摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快，產(chǎn)生大量的垃圾是不可避免的，這是發(fā)展的必然結(jié)果。如果這些垃圾不能得到妥善處理，就會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可彌補(bǔ)的破壞，包括土壤污染、水污染、空氣污染等，影響人們的健康，使生活質(zhì)量難以保證。本文對(duì)城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：城市垃圾焚燒；發(fā)展方向；策略研究

引言

隨著城市人口的增加，生活垃圾逐年增加。生活垃圾造成的環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重。2016年10月，國(guó)家能源局發(fā)布《生物質(zhì)能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出在人口密集、條件較好的大中城市，穩(wěn)步推進(jìn)生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)。推進(jìn)垃圾焚燒和熱電聯(lián)產(chǎn)工程建設(shè)。加快應(yīng)用現(xiàn)代垃圾焚燒處理和污染防治技術(shù)，提高垃圾焚燒發(fā)電環(huán)境保護(hù)水平。到2020年，城市生活垃圾焚燒發(fā)電750萬(wàn)千瓦。2016年12月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)《“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》指出：到2020年底，設(shè)市城市生活垃圾焚燒處理能力占無(wú)害化處理總能力的50%以上，其中東部地區(qū)達(dá)60%以上。生活垃圾焚燒發(fā)電是實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外生活垃圾“無(wú)害化、減量化、資源化”的重要途徑。

1 城市垃圾處理現(xiàn)狀

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中取得了舉世矚目的成就。城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，外來(lái)務(wù)工人員不斷增加，市場(chǎng)更加開(kāi)放，消費(fèi)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯變化。城市垃圾的產(chǎn)量呈幾何式增長(zhǎng)，而且種類(lèi)也越來(lái)越豐富。據(jù)調(diào)查，2017年中國(guó)城市生活垃圾總量超過(guò)4億噸，而且保持每年10%左右的高速增長(zhǎng)。中國(guó)在垃圾處理方面仍然落后，基礎(chǔ)設(shè)施很差。許多生活垃圾無(wú)法得到有效處理，不僅消耗了大量的土地資源，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的影響，嚴(yán)重威脅著民眾的生命健康。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，焚燒是最常用的垃圾處理方法，而發(fā)展中國(guó)家更喜歡垃圾填埋處理。在中國(guó)，處理方法包括堆肥、填埋和焚燒。所謂垃圾焚燒發(fā)電，是指垃圾在1000℃左右高溫?zé)峤猱a(chǎn)生熱量的過(guò)程。所產(chǎn)生的高溫?zé)煔獗诲仩t裝置吸收，得到一定壓力和溫度的過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽將轉(zhuǎn)化為電能供發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)使用。

2 焚燒發(fā)電處理技術(shù)工藝流程

2.1 垃圾的儲(chǔ)存和處理

城市里有各種各樣的垃圾，它們的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。其中許多是有害物質(zhì)。如果處理不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康。正因如此，需要對(duì)焚燒垃圾進(jìn)行預(yù)處理，即對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)與發(fā)酵處理。通過(guò)垃圾儲(chǔ)池進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)池內(nèi)的垃圾進(jìn)行相應(yīng)處理工作，進(jìn)而濾出垃圾滲透液。

2.2 垃圾的爐內(nèi)焚燒

垃圾的焚燒是在焚燒爐中進(jìn)行的。焚燒過(guò)程中，要焚燒的垃圾通過(guò)垃圾抓斗送入進(jìn)料平臺(tái)的焚燒爐料斗，，通過(guò)推料裝置推入爐內(nèi)。垃圾進(jìn)行充分燃燒后，獲得發(fā)電所需的熱量，產(chǎn)生一定量的焚燒殘?jiān)蜔煔狻?/p>

2.3 余熱的發(fā)電

如果要利用垃圾的余熱進(jìn)行發(fā)電，就需要依靠余熱鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)的配合來(lái)完成。余熱鍋爐將垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量吸收后轉(zhuǎn)化為過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能應(yīng)用于汽輪發(fā)電機(jī)組，為發(fā)電提供技術(shù)保證。

