時間:2024-04-09 14:44:44
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隨著我國城市人口數(shù)量的增加,生活垃圾也在不斷增加。但是我國垃圾焚燒工程的發(fā)展現(xiàn)狀,存在有部分不合理的設(shè)計,極大的影響著我國生活垃圾焚燒工程的發(fā)展,也不利于我國對于城市生活垃圾的處理。雖然生活垃圾的處理方式較為多樣,但是垃圾焚燒為主要發(fā)展途徑。而基于市場中對于垃圾焚燒工程的要求,急需要對焚燒工程中的煙囪設(shè)計進行改進研究。
1 對我國垃圾焚燒工程發(fā)展現(xiàn)狀簡要闡釋
1.1 垃圾焚燒工程概念界定。對于城市生活垃圾的處理,有著較多的處理方式,但是發(fā)展最為時間長久并且傳統(tǒng)的方式為垃圾焚燒法。而垃圾焚燒工程的建設(shè),則是垃圾焚燒法的進一步發(fā)展,要求在進行生活垃圾焚燒處理的過程中,建設(shè)相關(guān)的焚燒廠以及相關(guān)焚燒設(shè)備,以此來將生活中的垃圾進行焚燒處理,促進城市環(huán)境優(yōu)化建設(shè),避免城市建設(shè)用地的浪費,最終還能夠消滅部分垃圾中生存的病原體。在近幾年,我國根據(jù)建設(shè)部要求,出臺了有關(guān)于生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)的法律法規(guī),以此來規(guī)范垃圾焚燒工程發(fā)展,其中就包括有煙氣凈化系統(tǒng)的設(shè)定,要求煙囪設(shè)計中關(guān)注于二f英類以及重金屬的去除、排煙系統(tǒng)設(shè)計等。
1.2 我國垃圾焚燒工程發(fā)展?fàn)顩r。我國垃圾焚燒工程發(fā)展到現(xiàn)階段,處于一個高速發(fā)展的時代。在飛速發(fā)展的階段,相對于西方發(fā)達國家來說,我國的垃圾焚燒工程還不算太成熟,因此在建設(shè)垃圾焚燒工程中,我國的垃圾焚燒設(shè)備大多數(shù)從發(fā)達國家引進的,在先進設(shè)備引進的基礎(chǔ)上,我國自身對此類設(shè)備進行了自我消化和了解,以此來發(fā)明更為符合我國垃圾焚燒工程發(fā)展現(xiàn)狀的設(shè)備。但是事實證明,依托于引進先進設(shè)備并不能夠促使我國的垃圾焚燒工程不斷發(fā)展,僅僅能帶給我國階段性的進步,因此如何創(chuàng)新垃圾焚燒設(shè)備,已經(jīng)成為了我國現(xiàn)階段的主要任務(wù)。此外,我國還需要不斷深化垃圾焚燒工程理論,在理論和設(shè)備的全面進步的前提下,才能夠最終實現(xiàn)我國垃圾焚燒工程整體的國產(chǎn)化,實現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的相統(tǒng)一。
2 現(xiàn)階段中我國垃圾焚燒工程存在的較大問題研究
2.1 對于垃圾焚燒工程的不重視。對于城市生活垃圾處理來說,主要有物質(zhì)利用、填埋法以及能力轉(zhuǎn)換法三種方式。對于我國來說,更多的城市建設(shè)采用的為填埋法,即是將城市生活垃圾直接進行填埋,不進行二次處理或者是回收利用,一般來說,填埋法更加的快捷、成本低,因此我國整體上更加偏向于填埋法進行垃圾處理,一定程度上就會忽視于垃圾焚燒工程建設(shè)。但是,這樣的填埋法對于城市長期發(fā)展來說,不利于垃圾的回收利用,以及能力轉(zhuǎn)換資源等。
2.2 垃圾焚燒工程中煙囪設(shè)計的不合理現(xiàn)象。我國垃圾焚燒工程中存在的問題,除去國家的不重視外,在垃圾焚燒工程設(shè)計中也存在有部分缺陷,其中煙囪設(shè)計的不合理現(xiàn)象較為突出。在垃圾焚燒工程的煙囪設(shè)計中,我國較多的垃圾焚燒工程采用了結(jié)構(gòu)簡單的煙囪設(shè)計模式,在此基礎(chǔ)上,這類型的煙囪的成本更低,施工也較為便捷,因此越來越多的垃圾焚燒廠傾向于此類煙囪。而這類型的煙囪其耐久性較差,在投入到垃圾焚燒的應(yīng)用中,都會在較短時間內(nèi)出現(xiàn)裂縫等問題,內(nèi)部也會因此而產(chǎn)生腐蝕。眾所周知的,煙囪建設(shè)高度越高,垃圾焚燒產(chǎn)生的尾氣擴散效果也會越好,與此同時也會帶來更多的建設(shè)費用。部分垃圾焚燒廠為了節(jié)約建設(shè)成本,會將煙囪高度一度降低,最終致使垃圾焚燒產(chǎn)生的尾氣等有害氣體聚集,消散較慢,最終造成更大的環(huán)境損害。
2.3 垃圾焚燒過程中二惡英的產(chǎn)生。在上述中獲知,垃圾焚燒工程中煙囪設(shè)計的不合理,會致使垃圾焚燒過程中產(chǎn)生尾氣得不到較為快速的排放和稀釋,因此就會致使垃圾焚燒中產(chǎn)生的尾氣危害氣體更為嚴(yán)重。在尾氣中,包括有二f英。二f英是一種無味無色,并且具備有毒性的氣體,其穩(wěn)定性較強,熔點較高,能夠溶于絕大部分的有機溶劑中,因此很容易促使體內(nèi)二f英的累積,最終致使中毒現(xiàn)象,危害著人類的身體健康狀況。
3 對于垃圾焚燒工程中煙囪設(shè)計的改進措施
3.1 垃圾焚燒煙囪工藝設(shè)計。為了促使我國垃圾焚燒工程中的煙囪設(shè)計更加的科學(xué)和合理化,就需要對煙囪設(shè)計進行較大的改進。首先,需要從垃圾焚燒煙囪的工藝設(shè)計出發(fā),以此來確保垃圾焚燒煙囪符合整個工程的要求,減少有害氣體危害人類身體健康狀況。而煙囪的主要作用就是將垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的有害氣體等,進行最大限度地排放和稀釋,其工藝設(shè)計主要包括有:煙囪的高度、煙囪的排氣筒管道、煙氣溫度以及排氣管的組合形式等。在對煙囪高度的設(shè)計中,最為主要的是要求煙囪高度符合國家對其制度的標(biāo)準(zhǔn),不能夠為了節(jié)約投資資本就一味的降低煙囪高度,表1為煙囪設(shè)計的最低標(biāo)準(zhǔn)。而對于煙囪的排氣筒管道直徑設(shè)計則需要符合垃圾焚燒工程中尾氣的排放量,這樣才能夠較大程度上進行尾氣的擴散和稀釋。在已知排放速度的情況下,利用以下公式就那些排氣筒管徑。
3.2 垃圾焚燒煙囪結(jié)構(gòu)設(shè)計。除去對垃圾焚燒煙囪進行工藝設(shè)計的改進外,還需要從煙囪的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化措施的采取。我國的垃圾焚燒工程中,一般采用的結(jié)構(gòu)方式為組合式煙囪結(jié)構(gòu),大致分為:混合式煙囪。而混合式的煙囪結(jié)構(gòu)不一定都適用于垃圾焚燒工程,部分垃圾焚燒廠在使用混合式煙囪中,會由于混合式的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)部分構(gòu)件不受力的情況,而在此狀況中,會由于承受風(fēng)力作用下產(chǎn)生渦流,不利于尾氣排放和稀釋,并且還會出現(xiàn)煙囪受損的現(xiàn)狀,最終致使煙囪使用年限較短。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,要求符合垃圾焚燒廠的整體發(fā)展,采取適用于自身垃圾焚燒設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式,集中式煙囪、組合式煙囪以及獨立式煙囪交替使用。
3.3 垃圾焚燒煙囪防護設(shè)計。對于垃圾焚燒工程來說,煙囪的使用年限直接影響著整個垃圾焚燒廠的投入成本,只有在做好垃圾焚燒煙囪防護設(shè)計的情況下,才能夠促使垃圾焚燒使用的煙囪受到更好的防護,這樣才能夠促使煙囪的使用年限得以增加。在煙囪防護設(shè)計中,需要考慮到諸多的影響因素:自然因素,包括有大自然中的風(fēng)霜雨雪等自然物質(zhì)對于煙囪的拍擊而造成的外部受損;尾氣因素,包括有垃圾焚燒中產(chǎn)生的腐蝕性氣體等對煙囪內(nèi)部的腐蝕和侵害。在煙囪內(nèi)部較可能的采用鋼化玻璃技術(shù),避免腐蝕性氣體的侵害,外部則可以采用混凝土設(shè)計,增強其穩(wěn)定性和堅固性。基于此,才能夠做好垃圾焚燒煙囪的防護工作。
4 結(jié)語
綜上所述,垃圾焚燒的過程中,煙囪的設(shè)計是至關(guān)重要的。只有在做好垃圾焚燒煙囪防護設(shè)計的情況下,才能夠促使垃圾焚燒使用的煙囪受到更好的防護,這樣才能夠促使煙囪的使用年限得以增加。同時也能更加環(huán)保。
一、引 言
21世紀(jì)是一個環(huán)境與能源的時代,資源利用,環(huán)境保護,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展早已成為各國共識。近年來我國人口增長和消費擴張造成垃圾量劇增,成為人們和諧生活的一大阻礙,合理的處理和利用城市垃圾日趨成為一個急待解決的重大問題。針對這一現(xiàn)狀,垃圾焚燒處理產(chǎn)業(yè)逐漸在我國興起。誠然,垃圾焚燒發(fā)電對垃圾減量和循環(huán)經(jīng)濟有明顯的效果,但就其市場和技術(shù)層面的考量,其能否成為我國主流的垃圾處理方式,依然有待考證。
二、實地調(diào)研分析
我國垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)的興起較晚,且垃圾焚燒廠多密集于東部地區(qū),是一個極具發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間的產(chǎn)業(yè)。而杭州作為擁有三家大型垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)--杭州綠色能源有限公司、余杭錦江環(huán)保能源有限公司及富春江環(huán)保熱電股份有限公司的人居城市,在我國垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上走在了前沿,既從中暴露出許多問題同時也給我們提供了寶貴的發(fā)展經(jīng)驗。因而,我們對上述三家企業(yè)進行了實地走訪和調(diào)查,從中探索垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)的一般問題和普遍經(jīng)驗。
通過實地調(diào)研和資料分析,我們將三家企業(yè)的重要指標(biāo)匯總成表2-1,表格如下:
表2-1
調(diào)研發(fā)現(xiàn),杭州市目前存在的三家大型的垃圾焚燒發(fā)電廠具有各自的區(qū)位優(yōu)勢,錦江環(huán)保、綠色能源和富春江環(huán)保分別位于余杭、濱江和富陽,從杭州市的東北角延伸到西南角,分別負責(zé)就近的城市垃圾的處理。但從處理的而垃圾數(shù)量來說,垃圾焚燒發(fā)電廠消耗的垃圾遠遠趕不上當(dāng)前垃圾增長的速度,垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)仍有較大的發(fā)展空間。
從垃圾焚燒設(shè)備而言,被訪企業(yè)較對流化床垃圾焚燒爐的認可度較高,一方面,流化床焚燒爐能減少煤燃燒的使用;另一方面,該方法可以減少鍋爐結(jié)渣、降低二惡英的排放。調(diào)研發(fā)現(xiàn),余杭錦江環(huán)保能源有限公司于2009年完成將1#爐到流化床焚燒爐的改造并投入使用后,該年該公司的垃圾焚燒量由上年的13.24萬噸增長到了23.99萬噸,發(fā)電量由上年的3853萬千瓦時增長到了4961萬千瓦時,效果十分明顯。但同時,流化床焚燒爐由于其復(fù)雜的操作、高昂的運行費用和大量的灰塵而有待進一步改良。
在調(diào)研走訪時了解到,垃圾焚燒廠附近的部分居民對垃圾焚燒持有不樂觀的態(tài)度,其中以杭州綠色能源有限公司濱江垃圾焚燒廠為最,而富春江環(huán)保熱電股份有限公司的不滿意程度最低。很多居民對垃圾焚燒廠產(chǎn)生的"二英"和粉塵污染抱有擔(dān)憂的態(tài)度,努力解決垃圾焚燒發(fā)電廠的"二次污染"已經(jīng)勢在必行。
對三家企業(yè)的補貼額進行調(diào)研計算得出,余杭錦江環(huán)保和杭州綠色能源公司在近年度內(nèi)的電價補貼和垃圾處理量補貼額分別在3670萬元和6652萬元左右,對富春江環(huán)保2012年度的年報進行分析發(fā)現(xiàn),其前三季度除去政府補助也得到了約493萬的補貼額,可見政府在綠色可持續(xù)發(fā)展行業(yè)的扶持力度巨大。
三、產(chǎn)業(yè)分析
據(jù)《中國城市建設(shè)統(tǒng)計報告》,我國城市的生活垃圾清運量以每年7%-9%的速度遞增,垃圾的產(chǎn)生量遠遠的超過無害化、資源化的處理量。而目前國際上,尤其是西方發(fā)達國家,利用垃圾發(fā)電已經(jīng)進入審慎階段,值得我們借鑒。
(一)國內(nèi)垃圾處理產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
資料顯示,我國的垃圾僅城市垃圾部分得到安置處理,其中填埋處理占82.7%,焚燒僅占15%;其余將近70%未得到妥善處置。目前我國城市生活垃圾積累堆存量已達70億噸,"垃圾圍城"日趨嚴(yán)峻。
