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1 前言
“垃圾围城”是世界性难题,2012年全国城市生活垃圾清运量达到1.71亿吨。因此,垃圾焚烧正逐步成为中国垃圾处理的主要手段之一。而由于政府监管不力、投资者目光短浅等多方面的原因,致使前些年各地建设的垃圾焚烧电厂在运营中出现了环境污染问题,许多城市的新建垃圾焚烧厂选址都出现因居民反对而难以落地的局面。在垃圾焚烧厂运行监管方面,目前主要是在垃圾焚烧厂内进行测量监控,缺少从周边环境视角出发的动态监控,因而难以形成为民众所信服的全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。
2 模型基本假设
(1)在城区表层土(0-10cm)取样得到的浓度就是该采样点土壤中的重金属浓度;
(2)在自然区获得的重金属浓度能够真实反映该城区的土壤背景值;
(3)不考虑区域外污染源对城区内土壤重金属含量的影响;
(4)假设模型中使用的采样点能够客观反映整个市区的重金属污染情况;
(5)假设事故发生的概率是可估算的;
(6)不同区域的人群对污染物的吸收率是一样的。
3 监测因子的提出
在对模型求解之前,需要对垃圾焚烧厂烟气当中所产生的各种化学物质依据其对受体的负面健康影响进行一个定量评价。从而筛选出垃圾焚烧厂设施的有代表性的污染物。
考虑到垃圾焚烧厂的特殊性,其环境空气监测因子除了常规污染物HCL、SO2、NOx、以及TSP外,还需监测汞、铅、二恶英等特殊污染物。
4 暴露点浓度计算
AERMOD模型综合考虑了垃圾焚烧厂周边的大气、风力风向、地形、建筑物等因素,引入了行星边界层等新的大气边界层和大气扩散理论,并采用高斯扩散公式。因此,AERMOD模型可用于多种排放源(包括点源、面源和体源)的排放,它也可用于对乡村环境和城市环境、平坦地形和复杂地形、地面源和高架源等多种排放扩散情形的模拟。
AERMOD模型在不同条件下的扩散公式(考虑地形影响)如下:
5 健康风险评估
5.1 污染物通过呼吸作用进入人体的量
对于位于垃圾焚烧厂影响范围内某一区域里的居民,其受垃圾焚烧厂所产生的有害物质影响程度可通过计算污染物通过呼吸作用进入人体的量来定量给出。
其计算公式如下:
5.2 风险表征
风险表征主要包括致癌风险和非致癌风险:
A. 致癌风险
B. 非致癌风险
将所有的致癌物和非致癌物的风险分别相加,从而就得到了最终的致癌风险和非致癌风险。通过计算垃圾焚烧厂影响范围区域内的这两个指标,可以对居民受垃圾焚烧厂污染物危害程度进行一个评估。
C. 综合风险
根据美国环境保护局IRIS(综合风险信息系统)给出的计算方法,将所有的致癌物和非致癌物的风险分别相加 , 从而得到最终的综合致癌风险和综合非致癌风险。
R*为综合致癌风险
(为二英、等的致癌风险)
H*综合非致癌风险。
(为二英非致癌风险,为为非致癌风险)
6 结束语
垃圾焚烧厂在中国迅速发展起来,但是缺少从周边环境视角出发的动态监控,因而难以形成为民众所信服的全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。使用AERMOD模型可以很好地预测出垃圾焚烧厂周围的污染风险,有很高的应用推广价值。于此同时,建立科学合理的污染评估模型,对垃圾焚烧厂的建设具有重要指导意义,并在建立科学的补偿体系中发挥至关重要的作用。
参考文献
[1]刘华峰.于可利.李金惠.聂永丰.危险废物焚烧设施的环境风险评价.环境科学研究.2005
[2]孔丝纺.解庆龙.曾辉.刘阳生.焚烧源二英的排放对周边土壤和植被污染的研究进展.生态环境学报.2011,20(3):560-566
中图分类号:C35文献标识码: A
前言:目前,垃圾焚烧仍存在较多争议,民众反对现象时有发生。要想更好控制生活垃圾焚烧污染,要接受公众监督,做到信息公开,更要从源头上做好垃圾分类,结束焚烧混合垃圾,尤其是焚烧含氯塑料、含重金属电子产品以及其他有毒有害垃圾,禁止一切工业垃圾进入生活垃圾焚烧厂。相比发达国家,我国垃圾成分复杂、含水率高、热值低、分类不到位,引进的国外先进技术并不实用,因此,开发适合我国垃圾自身特点的焚烧技术及设备、确保垃圾焚烧的安全性、降低投资及运营成本,将是发展的主要方向。
