4187kJ,才能不加帮助燃料进展燃烧发电,目前我国城市垃圾热值低, 夏天水份含量高,地区差异大,东部地区城市平均为3140kJ,中部地区为2219kJ/kg,西部 地区为1507kJ,只有少局部地区城市,燃气率高≥90%,生活垃圾低位热值较高 ≥4187kJ/kg,如北京朝阳区,上海浦东、浦西区已具备不加帮助燃料燃烧发电的条件。 因而,就全国而言,全烧垃圾发电条件不够,但从居民生活燃气率逐年提高的趋势,特殊“ 西气东输”工程已经起动,自然气勘探工作日益绽开,城市燃气率必将很块增加,垃圾的热 值也会相应提高。 6.2 经济实力较强的城市 垃圾发电投资大,运行费用高,美国洛彬矶市Long Beach垃圾电厂容量为3×460t/d,100MW 机组,总投资1.1亿美元,年运行维护费1200万美元来利国际w66,。据测算,筹建国内大型垃圾电厂,采 用外国政府贷款,主要设备(燃烧炉、尾气处理设备等)进口建立投资高,为卫生填埋的六倍 以上。如上海浦东、浦西垃圾电厂(设计处理垃圾力量1000t/d),总投资估算为7亿元人 民币, 北京高安屯垃圾电厂(设计力量1200t/d)总投资估算为7.5亿元人民币。垃圾发电运营费用也 较 高,深圳宝安垃圾电厂(600t/d),电价本钱高,当地政府每年需补贴2300万元。因此,经 济实力较强的城市,每吨垃圾政府能补贴100~200元,才能有经济效益。 6.3 较完善的垃圾分类收集和转运系统 我国城市垃圾分类收集极少,转运系统(中转站
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