2.4 煙氣凈化處理

在焚燒垃圾后必然會(huì)產(chǎn)生煙氣，城市中的垃圾種類(lèi)較多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，即便經(jīng)過(guò)有效處理后依然會(huì)存在有害物質(zhì)，因此在煙氣中還保留大量的有害物質(zhì)，像重金屬、二氧化碳、酸性氣體、粉塵、二噁英等，這些有毒氣體會(huì)對(duì)空氣造成嚴(yán)重污染，這時(shí)就要對(duì)其進(jìn)行處理與凈化措施。在對(duì)煙氣進(jìn)行處理或是凈化時(shí)，方法有很多，包括活性炭、除塵、脫酸方法等。去除酸性氣體，根據(jù)反應(yīng)材料類(lèi)型的不同，處理方法分為干法、半干法與濕法這三種，其中濕式處理效果最佳，但也需要較高的成本作為支持。在處理粉塵、二噁英方面，可使用布袋除塵器、活性炭吸附三種相結(jié)合的處理方式。此外，還可以使用SNCR技術(shù)，利用還原劑將煙氣中的NOx進(jìn)行還原，避免造成嚴(yán)重的空氣污染。垃圾焚燒項(xiàng)目煙氣凈化系統(tǒng)一般采用“SNCR+旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫酸+活性炭吸附+干法+布袋除塵器”的組合工藝，凈化處理后的煙氣達(dá)到GB18485-2014《生活垃圾污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)應(yīng)用設(shè)備應(yīng)用要求

3.1 垃圾焚燒爐技術(shù)應(yīng)用

垃圾焚燒技術(shù)手段明確，垃圾焚燒爐是完成垃圾處理的重要設(shè)備，對(duì)垃圾焚燒處理效果有著決定性的影響。根據(jù)焚燒原理的不同，焚燒爐主要分為循環(huán)流化床爐、爐排爐。

3.1.1 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐爐

垃圾焚燒可根據(jù)垃圾焚燒處理過(guò)程設(shè)置循環(huán)流化床爐進(jìn)行系統(tǒng)指導(dǎo)。循環(huán)流化床爐型不設(shè)爐排，爐底材料為石英砂或爐渣。熱風(fēng)經(jīng)爐底風(fēng)帽入爐后，床上的材料會(huì)被吹起來(lái)預(yù)熱循環(huán)。被爐膛煙氣帶出的部分灰料將經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后返回爐膛，送至爐底進(jìn)行逐步循環(huán)。流化床內(nèi)的氣體反應(yīng)明顯，爐渣能與各種原料快速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)生活垃圾的充分燃燒。

3.1.2 爐排垃圾焚燒爐

爐排是爐排爐的基本組成部分，爐排一般由固定爐排和活動(dòng)爐排組成。爐排將垃圾向下推動(dòng)之后，垃圾會(huì)歷經(jīng)預(yù)熱干燥段、燃燒段、燃燼段三個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)充分燃燒。垃圾在爐排上“游走”期間，能夠接收來(lái)自爐排下部的高溫輻射熱量進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。從垃圾儲(chǔ)存池上部抽出的氣體經(jīng)蒸汽空氣加熱器處理后，通過(guò)爐底風(fēng)室進(jìn)入爐內(nèi)，對(duì)垃圾起到烘干的目的并提供足夠的氧氣進(jìn)行燃燒。二次熱風(fēng)從焚燒爐中部噴入爐膛，對(duì)垃圾燃燒起到充分的擾動(dòng)作用，使燃燒將更加充分。

3.2 煙氣凈化設(shè)備應(yīng)用研究

煙氣凈化的主要設(shè)備包括反應(yīng)塔、布袋除塵器等設(shè)備。煙氣中的酸性氣體可以在反應(yīng)塔中進(jìn)行去除。反應(yīng)塔可以分為干法、半干法、濕法三種類(lèi)型。干法可以利用消石灰與酸性氣體結(jié)合，達(dá)到預(yù)期反應(yīng)效果。半干法實(shí)際上可以將所需的氣體噴入爐子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；濕法將堿溶液放入洗滌塔中，與洗滌器中的氣體發(fā)生反應(yīng)。