一、城市垃圾焚烧处理现状
随着我国城市化加速,城市垃圾问题日趋突出,全国城市垃圾堆存累计侵占土地已超过5亿m3,所致经济损失每年达300亿元人民币,且此趋势会随城市化进程加强。当前,垃圾处理方式主要有填埋、堆肥及焚烧,其中填埋约占50%,堆肥约占10%,焚烧约占12%,城市垃圾仍有近30%未进行处理。从三种垃圾处理方式应用效果看,焚烧在投入成本、环境保护、能源转化等方面存在显著优势;且焚烧处理所表现的特点,如最大限度降低垃圾重量、减小垃圾体积、直接进行处理、分解垃圾中有毒物质等,适应了城市垃圾排放构成的处理需求。从垃圾焚烧处理应用现状来看,焚烧处理法虽未在我国城市范围内广泛应用,但有所推广。20世纪80年代深圳垃圾焚烧发电厂的建立与成功运行,为垃圾焚烧发电提供经验;我国自行研究的乐山市凌云垃圾焚烧炉可实现日处理垃圾30t,且能在不使用辅助燃料的情况下连续燃烧;FDLIF-50B生活垃圾焚烧炉,生活垃圾处理能力为50t/d;哈尔滨垃圾焚烧发电厂应用日本流化床焚烧技术,适时电脑网络监控,实现日处理垃圾200t以上,排烟标准达到我国环保标准;上海浦东御桥工业园所建千吨生活垃圾焚烧发电厂,可实现年处理垃圾36.5万t,且能实现向城市供电。此外,杭州进行垃圾焚烧“西部规划”,选取九峰区域进行建厂,并设计日处理量为3000吨,所排烟气符合欧盟标准;成都在龙泉驿区建立垃圾焚烧厂,实现日处理量 800t;山东、福建、河南、安徽等省纷纷建立垃圾焚烧处理厂等;同时,国家已确定在不同区域建立百家垃圾焚烧处理厂,这为我国城市垃圾焚烧发电提供了支持。但从我国垃圾处理厂建设来看,主要靠引进国外技术与设备,自行研发项目较少,所需设备及运行费用较高,要实现焚烧垃圾处理厂综合效益,还应加强焚烧设备及技术的研发及外在设备与技术的合理运用。
二、垃圾焚烧处理技术及工艺
城市垃圾含有水分、灰土较多,在进行焚烧焚烧处理时必须选择对应的焚烧设备、焚烧技术及烟气处理工艺,以保证垃圾焚烧效果。当前,主要焚烧技术有:流化床焚烧技术,其主要优点有:1) 操作方便,运行稳定。垃圾破碎混合后,质地较为均匀,流化床以石英砂为热载体,避免了床急冷急热,燃料稳定燃烧;垃圾干燥、着火、燃烧及后燃烧几乎同步进行,无需进行复杂调整,易于实现自动化,且能在短时间内启动与停止,可连续燃烧。2) 有效避免二次污染。焚烧时对有害物质进行处理,仅采用流化床,便能够将NOx含量降至100ppm以下。同时,减少了废水产生,避免了金属污水。3) 寿命长、投资省,适于大型化发展。但此设备消耗动力较大,磨损较为严重,须加强设备维护与保养。回转窑焚烧优点有:1) 回转窑燃烧适应范围较广,能焚烧不同性能的废弃物。2) 机械零件较少,故障较少,可长时间连续运行。但其热效率较低,所需辅助燃料消耗较多时,会产生有臭味、温度低的气体;窑身长,占地面积达;炉排结构较为严格,成本较高。炉排型焚烧时不需要对垃圾进行严格预先处理,炉排运动可实现垃圾处理的机械化。但在使用此设备时,需考虑垃圾的停留时间、搅动及翻转。由此可见,流化床焚烧技术综合性能较好,尤其适应我国垃圾热值相对偏低的实际,故其发展前景最好。随着标准的提升,现有的垃圾焚烧厂可能要进行技术改造才能达标。更严格的排放标准,有利于公众接受垃圾焚烧这一处理方式,同时也将促进尾气处理系统、烟气在线监测等技术的创新与发展。
三、垃圾焚烧处理技术的发展及前景展望
随着科学技术的发展及对外开放的加强,一些新技术被运用到垃圾焚烧处理中,如垃圾燃料(RDF) 处理技术、气化等,且表现出独特的优势,这为垃圾焚烧处理提供了支持。RDF技术一般采用循环流化床及内循环流化床技术,可大规模处理生活垃圾,如我国较为发达的城市广州、上海、深圳等,垃圾排放量大、热值高、能源较为紧张,可使用此技术;但由于此技术起步较晚,其制造工艺、燃烧方式、炉内脱氯机理、排灰处理等尚未探明,此技术应用受限;因此,要推进此技术发展,必须结合我国城市实际状况、技术条件选择炉型,加强焚烧技术、净化技术、废水处理技术等研究。气化技术是根据空气流体力学原理,使炉体内生物质在空气及一定温度作用下,充分裂解后产生可燃性气体,或是燃料经制气室,在封闭、缺氧环境下,利用干流热解及氧化反应后产生可燃气体,进而实现生物质原料造气、燃气净化、自动分离等功能。这不但使垃圾再利用,提升了资源利用率,且通过燃烧垃圾实现热能、电能等转化,适应了我国城市能源紧张、生态城市建设的要求,具有良好的发展前景。