目前我國垃圾處理方式主要有衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒。傳統(tǒng)填埋技術(shù)要求低,投資少,但需占用大量土地資源,且造成巨大的資源浪費和二次污染,其粗放型的垃圾處理理念已經(jīng)逐漸被淘汰。堆肥對垃圾中有機質(zhì)含量要求較高,對廚余垃圾和生物制品垃圾較為適用。在當(dāng)下城市固廢泛濫的情況下,不能作為主要的垃圾處理方式。近年來出于節(jié)約資源和可持續(xù)發(fā)展的考慮,垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了較大的政策支持和較快的發(fā)展。垃圾焚燒發(fā)電占地面積小;減量化效果明顯,還具有顯著的資源循環(huán)利用的優(yōu)勢,迎合了當(dāng)代可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
1、我國垃圾焚燒發(fā)電的發(fā)展
我國在生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用等方面起步較晚,第一個垃圾焚燒發(fā)電廠在1987年投入運行,生活垃圾焚燒量僅為3.72%,遠低于發(fā)達國家平均水平。近5年來基于垃圾總量劇增的現(xiàn)實和可持續(xù)發(fā)展理念的深化,垃圾焚燒發(fā)電項目發(fā)展迅猛,在政府的大力支持下,全國各地都在大干快上垃圾焚燒發(fā)電項目。截止2010年9月,我國共建有生活垃圾焚燒廠100座,總處理能力達到9.2萬噸/天,約占總垃圾處理的21.0%。2011年始,垃圾焚燒項目的大氣污染逐漸問題逐漸凸顯,垃圾焚燒發(fā)電項目的"大干快上"的熱情逐漸消減,人們開始客觀審視垃圾焚燒發(fā)電的可行性和科學(xué)性。
2、國家政策導(dǎo)向及相關(guān)措施
2000年以來,垃圾焚燒發(fā)電項目逐漸吸引了政府和民眾的眼球。
《全國城市生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)"十一五"規(guī)劃》、《全國城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生"十一五"規(guī)劃》乃至2008年國家發(fā)改委的《可再生能源發(fā)展"十一五"規(guī)劃》都鼓勵選用先進的焚燒處理技術(shù),建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠,并指出到2010年,建成垃圾發(fā)電裝機容量50萬千瓦。
此外,垃圾焚燒發(fā)電廠享有稅收優(yōu)惠:符合以垃圾為燃料生產(chǎn)的電力或者熱力有關(guān)規(guī)定的企業(yè),實行增值稅即征即退的政策;2009年底起,我國對采用符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)生填埋、焚燒、熱解、堆肥等工藝的項目企業(yè)給予所得稅優(yōu)惠。
不僅如此,垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)還享受優(yōu)厚的政府補貼:根據(jù)國家頒布的可再生能源扶持政策,垃圾焚燒發(fā)電全部保證上網(wǎng),上網(wǎng)電價可在燃煤電價基礎(chǔ)上,每度補貼0.25元,同時還將獲得市政部門按噸位支付的垃圾處理費,從每噸50元到200多元不等。
2012年我國又密集出臺了兩項扶持政策,規(guī)定垃圾焚燒發(fā)電執(zhí)行全國統(tǒng)一垃圾發(fā)電標(biāo)桿電價每千瓦時0.65元。"十二五"期間,我國城市生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)投資總量將達2636億元。相關(guān)資料表明,垃圾處理費補貼和上網(wǎng)電價收入已經(jīng)成為目前我國垃圾焚燒廠的主要利潤來源,政府以多種方式培植和推動垃圾焚燒發(fā)電項目,包括為廠商提供優(yōu)惠貸款、保證利潤、獎勵投資、甚至承擔(dān)興建費等。
(二)國外垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
近50年來,發(fā)達國家的發(fā)展水平引致對垃圾處理更高的要求,垃圾焚燒發(fā)電項目逐漸代替了純粹的垃圾焚燒項目。垃圾焚燒發(fā)電最早起源于德國和法國,迅速發(fā)展于美國和日本,目前,日本、瑞士、德國、美國的圾焚燒發(fā)電水平都處在產(chǎn)業(yè)的前沿。
日本是目前世界上擁有最多垃圾焚燒發(fā)電廠的國家,其最早的垃圾發(fā)電站建于1965年,70年代日本在全國大力推廣垃圾焚燒,焚燒廠的數(shù)量一度占到全球的70%。由于垃圾焚燒產(chǎn)生嚴(yán)重氣體污染,日本從90年代末開始頒布一系列法律以嚴(yán)格環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn),使得大量垃圾焚燒發(fā)電廠被迫關(guān)閉,陸續(xù)從原來的6000多座減少到了現(xiàn)在的 131 座,總裝機容量達650MW 。由于日本目前實行了嚴(yán)密的垃圾分類措施,焚燒效率大大提升。
美國垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,至1990年,美國已建垃圾焚燒廠400座,焚燒率達18%,到2000年提高到40%,垃圾發(fā)電達2000MW。1990、2000和2005年,美國生活垃圾焚燒發(fā)電的比例分別為14.5%、14.1%、14.6%,由此可見,自1990年以來,垃圾焚燒一直在全美范圍內(nèi)發(fā)揮重要的作用并仍有巨大發(fā)展空間。
德國曾因為環(huán)境污染問題頒布了"焚燒爐禁令",但是德國走出了其特有的技術(shù)發(fā)展之路。在德國所有的66個生活垃圾焚燒廠中,由于按照法規(guī)要求配置了袋式除塵器,二英年排放量由400g下降到不足0.5g,下降幅度接近1000倍,污染減排效果十分顯著。
經(jīng)過100多年的發(fā)展,垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)已逐漸成熟可靠,成為了當(dāng)前國際上廣泛運用的生活垃圾終處理技術(shù)。國外對生活垃圾焚燒廠實施了大規(guī)模的結(jié)構(gòu)調(diào)整,通過更高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)來改造舊的焚燒廠,關(guān)小廠、建大廠,使焚燒發(fā)電廠向規(guī)?;?、大型化發(fā)展。
(三)綜合分析和發(fā)展方向探索
從發(fā)達國家的發(fā)展經(jīng)驗來看,發(fā)展初期,焚燒發(fā)電廠的數(shù)目會有一個較大的增長,之后隨著市場的日趨成熟,垃圾焚燒發(fā)電廠數(shù)目將趨于穩(wěn)定,事實上由于"二次污染"等原因,絕大部分國家都會限制垃圾焚燒發(fā)電廠的數(shù)目并關(guān)閉超過實際需求的廠。垃圾焚燒發(fā)電并不是最優(yōu)的垃圾處理模式,在該模式的探究下,發(fā)達國家已經(jīng)逐漸由單純的垃圾焚燒發(fā)電過渡至集垃圾分類、垃圾回收、垃圾處置、垃圾循環(huán)為一體的商業(yè)運作形態(tài)。
相較于國外的發(fā)展經(jīng)驗,我國正處于垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)的成長階段,具有企業(yè)數(shù)目迅速增加,技術(shù)大量引進的階段,應(yīng)該盡量在發(fā)展過程中做好長足的應(yīng)對準(zhǔn)備,避免重蹈發(fā)達國家先污染后治理的覆轍,于此同時,我國應(yīng)結(jié)合國情探索合適的、可循環(huán)的、綠色環(huán)保資源節(jié)約的垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)模式。
四、生態(tài)循環(huán)聯(lián)動圈模型的建立
(一)生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈模式模型介紹
1、模型總體介紹
結(jié)合綜合實地調(diào)查獲取資料、對垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)前景的分析以及杭州盈利垃圾焚燒企業(yè)的成功發(fā)展模式,我們提出了"生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈發(fā)展模式"的構(gòu)想:在聯(lián)動鏈前端設(shè)有垃圾分類回收再輸送至各個企業(yè)的小循環(huán)圈;在聯(lián)動鏈中端,通過在垃圾焚燒企業(yè)周圍布局以熱能、電能為能量需求或者以垃圾焚燒產(chǎn)生的灰渣為物質(zhì)需求的企業(yè)來達到資源的互相供給和循環(huán)利用,這些企業(yè)可以利用垃圾焚燒企業(yè)的產(chǎn)品及服務(wù)來進行生產(chǎn),并且這些企業(yè)產(chǎn)生的垃圾廢物可以給垃圾焚燒企業(yè)提供充足的原料;在聯(lián)動鏈的終端,我們在附近布局以填埋場和苗木林地以減少污染。上述構(gòu)建出一個如圖4-1所示生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)鏈。
圖4-1
2、垃圾回收分類環(huán)節(jié)
城市垃圾中的廚房垃圾經(jīng)過脫水發(fā)酵后課堆肥利用,可回收物鼓勵通過市場途徑回收利用,有毒有害垃圾實行專業(yè)無害化處理,只有其它垃圾才是真正適合用于垃圾焚燒發(fā)電的材料。因此在垃圾焚燒之前,回收分類工作至關(guān)重要。
近兩年來,杭州市一直開展垃圾分類試點和"清潔直運"工作,取消了所有的垃圾中轉(zhuǎn)站,直接將城市垃圾運送到遠在市郊的垃圾處理中心。我們設(shè)想在"清潔直運"之前基于各個社區(qū)和地段的垃圾特點實現(xiàn)對垃圾的粗糙分類,并根據(jù)分類特點將垃圾運輸至相應(yīng)的填埋場或焚燒廠進行二次處理。我們擬在垃圾填埋或焚燒之前增加細分類和回收環(huán)節(jié),對可回收的物質(zhì)進行歸類并運輸至相關(guān)的企業(yè),如回收到的金屬可以轉(zhuǎn)售給機器制造企業(yè),以構(gòu)造小型可回收物循環(huán)圈。
3、相關(guān)企業(yè)與循環(huán)聯(lián)動圈
在一個循環(huán)圈內(nèi),企業(yè)間可以建立起互助發(fā)展的聯(lián)盟關(guān)系。以化工企業(yè)為例,化工產(chǎn)業(yè)有一個特點,從原料、中間體、副產(chǎn)品到"三廢",沒有真正的廢物,只有放錯了地方的資源。產(chǎn)品和企業(yè)容易形成上下游關(guān)系,適合集聚發(fā)展。
我們擬建立各有特色的生態(tài)園區(qū),每個生態(tài)園區(qū)以相應(yīng)的主題展開,找尋相互契合的能夠進行循環(huán)聯(lián)動的上下游企業(yè)進行組建,如養(yǎng)殖-苗木-化工等達成一個生態(tài)園區(qū),每個園區(qū)內(nèi)構(gòu)造相應(yīng)特點的垃圾處理廠。一整個生態(tài)園區(qū)內(nèi)實現(xiàn)資源共享和互補,努力實現(xiàn)"零排放"。
(二)模式發(fā)展實證分析與改良
我們以走訪的其中一家企業(yè)--富春江環(huán)保熱電股份有限公司企為著手點,分析循環(huán)聯(lián)動圈模式的實際可能性。
1、發(fā)展優(yōu)勢分析
公司所在地浙江省富陽市,造紙業(yè)是富陽市第一支柱產(chǎn)業(yè),據(jù)規(guī)劃,富陽市政府將引導(dǎo)和鼓勵工業(yè)園區(qū)外造紙企業(yè)不斷向園區(qū)集聚,而公司所在的靈橋工業(yè)區(qū)將作為富陽造紙業(yè)未來的主要發(fā)展區(qū)域。隨著園區(qū)規(guī)模的不斷擴大,園區(qū)內(nèi)企業(yè)的不斷增多,三大造紙園區(qū)外的造紙企業(yè)將逐步直至完全向造紙園區(qū)內(nèi)集聚,公司未來的供熱供電需求也將不斷增加,集中供熱發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>
2、循環(huán)經(jīng)濟可行性
由于造紙生產(chǎn)工藝的特殊性,其生產(chǎn)過程中會消耗大量的蒸汽,同時還會產(chǎn)生大量的廢紙渣和造紙污泥。將適當(dāng)處理后的廢棄物進行焚燒處理,一方面可以最大限度的對該部分廢棄物實現(xiàn)"減量化、穩(wěn)定化、無害化"處理,另一方面,通過綜合回收利用其焚燒過程中所釋放出來的熱量,并將所回收的熱量用于發(fā)電及供應(yīng)造紙企業(yè)生產(chǎn)用熱需要,從而實現(xiàn)對該部分廢棄物的"資源化、減量化、再利用、無害化"目的,實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo),如下圖4-2所示。
圖4-2
3、發(fā)展的阻礙
雖然富春江環(huán)保熱電股份有限公司與周邊造紙廠形成了小規(guī)模的園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟,在一定程度上達到自產(chǎn)自銷自給自足的狀態(tài),但由于其園區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一,焚燒發(fā)電廠能夠利用的也只是造紙廠廢棄物中很小一部分,大部分廢棄污染物仍舊被排放到自然環(huán)境中去,并不能形成良好的生態(tài)經(jīng)濟循環(huán),其發(fā)展模式仍需要得到進一步的改變,以謀求更大的經(jīng)濟效益和社會效益。
