環(huán)創(chuàng )科技新聞中心：垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展分析
隨著(zhù)我國經(jīng)濟持續增長(cháng),城市化進(jìn)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(jiǎn)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,已構成城市環(huán)境污染的一個(gè)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,建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )有著(zhù)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(gè)重要方向,是生活垃圾減量化、資源化、無(wú)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)衛綜合處理廠(chǎng)引進(jìn)日本三菱重工的馬丁爐排焚燒技術(shù)和設備,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。20世紀90年代,國內很多地方開(kāi)始引進(jìn)國外垃圾焚燒技術(shù)設備,典型項目有寧波楓林垃圾焚燒廠(chǎng)等;同時(shí),國內的一些企業(yè)也自主研發(fā)了一些焚燒爐,但當時(shí)設計的焚燒爐均無(wú)發(fā)電系統,煙氣凈化采用煙氣過(guò)水除塵方式,十分簡(jiǎn)陋。2000年環(huán)保部門(mén)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(jìn)行了要求,國產(chǎn)簡(jiǎn)易垃圾焚燒設施相繼被拆除。2000年北京市海淀區上莊垃圾轉運站日處理100t垃圾的中式焚燒爐通過(guò)了科技部和中科院的聯(lián)合驗收,拉開(kāi)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。
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(jìn)行高溫焚燒,在高溫焚燒中產(chǎn)生的熱能轉化為高溫蒸汽推動(dòng)渦輪機轉動(dòng),使發(fā)電機產(chǎn)生電能。
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%,減輕或消除后續處置過(guò)程對環(huán)境的影響。
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(shí)現城市垃圾的資源化
垃圾焚燒產(chǎn)生高溫煙氣,其熱能被廢熱鍋爐吸收轉化為蒸汽,可用來(lái)供熱或發(fā)電。
4處理效率高
焚燒廠(chǎng)占地面積小,可節約城市用地。
5經(jīng)濟效益可觀(guān)
如果處理得當,利用1t垃圾可發(fā)電300~400kW˙h,由于垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的服務(wù)期限一般為25年左右,這意味著(zhù)其穩定收益期將長(cháng)達25年。而且垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的運營(yíng)成本低廉并享有一定的稅收優(yōu)惠政策,能給投資者帶來(lái)穩定、高額的回報。
垃圾焚燒發(fā)電存在的環(huán)境問(wèn)題
1二惡英的排放
二惡英全稱(chēng)分別是多氯二苯并二惡英和多氯二苯并呋喃。二惡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(gè)共平面取代的位置上都有氯原子的二惡英同族體具有毒性,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(chēng)世紀劇毒。
2廢水、廢氣污染
垃圾進(jìn)入焚燒發(fā)電廠(chǎng)后,在卸料、堆放、加料過(guò)程中,易產(chǎn)生惡臭氣體,主要污染因子為H2S、NH3等。垃圾車(chē)在卸料過(guò)程中因卸料門(mén)開(kāi)啟、垃圾遺撒等原因,會(huì )造成電廠(chǎng)卸料平臺存留部分垃圾臭氣。垃圾堆放、燃燒過(guò)程會(huì )產(chǎn)生滲瀝液,應將滲瀝液收集并進(jìn)行處理。
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(huì )對人的身體健康構成極大威脅。目前在美國,垃圾發(fā)電焚化爐是汞污染的第二大罪魁禍首。
合理利用焚燒發(fā)電技術(shù)
1重新制定垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的排放標準
我國的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)排放標準是2001年頒布的《生活垃圾焚燒污染控制標準》,與歐洲國家標準相差較多。其中二惡英類(lèi)排放限值我國為1TEQ-ng/m3,而歐盟為0.1TEQ-ng/m3。由于焚燒過(guò)程不透明,存在廠(chǎng)家偷工減料的現象,焚燒質(zhì)量無(wú)從保證。根據中科院大連化學(xué)物理所和中科院研究生院對國內19家垃圾焚燒廠(chǎng)歷時(shí)1年調研二惡英排放情況發(fā)現,16%的廠(chǎng)家達不到我國標準,70%的廠(chǎng)家達不到歐洲標準。檢測分析顯示,19個(gè)樣本焚燒爐的二惡英/呋喃物質(zhì)的排放量在0.042~2.461,平均值為0.423TEQ-ng/m3,遠高于歐盟標準。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,有必要重新制定嚴格的新標準。
2嚴格要求規模及工藝
垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)必須具有一定的規模,這樣才能實(shí)現其可持續生產(chǎn)的目的,如果規模不夠,不僅不能盈利,還要財政補貼,也沒(méi)有足夠的資金來(lái)采用更加先進(jìn)的工藝設備,其排放的污染物也很難達到國家的排放標準。新建焚燒發(fā)電廠(chǎng)應優(yōu)先選用成熟技術(shù),審慎采用目前尚未得到實(shí)際應用驗證的焚燒爐型。其中基本技術(shù)要求:生活垃圾在焚燒爐內應得到充分燃燒,二次燃燒室內的煙氣在不低于850℃的條件下滯留時(shí)間不小于2s,焚燒爐渣熱灼減率應控制在5%以?xún)取?/P>
3規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測制度,定期向環(huán)境保護行政主管部門(mén)和市容環(huán)衛行政主管部門(mén)報告運行情況,監測結果要向社會(huì )公開(kāi)。新建生活垃圾焚燒設施必須安裝自動(dòng)監測系統,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(jìn)行實(shí)時(shí)監測,并在企業(yè)主要出入口附近等顯著(zhù)位置設立顯示屏,向社會(huì )公示監測數據。自動(dòng)監測系統應當與環(huán)境保護行政主管部門(mén)和市容環(huán)衛行政主管部門(mén)聯(lián)網(wǎng)。
4健全垃圾分類(lèi)與回收處理機制
垃圾分類(lèi)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(guò)程中產(chǎn)生的污染物也會(huì )減少。90%的垃圾可以回收并重新利用,如能將垃圾分類(lèi)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(chǎng)與填埋場(chǎng)的建設。應將垃圾分類(lèi)與回收和垃圾焚燒發(fā)電更好地結合起來(lái),垃圾焚燒發(fā)電的前提是必須做好垃圾分類(lèi)與回收工作。
5項目全過(guò)程必須公開(kāi)透明
在項目立項、選址、環(huán)境評估等全過(guò)程中,必須做到公開(kāi)透明。應充分注意公眾的廣泛性與代表性。在公眾知情的情況下開(kāi)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。
我國生活垃圾發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢
1循環(huán)流化床燃燒技術(shù)
循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是20世紀70年代逐漸發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)燃燒技術(shù),由于具有對低熱值燃料的適應性和優(yōu)異的環(huán)保性能,在常規及劣質(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(kāi)展了大量循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的應用研究,為該技術(shù)拓展到垃圾焚燒領(lǐng)域奠定了堅實(shí)的基礎,是國內自主研發(fā)、完全具有自主知識產(chǎn)權且全部設備實(shí)現國產(chǎn)化的技術(shù)。流化床焚燒項目由于建設成本低、環(huán)保性能良好而在國內垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)占據半壁江山。
2垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展
從世界上垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展趨勢來(lái)看,已經(jīng)把降低二次污染、提高環(huán)保水平作為評價(jià)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惡英類(lèi)物質(zhì)的控制技術(shù)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,并通過(guò)中科集團、北京中科通用能源環(huán)保有限責任公司在實(shí)際項目中進(jìn)行了試驗。中科通用建設的生活垃圾焚燒設施,以山東泰安項目為例,2009年8月投產(chǎn)后,分別于當年11月和次年1月進(jìn)行了煙氣二惡英類(lèi)物質(zhì)濃度監測,結果分別為平均0.034 TEQ-ng/m3和0.009TEQ-ng/m3,其余各項環(huán)保監測指標完全滿(mǎn)足國家規定的排放要求,處于國內領(lǐng)先水平。
3污泥和垃圾混燒
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。根據實(shí)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。
4減少摻煤量
摻煤量的逐步減少是流化床垃圾焚燒技術(shù)的另外一個(gè)發(fā)展趨勢。早期的流化床焚燒項目,由于設備技術(shù)不完善、監管不到位和市場(chǎng)混亂等因素,流化床垃圾焚燒爐的摻煤量比較大。隨著(zhù)國內原煤價(jià)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(chǎng)在運行。所以,從長(cháng)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。
結語(yǔ)
生活垃圾焚燒發(fā)電項目作為生活垃圾減量化、資源化、無(wú)害化的最有效手段,是垃圾處理的一個(gè)重要發(fā)展方向。與填埋、堆肥等傳統垃圾處置方式相比,由于其技術(shù)含量高、環(huán)保要求嚴,可顯著(zhù)減少垃圾的體積和重量,并能綜合利用余熱和廢渣,帶來(lái)的環(huán)境改善最長(cháng)遠。同時(shí),需要政府制定相關(guān)政策法規,及時(shí)做好垃圾分類(lèi),監管垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的排放污染物指數,使之能夠符合我國相關(guān)排放要求。
環(huán)創(chuàng )科技（股票代碼：831512）
專(zhuān)注固廢處理設備 服務(wù)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展 |