四、推进城市生活垃圾焚烧处理发展的途径
一方面,强化政府与垃圾焚烧行业的规范化行为,解除民众疑虑。一些民众抵触垃圾焚烧的原因在于,垃圾随处焚烧、焚烧后产生有害气体等。对于此,政府应加强对垃圾焚烧的规范化管理,制定相关法律制度、政策规定垃圾焚烧行为;设置专门监督部门,监督垃圾焚烧;强调环保部门、垃圾管理部门、监督检查部门的职责,改变多头管理、多头分权、多头管理效率低的局面,进而保证垃圾焚烧规范进行。垃圾焚烧厂应端正自身行为,严格按照环卫行业许可、国家环保标准等选择合理地垃圾焚烧设备、技术等,以保证垃圾焚烧实现最大化效益。另一方面,加强宣传教育。以社区、电台、媒体等路径,向民众介绍宣传垃圾焚烧、填埋、堆肥等垃圾处理方式,使民众了解垃圾焚烧的综合效应;以社区活动、环保竞赛、垃圾焚烧知识问答等方式,促使民众参与到垃圾焚烧处理活动中,并以此刺激民众形成垃圾分类放置、减少垃圾排放等日常行为习惯,进而减少垃圾污染与治理。
五、结语
焚烧法适应了城市垃圾构成特点,且具有环保、经济、社会效益,而要进一步推广此方法,必须结合我国城市垃圾特性进行焚烧技术、系统设备、工艺研究,尤其要加强国内化技术研究,同时,发挥政府、焚烧厂、公众等多方面力量,以推动焚烧法推广,最终推动城市和谐、持续发展。
[参考文献]
【关键词】生活垃圾焚烧发电厂;运行;问题;管理策略
【Keywords】 domestic waste incineration power plant; operation; problem; management strategy
【中图分类号】X799.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0092-02
1 引言
生活垃圾焚烧发电厂的发电原理就是使用特殊的垃圾焚烧设备,将生活垃圾倒入其中作为燃烧介质,然后利用生活垃圾燃烧后产生的能量进行发电[1]。生活垃圾焚烧发电是一种新型的发电方式,不仅有效处理了生活垃圾,避免生活垃圾所造成的环境污染,还能够用于发电,实现了资源的再次利用,具有非常重要的价值。
2 生活垃圾焚烧厂在环境保护中的作用
2.1 减少垃圾存放量
填埋生活垃圾是过去我国一直采取的处理生活垃圾的方式,在今天这种填埋的方式已经无法满足需求。根据相关数据统计表明,近年来我国生活垃圾存量已经超过70亿吨,占地面积达到了80万亩以上。
我国正面临着被生活垃圾包围现象,通过建设生活垃圾焚烧发电厂,能够焚烧绝大部分固体生活垃圾,占据着生活垃圾总量的80%以上,这无疑极大地减少了我国生活垃圾存量,而且通过焚烧的处理方式不仅能够避免二次污染,还能够用于发电,可谓是一举多得。
2.2 具有明显的节能减排效果
建设生活垃圾焚烧发电厂,对生活垃圾进行焚烧处理时产生的余热能够再次进行利用,降低了能耗,提高了资源利用率。根据相关数据表明,焚烧1t的生活垃圾,其产生的能量相当于0.2t左右的标准煤。
3 生活垃圾焚烧发电厂运行中存在的问题
近年来,生活垃圾焚烧发电技术在我国得到大力推广和应用,各地相继建设了许多生活垃圾焚烧发电厂。就目前来看,我国所掌握生活垃圾焚烧发电技术从总体来说与国际是接轨的,但是生活垃圾焚烧发电技术与设备、余热利用率的能力仍有所欠缺,需要进一步提高。生活垃圾焚烧发电厂中部分关键设备仍然需要从国外采购。
4 生活垃圾焚烧发电厂运行管理策略
4.1 加大生活垃圾焚烧发电技术与设备的研发、投入力度
生活垃圾焚烧发电技术水平高低与设备的先进性直接决定了生活垃圾焚烧发电厂的运行效率,在很大程度上体现着生活垃圾焚烧发电厂的发展前景[2]。因此,加大生活垃圾焚烧发电技术与设备的研发投入力度非常有必要。现阶段,相较于发达国家,我国的垃圾焚烧发电技术与设备仍存一定差距,我们必须充分认识到这一点,并引起足够的重视,进而不断加大对生活垃圾焚烧技术与设备的研发、投入力度,在国家科技发展计划中纳入垃圾焚烧发电技术,建立垃圾焚烧发电技术研究中心,加强与国际先进机构进行沟通交流,积极引进国际先进的垃圾焚烧发电技术,以此提高我国生活垃圾焚烧发电水平,降低垃圾焚烧设备生产成本。
