一、垃圾焚燒發電技術
垃圾處理目前主要有填埋法、堆肥法、焚燒法等。下面就焚燒方法做如下介紹:
按焚燒原理不同,全世界又主要分為爐排爐焚燒、流化床焚燒、熱解法三種。
1、爐排爐焚燒:將城市垃圾運到焚燒廠的垃圾池,經抓吊入料斗,慢慢進入爐堂,經過干燥、燃燒、燃燼三個階段,在大量氧氣(空氣過剩系數等于1.8)的助燃條件下,垃圾在爐排中用不同方法攪動下,充分燃燒,燒燼的爐渣入渣池冷卻后,運往廠外填埋,垃圾燃燒后產生的大量高溫煙氣(850-900℃)進入余熱鍋爐換熱,過熱蒸氣再進入汽輪發電機組發電。爐排爐根據結構的不同又分為爐排爐、滾筒爐等多種爐型,但是德國爐排爐(又稱馬丁爐)最著名,焚燒效率最高質量最好。
2、流化床焚燒:將城市垃圾運到焚燒廠倒入垃圾池,經抓吊入料斗,垃圾從焚燒爐的頂端投放進爐內后,落在活動床的中央,然后慢慢通過熱砂床(600-700℃),其結果是垃圾被熱砂焙燒而失去其水分變脆,繼之分散到活動床兩側的流化床。在流化床內,脆而易碎的垃圾被劇烈運動的砂粒擠成碎片而很快燃燒掉。另一方面,垃圾中的不燃物則與砂粒一起移動到焚燒爐兩側,通過不燃物排出孔,與砂粒一起自動排出爐外。
此種新型流化床焚燒爐能夠在不經事先處理(破碎)的情況下直接進行焚化,是1981年研制成功的。
3、熱解法焚燒:將城市垃圾運到焚燒廠倒入垃圾池,經抓吊入料斗,在隔絕空氣的條件下,垃圾在熱解裝置中受熱而使有機質分解,轉化成燃氣。燃氣進入余熱鍋爐換熱后,過熱蒸氣進入汽輪發電機發電。此方法是近10~20年研制出來的,屬焚燒法中最新焚燒理論。由于此種爐型結構簡單,無運動件,設備技術投資比較前二種便宜約50%,很有發展前途。它的產品以美國和加拿大公司為代表。
二、垃圾焚燒發電選址
垃圾焚燒電廠工程既屬于電力工程,又屬于市政工程,工程選址應符合城市總體規劃、環境保護規劃和垃圾處理政策的取向,具體如下:
(1)垃圾焚燒電廠的選址首先是防止二次污染的安全原則,應盡量靠近垃圾集中產生源,以降低垃圾運輸成本和減少垃圾運輸車輛,大城市可規劃分區建垃圾焚燒電廠,中小城市可進行區域化規劃和建設。
(2)垃圾焚燒電廠的全廠發電效率比普通燃煤電廠低得多,為提高其經濟性,廠址最好靠近熱負荷需求中心,進行熱電聯供。如山東菏澤垃圾焚燒電廠位于一小型化工區,杭州喬司垃圾焚燒電廠位于一經濟技術開發區,均有一定量的熱負荷可供。
(3)不僅要考慮電廠的選址,而且還需考慮垃圾焚燒飛灰(危險廢棄物)的填埋場址。
三、垃圾焚燒發電可行性
現代生活垃圾包羅萬象、應有盡有,但可概括為可燃垃圾和不可燃垃圾兩部分。其中可燃垃圾包含紙布、皮革、塑料、橡膠、竹木、動植物殘體、樹葉、果皮、廚余等,由有機物和可燃物構成城市生活垃圾的主體。
而不可燃垃圾專指各類金屬、玻璃、石陶瓷等無機物。根據我國大中城市垃圾熱值均在800kcal/kg~1500kcal/kg,這些垃圾均能自燃,均能發電。燃燒一噸城市生活垃圾可發電300~400kw。而且垃圾焚燒處理后的灰渣呈中性,無氣味,不會引發二次污染,且體積減少90%,重量減少75%以上,明顯減容減量。直接通過垃圾焚燒,產生高溫煙氣進入余熱鍋爐產生蒸氣,進入汽輪發電機發電,在國外早已是成功的經驗,國內深圳垃圾電廠七年的實踐也證明了垃圾發電的可行性。
四、垃圾焚燒發電環保層面
1、減容效果好。焚燒處理可以使城市垃圾的體積減少80~90%。
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,并能徹底殺滅病原菌,尤其是對于可燃性致癌物、病毒性污染物、劇毒性有機物等幾乎是唯一有效的處理方法。
3、減輕或消除后續處置過程對環境的影響。可以大大降低填埋場浸出液的污染物濃度和釋放氣體中的可燃及惡臭成分。
4、有利于實現城市垃圾的資源化。垃圾焚燒產生高溫煙氣,其熱能被廢熱鍋爐吸收轉變為蒸汽,可以用來供熱或發電。
5、處理效率高。焚燒廠占地面積小,可以在靠近市區的地方建廠,既可節約用地又可縮短垃圾的運輸距離,對于經濟發達的城市,尤為重要。
五、垃圾焚燒發電工藝流程
垃圾焚燒發電廠生產工藝流程為:垃圾收集后由封閉式垃圾運輸車送至垃圾焚燒發電廠(該工藝段由環衛部門負責),稱重后進入主廠房卸料大廳,卸下的垃圾進入垃圾庫,垃圾庫內的垃圾經吊車投入加料料斗,然后經推料裝置送到焚燒爐中燃燒,其產生的熱能繼而推動發電汽輪機組發電。隨后,垃圾在爐內依次通過爐排的干燥段、燃燒段和燃燼段,實現負壓燃燒并達到完全燃燒。爐渣經水封式除渣裝置排入爐渣坑,由爐渣抓斗將爐渣抓入密封汽車運往灰渣綜合利用用戶或垃圾填埋場處置。