4、改進后的富春江靈橋工業(yè)區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈模式
近年來富陽市為進一步提高垃圾處理質(zhì)量,充分發(fā)揮環(huán)保熱電廠的生態(tài)效益、節(jié)約土地資源,先后規(guī)定城區(qū)街道和各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為生活垃圾集中焚燒處理收集范圍。在中轉(zhuǎn)站進行垃圾分類分揀,提揀燃燒充分、熱量較高的垃圾,通過密封式垃圾運輸設(shè)備運送至富春環(huán)保。在此基礎(chǔ)上,我們構(gòu)想在三大造紙園區(qū)與富春環(huán)保熱電企業(yè)之間構(gòu)建直達運輸系統(tǒng),將造紙廠廢紙渣和造紙污泥轉(zhuǎn)移到焚燒廠,與生活垃圾一同進行初步處理,以達到焚燒要求,進行焚燒發(fā)電。
對于園區(qū)企業(yè)單一,造紙工業(yè)污染尤其是水污染嚴(yán)重問題,造紙廠本身應(yīng)該嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中的污染,將黑液、打漿機污水和造紙機污水等廢水經(jīng)過合理的物理化學(xué)方法對污水進行回收利用,但其中有些技術(shù)對于小型造紙廠來說,投資回報率過低。我們構(gòu)想在富春江沿岸開啟污水處理廠,將一定區(qū)域范圍內(nèi)的造紙廠廢水進行集中處理,提高運作效率,同時對廢水中的部分化學(xué)元素加以提煉分揀,循環(huán)利用。此外,污水處理廠若選用亞銨法、石灰法等工藝對煮廢液乃至全部廢水進行厭氧化處理,可與農(nóng)業(yè)相結(jié)合,借由沼氣池進入生態(tài)系統(tǒng)。
該循環(huán)的豐富使得生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈模式得到進一步的完善,更大程度實現(xiàn)園區(qū)生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟的目標(biāo)。
五、商業(yè)模式的推廣
(一)生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈的BOT模式推廣
基于生態(tài)循環(huán)聯(lián)動圈巨大的正外部性,我們設(shè)想以政府特許經(jīng)營權(quán)市場化招標(biāo)-建設(shè)-運營-轉(zhuǎn)讓(BOT)為主流的商業(yè)模式來推廣生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈模式。
下圖是BOT模式運作的一般模式:
圖5-1
政府部門通過特許權(quán)協(xié)議,將垃圾處理項目的特許權(quán)授予私人參與者,私人參與者在特許期內(nèi)負責(zé)循環(huán)聯(lián)動圈的設(shè)計、融資、建設(shè)、運營和維護,并回收成本、償還債務(wù)和賺取利潤,特許期結(jié)束后將項目所有權(quán)無償移交簽約方的政府部門。該模式一方面減輕財政壓力,另一方面從國際、國內(nèi)乃至民間多渠道融資,引入市場了競爭機制,能顯著提高項目管理水平增強市場競爭力。
(二)BOT模式生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈可行性分析
生態(tài)經(jīng)濟聯(lián)動圈模型布局以垃圾焚燒企業(yè)和周邊一些以熱能、電能為能量需求或者以垃圾焚燒產(chǎn)生的灰渣為物質(zhì)需求的企業(yè),單靠政府籌措運營很難帶動聯(lián)動圈的整體發(fā)展,當(dāng)通過BOT模式的應(yīng)用,政府采取超投標(biāo)的方式成立項目專設(shè)公司達成項目特許協(xié)議,通過項目公司與垃圾焚燒企業(yè)及周邊企業(yè)進行協(xié)商運作整個聯(lián)動圈,一方面,能夠保持市場機制發(fā)揮作用。另一方面,也為政府干預(yù)提供了有效的途徑。。盡管BOT協(xié)議的執(zhí)行全部由項目公司負責(zé),但政府自始至終都擁有對該項目的控制權(quán)。在立項、招標(biāo)、談判三個階段,政府的意愿起著決定性的作用。在履約階段,政府又具有監(jiān)督檢查的權(quán)力,項目經(jīng)營中價格的制訂也受到政府的約束,政府還可以通過通用的BOT法來約束BOT項目公司的行為。政府主導(dǎo),私人投資的模式將給垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)帶來競爭力的大幅提升。
六、總結(jié)
(一)學(xué)術(shù)價值
垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)的"生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈模式"的提議,通過前期的垃圾分類回收建立起多個小循環(huán)圈,又通過垃圾焚燒與相關(guān)的能源工廠耦合形成大的循環(huán)聯(lián)動圈,通過循環(huán)圈的嵌套實現(xiàn)垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能、廢料的二次運用以節(jié)約資源、減少污染并減少相應(yīng)的成本。此外,我們巧妙變通BOT模式對循環(huán)聯(lián)動圈進行商業(yè)推廣,將民間資本吸收進入垃圾焚燒這種具有巨大正外部性的產(chǎn)業(yè),以提升產(chǎn)業(yè)運作效率、充分運用資本。
(二)經(jīng)濟效益
在企業(yè)層次,主要通過企業(yè)內(nèi)部的清潔生產(chǎn)、資源高效利用和廢棄物的循環(huán)利用等手段實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展;在園區(qū)層次,主要是通過企業(yè)之間的物質(zhì)、能量和信息集成,實現(xiàn)資源共享、副產(chǎn)品交換和廢棄物資源化;在區(qū)域?qū)哟瓮ㄟ^建立整個區(qū)域的循環(huán)經(jīng)濟網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。我們的生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈模式,通過政府的合理補助以及企業(yè)轉(zhuǎn)型,垃圾焚燒企業(yè)的投入產(chǎn)出比將得到有效的提高,提升了企業(yè)的業(yè)務(wù)盈利,扭轉(zhuǎn)以往虧損的局面,為其增加投資,擴大企業(yè)規(guī)模奠定一定的基礎(chǔ)。同時,將焚燒產(chǎn)生的熱能進一步轉(zhuǎn)化,殘留物質(zhì)進行化學(xué)加工,帶動了發(fā)電、化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為經(jīng)濟的良性循環(huán)發(fā)展提供了可能。
(三)社會效益
循環(huán)聯(lián)動圈模型所催生的生態(tài)工業(yè)園區(qū)本著是盡量減少廢物,充分利用資源的宗旨將園區(qū)內(nèi)的一個工廠或企業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)品用作另一個工廠的投人或原材料,通過廢物交換、循環(huán)利用、清潔生產(chǎn)等手段,最終實現(xiàn)園區(qū)的"零排放"。生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈模式使得能量、物質(zhì)在社會普通民眾和焚燒發(fā)電以及相關(guān)企業(yè)中循環(huán),減少垃圾廢棄物的荒置,提高能量的利用效率,從定義上符合了全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù),是一種科學(xué)的經(jīng)濟模型,能有效推動社會的科學(xué)發(fā)展。此外,生態(tài)經(jīng)濟循環(huán)聯(lián)動圈通過產(chǎn)業(yè)鏈整合促進產(chǎn)業(yè)間的延伸觸合,使增長內(nèi)生就業(yè)的機會增加,為建設(shè)和諧社會注入了強勁的動力。
參考文獻:
[1]黃炯.變廢為寶 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 供銷系統(tǒng)大有作為--對廣州番禺?dāng)M建垃圾焚燒廠引發(fā)爭議的一點思考[J].廣東經(jīng)濟合作,2010,(2).
[2]劉勇.城市生活垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)狀及建議[J].襄樊學(xué)院學(xué)報,2012,(5).
[3]鐘明.促進垃圾焚燒發(fā)電的價格政策[J].市場經(jīng)濟與價格,2010,(11).
中圖分類號:C35文獻標(biāo)識碼: A
前言:目前,垃圾焚燒仍存在較多爭議,民眾反對現(xiàn)象時有發(fā)生。要想更好控制生活垃圾焚燒污染,要接受公眾監(jiān)督,做到信息公開,更要從源頭上做好垃圾分類,結(jié)束焚燒混合垃圾,尤其是焚燒含氯塑料、含重金屬電子產(chǎn)品以及其他有毒有害垃圾,禁止一切工業(yè)垃圾進入生活垃圾焚燒廠。相比發(fā)達國家,我國垃圾成分復(fù)雜、含水率高、熱值低、分類不到位,引進的國外先進技術(shù)并不實用,因此,開發(fā)適合我國垃圾自身特點的焚燒技術(shù)及設(shè)備、確保垃圾焚燒的安全性、降低投資及運營成本,將是發(fā)展的主要方向。
一、城市垃圾焚燒處理現(xiàn)狀
隨著我國城市化加速,城市垃圾問題日趨突出,全國城市垃圾堆存累計侵占土地已超過5億m3,所致經(jīng)濟損失每年達300億元人民幣,且此趨勢會隨城市化進程加強。當(dāng)前,垃圾處理方式主要有填埋、堆肥及焚燒,其中填埋約占50%,堆肥約占10%,焚燒約占12%,城市垃圾仍有近30%未進行處理。從三種垃圾處理方式應(yīng)用效果看,焚燒在投入成本、環(huán)境保護、能源轉(zhuǎn)化等方面存在顯著優(yōu)勢;且焚燒處理所表現(xiàn)的特點,如最大限度降低垃圾重量、減小垃圾體積、直接進行處理、分解垃圾中有毒物質(zhì)等,適應(yīng)了城市垃圾排放構(gòu)成的處理需求。從垃圾焚燒處理應(yīng)用現(xiàn)狀來看,焚燒處理法雖未在我國城市范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用,但有所推廣。20世紀(jì)80年代深圳垃圾焚燒發(fā)電廠的建立與成功運行,為垃圾焚燒發(fā)電提供經(jīng)驗;我國自行研究的樂山市凌云垃圾焚燒爐可實現(xiàn)日處理垃圾30t,且能在不使用輔助燃料的情況下連續(xù)燃燒;FDLIF-50B生活垃圾焚燒爐,生活垃圾處理能力為50t/d;哈爾濱垃圾焚燒發(fā)電廠應(yīng)用日本流化床焚燒技術(shù),適時電腦網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,實現(xiàn)日處理垃圾200t以上,排煙標(biāo)準(zhǔn)達到我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn);上海浦東御橋工業(yè)園所建千噸生活垃圾焚燒發(fā)電廠,可實現(xiàn)年處理垃圾36.5萬t,且能實現(xiàn)向城市供電。此外,杭州進行垃圾焚燒“西部規(guī)劃”,選取九峰區(qū)域進行建廠,并設(shè)計日處理量為3000噸,所排煙氣符合歐盟標(biāo)準(zhǔn);成都在龍泉驛區(qū)建立垃圾焚燒廠,實現(xiàn)日處理量 800t;山東、福建、河南、安徽等省紛紛建立垃圾焚燒處理廠等;同時,國家已確定在不同區(qū)域建立百家垃圾焚燒處理廠,這為我國城市垃圾焚燒發(fā)電提供了支持。但從我國垃圾處理廠建設(shè)來看,主要靠引進國外技術(shù)與設(shè)備,自行研發(fā)項目較少,所需設(shè)備及運行費用較高,要實現(xiàn)焚燒垃圾處理廠綜合效益,還應(yīng)加強焚燒設(shè)備及技術(shù)的研發(fā)及外在設(shè)備與技術(shù)的合理運用。
二、垃圾焚燒處理技術(shù)及工藝