政府部门应逐步完善现有的监督管理机制,健全相关制度,例如责任制度、激励制度和惩罚制度等,明确规范运行标准,加强监管部门建设,同时逐步放开监管市场,组建专业的监测机构或吸引国外先进监测机构投资建设。另外,针对有害物质监测的问题,相关部门应逐步开展焚烧炉、尾气净化装置运行工况的实时监控[3]。同时政府多部门应共同参与,协调合作,实现信息共享,使得各部门明确自身职责,充分发挥其职能。加强对生活垃圾焚烧发电厂检查,对于不符合规定要求的垃圾焚烧发电厂,必须勒令其及时进行整改,从而确保所有运行的生活垃圾焚烧发电厂均是符合规定要求的。
4.2 建立开放、透明的全民参与制度
全民参与顾名思义就是指社会各界人士,全体民众共同参与在其权利义务范围内,有目的和目标的社会活动。现阶段,绝大多数的民众都很反感自己生活范围内建设生活垃圾焚烧发电厂,究其根源就是对我国垃圾焚烧发电技术的认识不够全面,盲目地认为排放无法达到相关规定标准。就国外和国内焚烧垃圾发电所获取的成果来看,生活垃圾焚烧发电具有较高的可行性,但是为什么我国绝大多数民众会持有反感态度,关键就在于生活垃圾焚烧发电厂建设与运行的相关信息是否具有公开性。因此,为了解决上述问题,政府必须加大民众对生活垃圾焚烧技术认识的普及程度,同时建立开发、透明的全面参与制度。
4.3 提升生活垃圾综合管理水平,制定完善应急方案
对于国际上先进的生活垃圾管理知识与经验,我国应抱着积极学习的态度,做好生活垃圾源头减量、分类收集处理、利用等工作,在焚烧生活垃圾时,尽量剔除不适合焚烧且不能用于发电的物质。同时还应制定完善的急方案,专门针对各种突发事件,提高应急管理水平,尽量将损失减到最小。提升生活垃圾综合管理水平,制定完善的应急方案,能够有效促进我国生活垃圾焚烧发电技术的发展。
5 结语
综上所述,针对生活垃圾焚烧发电厂运行中存在的问题,必须引起高度重视并采取有效措施予以解决,同时加强生活垃圾焚烧发电厂运行管理,这样有助于提高生活垃圾焚烧发电厂运行效率,从而促进垃圾焚烧发电厂的发展。
【参考文献】
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)23-0222-01
一、引言
由于存在垃圾泛滥的情况,所以很多国家对于垃圾的处理已经不再局限于销毁和填埋,而是采用有效对策对其进行科学处理。我国有大量的垃圾,有很大的回收再利用价值。垃圾焚烧发电技术作为一种无害化的垃圾处理方式,在为人们生产生活提供电力的同时也减少了对环境的污染,具有很好的发展前景。将垃圾焚烧和垃圾填埋进行对比,对垃圾进行焚烧可能更节约地方,没有对地下水以及地表水进行污染,这将会成为大中型城市垃圾处理的最好选择。但是,因人们缺少环保意识,所以垃圾燃烧发电技术还不够成熟,再加上政府政策支持力度欠缺等原因,致使垃圾焚烧发电项目建设过程中还有许多问题存在。
二、焚烧法概述
垃圾焚烧是一种比较传统的垃圾处理方法,也是处理城市垃圾的主要方法之一。建造垃圾焚烧炉,将焚烧炉内温度控制在980℃左右,对垃圾进行分类收集完成后,可以将垃圾放置于焚烧炉内焚烧处理,可以达到垃圾体积缩小的效果,普通垃圾体积可以缩小50%-80%,可燃性垃圾处理后可以缩小90%。目前还有一些国家和地区采用将焚烧处理与高温热分解相结合的处理方式,进一步缩小垃圾体积。
焚烧处理后,垃圾的质量变轻,体积减小,这样就使填埋量大大缩小,节省用地。与此同时,在燃烧过程中垃圾还会产生大量热能,这些热能可用来供热或者发电,燃烧效率可高达85%,热效率可以达到50%以上。因社会对于环境问题越来越重视,所以使用的现代垃圾焚烧炉都会配备烟尘净化装置,从而有效地减轻大气污染。但是,也有一些地方禁止焚烧垃圾。
三、垃圾焚烧发电工程的现状
1、国内垃圾焚烧发电的应用现状
1988我国在深圳建立第一座垃圾发电厂,之后垃圾燃烧发电迅速发展。北京高安屯生活垃圾焚烧厂是目前亚洲单线规模最大的项目。2013年底,我国就已经有城市生活垃圾焚烧厂166座,总处理能力为4633.7万吨,日处理能力158488吨,总装机约为2600MW。以此可见,我国垃圾焚烧发电技术发展迅速,总数多,装机容量较大,还引进国外先进技术,发展日趋完善和成熟。专家预测,到2020年,我国将新增垃圾发电装机容量约3300MW,将有越来越多的城市选择建设生活垃圾焚烧发电厂。
