隨著城市的發(fā)展和人民生活水平的提高,城市垃圾的產(chǎn)生量大幅度增加,我國(guó)城市垃圾年產(chǎn)生量已達(dá)1.5億t,并每年以8%~10%速度遞增。在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用的城市垃圾處理、處置技術(shù)主要有衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥,其中主要的是衛(wèi)生填埋技術(shù),但隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大、城市人口的增加,我國(guó)土地資源日益緊張,很多城市很難找到適宜的填埋場(chǎng)地,采用垃圾焚燒處理方式的比例越來(lái)越高。
一、焚燒技術(shù)的特點(diǎn)
焚燒是一種將城市垃圾進(jìn)行高溫?zé)峄瘜W(xué)處理的技術(shù),也是將城市垃圾實(shí)施熱能利用的一種形式。垃圾在800~1000℃下,垃圾中的可燃組分與空氣中的氧進(jìn)行激烈的化學(xué)反應(yīng),釋放出熱量并轉(zhuǎn)化為高溫燃燒氣和少量性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘?jiān)@贌幚砼c其他城市垃圾處理方法相比具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):
1、消毒徹底、穩(wěn)定化程度高、衛(wèi)生條件好。城市垃圾經(jīng)高溫焚燒處理后,垃圾中的細(xì)菌、病毒等病原體被徹底消滅;惡臭氨氣和有機(jī)質(zhì)被高溫分解;處理后的殘?jiān)芍苯犹盥裉幹谩?br />
2、減容效果好。城市垃圾經(jīng)焚燒處理后一般可減容80%~90%,可大大節(jié)省終處置用地。
3、處理效率高,受外界環(huán)境影響小,可實(shí)現(xiàn)全天候操作。
4、經(jīng)濟(jì)合算,占地面積少,發(fā)展前景好。隨著衛(wèi)生填埋費(fèi)用的增加,焚燒處理的費(fèi)用可望與衛(wèi)生填埋持平;垃圾焚燒可以回收熱能和垃圾中的有價(jià)金屬,資源化程度高;占地面積小,可在市區(qū)建設(shè),大大節(jié)省垃圾運(yùn)輸費(fèi)用。
二、垃圾焚燒爐煙氣的余熱利用
1、余熱直接利用
將垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣余熱轉(zhuǎn)化為蒸汽、熱水和熱空氣是典型的熱能直接利用形式。通過(guò)布置在垃圾焚燒爐之后的余熱鍋爐或其他熱交換器,將煙氣熱量轉(zhuǎn)化成一定壓力和溫度的熱水、蒸汽以及一定溫度的助燃空氣,直接提供給外界。將經(jīng)預(yù)熱后的助燃空氣充人焚燒爐體,對(duì)于垃圾焚燒可以起到兩個(gè)方面的好處,一就是預(yù)熱后的助燃空氣可以改善在焚燒爐內(nèi)焚燒垃圾所需著火條件,促進(jìn)有效快速焚燒垃圾;二就是余熱后的助燃熱空氣可以把熱量帶人焚燒爐內(nèi),提高焚燒爐體內(nèi)可有效利用的熱量。熱水,蒸汽不僅可以供給焚燒廠自身的生產(chǎn)需要,還可以作為工廠副產(chǎn)品對(duì)外供應(yīng)。
熱能直接利用方式受垃圾焚燒廠自身的生產(chǎn)需要和與副產(chǎn)品受納點(diǎn)距離等因素的限制,采用這種方式有效利用余熱的前提是焚燒廠建設(shè)規(guī)劃合理,否則余熱可能會(huì)因?yàn)闊o(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的供求關(guān)系而白白浪費(fèi)。
2、余熱發(fā)電