城市垃圾含有水分、灰土較多,在進行焚燒焚燒處理時必須選擇對應(yīng)的焚燒設(shè)備、焚燒技術(shù)及煙氣處理工藝,以保證垃圾焚燒效果。當(dāng)前,主要焚燒技術(shù)有:流化床焚燒技術(shù),其主要優(yōu)點有:1) 操作方便,運行穩(wěn)定。垃圾破碎混合后,質(zhì)地較為均勻,流化床以石英砂為熱載體,避免了床急冷急熱,燃料穩(wěn)定燃燒;垃圾干燥、著火、燃燒及后燃燒幾乎同步進行,無需進行復(fù)雜調(diào)整,易于實現(xiàn)自動化,且能在短時間內(nèi)啟動與停止,可連續(xù)燃燒。2) 有效避免二次污染。焚燒時對有害物質(zhì)進行處理,僅采用流化床,便能夠?qū)Ox含量降至100ppm以下。同時,減少了廢水產(chǎn)生,避免了金屬污水。3) 壽命長、投資省,適于大型化發(fā)展。但此設(shè)備消耗動力較大,磨損較為嚴(yán)重,須加強設(shè)備維護與保養(yǎng)?;剞D(zhuǎn)窯焚燒優(yōu)點有:1) 回轉(zhuǎn)窯燃燒適應(yīng)范圍較廣,能焚燒不同性能的廢棄物。2) 機械零件較少,故障較少,可長時間連續(xù)運行。但其熱效率較低,所需輔助燃料消耗較多時,會產(chǎn)生有臭味、溫度低的氣體;窯身長,占地面積達;爐排結(jié)構(gòu)較為嚴(yán)格,成本較高。爐排型焚燒時不需要對垃圾進行嚴(yán)格預(yù)先處理,爐排運動可實現(xiàn)垃圾處理的機械化。但在使用此設(shè)備時,需考慮垃圾的停留時間、攪動及翻轉(zhuǎn)。由此可見,流化床焚燒技術(shù)綜合性能較好,尤其適應(yīng)我國垃圾熱值相對偏低的實際,故其發(fā)展前景最好。隨著標(biāo)準(zhǔn)的提升,現(xiàn)有的垃圾焚燒廠可能要進行技術(shù)改造才能達標(biāo)。更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),有利于公眾接受垃圾焚燒這一處理方式,同時也將促進尾氣處理系統(tǒng)、煙氣在線監(jiān)測等技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。
三、垃圾焚燒處理技術(shù)的發(fā)展及前景展望
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及對外開放的加強,一些新技術(shù)被運用到垃圾焚燒處理中,如垃圾燃料(RDF) 處理技術(shù)、氣化等,且表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢,這為垃圾焚燒處理提供了支持。RDF技術(shù)一般采用循環(huán)流化床及內(nèi)循環(huán)流化床技術(shù),可大規(guī)模處理生活垃圾,如我國較為發(fā)達的城市廣州、上海、深圳等,垃圾排放量大、熱值高、能源較為緊張,可使用此技術(shù);但由于此技術(shù)起步較晚,其制造工藝、燃燒方式、爐內(nèi)脫氯機理、排灰處理等尚未探明,此技術(shù)應(yīng)用受限;因此,要推進此技術(shù)發(fā)展,必須結(jié)合我國城市實際狀況、技術(shù)條件選擇爐型,加強焚燒技術(shù)、凈化技術(shù)、廢水處理技術(shù)等研究。氣化技術(shù)是根據(jù)空氣流體力學(xué)原理,使?fàn)t體內(nèi)生物質(zhì)在空氣及一定溫度作用下,充分裂解后產(chǎn)生可燃性氣體,或是燃料經(jīng)制氣室,在封閉、缺氧環(huán)境下,利用干流熱解及氧化反應(yīng)后產(chǎn)生可燃氣體,進而實現(xiàn)生物質(zhì)原料造氣、燃氣凈化、自動分離等功能。這不但使垃圾再利用,提升了資源利用率,且通過燃燒垃圾實現(xiàn)熱能、電能等轉(zhuǎn)化,適應(yīng)了我國城市能源緊張、生態(tài)城市建設(shè)的要求,具有良好的發(fā)展前景。
四、推進城市生活垃圾焚燒處理發(fā)展的途徑
一方面,強化政府與垃圾焚燒行業(yè)的規(guī)范化行為,解除民眾疑慮。一些民眾抵觸垃圾焚燒的原因在于,垃圾隨處焚燒、焚燒后產(chǎn)生有害氣體等。對于此,政府應(yīng)加強對垃圾焚燒的規(guī)范化管理,制定相關(guān)法律制度、政策規(guī)定垃圾焚燒行為;設(shè)置專門監(jiān)督部門,監(jiān)督垃圾焚燒;強調(diào)環(huán)保部門、垃圾管理部門、監(jiān)督檢查部門的職責(zé),改變多頭管理、多頭分權(quán)、多頭管理效率低的局面,進而保證垃圾焚燒規(guī)范進行。垃圾焚燒廠應(yīng)端正自身行為,嚴(yán)格按照環(huán)衛(wèi)行業(yè)許可、國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等選擇合理地垃圾焚燒設(shè)備、技術(shù)等,以保證垃圾焚燒實現(xiàn)最大化效益。另一方面,加強宣傳教育。以社區(qū)、電臺、媒體等路徑,向民眾介紹宣傳垃圾焚燒、填埋、堆肥等垃圾處理方式,使民眾了解垃圾焚燒的綜合效應(yīng);以社區(qū)活動、環(huán)保競賽、垃圾焚燒知識問答等方式,促使民眾參與到垃圾焚燒處理活動中,并以此刺激民眾形成垃圾分類放置、減少垃圾排放等日常行為習(xí)慣,進而減少垃圾污染與治理。
五、結(jié)語
焚燒法適應(yīng)了城市垃圾構(gòu)成特點,且具有環(huán)保、經(jīng)濟、社會效益,而要進一步推廣此方法,必須結(jié)合我國城市垃圾特性進行焚燒技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)備、工藝研究,尤其要加強國內(nèi)化技術(shù)研究,同時,發(fā)揮政府、焚燒廠、公眾等多方面力量,以推動焚燒法推廣,最終推動城市和諧、持續(xù)發(fā)展。
[參考文獻]
隨著我國城市化進程的不斷發(fā)展與人們生活水平的不斷提高,所產(chǎn)生的生活垃圾也不斷增加,垃圾處理問題逐漸成為了制約城市與環(huán)境發(fā)展的關(guān)鍵因素。實現(xiàn)垃圾處理的無害化與資源化已經(jīng)成為了垃圾處理的共識。在垃圾的回收利用中難免會產(chǎn)生廢棄物,當(dāng)前針對廢棄物的處理主要包括填埋、生物化學(xué)處置、熱處置三種方法,其中熱處置――焚燒法在我國的應(yīng)用較為廣泛。
一、我國垃圾焚燒的現(xiàn)狀
當(dāng)前,垃圾焚燒是我國垃圾處理的主要方式,具有無害化、減量化、資源化等特點。垃圾焚燒過程中要想最大限度地實現(xiàn)無害化與資源化,垃圾焚燒設(shè)備的安全、高效、連續(xù)運行是其中的關(guān)鍵。我國的生活垃圾具有品味低、組分復(fù)雜等特點,在焚燒的過程中存在著很多影響設(shè)備運行的問題,積灰問題就是其中比較重要的問題之一。生活垃圾的品位較低、成分復(fù)雜,在焚燒的過程中很容易產(chǎn)生積灰、磨損、腐蝕等問題,對焚燒爐的安全、穩(wěn)定運行造成影響。其中積灰沾污不僅僅會造成能量轉(zhuǎn)化效率的降低,又常常是引起其它運行事故的誘因。
所有的燃燒設(shè)備中都存在著積灰問題,垃圾焚燒設(shè)備也同樣如此,輕微的積灰并不會焚燒設(shè)備產(chǎn)生較大的影響,只有在過度積灰的情況下才會對焚燒設(shè)備產(chǎn)生危害。一方面,嚴(yán)重的積灰問題會導(dǎo)致焚燒爐受熱面?zhèn)鳠嵝蚀蠓认陆?,造成垃圾處理能力與能量利用效率的降低;另一方面積灰可能會導(dǎo)致煙氣流通面堵塞,出現(xiàn)煙氣偏流的情況,導(dǎo)致焚燒設(shè)備運行形成運行故障隱患。在焚燒爐設(shè)計與運行的過程中,一方面采用設(shè)備防積灰措施降低焚燒設(shè)備積灰情況;另一方面采用吹灰手段來緩解受熱面的積灰問題。但是這些方式的清灰效果并不理想,最終導(dǎo)致積灰燒結(jié)情況的出現(xiàn),形成惡性循環(huán)。
二、垃圾焚燒爐受熱面積灰的生長特性
在垃圾焚燒爐的尾部煙道中,各個受熱面都會出現(xiàn)積灰的現(xiàn)象,而粘結(jié)性積灰主要出現(xiàn)在過熱器與省煤器之間。粘結(jié)性積灰對受熱面的影響要比松散性積灰更大,而且其生長速度更快、清理更加困難。影響粘結(jié)形結(jié)合的因素包括多個方面,其中最為關(guān)鍵的就是燒結(jié)、多相反應(yīng)。
在垃圾焚燒爐尾部受熱面積上,在低于灰熔點的溫度之下會出現(xiàn)積灰燒結(jié)的情況,在氣固與多相反應(yīng)的作用之下形成Ca-S性粘結(jié)積灰。積灰的燒結(jié)過程屬于化學(xué)反應(yīng)過程。在對垃圾焚燒爐燒結(jié)積灰進行分析的過程中,燒結(jié)積灰斷面結(jié)構(gòu)從過熱器到省煤器隨著煙氣溫度的降低而逐漸稀疏,在積灰中包含了少量鈣的硅酸鹽,這可能是形成燒結(jié)積灰熔融相的原因。在不同受熱面的燒結(jié)積灰中,Ca、S的含量存在一定的差異,對流受熱面的煙溫在600℃左右,其積灰中包含最大量的Ca、S。
按照生成順序進行劃分,垃圾焚燒爐高溫受熱面燒結(jié)積灰包括根部、生長段兩個方面,其中根部又劃分為內(nèi)層、過渡層與外層三個部分。沿著受熱面燒結(jié)積灰的生長方向,Ca、S的變化趨勢大體上是一致的,根部與生長段相比,鈣、氯含量較高,而硅、鋁含量較低,硫含量基本相同。在根部,與過渡層與外層相比,內(nèi)層的堿金屬鈉、鉀的含量較高。
三、垃圾焚燒積灰硫酸鹽化分析
通過對垃圾焚燒爐受熱面積灰特性的分析發(fā)現(xiàn),致密積灰的形成的過程中往往包含著高度的硫酸鹽化。焚燒爐內(nèi)的飛灰可以直接參與脫硫,但是積灰形成并不相同,其硫酸鹽化并不是在氣固充分混合的條件下形成的,而是在煙氣沖刷掠過積灰表面的過程中進行的,其脫硫的速度比爐內(nèi)飛灰要慢很多。雖然這種積灰硫酸鹽化對積灰脫硫的貢獻比較小,但是對積灰燒結(jié)致密化過程卻具有較大的影響。因此,對積灰硫酸鹽化進行研究,明確硫酸鹽化的影響因素具有非常重要的意義。
在400℃到750℃的溫度區(qū)間中,垃圾焚燒積灰的硫酸鹽化反應(yīng)受到擴散過程的控制,溫度并不是硫酸鹽化反應(yīng)最主要的決定因素;600℃是硫酸鹽化反應(yīng)進行的最適宜溫度段。如果溫度較高,積灰硫酸鹽化反應(yīng)的產(chǎn)物分解較快,將會導(dǎo)致硫酸鹽化的轉(zhuǎn)化率不高;但是較高的溫度利于硫酸鹽化反應(yīng)持續(xù)反應(yīng)能力的提高。
在垃圾焚燒積灰的硫酸鹽化反應(yīng)中,SO2的濃度越大,反應(yīng)的速度越快。除SO2之外,煙氣中還包含HCl成分,該成分對硫酸鹽化反應(yīng)的影響比較復(fù)雜,當(dāng)SO2的濃度較低時,HCl對硫酸鹽化反應(yīng)有著阻礙作用;當(dāng)SO2濃度較高時,HCl在低溫情況下對硫酸鹽化產(chǎn)生促進作用,在高溫下對硫酸鹽化的影響并不明顯。
積灰中CaO含量越高,硫酸鹽化的反應(yīng)過程增重量就越大,積灰更加容易實現(xiàn)團聚,但是積灰中可反映物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增長速度要高于CaO含量較低的積灰,主要的原因是積灰中所包含的惰性物質(zhì)能夠?qū)Ψ磻?yīng)產(chǎn)物進行淡化,但是也能夠增加積灰的松散度,從而發(fā)揮間接促進反應(yīng)作用。
四、垃圾焚燒爐對流受熱面的積灰腐蝕機理
垃圾焚燒爐在運行的過程中,對其運行經(jīng)濟性與安全性產(chǎn)生影響的主要因素之一就是受熱面高溫腐蝕。受熱面絕大部分都會被積灰所覆蓋,這就導(dǎo)致受熱面腐蝕是在氣體、液體與固體多相作用下的復(fù)雜過程。深入了解垃圾焚燒爐對流受熱面的積灰腐蝕機理,有利于對腐蝕行為的發(fā)生與發(fā)展進行預(yù)測,同時能夠為受熱面的設(shè)計及防護措施提供數(shù)據(jù)與指導(dǎo)。
焚燒爐受熱面積灰高溫腐蝕情況普遍存在,高溫?zé)煔庵邪兴嵝詺怏w、鹽類蒸汽、飛灰顆粒等,這些可能是造成受熱面積灰高溫腐蝕的原因。雖然這種高溫腐蝕的情況并不明顯,但是一般都是在沒有察覺中進行的,一旦出現(xiàn)穿管等事故將導(dǎo)致設(shè)備停運,檢修的過程中也不易找到事故點,只能夠?qū)⒄麄€受熱面全部更換,對焚燒爐運行的經(jīng)濟性與安全性都存在威脅。
垃圾焚燒過程中,受熱面在燒結(jié)積灰條件下出現(xiàn)的腐蝕行為屬于應(yīng)力開裂腐蝕,是致密燒結(jié)積灰的應(yīng)力破壞作用與積灰中的氯離子擴散腐蝕共同作用的結(jié)果。在腐蝕積灰的外層上,其燒結(jié)強度非常高,導(dǎo)致積灰在溫度波動的過程中對受熱面產(chǎn)生非常強烈的應(yīng)力沖擊,對受熱面金屬造成損害。擴散過程實際上就是腐蝕反應(yīng)的控制步驟之一,在濃度梯度與高溫梯度的影響之下,積灰中的Cl- 向金屬氧化層內(nèi)不斷擴散,造成金屬表面缺陷的加重,對反應(yīng)有促進作用。減少高強度燒結(jié)積灰的形成和高氯垃圾的大量集中入爐焚燒對預(yù)防垃圾焚燒爐受熱面的積灰腐蝕非常重要,對金屬表面進行有效的處理以及采用科學(xué)合理的吹灰手段都可能有效抑制積灰腐蝕的速度。
總結(jié):
隨著我國城市化進程的不斷發(fā)展與人們生活水平的不斷提高,所產(chǎn)生的生活垃圾也不斷增加。在垃圾焚燒的過程中,焚燒爐受熱面的積灰一方面會影響熱效率,另一方面會影響煙氣流動,導(dǎo)致磨損與腐蝕加劇,導(dǎo)致焚燒爐工況降低、污染物排放量增加。因此,在對垃圾焚燒進行優(yōu)化研究的過程中,積灰問題已經(jīng)成為了重點內(nèi)容。在積灰緩解的過程中主要采用的是吹灰裝置,但是吹灰一旦出現(xiàn)燒結(jié)情況,吹灰的效率將降低,同時會造成積灰生產(chǎn)速度與破壞能力的不斷增加,對垃圾焚燒的經(jīng)濟、安全等造成威脅。垃圾焚燒過程中積灰的燒結(jié)是一個受到多方面因素影響的復(fù)雜過程,本文從垃圾焚燒爐受熱面燒結(jié)積灰的特性研究和形成機理、燒結(jié)積灰的硫酸鹽化反應(yīng)、燒結(jié)積灰條件下的腐蝕機理等方面進行了系統(tǒng)的研究,為垃圾焚燒爐的積灰優(yōu)化提供基礎(chǔ)資料和指導(dǎo)。
參考文獻
[1]孫巍,馬增益,嚴(yán)建華,許明磊,王勤. 垃圾焚燒爐尾部受熱面積灰及其抑制方法分析[J]. 能源工程,2006,01:46-49.
[2]高攀峰,潘海東,李偉. 垃圾焚燒爐尾部受熱面積灰原因分析及措施[J]. 中國電力教育,2011,30:131-132.
[3]宋廣懂,王恒,杜輝杰,王琥,常正則. 內(nèi)配燃料垃圾焚燒飛灰燒結(jié)無害化處理實驗研究[J]. 環(huán)境工程,2012,01:91-94+110.