3.3 余熱鍋爐、汽輪發(fā)電組

通過(guò)受熱面中的水，余熱鍋爐能有效地吸收反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。當(dāng)循環(huán)中產(chǎn)生的熱蒸汽送至汽輪發(fā)電機(jī)組時(shí)，經(jīng)過(guò)后期的發(fā)電過(guò)程，可以為其他用戶(hù)供電幫助。余熱發(fā)電是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，在余熱鍋爐中廣泛應(yīng)用于余熱焚燒。

4 城市垃圾發(fā)電的實(shí)際情況以及未來(lái)發(fā)展方向

4.1 城市垃圾發(fā)電技術(shù)情況

我國(guó)早期的垃圾焚燒廠是在廣東建成的，此后由政府等相關(guān)部門(mén)進(jìn)行垃圾焚燒發(fā)電，并逐步在其他省市建成。目前，大型垃圾發(fā)電廠市場(chǎng)投資較大，運(yùn)行成本較高，生產(chǎn)建設(shè)仍存在一定困難。目前，它只在中國(guó)一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市使用。

4.2 城市垃圾發(fā)電技術(shù)的前景

我國(guó)城市垃圾發(fā)電的技術(shù)不為成熟，但是其發(fā)展速度相對(duì)較快。由于我國(guó)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，垃圾焚燒發(fā)電處理技術(shù)短期內(nèi)不會(huì)得到廣泛推廣。通過(guò)國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，盡可能保證垃圾處理的無(wú)害化和經(jīng)濟(jì)性的發(fā)展，使垃圾也能成為城市的可重復(fù)利用資源。

4.3 城市生活垃圾發(fā)電技術(shù)應(yīng)用受到的阻礙

垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用還有待加強(qiáng)。根據(jù)我國(guó)工業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，國(guó)內(nèi)的技術(shù)和設(shè)備往往需要從國(guó)外引進(jìn)，因此需要提高其適應(yīng)性。目前，我國(guó)的余熱發(fā)電技術(shù)相對(duì)成熟，在此期間所需設(shè)備一般為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。焚燒爐技術(shù)已在逐步國(guó)產(chǎn)化中，協(xié)調(diào)利用國(guó)內(nèi)外設(shè)備還需要進(jìn)一步的探索和研究。我國(guó)城市垃圾熱值相對(duì)較低，與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比并不具有優(yōu)勢(shì)。因此，我國(guó)有必要改進(jìn)垃圾收集模式，實(shí)現(xiàn)混合垃圾收集模式下的分類(lèi)。通過(guò)垃圾分類(lèi)，可以對(duì)部分餐飲垃圾和高含水垃圾進(jìn)行及時(shí)的分離，避免高含水對(duì)鍋爐溫度的不利影響和運(yùn)行成本的加重。由于垃圾焚燒發(fā)電廠建設(shè)前期投資較大，運(yùn)行階段成本較高，一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)難以為場(chǎng)地和設(shè)備的購(gòu)置準(zhǔn)備資金。因此，要根據(jù)產(chǎn)業(yè)投資和發(fā)展的實(shí)際情況，選擇好技術(shù)應(yīng)用的區(qū)位，實(shí)現(xiàn)社會(huì)各方面的規(guī)劃和完善，開(kāi)展多元化的項(xiàng)目融資建設(shè)。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，通過(guò)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)能夠?qū)Τ鞘欣M(jìn)行有效處理，降低垃圾對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)資源的二次利用。隨著我國(guó)大力倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，加上城市垃圾逐步增加，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)需要全面推廣。但是現(xiàn)階段還存在一些限制垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)發(fā)展的因素，只有找到問(wèn)題源頭，提出有效地解決措施，才能提高垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)應(yīng)用水平，使城市發(fā)展的更加健康。

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