為了克服余熱直接利用受建廠規(guī)劃的限制不能充分利用的缺點(diǎn),將熱能轉(zhuǎn)化為電力是一種相對(duì)有效的方式。因?yàn)檗D(zhuǎn)化為電力后長(zhǎng)途運(yùn)輸受限較少,還可以整合小型分散的焚燒廠,實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng),當(dāng)然把余熱轉(zhuǎn)化為電力需要增加一定的固定資產(chǎn),使得焚燒廠的固定投資增加,運(yùn)行費(fèi)用有所增加,但余熱轉(zhuǎn)化為電力后帶來(lái)穩(wěn)定的收益,具有比較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。高效垃圾發(fā)電技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,為垃圾焚燒發(fā)電提供了必要的條件,把垃圾焚燒當(dāng)作大型發(fā)電廠來(lái)建設(shè),使過(guò)去單純的公益性垃圾處理設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)橛吞幚碓O(shè)施。
3、熱電聯(lián)供
在熱能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程中,熱能的損失很大,熱能損失率大小取決于垃圾的發(fā)熱量、余熱鍋爐熱效率以及氣輪發(fā)電機(jī)組的熱效率。采用熱電聯(lián)供方式,將供熱和發(fā)電結(jié)合在一起,可提高熱能的利用效率。
常用的熱電聯(lián)供方式主要通過(guò)發(fā)電和區(qū)域性供熱結(jié)合在一起,區(qū)域性供熱又可細(xì)分為居民區(qū)供熱(冷)、工業(yè)供熱(冷)和農(nóng)業(yè)供熱。總的來(lái)說(shuō),常用的熱電供應(yīng)模式有:發(fā)電+居民區(qū)供熱(冷);發(fā)電+工業(yè)供熱(冷);發(fā)電+農(nóng)業(yè)供熱;發(fā)電+工業(yè)供熱(冷)+居民區(qū)供熱(冷);發(fā)電+工業(yè)供熱(冷)+農(nóng)業(yè)供熱;發(fā)電+居民區(qū)供熱(冷)+農(nóng)業(yè)供熱等多種組合形式,熱電供應(yīng)模式是否有效主要取決于焚燒廠建設(shè)是否合理,同時(shí)保證有可靠的熱(冷)商品的受納用戶,在考慮到直接供熱時(shí)熱能的利用效率要遠(yuǎn)高于熱能發(fā)電再輸送給終用戶的熱能利用效率的情況下,可采取一種近似理想的方式對(duì)外供應(yīng)熱電,即以滿足供熱為前提,在有余熱的情況下進(jìn)行發(fā)電,達(dá)到的能源利用效率。
三、煙氣處理
垃圾焚燒技術(shù)以其高減容率和可回收熱能等優(yōu)點(diǎn)正得到日益廣泛的應(yīng)用。和煤、木材等燃料的燃燒過(guò)程一樣,垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣含有許多有害物質(zhì),具有特殊性質(zhì)。近年來(lái),垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英和重金屬污染問(wèn)題日益受到公眾的重視,為此國(guó)家環(huán)保總局頒布了《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB184?85?-?2001)對(duì)垃圾焚燒煙氣的排放指標(biāo)做出了嚴(yán)格的限制。為保證將煙氣中的污染物含量降至標(biāo)準(zhǔn)限值以下安全排放?,在設(shè)計(jì)垃圾焚燒煙氣處理系統(tǒng)時(shí)必須結(jié)合工程實(shí)際開(kāi)發(fā)出專門的處理設(shè)備?,并采用合理的工藝流程?,做到適用、可靠和經(jīng)濟(jì)。
隨著城市經(jīng)濟(jì)水平的提高,土地資源的匱乏,采用垃圾焚燒技術(shù)勢(shì)在必行,可以肯定,在兼顧近期利益和長(zhǎng)期發(fā)展的基礎(chǔ)上,今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),在堅(jiān)持綜合治理的前提下,我國(guó)城市垃圾焚燒處理率將穩(wěn)步提高。
要提高對(duì)城市垃圾的管理水平,做好垃圾分類收集工作,不斷改進(jìn)垃圾焚燒技術(shù),提高焚燒余熱的利用效率,在符合國(guó)家的環(huán)保政策、能源政策的前提下,抓好城市垃圾焚燒工作,使城市垃圾焚燒工作體現(xiàn)的環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)資源的利用。