【分類號】X51
引言
城市垃圾作為污染城市生活環(huán)境的主要方式,嚴(yán)重影響到了城市生活環(huán)境的質(zhì)量,而城市生活垃圾焚燒雖然能夠減少這些垃圾的不斷堆積,但是一些不合理的焚燒方式不但不能降低污染程度,反而還會產(chǎn)生一些更加嚴(yán)重的有害氣體污染,這些有害氣體借助風(fēng)力往往會迅速擴散到城市的每一個角落,對人們?nèi)粘I畹馁|(zhì)量帶來嚴(yán)重的負面影響。例如近些年來隨著城市垃圾焚燒中的氣體污染,使的越來越多的城市老人都因空氣質(zhì)量問題而患上一些呼吸道疾病,嚴(yán)重危害到整個城市人們的身體健康。目前隨著“可持續(xù)化綠色健康發(fā)展”發(fā)展理念的提出,人們對城市垃圾焚燒也有了新的認識,“到底如何來焚燒垃圾,如何減少焚燒中的氣體污染”已成為環(huán)保研究者關(guān)注的焦點。另一方面,國家也在逐漸加大對市垃圾焚燒中的氣體污染防治的管理力度,一些新型環(huán)保有效的城市垃圾焚燒技術(shù)也在不斷地開發(fā)和運用,這對城市環(huán)境保護是百利而無一害的。
一、我國城市垃圾焚燒中的氣體污染與防治的發(fā)展現(xiàn)狀
目前我國城市垃圾主要的來源是生產(chǎn)垃圾和生活垃圾,包括一些塑料廢品和其它材料。由于這些垃圾材料有助于燃燒,因此城市垃圾焚燒已經(jīng)成為一種常見的垃圾處理方式,而這種處理方式往往也會給人們的日常生活和身體健康帶來諸多的不便。近幾年由于人們對環(huán)境保護意識的提高,國家高度重視環(huán)境保護事業(yè),因此在珠海、上海、北京等其它城市垃圾較多的大型城市建立了許多的垃圾焚燒處理廠,據(jù)中商情報網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示每年可以減少二氧化硫排放量高達1000多萬噸。另一方面,國家也正在不斷地完善焚燒氣體污染排放標(biāo)準(zhǔn),并大力開發(fā)一些新型的垃圾焚燒廢氣防治處理技術(shù),大大提高了整個防治的實際效果和質(zhì)量。但是這些好的處理政策和技術(shù)只是在那些發(fā)達城市得到了很好的落實和運用,而那些二線及以下城市卻還沒有得到足夠的重視,呈現(xiàn)出發(fā)展不均勻的現(xiàn)狀。顯然由于氣體污染的特殊性,很難從根本上對氣體污染進行有效地防治??傮w說來城市垃圾焚燒中的氣體污染與防治工作的發(fā)展速度較快,但是發(fā)展不均勻也是一個制約其發(fā)展的主要因素之一,在今后的發(fā)展過程中,需要全面進行控制和防治。
二、城市垃圾焚燒中的氣體污染的主要危害
眾所周知在整個垃圾焚燒過程中,常常會產(chǎn)生大量的粉塵、二氧化硫(SO2 )、一氧化碳(CO)、氯化氫(HCL)、氮的氧化物(NO x)等其它污染氣體。這些氣體的來源及危害如下表所示,顯然這些垃圾焚燒所產(chǎn)生的氣體是具有較大危害性的,如果不加以管理和防止,就會給城市生活環(huán)境和人體健康帶來不必要的麻煩。
三、城市垃圾焚燒中的氣體污染的防治措施
要想有一個健康環(huán)保的城市生活環(huán)境,就需要對城市垃圾焚燒中的氣體污染進行科學(xué)有效的防治,其主要的防治措施有:(一)進行防臭處理。城市垃圾由于長時間的堆積腐爛,使其產(chǎn)生高溫,促使腐爛臭氣四處飄揚。故而需要利用密閉式燃燒處理設(shè)備來將垃圾集中處理,同時還利用通風(fēng)設(shè)備減少臭氣外溢。(二)減少垃圾焚燒中氣體的產(chǎn)生。首先對垃圾進行分類處理,以避免燃燒時氣體間相互反應(yīng),形成二次污染。接著對垃圾燃燒爐進行通氧處理,是整個燃燒化學(xué)反應(yīng)能夠完全進行,以減少一氧化碳、氮的氧化物氣體產(chǎn)生。接著控制垃圾燃燒爐中過量的氧氣,以減少氮的氧化物氣體產(chǎn)生。最后對爐內(nèi)的尾氣進行處理,主要是利用化學(xué)反應(yīng)原理來進行有效處理,適量使用固硫固氯劑,來使二氧化硫氣體等氣體變成固體物質(zhì),以減少其擴散污染。(三)對垃圾燃燒爐中產(chǎn)生尾氣進行分離處理,采用氣體分離技術(shù)把各種不同的氣體單獨分離出來,進行二次利用,這樣不僅能夠減少有害氣體的排放,而且還能夠提高能源的利用效率,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。這也是目前最為提倡的城市垃圾焚燒中的氣體污染的防治處理措施,應(yīng)該得到廣泛的推廣和使用。(四)使用綠色環(huán)保的用品,以減少城市垃圾焚燒的發(fā)生率,從產(chǎn)生污染氣體根本原因的角度出發(fā)來實施防治。這樣既可以減少氣體污染的來源,而且還能節(jié)約資源,完全有利于現(xiàn)代社會環(huán)保發(fā)展的需求。(五)采用其它城市垃圾處理技術(shù),例如利用高壓壓縮進行填埋、填海處理,或是進行回收二次利用。這樣也能夠減少污染氣體的產(chǎn)生,從側(cè)面起到了城市垃圾焚燒中的氣體污染的防治的目的。
四、對未來城市垃圾焚燒處理技術(shù)的建議
城市生活垃圾焚燒污染對整個城市建設(shè)和發(fā)展都會帶來嚴(yán)重的影響,這就需要對我國未來城市垃圾焚燒處理技術(shù)有一個更好的發(fā)展目標(biāo)和方向。一是要對城市垃圾的產(chǎn)生來源進行嚴(yán)格的控制,號召廣大人們?nèi)罕娛褂霉?jié)能環(huán)保的生活用品,以便能夠從根本上防治垃圾焚燒過程的發(fā)生。完成這一目標(biāo)的關(guān)鍵就是提高人們的環(huán)保意識和新材料開發(fā)技術(shù)的不斷開發(fā),從而有效減少了城市垃圾的產(chǎn)生。而是要對城市垃圾焚燒處理技術(shù)進行提高和完善,目前大多數(shù)城市垃圾焚燒處理都是采用直接燃燒處理,不能很好起到防止二次污染的作用,造成處理失效。在這一塊除了通過自己研究還開發(fā)新技術(shù)外,還可以適量的引用一些國外先進的城市垃圾焚燒處理技術(shù),盡可能的使我國的城市垃圾焚燒處理系統(tǒng)變得更加完善和合理。另外還需要擴大國內(nèi)的城市垃圾焚燒處理范圍,全面實施無污染、綠色安全的城市垃圾焚燒處理措施。
結(jié)束語
現(xiàn)階段普遍提倡節(jié)能環(huán)保,而城市生活垃圾則是背道而馳,故而需要對其進行合理的處理,否則還會加大其危害程度。城市生活垃圾焚燒是一項既復(fù)雜又偉大的環(huán)保建設(shè)工程,如果處理不得當(dāng),就會造成二次污染,失去了環(huán)保的實際意義。在今后的城市垃圾焚燒中的氣體污染與防治過程中,需要小心謹(jǐn)慎實施垃圾焚燒處理措施,切記不要以“環(huán)保節(jié)能”名義隨意來對城市垃圾進行焚燒處理,應(yīng)該遵循循環(huán)利用、生態(tài)無害、可持續(xù)發(fā)展為宗旨,以資源化、無害化、減量化為原則來對焚燒中的氣體污染進行有效的防治。
2013年8月中旬,國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》(以下簡稱“《意見》”),全面肯定了垃圾焚燒發(fā)電,提出到2015年中國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理能力要達到每日87萬噸以上,生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力達到無害化處理總能力的35%以上。
受國家政策春風(fēng)的激勵,垃圾焚燒發(fā)電項目在全國各地密集上馬。業(yè)界測算,這意味著“十二五”期間垃圾焚燒發(fā)電項目的投資總額將超過1 000億元。
“旱澇保收”爭補貼
目前,中國各地垃圾焚燒項目的上馬速度正明顯加快。但與過去不同,這一輪密集上馬垃圾焚燒項目的地區(qū)已不僅限于北上廣等大都市,許多二三線城市也在加大垃圾焚燒項目的審批和建設(shè)。
南寧市投資10.8億余元建設(shè)生活垃圾焚燒發(fā)電廠項目公開招標(biāo)工作順利完成;總投資8.13億元的北京南宮生活垃圾焚燒廠項目在大興區(qū)開建;廣東四大垃圾焚燒電廠的環(huán)評、建設(shè)工作也在積極推進。
出現(xiàn)垃圾焚燒項目集中上馬主要有兩方面原因,一是城市垃圾數(shù)量快速增長,從長遠看,垃圾處理的市場空間較大;另一個原因則是垃圾焚燒屬于環(huán)保產(chǎn)業(yè)的一部分,地方政府想以此來拉動經(jīng)濟增長。一方面,大小城鎮(zhèn)面臨“垃圾圍城”困境;另一方面,新型城鎮(zhèn)化建設(shè)也對城市垃圾處理等基礎(chǔ)設(shè)施項目投資提出了新的要求。業(yè)內(nèi)有關(guān)專家還指出,垃圾焚燒項目上馬快,是因為可以從國家拿到補貼,而且企業(yè)投資垃圾焚燒項目的利潤穩(wěn)定。
2012年4月,國家發(fā)展與改革委員會頒布《關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價格政策的通知》,規(guī)定:“以生活垃圾為原料的垃圾焚燒發(fā)電項目,每噸生活垃圾折算上網(wǎng)電量暫定為280千瓦時,執(zhí)行全國統(tǒng)一的每千瓦時0.65元上網(wǎng)電價?!?/p>
除了享受電價補貼之外,垃圾焚燒發(fā)電廠還能享受到垃圾處理費、優(yōu)惠信貸等多重政策。據(jù)悉,大多數(shù)垃圾焚燒廠難以達到滿負荷運作,但是,政策補貼還是會按合同發(fā)放到位??梢哉f,垃圾焚燒廠的盈利模式就是靠這些補貼,實現(xiàn)“旱澇保收”的。
然而,在巨大的投資沖動面前,垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)的突破口關(guān)鍵還在于技術(shù)提升。
《意見》指出,在垃圾處理方面,要大力推廣先進的技術(shù)和裝備,重點發(fā)展大型垃圾焚燒設(shè)施爐排及其傳動系統(tǒng)、循環(huán)流化床預(yù)處理工藝技術(shù)、焚燒煙氣凈化技術(shù)和垃圾滲濾液處理技術(shù)等,重點推廣每日300噸以上的生活垃圾焚燒爐及煙氣凈化成套裝備。
配套法規(guī)有局限
由于一系列政策的激勵作用,中國的垃圾焚燒工程正提速擴展。
廣州是一座被“垃圾圍城”困擾的城市,番禺垃圾焚燒廠卻曾遭遇爭議。2009年,由附近居民發(fā)起的反垃圾焚燒運動持續(xù)了近3個月之久,項目因此一度擱置。
不過,廣州并沒有放棄對垃圾焚燒的研究。爭議漸漸歸于平靜后,垃圾焚燒發(fā)電項目再次被提上議事日程。日前,廣州市城管委組織專家、媒體赴臺灣考察垃圾焚燒項目。在考察報告中,廣州市城建委認為:廣州建7座焚燒廠不會過量。報告還分析認為,以臺北市為例,全市12個區(qū)456里9 545鄰,人口約262萬,建有3個垃圾焚化廠,日處理能力4 200噸;推行垃圾分類10多年,成效顯著,但每天仍有約1 800噸垃圾需無害化焚化處理,也就是說每天人均約有0.7公斤垃圾需要焚化處理。報告根據(jù)廣州目前約1 800萬人口進行推算,認為廣州在若干年后若和臺北一樣,能實現(xiàn)人均每天只產(chǎn)生0.7公斤的生活垃圾,至少需要建設(shè)日處理能力為12 600噸的焚燒發(fā)電處理設(shè)施。廣州規(guī)劃至2015年建設(shè)7座資源熱力電廠,日處理能力為15 000噸,完全符合城市發(fā)展和城鄉(xiāng)生活垃圾無害化處理的需要。
臺北市實施的是垃圾費按袋計量政策,為使政策能執(zhí)行,設(shè)立了多項重罰措施,比如:偽造專用袋可判7年以下徒刑,往街頭行人專用垃圾桶排放家庭垃圾罰款6 000元新臺幣,等等。
目前,廣州雖然制定了《廣州市城市生活垃圾分類管理暫行辦法》等一系列政府規(guī)章和規(guī)范性文件,但因各區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不平衡,人口結(jié)構(gòu)不相同等客觀原因,以及區(qū)、街的推廣力度、措施方法等主觀原因,雖然98%的人支持垃圾分類,但自覺參與垃圾分類、且相對投放準(zhǔn)確的不到30%。各區(qū)、街在推行過程中,特別是在法規(guī)制定、推行方法、保障措施等方面,廣州相對于臺北還有很大差距。創(chuàng)新精神不夠強,沒有很好地探索適應(yīng)本街道、本社區(qū)的垃圾分類模式。
自主技術(shù)待推廣
生活垃圾、餐飲垃圾及各種金屬垃圾等互相混雜,給垃圾處理帶來了難題。
日本在垃圾分類方面的經(jīng)驗值得學(xué)習(xí)。在日本,聚居區(qū)每一個門棟前,都擺放著多個垃圾桶,分別貼著可燃、不可燃、可回收、不可回收等標(biāo)識,周一和周四是倒“可燃垃圾”的日子,周二倒“不可燃垃圾”,周五則倒舊報紙、瓶瓶罐罐等“可回收垃圾”。
做好垃圾分類工作,既可以提高垃圾處理效率,也可以更好地實現(xiàn)資源循環(huán)利用。然而,全球各個城市的垃圾量都與日俱增,僅僅依靠企業(yè)來完成垃圾分類的難度明顯加大。
一位企業(yè)家呼吁,政府要加大對垃圾處理企業(yè)的補貼,吸引更多有資質(zhì)的企業(yè)投身其中。他認為,做垃圾處理需要有門檻,一定要做到無害化。
無害化、資源化和減容化是垃圾處理的三大目標(biāo)。垃圾焚燒要做到無害化,才能全面推廣。
我國處理垃圾最先進的是大功率等離子體火炬裝置,通過電弧產(chǎn)生高達5 500℃的等離子體,能迅速使垃圾中的有機成分裂解氣化,經(jīng)過急冷、提純等環(huán)節(jié)后,氣體中的二噁英等有害成分會被徹底脫除,最終成為潔凈的富含一氧化碳和氫氣的合成氣。
隨著我國經(jīng)濟水平的提高,城市建設(shè)的腳步已經(jīng)有了巨大的成果,然而正是因為城市建設(shè)和城市人口的劇增,城市垃圾的處理問題已經(jīng)成為社會各界關(guān)注的焦點。本文就城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)展開分析,就其技術(shù)要點進行探討。