2、生活垃圾焚烧的相关法规政策日益健全
近年来,我国有关部门对于垃圾焚烧发电的问题已经制定出了一些扶持政策,并且垃圾焚烧发电作为一个行业和产业在国内发展很快。垃圾焚烧发电是垃圾处理的基本方式之一,从《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》、《可再生能源产业发展指导目录》等多个文件来看,我国已把垃圾焚烧发电定位于一种资源综合利用方式,垃圾焚烧发电属于可再生能源中的生物质能,属于循环经济的范畴。另外,国家环保总局等部门在2001年的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》里也指出,如果一些城市缺少卫生填埋场地、有经济资源以及垃圾燃烧满足热值条件等,就可以对垃圾焚烧处理方法进行发展。
3、垃圾焚烧发电发展空间在逐渐增大
依据以前进行规划的有关政策以及技术路线等,我们国家的垃圾进行处理遵循的原则是:对垃圾进行处理的主要办法为卫生填埋,其次才是焚烧。但是伴随着我国城市化速度的加快,可以利用的土地资源越来越少,很多大中型的城市已经没有办法在城市里寻找到比较合适的垃圾填埋场。当然,因为焚烧炉设备以及整个垃圾焚烧发电过程的工艺都得到了快速的发展,这就降低了建设垃圾发电厂的投资,同时也会对垃圾焚烧发电业的发展产生推动作用。
四、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题及对策
1、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题
(1)“邻避”问题突出,导致垃圾焚烧发电项目很难落地实施
环卫基础设施的“邻避”问题是一个世界性的问题,这在每个国家都存在,都反对在自家后院建垃圾收集设施、垃圾处理设施。在我国,垃圾焚烧发电项目落地实施难的问题较为突出,除了“邻避”现象,原因主要是反对垃圾焚烧的人士对“二f英”的过度负面宣传,使得“二f英”被妖魔化;其次是相关部门监管力度不够;第三是信息公开度不够、公民参与度不够。上述的这些问题就使得垃圾焚烧发电项目难落地。
(2)垃圾成分复杂,水分含量高
政府没有对垃圾分类工作进行长远的规划,并且对垃圾分类的投入少,缺少垃圾处理措施,没有建立一个健全的回收体系。此外,没有彻底解决产业体系不成熟等问题。一般情况下,对垃圾的回收和倾倒都是粗放式的。因此,垃圾里的水分非常高,尤其在夏季这种现象更为明显,由于含水量高,进而导致垃圾的热值较低,给焚烧垃圾带来了诸多困难。
2、生活垃圾焚烧发电工程的具体对策
(1)做好前期工作,进行合理规划
要合理布局好垃圾焚烧发电项目,优先考虑到项目所能覆盖的服务范围,同时结合着城市经济和地理状况,进行科学的规划,提出合理的涉及垃圾焚烧发电项目的土地供应。项目选址要公示宣传,向公众介绍焚烧工艺,如何处理飞灰、烟气、渗滤液等,引导公众参与,让公众有直观认识,化解邻避效应,杜绝发生公众事件,促进项目落地实施。另外,还要明确处理规模、处理工艺、环保标准、设备配套、企业资质等标准。
(2)垃圾要分类回收处理
为了提高公民的环保意识,就要引导他们对垃圾进行分类回收,从而减少了
焚烧垃圾之前分类的麻烦,简化过程,提高效率。还要学习先进的管理经验,解决好垃圾燃烧率不稳定的问题。除了这些对策外,也要求配置的废弃处理系统必须是高质量的,这样才能从根本上减少废弃污染物对环境所造成的污染。
五、结束语
总之,垃圾焚烧发电处理将是我国大中城市的最佳选择,不仅降低了环境污染,也提高了环保效益,带来了经济利益。对于垃圾焚烧发电项目建设的推进要从政策层面、法律层面、经济层面、技术层面及社会层面等多方面进行综合考量,同时也需要政府、企业和公众等多方面的共同努力,找到更好的途径去解决垃圾焚烧中出现的问题,提高处理水平和监管能力,这样才能使生活垃圾焚烧发电项目得以更好的实施。
参考文献
[1] 郭文刚《浅析当前生活垃圾的焚烧及趋势》[J],《民营科技》2015年03期.
