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  运用垃圾发电           
运用垃圾发电
作者:佚名 文章来源:不详 更新时间:2008-5-4 0:30:47

概况

  面对垃圾泛滥成灾的状况,世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动“防守”,而是积极采取有力措施,进行科学合理地综合处理利用垃圾。

  从20世纪70年代起,一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。欧美一些国家建起了垃圾发电站,美国某垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦,每天处理垃圾60万吨。现在,德国的垃圾发电厂每年要花费巨资,从国外进口垃圾。据统计,目前全球已有各种类型的垃圾处理工厂近千家,预计3年内,各种垃圾综合利用工厂将增至3000家以上。科学家测算,垃圾中的二次能源如有机可燃物等,所含的热值高,焚烧2吨垃圾产生的热量大约相当于1吨煤。如果我国能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省煤炭5000~6000万吨,其“资源效益”极为可观。

  垃圾发电之所以发展较慢,主要是受一些技术或工艺问题的制约,比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。日本去年推广一种超级垃圾发电技术,采用新型气熔炉,将炉温升到500℃,发电效率也由过去的一般10%提高为25%左右,有毒废气排放量降为0.5%以内,低于国际规定标准。当然,现在垃圾发电的成本仍然比传统的火力发电高。专家认为,随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展,工艺日益科学先进,垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看,将优于传统的电力生产。我国的垃圾发电刚刚起步,但前景乐观。

  我国有丰富的垃圾资源,其中存在极大的潜在效益。现在,全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元(运输费、处理费等),而将其综合利用却能创造2500亿元的效益。目前,上海等城市已开始建造垃圾发电厂。

几种不同焚烧技术的比较

机械炉排焚烧炉
工作原理:垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区),由于炉排之间的交错运动,将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入到另一区时,起到一个大翻身的作用),直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气处理装置处理后排出。
  特点:炉排的材质要求和加工精度要求高,要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂,损坏率高,维护量大。炉排炉造价及维护费用高,使其在中国的推广应用困难重重。
流化床焚烧炉
  工作原理:炉体是由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂,将石英砂加热到600℃以上,并在炉底鼓入200℃以上的热风,使热砂沸腾起来,再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾,垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧,燃尽的垃圾比重较大,落到炉底,经过水冷后,用分选设备将粗渣、细渣送到厂外,少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。
  特点:流化床燃烧充分,炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大,操作复杂,运行费用较高,对燃料粒度均匀性要求较高,需大功率的破碎装置,石英砂对设备磨损严重,设备维护量大。
回转式焚烧炉
工作原理:回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列,炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转,使炉体内的垃圾充分燃烧,同时向炉体倾斜的方向移动,直至燃尽并排出炉体。
特点:设备利用率高,灰渣中含碳量低,过剩空气量低,有害气体排放量低。但燃烧不易控制,垃圾热值低时燃烧困难。
CAO焚烧炉
工作原理:垃圾运至储存坑,进入生化处理罐,在微生物作用下脱水,使天然有机物(厨余、叶、草等)分解成粉状物,其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选,未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室(温度为600℃),产生的可燃气体再进入第二燃烧室,不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在第一燃烧室中排出。第二室温度控制在860℃进行燃烧,高温烟气加热锅炉产生蒸汽。烟气经处理后由烟囱排至大气,金属玻璃在第一燃烧室内不会氧化或融化,可在灰渣中分选回收。
特点:可回收垃圾中的有用物质;但单台焚烧炉的处理量小,处理时间长,目前单台炉的日处理量最大达到150吨,由于烟气在850℃以上停留时间难于超过1秒钟短,烟气中二恶英的含量高,环保难以达标。
脉冲抛式炉排焚烧炉
  工作原理:垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入第一级炉排,在炉排上经高温挥发、裂解,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动,将垃圾逐级抛入下一级炉排,此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧。如此下去,直至最后燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出。助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧,同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室,进行进一步的裂解和燃烧,未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽,同时烟气经冷却后排出。
其优点是:
(1)处理垃圾范围广泛 能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等。
(2)燃烧热效率高 正常燃烧热效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾,燃烧热效率也在70%以上。
(3)运行维护费用低 由于采用了许多特殊的设计以及较高的自动化控制水平,因此运行人员少(包括除灰渣人员在内一台炉仅需两人),维护工作量也较少。
(4)可靠性高 经过近20年运行表明,此焚烧炉故障率非常低,年运行8000小时以上,一般利用率可达95%以上。
(5)排放物控制水平高 由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理。经长期测试,烟气排放物中CO含量1—10 PPM,HC含量2—3 PPM,NOx含量35 PPM,完全符合欧美排放标准。烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达1000℃,并且停留时间达2秒以上,可使二恶英基本分解,烟气中二恶英的含量为 0.04 ng/m3,远低于欧美标准0.1 ng/m3。
(6)炉排在压缩空气的吹扫下,有自清洁功能。

焚烧发电技术的发展及前景

面对垃圾泛滥成灾的状况,世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动“防守”,而是积极采取有力措施,进行科学合理地综合处理利用垃圾。

  从20世纪70年代起,一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。欧美一些国家建起了垃圾发电站,美国某垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦,每天处理垃圾60万吨。现在,德国的垃圾发电厂每年要花费巨资,从国外进口垃圾。据统计,目前全球已有各种类型的垃圾处理工厂近千家,预计3年内,各种垃圾综合利用工厂将增至3000家以上。科学家测算,垃圾中的二次能源如有机可燃物等,所含的热值高,焚烧2吨垃圾产生的热量大约相当于1吨煤。如果我国能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省煤炭5000~6000万吨,其“资源效益”极为可观。

  垃圾发电之所以发展较慢,主要是受一些技术或工艺问题的制约,比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。日本去年推广一种超级垃圾发电技术,采用新型气熔炉,将炉温升到500℃,发电效率也由过去的一般10%提高为25%左右,有毒废气排放量降为0.5%以内,低于国际规定标准。当然,现在垃圾发电的成本仍然比传统的火力发电高。专家认为,随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展,工艺日益科学先进,垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看,将优于传统的电力生产。我国的垃圾发电刚刚起步,但前景乐观。

  我国有丰富的垃圾资源,其中存在极大的潜在效益。现在,全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元(运输费、处理费等),而将其综合利用却能创造2500亿元的效益。目前,上海等城市已开始建造垃圾发电厂。

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