【關(guān)鍵詞】
城市垃圾;垃圾焚燒發(fā)電技術(shù);設(shè)備; 焚燒工藝
眾所周知,隨著城市化的腳步逐漸加快,城市垃圾處理一直以來都是亟待解決的問題。而垃圾焚燒處理的措施一提出就引起了巨大的反響。就目前的情況來看, 我國很多城市都面臨著垃圾圍城的情況,而最主要的處理方式就是填埋、焚燒發(fā)電、堆肥,而最有效的方法就是進行垃圾焚燒發(fā)電,這種方式不僅能夠有效減少垃圾的容量,節(jié)約土地,更能進行供熱和發(fā)電,為城市生活提供一定的資源。下文就垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)工藝流程展開分析,就城市垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備進行研究,分析了垃圾焚燒的作用和技術(shù)。
1 垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)工藝流程
1.1 垃圾的儲存和焚燒
因城市人口和城市建設(shè)的不斷擴大, 城市垃圾的產(chǎn)生速度相當(dāng)快,因此怎樣儲存垃圾是進行垃圾焚燒發(fā)電措施的首要問題。進行垃圾存儲焚燒時首先要做的就是要提出垃圾中有毒有害的物質(zhì)和一些不可燃燒的物質(zhì)。垃圾進廠過磅后,首先就應(yīng)送入垃圾儲池中,在垃圾存儲池中進行攪拌、混合以及倒垛等操作,將垃圾滲濾液收集起來進行集中處理。其次,垃圾要沿下料裝置放置到給料裝置平臺中,才能將其運送至焚燒爐中進行焚燒,經(jīng)過焚燒后將爐渣排出焚燒爐。事實上,垃圾焚燒爐的種類主要由循環(huán)流化床爐、爐排爐兩種,選擇怎樣的焚燒爐主要由垃圾焚燒工藝來決定。
1.2 余熱發(fā)電
垃圾焚燒工藝中,對于垃圾焚燒爐還要配套一定的余熱鍋爐和汽輪發(fā)電機組來進行發(fā)電操作。其原理主要是通過垃圾燃燒產(chǎn)生的熱量,經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽, 蒸汽提供給汽輪發(fā)電機組,由發(fā)電機進行發(fā)電。余熱發(fā)電不僅能夠節(jié)能,更是保護環(huán)境,節(jié)約資源的重要措施。余熱發(fā)電主要利用焚燒中產(chǎn)生的廢氣和余熱進行蒸汽發(fā)電,其回收利用的途徑非常多,具有綜合利用余熱性能好、可以直接利用等優(yōu)勢,是目前垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)中非常值得推廣的技術(shù)之一。
1.3 煙氣凈化與滲濾液處理
我們都知道,城市垃圾本身具有一定的有毒物質(zhì),在焚燒的過程中必定會產(chǎn)生許多有害氣體和有害物質(zhì),最常見的就是煙塵、酸性氣體以及重金屬污染物。而對污染物進行無害化的處理是整個城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵之處,所以,我們一般采用半干式反應(yīng)塔、袋式除塵器;干式反應(yīng)塔、袋式除塵器等設(shè)備來對垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣進行凈化和處理。當(dāng)垃圾存儲池中的垃圾腐爛發(fā)酵后,就可以排除來及滲濾液。而對于垃圾滲濾液的處理更是垃圾處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因垃圾滲濾液有非常大的臭味、氨氮含量及重金屬含量都非常高,且有機物污染濃度高。所以,在進行垃圾發(fā)電的過程中,處理后的滲濾液一定要達到(GB16889-2008) 的處理保準(zhǔn)來實施,使用MBR 等裝置的生化和超濾系統(tǒng),采用膜生物反應(yīng)器的工藝來處理以實現(xiàn)達標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。
1.4 爐渣、爐灰的處理
最后,垃圾焚燒后會在垃圾焚燒爐中產(chǎn)生大量的爐渣,且這些爐渣占到垃圾總重量的15% 以上,但這些爐渣有很大一部分是可以進行再利用的。我們可以講垃圾焚燒后爐渣用于制磚、鋪路等,而經(jīng)過袋式除塵器留下的飛灰則沒有任何利用價值,因此我們可以對其進行無害化處理后填埋。
2 城市垃圾焚燒發(fā)電的設(shè)備分析
2.1 焚燒爐焚燒工藝
事實上,垃圾焚燒發(fā)電是一個復(fù)雜、技術(shù)含量高的工藝,而作為焚燒過程的關(guān)鍵設(shè)備,焚燒爐是發(fā)電廠的核心。前面說到,目前我們用于城市垃圾焚燒發(fā)電的焚燒爐主要由循環(huán)流化床爐和爐排爐兩種形式,循環(huán)流化床爐的工藝原理主要是基于循環(huán)流化床技術(shù)進行焚燒、供熱和發(fā)電一體化的處理設(shè)備。而爐排爐的焚燒工藝主要是干燥、燃燒和燃燼等流程,當(dāng)垃圾在路排上進行翻動時,垃圾受到來自爐排下部的高溫著火燃燒,抽出高溫一次風(fēng)經(jīng)過蒸汽空氣加熱器和煙氣空氣加熱器進入爐膛,對垃圾進行干燥,二次風(fēng)從頂部吹入爐膛,對燃燒補充一定的氧氣,促進垃圾的充分燃燒。
2.2 余熱鍋爐與汽輪發(fā)電機組
垃圾燃燒產(chǎn)生的熱煙氣會經(jīng)過余熱鍋爐進行換熱,在余熱鍋爐中冷卻后經(jīng)過反應(yīng)塔、活性炭噴射吸附、袋式除塵器等凈化處理后就能進行排放。余熱鍋爐的工作原理就是通過受熱面的水來吸收垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量,由此產(chǎn)生的蒸汽被運送到汽輪發(fā)電機組中進行發(fā)電。而此時產(chǎn)生的多余的熱蒸汽則可以用于周邊用戶的使用,這樣一來就可以提高其利用率,為保護環(huán)境和資源助力。
2.3 凈化處理煙氣設(shè)備
對于垃圾焚燒最后產(chǎn)生的煙氣,我們知道會含有很多的有害物質(zhì),所以對煙氣進行必要的凈化和處理是保護環(huán)境的必要措施。煙氣凈化與處理設(shè)備主要包括反應(yīng)塔、袋式飛灰收集器等部件,當(dāng)煙氣中的酸性氣體進入反應(yīng)塔后,由反應(yīng)塔中的干法、半干法以及濕法等多種方法進行去除。其中干法的工作原理一般是通過使用消石灰與酸性氣體進行反應(yīng)來中和氣體;而半干法主要是通過旋轉(zhuǎn)噴霧器將氫氧化鈣溶液噴入反應(yīng)塔中進行中和反應(yīng);濕法反應(yīng)則是要實現(xiàn)配置好燒堿溶液對酸性氣體進行洗滌。
3 結(jié)語
綜上所述,城市垃圾焚燒技術(shù)作為一項無公害、減量化和資源化的環(huán)境保護措施,不僅能夠很好的解決城市垃圾圍城問題,更能促進城市的可持續(xù)發(fā)展。在垃圾焚燒發(fā)電的實際運行過程中,我們要堅持“不分揀到位不焚燒、不財政全額不焚燒、不公開透明不焚燒、不公平補償不焚燒” 的原則。相信在未來,我們將進一步發(fā)展城市垃圾焚燒功能,不斷拓寬城市垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的更大空間,為人類的生存和生活創(chuàng)造更大的利益。
【參考文獻】
[1] 洪雷, 王小文, 姬艷梅等. 垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)進展與應(yīng)用探討[J]. 環(huán)境衛(wèi)生工程,2011,19(3):55-57.
[2] 趙雪燕. 淺析城市垃圾處理技術(shù)[J]. 城市建設(shè)理論研究(電子版),2014,(16):3787-3787.
[3] 李同慶. 城市垃圾熱解焚燒發(fā)電主廠房布置設(shè)計[J]. 能源與節(jié)能,2012,(12):40-41,50.
[4] 劉書敏, 秦彪, 李劍勤等. 城市垃圾焚燒發(fā)電污染物處理技術(shù)[J]. 廣東化工,2010,37(1):93-94,99.
中圖分類號:TK09 文獻標(biāo)識碼:A
城市生活垃圾的妥善處理是當(dāng)今世界各國的重要環(huán)保課題。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展、城鎮(zhèn)人口的增長和居民生活水平的不斷提高,城鎮(zhèn)生活垃圾產(chǎn)生量迅速增加,生活垃圾的處理已成為影響我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境治理的重要因素,也是我國城鎮(zhèn)化進程中必須面對的問題。
垃圾焚燒處理是目前城市生活垃圾進行無害化、減量化和資源化處理最徹底最有效的技術(shù)方法。循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)具有燃燒劇烈、分解徹底、對垃圾種類適應(yīng)性好及燃燒污染物排放低等優(yōu)勢,比較適合我國城市生活垃圾高水分低熱值的特性。
1 技術(shù)背景
城市生活垃圾焚燒處理技術(shù),國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的技術(shù)主要有二種:層狀燃燒技術(shù)和流化床燃燒技術(shù)。
層狀燃燒技術(shù)主要采用爐排形式實現(xiàn)焚燒,是應(yīng)用較早、較為成熟的焚燒技術(shù),主要包括固定爐排、鏈條爐排、往復(fù)爐排等。其中往復(fù)爐排爐焚燒技術(shù)在垃圾分類收集系統(tǒng)完善的歐美等發(fā)達國家得到廣泛使用。采用層燃技術(shù)的爐排焚燒爐適合焚燒低水份高熱值的垃圾,具有煙氣含塵量低、動力消耗相對少等優(yōu)點。但爐排爐因?qū)訝钊紵奶匦运?,床層中下部溫度較低整體燃燒速度緩慢,容易產(chǎn)生熱解不徹底現(xiàn)象,爐渣中常夾帶有未燃燼有機物,不適合燃燒高水份、高灰分、低熱值的生活垃圾,更難以實現(xiàn)單獨焚燒或摻燒市政污泥。
自上世紀(jì)八十年代以來循環(huán)流化床燃燒技術(shù)迅速發(fā)展成熟,由于其具有熱強度均勻穩(wěn)定、燃料適應(yīng)廣泛、環(huán)境排放特性優(yōu)良等優(yōu)點,在燃煤發(fā)電行業(yè)中正在全面取代其它燃燒技術(shù)。上世紀(jì)末國內(nèi)垃圾焚燒開始起步,垃圾分類收集又尚未實施,中國科學(xué)院、浙江大學(xué)、清華大學(xué)等科研機構(gòu)根據(jù)國內(nèi)當(dāng)時的垃圾特性相繼開發(fā)出循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù),通過摻燒一定量燃煤來保證垃圾安全穩(wěn)定焚燒。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展,我國對環(huán)境保護和節(jié)約土地資源逐步重視,本世紀(jì)以來國家資源綜合利用和環(huán)境保護政策逐步完善,各地政府強化了垃圾源頭管理,進行垃圾分類收集運輸,進焚燒廠的垃圾水分得到了控制熱值有較大提高。特別是東部經(jīng)濟發(fā)達的城市環(huán)衛(wèi)收集運輸?shù)纳罾M廠的平均熱值從650kcal/kg(2721 kJ/kg)左右提升至750kcal/kg(3140 kJ/kg)以上,為我們進行循環(huán)流化床純燒城市生活垃圾的技術(shù)研究提供了基礎(chǔ)。
2 建模與分析
2008年,杭州市共處置213.90萬噸,日均清運生活垃圾5844.19噸,全年生活垃圾熱值在3238.9kJ/kg左右,全年平均含水率57.4%,杭州主城區(qū)垃圾熱值已達3952kJ/kg。我們就低位熱值3238.9kJ/kg的原生生活垃圾,進行建模計算與理論分析。
根據(jù)杭州一垃圾焚燒處理廠提供的垃圾燃料數(shù)據(jù)分析表(見表1),采用伯勒(Bole)鍋爐性能設(shè)計計算軟件V1.03,先進行爐膛完全絕熱焚燒時建立計算模型,來獲得焚燒的有關(guān)理論數(shù)據(jù)。
計算模型以1t/h垃圾在完全絕熱爐膛焚燒為基礎(chǔ),入爐垃圾低位熱值3238.9kJ/kg,過??諝庀禂?shù)取1.5,入爐垃圾及進口空氣的溫度均取25℃。
樣本垃圾絕熱燃燒工況模擬的數(shù)據(jù)見圖1,圖中三個畫面依次為煙氣側(cè)(爐膛輸出煙氣參數(shù))、燃料側(cè)(入爐垃圾元素、熱值參數(shù))、空氣側(cè)(爐膛輸入空氣參數(shù))。
從模擬計算中看出,燃燒1t/h的樣本城市生活垃圾,助燃空氣1439Nm3/h,燃燒產(chǎn)生約2263Nm3/h煙氣量,絕熱爐膛出口煙溫879℃。煙氣溫度已高于城市生活垃圾安全焚燒的國家規(guī)范要求溫度850℃,具備設(shè)計純燒方案的基礎(chǔ)條件。
假定純燒此類垃圾,按800t/d規(guī)模設(shè)計循環(huán)流化床焚燒爐方案:爐膛煙氣流速控制在4m/s左右,燃燒溫度≮900℃,煙氣有效停留時間≮4.5s,確定焚燒爐膜式水冷壁爐膛結(jié)構(gòu)主要尺寸。爐膛截面5070mm×4630mm,爐膛有效高度24m,爐膛內(nèi)側(cè)襯30mm厚硅酸鋁耐火纖維板加80mm厚耐火耐磨可塑料,爐膛有效截面約4.8m×4.4m,爐墻面積F=461.2m2,爐膛容積V=440.2m3,爐內(nèi)有效輻射層厚度為:s=3.6V/F=3.436m=3436mm。硅酸鋁耐火纖維板導(dǎo)熱系數(shù)約為0.156W/(m?k),耐火耐磨可塑料(Al2O3/Fe2O3),導(dǎo)熱系數(shù)約為3.7W/(m?k),爐膛水冷壁內(nèi)壁溫及爐膛內(nèi)煙溫分別以256℃和900℃計,則1小時內(nèi)爐膛水冷壁吸收能量約為1384kWh(合4982400kJ)。根據(jù)爐膛水冷壁吸收的功率,計算出爐膛水冷壁在通常火焰高度系數(shù)0.45時的壁面熱有效系數(shù)為0.0112。