2013年8月中旬,国务院印发了《关于加快发展节能环保产业的意见》(以下简称“《意见》”),全面肯定了垃圾焚烧发电,提出到2015年中国城镇生活垃圾无害化处理能力要达到每日87万吨以上,生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上。
受国家政策春风的激励,垃圾焚烧发电项目在全国各地密集上马。业界测算,这意味着“十二五”期间垃圾焚烧发电项目的投资总额将超过1 000亿元。
“旱涝保收”争补贴
目前,中国各地垃圾焚烧项目的上马速度正明显加快。但与过去不同,这一轮密集上马垃圾焚烧项目的地区已不仅限于北上广等大都市,许多二三线城市也在加大垃圾焚烧项目的审批和建设。
南宁市投资10.8亿余元建设生活垃圾焚烧发电厂项目公开招标工作顺利完成;总投资8.13亿元的北京南宫生活垃圾焚烧厂项目在大兴区开建;广东四大垃圾焚烧电厂的环评、建设工作也在积极推进。
出现垃圾焚烧项目集中上马主要有两方面原因,一是城市垃圾数量快速增长,从长远看,垃圾处理的市场空间较大;另一个原因则是垃圾焚烧属于环保产业的一部分,地方政府想以此来拉动经济增长。一方面,大小城镇面临“垃圾围城”困境;另一方面,新型城镇化建设也对城市垃圾处理等基础设施项目投资提出了新的要求。业内有关专家还指出,垃圾焚烧项目上马快,是因为可以从国家拿到补贴,而且企业投资垃圾焚烧项目的利润稳定。
2012年4月,国家发展与改革委员会颁布《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》,规定:“以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,执行全国统一的每千瓦时0.65元上网电价。”
除了享受电价补贴之外,垃圾焚烧发电厂还能享受到垃圾处理费、优惠信贷等多重政策。据悉,大多数垃圾焚烧厂难以达到满负荷运作,但是,政策补贴还是会按合同发放到位。可以说,垃圾焚烧厂的盈利模式就是靠这些补贴,实现“旱涝保收”的。
然而,在巨大的投资冲动面前,垃圾焚烧产业的突破口关键还在于技术提升。
《意见》指出,在垃圾处理方面,要大力推广先进的技术和装备,重点发展大型垃圾焚烧设施炉排及其传动系统、循环流化床预处理工艺技术、焚烧烟气净化技术和垃圾渗滤液处理技术等,重点推广每日300吨以上的生活垃圾焚烧炉及烟气净化成套装备。
配套法规有局限
由于一系列政策的激励作用,中国的垃圾焚烧工程正提速扩展。
广州是一座被“垃圾围城”困扰的城市,番禺垃圾焚烧厂却曾遭遇争议。2009年,由附近居民发起的反垃圾焚烧运动持续了近3个月之久,项目因此一度搁置。
不过,广州并没有放弃对垃圾焚烧的研究。争议渐渐归于平静后,垃圾焚烧发电项目再次被提上议事日程。日前,广州市城管委组织专家、媒体赴台湾考察垃圾焚烧项目。在考察报告中,广州市城建委认为:广州建7座焚烧厂不会过量。报告还分析认为,以台北市为例,全市12个区456里9 545邻,人口约262万,建有3个垃圾焚化厂,日处理能力4 200吨;推行垃圾分类10多年,成效显著,但每天仍有约1 800吨垃圾需无害化焚化处理,也就是说每天人均约有0.7公斤垃圾需要焚化处理。报告根据广州目前约1 800万人口进行推算,认为广州在若干年后若和台北一样,能实现人均每天只产生0.7公斤的生活垃圾,至少需要建设日处理能力为12 600吨的焚烧发电处理设施。广州规划至2015年建设7座资源热力电厂,日处理能力为15 000吨,完全符合城市发展和城乡生活垃圾无害化处理的需要。
台北市实施的是垃圾费按袋计量政策,为使政策能执行,设立了多项重罚措施,比如:伪造专用袋可判7年以下徒刑,往街头行人专用垃圾桶排放家庭垃圾罚款6 000元新台币,等等。
目前,广州虽然制定了《广州市城市生活垃圾分类管理暂行办法》等一系列政府规章和规范性文件,但因各区基础设施建设不平衡,人口结构不相同等客观原因,以及区、街的推广力度、措施方法等主观原因,虽然98%的人支持垃圾分类,但自觉参与垃圾分类、且相对投放准确的不到30%。各区、街在推行过程中,特别是在法规制定、推行方法、保障措施等方面,广州相对于台北还有很大差距。创新精神不够强,没有很好地探索适应本街道、本社区的垃圾分类模式。
自主技术待推广
生活垃圾、餐饮垃圾及各种金属垃圾等互相混杂,给垃圾处理带来了难题。
日本在垃圾分类方面的经验值得学习。在日本,聚居区每一个门栋前,都摆放着多个垃圾桶,分别贴着可燃、不可燃、可回收、不可回收等标识,周一和周四是倒“可燃垃圾”的日子,周二倒“不可燃垃圾”,周五则倒旧报纸、瓶瓶罐罐等“可回收垃圾”。
做好垃圾分类工作,既可以提高垃圾处理效率,也可以更好地实现资源循环利用。然而,全球各个城市的垃圾量都与日俱增,仅仅依靠企业来完成垃圾分类的难度明显加大。
一位企业家呼吁,政府要加大对垃圾处理企业的补贴,吸引更多有资质的企业投身其中。他认为,做垃圾处理需要有门槛,一定要做到无害化。
无害化、资源化和减容化是垃圾处理的三大目标。垃圾焚烧要做到无害化,才能全面推广。
我国处理垃圾最先进的是大功率等离子体火炬装置,通过电弧产生高达5 500℃的等离子体,能迅速使垃圾中的有机成分裂解气化,经过急冷、提纯等环节后,气体中的二噁英等有害成分会被彻底脱除,最终成为洁净的富含一氧化碳和氢气的合成气。
从18世纪开始,生活垃圾已经开始集中收集和堆放,但是集中堆放造成严重的环境污染问题,到19世纪开始出现焚烧处理垃圾的方式,但是方法比较简单。进入19世纪末机械焚烧炉开始出现,并应用于垃圾焚烧处理。经过100多年的发展,垃圾焚烧技术有了显著进步。目前应用于垃圾焚烧的各种型号的垃圾焚烧炉有数百种,根据不同的分类方法可以分为以下几类。
一、按处理方式分类
最具代表性的城市生活垃圾焚烧炉有:层燃焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉。
其中层燃焚烧炉按炉排形势,又分为滚动炉排、链条炉排、水平往复炉排、顺推倾斜往复炉排、逆推倾斜往复炉排等。其中层燃机械炉排炉技术可靠,处理量大,维护方便,较适合我国生活垃圾处理的现状。流化床焚烧炉可分为循环流化床及沸腾炉,最大优点是可以达到完全的燃烧效果并对有害物质进行最彻底的破坏,一般排出炉外的未燃物均在1%左右,是几种方式中燃烧最充分的[1]。回转窑锅炉在城市生活垃圾处理中应用较少,主要应用于焚烧特种垃圾及污泥。
二、按炉膛形状分类
炉排炉能否将垃圾进行充分燃烧,主要是保证3T+E原则(Temperature――炉膛燃烧温度,Time――烟气在炉膛内的停留时间,Turbulence――燃烧烟气湍流程度,Ex-cessoxygen――过热空气量)。炉膛燃烧烟气紊流程度主要和炉膛结构和尺寸,二次风布置有关。炉膛形状主要分为3种类型,顺流式、逆流式、混流式(见下图1)。
顺流式焚烧炉炉膛进口设在焚烧炉尾部,烟气流向与垃圾运动方向相同,适用于低水分,高热值垃圾。顺流式主要应用在欧美等发达国家,在国内应用较少。逆流式焚烧炉炉膛进口设置在焚烧炉前端,烟气流向与垃圾运动方向相反,具有较强的垃圾干燥能力,特别适用于高水分,低热值的垃圾。混流式焚烧炉炉膛进口位于炉排中部,根据垃圾热值的高低可调节炉膛位置,热值高时向焚烧炉尾部移动,热值低水分高的时候需要干燥新投入的垃圾,炉膛可向焚烧炉前部移动。根据我国城市生活垃圾的特性,目前国内应用较多的为混流式垃圾焚烧炉,依据城市的垃圾特性做结构的适当调整。
三、按炉排结构分类
层燃型垃圾焚烧炉主要由进料斗、进料管、推料器、炉排、炉排片、液压系统、液压站出渣口、除渣机、炉墙钢架及炉墙、一次风二次风系统等组成。其中炉排作为垃圾焚烧炉排炉最核心的的组件是用来区分机械炉排炉结构形式的主要方法。
层燃炉炉排主要分为往复炉排、滚筒炉排、链条炉排、摆动炉排、移动式炉排等。而目前应用较多的层燃型炉排主要有逆推倾斜炉排,顺推倾斜炉排,水平双向往复炉排组合式炉排,两段式炉排等等[2]。
(一)逆推式炉排
逆推式炉排指垃圾燃烧过程中垃圾的运动方向与炉排运动方向相反,每级炉排横向布置做往复运动。逆推式炉排一般倾斜布置,便于垃圾自然滚落,例如MATIN型垃圾焚烧炉炉排倾角26°,ALSTOM型垃圾焚烧炉炉排倾角24°。逆推炉排一般不分级,整体呈一个燃烧面,由于炉排倾角较大,垃圾有靠自重向前移动的倾向。
炉排片前端特制菱形凸起,成三角面。炉排在往复运动过程中,炉排向上运动对垃圾层起到搅动、翻转作用,向下运动将垃圾层向炉排尾部搬运。
逆推式炉排尺寸设计紧凑,燃烧速率一般比顺推炉排要高15%-20%。
(二)顺推炉排
(三)水平双向顺推炉排
水平双向顺推炉排是指整体炉排水平布置,运动炉排组和固定炉排组交错布置,各组炉排组向上倾斜25°布置。运动炉排组起到推动和翻转垃圾层的作用,运动炉排组靠垃圾自重使其紧贴固定炉排片。此类炉排一般分段布置,并设置跌落落差,利于垃圾的有效燃烧。通常根据垃圾燃烧阶段分为干燥,燃烧,燃尽3个模块,每个模块间设置500-800mm左右落差。根据垃圾特性每个模块的长度可做适当调整,例如低热值垃圾可以增加干燥段长度。其典型应用为日本田熊公司的SN型炉排炉。