將數(shù)據(jù)輸入計算模型:樣本垃圾在800t/d焚燒爐方案中常溫空氣(25℃)助燃工況數(shù)據(jù)見圖2,圖中三個畫面依次為煙氣側(cè)(爐膛輸出煙氣參數(shù))、燃料側(cè)(入爐垃圾元素、熱值參數(shù))、空氣側(cè)(爐膛輸入空氣參數(shù))。
從模擬計算中看出,樣本垃圾在800t/d焚燒爐方案中燃燒,垃圾焚燒量33.34t/h,助燃空氣47974Nm3/h,燃燒產(chǎn)生約76218Nm3/h煙氣量,絕熱爐膛出口煙溫843℃,爐膛煙氣流速4.1m/s,爐膛煙氣停留時間5.09s。煙氣流速與停留時間滿足設(shè)計參數(shù),但關(guān)鍵參數(shù)燃燒溫度不滿足規(guī)范要求,須對設(shè)計方案進行優(yōu)化。
經(jīng)分析,確定不作其它結(jié)構(gòu)參數(shù)修改,通過提高助燃空氣溫度來保證安全燃燒溫度。擬將空氣溫度預(yù)熱至180℃。將數(shù)據(jù)輸入計算模型:樣本垃圾在800t/d焚燒爐方案中預(yù)熱空氣(180℃)助燃工況數(shù)據(jù)見圖3,圖中三個畫面依次為煙氣側(cè)(爐膛輸出煙氣參數(shù))、燃料側(cè)(入爐垃圾元素、熱值參數(shù))、空氣側(cè)(爐膛輸入空氣參數(shù))。
從模擬計算中看出,樣本垃圾在800t/d焚燒爐方案中以180℃預(yù)熱空氣助燃,垃圾焚燒量33.34t/h,助燃空氣47974Nm3/h,燃燒產(chǎn)生約76218Nm3/h煙氣量,爐膛出口煙溫906℃,爐膛煙氣流速4.33m/s,爐膛煙氣停留時間4.8s。燃燒溫度、煙氣流速、停留時間均滿足規(guī)范或設(shè)計參數(shù)。具備開發(fā)純燒爐型的技術(shù)條件。
若熱風(fēng)溫度提高至180℃,則爐膛出口煙溫可達906℃,見圖3所示。入爐焚燒的垃圾進行短暫堆酵以適當(dāng)降低水分,如果城市生活垃圾經(jīng)中轉(zhuǎn)站壓縮轉(zhuǎn)運,且在入爐焚燒時再進行短暫堆酵,則入爐焚燒處理的垃圾水分可降低5%以上,爐膛出口溫度還將提高。當(dāng)然,如果當(dāng)?shù)氐纳罾鵁嶂得黠@較高,采用循環(huán)流化床垃圾焚燒爐來焚燒處理垃圾時,則不再建議在垃圾庫內(nèi)堆酵,甚至在進行鍋爐熱力計算時適當(dāng)降低鍋爐爐膛的絕熱程度,否則容易導(dǎo)致爐膛出口煙溫超溫。在保證垃圾焚燒爐爐膛出口溫度的前提下,再對垃圾進行“均質(zhì)化”破碎處理,使得入爐垃圾燃燒更加連續(xù),并充分發(fā)揮循環(huán)流化床焚燒特性,則能實現(xiàn)循環(huán)流化床純燒生活垃圾的工程應(yīng)用。
3 純燒垃圾的技術(shù)工藝
我們通過對天津、山東、浙江、福建等省份的一二線城市生活垃圾取樣分析、建模計算提出當(dāng)入爐垃圾水分不高于50%時,低位熱值達到800kcal/kg(3349kJ/kg),水分不高于60%時低位熱值達到950kcal/kg(3977kJ/kg),可實現(xiàn)循環(huán)流化床純燒垃圾。
3.1 湍沸復(fù)合循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)
湍沸復(fù)合循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)是實現(xiàn)純燒城市生活垃圾的新型流化床技術(shù),其基本原理是入爐高水分垃圾在湍流床內(nèi)部分水分氣化,進入沸騰床時熱量負貢獻大幅降低,使沸騰床面、密相區(qū)、燃燒室中上部的溫度能保持穩(wěn)定均衡,在高溫循環(huán)灰作用下經(jīng)高溫一二次熱風(fēng)助燃氣固可燃成分充分燃燒。
湍沸復(fù)合循環(huán)流化床垃圾焚燒爐結(jié)構(gòu)示意圖見圖4,該技術(shù)先后獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局的發(fā)明專利證書和實用新型專利證書,并在杭州喬司和嘉興步云垃圾焚燒爐技術(shù)改造項目中獲得成功。
3.2 絕熱爐膛結(jié)構(gòu)
循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐的主要目標(biāo)是焚燒處理垃圾,在保證“3T+E”的燃燒原則中,Time是高溫?zé)煔獾耐A魰r間,Turbulance是進料垃圾與空氣的充分混合,還有的Temperature就是要求保證爐膛的燃燒溫度應(yīng)在850℃以上。
我們認為常規(guī)燃煤循環(huán)流化床鍋爐爐膛沸騰床及密相區(qū)為了防止磨損,一般敷設(shè)100mm左右的耐火耐磨澆注料,而在密相區(qū)上部直到爐膛出口下部約1米處的水冷壁部分,則基本不打澆注料以吸收爐內(nèi)輻射熱,控制爐膛上部溫度,循環(huán)灰除了達到充分燃燒的目的外起到將密相區(qū)的可燃物與燃燒熱向爐膛上部輸送的作用,使整個爐膛溫度穩(wěn)定均衡。而循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的循環(huán)灰熱能輸送作用恰恰相反。
通過分析我們提出,針對國內(nèi)多數(shù)城市的生活垃圾設(shè)計循環(huán)流化床焚燒爐純燒生活垃圾時爐膛應(yīng)采用基本絕熱爐膛。筑爐工藝大致為在爐膛內(nèi)側(cè),在水冷壁管內(nèi)先襯一30mm厚絕熱層,可采用硅酸鋁耐火纖維板,再澆注一層厚80mm耐火耐磨澆注料,以維持爐膛合理的燃燒溫度確保垃圾在爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒。要考慮到絕熱層長期運行逐漸失效的因素,在熱力計算時爐膛壁面熱有效系數(shù)取較高值0.08。生活垃圾平均低位熱值較高的地區(qū),通過可靠的計算可在爐膛上部適當(dāng)降低絕熱程度甚至部分水冷壁完露。
3.3 提高一二次熱風(fēng)溫度
從本文前述的垃圾絕熱焚燒的鍋爐軟件模擬與理論分析可知,如其他條件不變,當(dāng)進爐風(fēng)溫為25℃時其理論燃燒絕熱爐膛溫度達879℃,當(dāng)爐膛采用膜式水冷壁并存在一定傳熱系數(shù)的狀況下,爐膛溫度下降為843℃。此時將入爐熱風(fēng)溫度提高至180℃時,爐膛溫度上升至906℃??紤]到裝備材料造價工程項目設(shè)計中推薦入爐熱風(fēng)溫度控制在200―250℃。
4 工程應(yīng)用
杭州錦江綠色能源有限公司(杭州喬司垃圾焚燒電廠)于2008年底啟動整體升級技改工程,垃圾焚燒爐采用杭州能達華威公司的湍沸復(fù)合流化床垃圾焚燒專利技術(shù),因垃圾平均低位熱值接近980kcal/kg(4100kJ/kg),設(shè)計前充分計算分析,保留了部分水冷壁,焚燒原生垃圾時無需堆酵、無需摻燒輔助燃料,平均日焚燒處理垃圾達到800噸。2009年10月經(jīng)浙江省經(jīng)信委組織專家認證,垃圾焚燒發(fā)電機組已達到可再生能源發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)。
2009年5月,嘉興市綠色有源有限公司2#垃圾焚燒爐進行技術(shù)改造,因當(dāng)?shù)乩鵁嶂瞪缘?,設(shè)計時爐膛全敷設(shè)耐火絕熱層,日焚燒處理800噸,運行中不摻燒燃煤。
5 運行管理
循環(huán)流化床純燒城市生活垃圾的技術(shù)成功應(yīng)用于杭州、嘉興二個垃圾焚燒電廠,并專門針對垃圾給料系統(tǒng)與底渣排出系統(tǒng)進行了技術(shù)改進。技改后焚燒電廠注重日常生產(chǎn)管理,保證焚燒爐密封均勻進料,爐膛溫度壓力穩(wěn)定,排渣均勻順暢燒蝕率低于1%。
6 技術(shù)展望
針對循環(huán)流化床焚燒爐存在電能消耗和飛灰比例偏高的不足尚有進一步研究提高的空間:
①采用機械擠壓脫水、堆酵脫水、物理干化等手段減少水分氣化與排煙熱損失。
②減少沸騰床水氣化負荷以縮減布風(fēng)板面積,減小一次風(fēng)量與循環(huán)倍率,降低電耗。
③通過自動分選、機械破碎等方式減小物料幾何尺寸,使入爐物料均質(zhì)化以減小流化風(fēng)量、小孔風(fēng)速與空板阻力,減小一次風(fēng)量、風(fēng)壓,降低電耗。
④采用高溫二次分離減小飛灰比例,減少危險廢棄物產(chǎn)生量。
結(jié)語
循環(huán)流化床作為一種新興的潔凈燃燒技術(shù)通過短短的十幾年發(fā)展,已實現(xiàn)純燒原生生活垃圾,這是行業(yè)政策與市場引導(dǎo)的結(jié)果,也是負責(zé)任的科技工作者與企業(yè)經(jīng)營者努力的結(jié)果。城市生活垃圾的無害化、減量化、資源化處理的全面實現(xiàn),需要政府、企業(yè)、大眾的參與支持,自源頭至末端共同控制,才能使我們有一個可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境。
參考文獻
收稿日期:20120331
作者簡介:龔培峰(1968—),男,江蘇邳州人,工程師,主要從事環(huán)境管理工作。中圖分類號:D63文獻標(biāo)識碼:A文章編號:16749944(2012)05021103
1引言
隨著我國經(jīng)濟持續(xù)增長,城市化進程不斷加快,生活垃圾作為城市代謝的產(chǎn)物大量產(chǎn)生。資金緊缺,大量垃圾只能作簡單處理,或直接堆放于地表上,浪費大片土地資源,使我國城市普遍面臨垃圾圍城的局面,已構(gòu)成城市環(huán)境污染的一個重要因素。妥善處理城市生活垃圾對于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會有著十分重要的作用。但如何選擇一種處理效果好、投資合理、工藝科學(xué)、運行費用低的處理方案,是值得認真探索和研究的課題。生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)是垃圾處理的一個重要方向,是生活垃圾減量化、資源化、無害化的最有效手段。
我國垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)始于1986年深圳清水河環(huán)衛(wèi)綜合處理廠引進日本三菱重工的馬丁爐排焚燒技術(shù)和設(shè)備,1989年該項目竣工并正式運行,這是垃圾焚燒第一次在中國出現(xiàn)。20世紀(jì)90年代,國內(nèi)很多地方開始引進國外垃圾焚燒技術(shù)設(shè)備,典型項目有寧波楓林垃圾焚燒廠等;同時,國內(nèi)的一些企業(yè)也自主研發(fā)了一些焚燒爐,但當(dāng)時設(shè)計的焚燒爐均無發(fā)電系統(tǒng),煙氣凈化采用煙氣過水除塵方式,十分簡陋。2000年環(huán)保部門出臺《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》,對生活垃圾焚燒處理的燃燒條件、熱能利用和污染排放進行了要求,國產(chǎn)簡易垃圾焚燒設(shè)施相繼被拆除。2000年北京市海淀區(qū)上莊垃圾轉(zhuǎn)運站日處理100t垃圾的中式焚燒爐通過了科技部和中科院的聯(lián)合驗收,拉開了我國垃圾焚燒發(fā)電的序幕。截至2010年,全國竣工和在建的垃圾焚燒發(fā)電項目約160座。
2垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)工藝流程
垃圾焚燒發(fā)電是把各種垃圾收集后,對熱值較高的部分進行高溫焚燒,在高溫焚燒中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽推動渦輪機轉(zhuǎn)動,使發(fā)電機產(chǎn)生電能。其主要流程見圖1。
(1)減容效果好。垃圾焚燒處理可以使城市垃圾的體積減少80%~90%,減輕或消除后續(xù)處置過程對環(huán)境的影響。
圖1垃圾焚燒發(fā)電主要工藝流程
(2)消毒徹底。高溫燃燒可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并徹底殺滅病原菌,尤其是對可燃性致癌物、病毒性污染物、劇毒性有機物等。
(3)有利于實現(xiàn)城市垃圾的資源化。垃圾焚燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?其熱能被廢熱鍋爐吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽,可用來供熱或發(fā)電。
(4)處理效率高,焚燒廠占地面積小,可節(jié)約城市用地。
(5)經(jīng)濟效益可觀。如果處理得當(dāng),利用1t垃圾可發(fā)電300~400kW·h,由于垃圾焚燒發(fā)電廠的服務(wù)期限一般為25年左右,這意味著其穩(wěn)定收益期將長達25年。而且垃圾焚燒發(fā)電廠的運營成本低廉并享有一定的稅收優(yōu)惠政策,能給投資者帶來穩(wěn)定、高額的回報。
3垃圾焚燒發(fā)電存在的環(huán)境問題
3.1二噁英的排放
二噁英全稱分別是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃。二噁英的毒性與氯原子取代的位置密切相關(guān),尤其以2、3、7、8這4個共平面取代的位置上都有氯原子的二噁英同族體具有毒性,2、4、7、8TCDD被公認為是最毒物。毒性約為氰化鉀的1 000倍,俗稱世紀(jì)劇毒。
3.2廢水、廢氣污染
垃圾進入焚燒發(fā)電廠后,在卸料、堆放、加料過程中,易產(chǎn)生惡臭氣體,主要污染因子為H2S、NH3等。垃圾車在卸料過程中因卸料門開啟、垃圾遺撒等原因,會造成電廠卸料平臺存留部分垃圾臭氣。垃圾堆放、燃燒過程會產(chǎn)生滲瀝液,應(yīng)將滲瀝液收集并進行處理。
3.3固體廢物的污染
焚燒后的垃圾含有重金屬鉛、鎘、汞等。如果不能妥善處理這些廢物,將會對人的身體健康構(gòu)成極大威脅。目前在美國,垃圾發(fā)電焚化爐是汞污染的第二大罪魁禍?zhǔn)住?/p>
4合理利用焚燒發(fā)電技術(shù)
4.1重新制定垃圾焚燒發(fā)電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)
我國的垃圾焚燒發(fā)電廠排放標(biāo)準(zhǔn)是2001年頒布的《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》,與歐洲國家標(biāo)準(zhǔn)相差較多。其中二噁英類排放限值我國為1TEQ-ng/m3,而歐盟為0.1TEQ-ng/m3。由于焚燒過程不透明,存在廠家偷工減料的現(xiàn)象,焚燒質(zhì)量無從保證。根據(jù)中科院大連化學(xué)物理所和中科院研究生院對國內(nèi)19家垃圾焚燒廠歷時1年調(diào)研二噁英排放情況發(fā)現(xiàn),16%的廠家達不到我國標(biāo)準(zhǔn),70%的廠家達不到歐洲標(biāo)準(zhǔn)。檢測分析顯示,19個樣本焚燒爐的二噁英/呋喃物質(zhì)的排放量在0.042~2.461,平均值為0.423TEQ-ng/m3,遠高于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。為了垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和人民群眾的健康,有必要重新制定嚴(yán)格的新標(biāo)準(zhǔn)。
4.2嚴(yán)格要求規(guī)模及工藝
垃圾焚燒發(fā)電廠必須具有一定的規(guī)模,這樣才能實現(xiàn)其可持續(xù)生產(chǎn)的目的,如果規(guī)模不夠,不僅不能盈利,還要財政補貼,也沒有足夠的資金來采用更加先進的工藝設(shè)備,其排放的污染物也很難達到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。新建焚燒發(fā)電廠應(yīng)優(yōu)先選用成熟技術(shù),審慎采用目前尚未得到實際應(yīng)用驗證的焚燒爐型。其中基本技術(shù)要求:生活垃圾在焚燒爐內(nèi)應(yīng)得到充分燃燒,二次燃燒室內(nèi)的煙氣在不低于850℃的條件下滯留時間不小于2s,焚燒爐渣熱灼減率應(yīng)控制在5%以內(nèi)。
4.3規(guī)范生活垃圾處理企業(yè)環(huán)境管理
生活垃圾處理企業(yè)要建立污染排放日常監(jiān)測制度,定期向環(huán)境保護行政主管部門和市容環(huán)衛(wèi)行政主管部門報告運行情況,監(jiān)測結(jié)果要向社會公開。新建生活垃圾焚燒設(shè)施必須安裝自動監(jiān)測系統(tǒng),對燃燒溫度等主要運行工況和煙塵、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物排放情況進行實時監(jiān)測,并在企業(yè)主要出入口附近等顯著位置設(shè)立顯示屏,向社會公示監(jiān)測數(shù)據(jù)。自動監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與環(huán)境保護行政主管部門和市容環(huán)衛(wèi)行政主管部門聯(lián)網(wǎng)。
4.4健全垃圾分類與回收處理機制
垃圾分類與回收處理不僅可以減少可利用資源的浪費,使得垃圾焚燒的成本降低,燃燒效率更高,而且燃燒過程中產(chǎn)生的污染物也會減少。90%的垃圾可以回收并重新利用,如能將垃圾分類與回收做到極致,不僅能夠提高原料利用率,減少不必要的浪費,而且將從根本上減少垃圾焚燒發(fā)電廠與填埋場的建設(shè)。應(yīng)將垃圾分類與回收和垃圾焚燒發(fā)電更好地結(jié)合起來,垃圾焚燒發(fā)電的前提是必須做好垃圾分類與回收工作。
4.5項目全過程必須公開透明
在項目立項、選址、環(huán)境評估等全過程中,必須做到公開透明。應(yīng)充分注意公眾的廣泛性與代表性。在公眾知情的情況下開展環(huán)評工作,告知公眾該項目的有關(guān)信息,主要的環(huán)境影響、影響范圍和程度。
5我國生活垃圾發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢
循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是20世紀(jì)70年代逐漸發(fā)展起來的先進燃燒技術(shù),由于具有對低熱值燃料的適應(yīng)性和優(yōu)異的環(huán)保性能,在常規(guī)及劣質(zhì)燃料燃燒領(lǐng)域迅速發(fā)展、成熟。以中國科學(xué)院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等為代表的中國流化床燃燒技術(shù)學(xué)派開展了大量循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的應(yīng)用研究,為該技術(shù)拓展到垃圾焚燒領(lǐng)域奠定了堅實的基礎(chǔ),是國內(nèi)自主研發(fā)、完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)且全部設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化的技術(shù)。流化床焚燒項目由于建設(shè)成本低、環(huán)保性能良好而在國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)占據(jù)半壁江山。
從世界上垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展趨勢來看,已經(jīng)把降低二次污染、提高環(huán)保水平作為評價焚燒技術(shù)優(yōu)劣的優(yōu)先原則。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心在焚燒中對二噁英類物質(zhì)的控制技術(shù)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,并通過中科集團、北京中科通用能源環(huán)保有限責(zé)任公司在實際項目中進行了試驗。中科通用建設(shè)的生活垃圾焚燒設(shè)施,以山東泰安項目為例,2009年8月投產(chǎn)后,分別于當(dāng)年11月和次年1月進行了煙氣二噁英類物質(zhì)濃度監(jiān)測,結(jié)果分別為平均0.034 TEQ-ng/m3和0.009TEQ-ng/m3,其余各項環(huán)保監(jiān)測指標(biāo)完全滿足國家規(guī)定的排放要求,處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
污泥和垃圾混燒將是流化床焚燒項目的發(fā)展趨勢。目前已有不少流化床垃圾焚燒項目摻燒污泥,摻燒的污泥按水分高低分為兩種:一種是濕污泥,含水率80%左右;另一種是干污泥,含水率40%左右。根據(jù)實際運行經(jīng)驗看,直接摻燒濕污泥,摻燒的量不能太大,20%以下對設(shè)備和燃燒狀況影響不大,大于20%運行比較困難;而摻燒干污泥,摻燒量多少對設(shè)備和燃燒狀況影響都不大。所以,干化后的污泥和垃圾一起混燒將是發(fā)展趨勢。
摻煤量的逐步減少是流化床垃圾焚燒技術(shù)的另外一個發(fā)展趨勢。早期的流化床焚燒項目,由于設(shè)備技術(shù)不完善、監(jiān)管不到位和市場混亂等因素,流化床垃圾焚燒爐的摻煤量比較大。隨著國內(nèi)原煤價格的不斷高漲,不少企業(yè)也積極探索流化床不摻燒煤的垃圾焚燒技術(shù),目前浙江喬司、嘉興等地已有不摻燒煤的流化床垃圾焚燒發(fā)電廠在運行。所以,從長遠看,少摻煤甚至不摻煤是流化床垃圾焚燒項目的發(fā)展方向。
6結(jié)語
生活垃圾焚燒發(fā)電項目作為生活垃圾減量化、資源化、無害化的最有效手段,是垃圾處理的一個重要發(fā)展方向。與填埋、堆肥等傳統(tǒng)垃圾處置方式相比,由于其
技術(shù)含量高、環(huán)保要求嚴(yán),可顯著減少垃圾的體積和重量,并能綜合利用余熱和廢渣,帶來的環(huán)境改善最長遠。同時,需要政府制定相關(guān)政策法規(guī),及時做好垃圾分類,監(jiān)管垃圾焚燒發(fā)電廠的排放污染物指數(shù),使之能夠符合我國相關(guān)排放要求。
參考文獻:
[1] 戴立虹.生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的演進[J].高科技與產(chǎn)業(yè)化,2011,183(8):58~60.
[2] 徐楠.[垃圾戰(zhàn)爭]國內(nèi)獨家披露中科院專家權(quán)威科研報告:中國垃圾焚燒排放起底[N].南方周末,2009-11-04(27).
[3] 張海霞,李愛民,楊繼文.垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)在我國的應(yīng)用前景及存在問題初探[J].化工進展,2010,29(增刊):91~95.
【P鍵詞】電價補貼 ;垃圾處理;垃圾焚燒發(fā)電
【Keywords】 feed-in tariff; garbage disposal; waste incineration power generation
【中圖分類號】F426.61;X705 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)06-0159-02
1 引言
垃圾焚燒發(fā)電是一種典型的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù),雖然我國的垃圾焚燒發(fā)電起步的較晚,但是垃圾焚燒發(fā)電的技術(shù)水平也逐漸由不完善走向成熟,電價補貼政策的范圍也更加廣泛,在城市的發(fā)展中有著不可替代的作用,可以有效地改善人們的生活質(zhì)量,保障民生,也在一定程度上促進了垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此,對于中小垃圾處理企業(yè)來說,要切實加強電價補貼方法在垃圾焚燒發(fā)電中的方法研究,提高中小企業(yè)的生命力,為改善城市環(huán)境做出貢獻。
2 電價補貼方法在中小垃圾焚燒發(fā)電廠的注意事項
①垃圾焚燒發(fā)電是為了能夠更好地處理城市垃圾。因此,它的收益主要來自于垃圾的處理費,在一定程度上電價補貼只是對利用可再生資源的鼓勵,而不能高于其他生物質(zhì)發(fā)電的補貼。因此,電價補貼方法在垃圾焚燒發(fā)電的探討中,就需要全面分析電價補貼政策,進而保證垃圾焚燒發(fā)電的電價補貼方法的合理性,使其能夠最大限度地滿足電價補貼政策的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
②因為垃圾焚燒發(fā)電需要一定的技術(shù)支持,因此垃圾焚燒發(fā)電的方法主要集中于經(jīng)濟、科技較發(fā)達的地區(qū)。如果對于這些地區(qū)的垃圾焚燒發(fā)電的補貼過高,就會出現(xiàn)西部補貼東部的現(xiàn)象。因此,必須要兼顧東西部中小企業(yè)的共同發(fā)展。
③在垃圾焚燒發(fā)電過程中,要保證垃圾焚燒的發(fā)電量在總的發(fā)電量中占有一定的比例,進而能夠保證得到垃圾焚燒發(fā)電的電價補貼的發(fā)電量在總的發(fā)電量中占有一定的比例,這樣在一定程度上能夠避免出現(xiàn)燃煤發(fā)電的現(xiàn)象[1]。
3 電價補貼方法在垃圾焚燒發(fā)電廠中的現(xiàn)狀
3.1 監(jiān)督管理制度不健全
監(jiān)督管理制度不健全主要表現(xiàn)為三個方面:監(jiān)督管理意識淡薄、監(jiān)督管理力度不夠、監(jiān)督管理體系不完善。具體來說,這主要是政府和垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)兩個方面的原因。對于政府來說,監(jiān)督管理體系不完善,垃圾焚燒發(fā)電的法律條文的規(guī)范性不夠,監(jiān)督管理的力度不夠,缺乏有效的監(jiān)督管理檢查方式;對于中小企業(yè)來說,監(jiān)督管理意識淡薄,過分壓榨勞動人員,責(zé)任歸咎制度不明確等等,嚴(yán)重影響到整個工作的規(guī)范性。因此,電價補貼方法在垃圾焚燒發(fā)電的探討過程中,必須要建立起一套完整的監(jiān)督管理制度,從政府和中小企業(yè)兩方面著手[2]。
3.2 工作人員的素質(zhì)欠缺
目前,中小企業(yè)的垃圾焚燒發(fā)電中普遍存在工作人員素質(zhì)欠缺的問題。例如,工作經(jīng)驗不足,專業(yè)技能不合格,缺乏專業(yè)知識培訓(xùn),責(zé)任心不強,對垃圾焚燒發(fā)電電價補貼方法的重視程度不夠等問題,嚴(yán)重影響了垃圾焚燒發(fā)電的質(zhì)量。如果工作人員沒有具備足夠的專業(yè)技能,沒有充分的了解相應(yīng)的電價補貼方法,就不能在垃圾焚燒發(fā)電過程中,提高自身的工作效率,為中小企業(yè)創(chuàng)造出有效的價值。同時,管理人員自身的資質(zhì)能力有限,在實際操作的過程中,難以抓住管理的重點,無法承擔(dān)起自己的職責(zé),致使垃圾焚燒發(fā)電的質(zhì)量難以得到有效的控制。
3.3 資金的支持不足