(四)组合式炉排
组合式炉排指炉排具有两种运动功能,一种是滑动炉排组做与垃圾运动方向相同的水平运动,类似顺推炉排炉排组倾角为0°情况;另一种是摆动炉排组沿与水平方向成一定夹角进行摆动,作用类似摆动炉排。其典型结构为西格斯炉排,图10中滑动炉排由固定位置向右运动,图11中当滑动炉排运动到指定位置,摆动炉排开始摆动。
组合式炉排根据垃圾的焚烧阶段也分为干燥段,燃烧段,燃尽段。不同生产制造厂商设计特点不同,有的炉排为整体呈一个平面,有的各段间设置路差,便于垃圾充分燃烧,但炉排组基本结构相同。
(五)滚动式炉排
滚动式炉排比较容易理解,原理和输送机械差不多,如图12所示。炉排由直径1.5m的滚筒按20°左右水平倾角布置。滚筒的数量一般视垃圾的特性及数量确定。每个滚筒由电机驱动,可实现无级调速,便于快速准确的控制燃烧速度。相邻滚动之间设有刮灰装置,一次风通过滚筒,给垃圾燃烧提供足够的氧气并冷却滚筒。滚筒式炉排在国内城市生活垃圾焚烧中较少应用。
(六)摆动式炉排
摆动炉排是一种比较特别的炉排,炉排整体倾角25°,没有跌落。摆动炉排运动和波浪类似,靠前后两个炉排的摆动推动垃圾向前移动。此类炉排在国内同样应用较少。
垃圾焚烧炉的形式并不只以上几种,这里仅介绍几种比较常用的炉排形式。
四、总结
本文主要介绍了生活垃圾焚烧炉的分类方法,并详细介绍了层燃垃圾焚烧炉的炉排结构及分类。目前国内广泛采用的垃圾焚烧炉主要分两类,流化床炉和机械炉排炉。机械炉排炉实际工程应用比流化床要多很多。而机械炉排炉中应用较多的为顺推、逆推和组合炉排方式,依公司的不同又具有不同的特点。根据我国城市生活垃圾低热值,高水分的特点,需要对进口炉排做相应的改良。
中图分类号: TM62 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
中国近年来城镇化发展迅速,造成城市生活垃圾激增,而垃圾处理能力相对不足。我国的城市已陷入垃圾的包围之中,据统计,我国历年垃圾的堆存量达60多亿吨,占用的土地面积超过5亿平方米,近200座城市发展到无适合场所堆放垃圾,量大面广的城市生活垃圾造成城镇严重的社会问题, 这些垃圾污染水质、土壤、大气,传播疾病,影响人类的生成环境,这些垃圾还侵占了大量的土地,严重影响了城市环境和社会可持续发展。如何将这些垃圾做到减量化、无害化、资源化处理,成为社会普遍关注的问题。因此我们必须按照全民动员、科学引导,综合利用、变废为宝,统筹规划、合理布局,政府主导、社会参与的原则,综合运用法律、行政、经济和技术等手段,不断提高城市生活垃圾处理水平,创造良好的人居环境。
二、工艺介绍
城市处理垃圾的传统方式是填埋。在城市规模较小时,垃圾产量有限,填埋显然是最简便易行的处理方式,因而也是目前大多数城市处理垃圾的方式。
目前国际公认的垃圾处理原则首先是减量化,其次是资源化,最后是无害化。首先要从源头上减少城市生活垃圾的产生。然后逐步推行垃圾分类,当前重点推进有害垃圾和餐厨垃圾的单独收运、处理。推广废旧商品回收利用、焚烧发电、生物处理等生活垃圾资源化利用方式。
焚烧处理城市生活垃圾与填埋相比,其优势是非常明显的。 (1)占用土地有限; (2)处理周期短; (3)采用先进的燃烧方式和工艺设备,可以将环境污染物的排放控制在一定的水平内; (4)将垃圾中的热能转化为生活和工业中能够利用的二次能源(每吨垃圾可发电300度左右),节约了能源,为城市的可持续发展提供支持; (5)垃圾焚烧后转化成灰渣,对于燃烧方式,比如循环流化床锅炉,燃烧生成的灰渣具有很好的活性,可以作制造建筑材料的原料。综上所述,焚烧处理工艺使垃圾变废为宝,实现实现了物资的再生利用,使因垃圾产生的问题得到圆满解决。
国务院制定的国家“十二五”规划首次明确提出垃圾分类,将垃圾作为一种资源来加以利用,是国家环保政策的一大进步。作为生活垃圾资源化利用的主要方式,垃圾焚烧发电将在“十二五”期间获得国家层面的大力推广。如果全国600座城市,每个城市上马两个1000吨/日处理能力的垃圾焚烧项目,平均一个城市要投入4亿元,全部600座城市垃圾焚烧市场规模将在2400亿元左右。国务院还提出加大政策支持力度和税收优惠政策。因为目前,垃圾处理业的成本不低,即便在政府的补贴之下,也是利润微薄。垃圾处理业的收入来自两块,一块是政府对每吨垃圾的补贴,另一块则是垃圾发电带来的电价补贴
目前垃圾焚烧主要是有采用三种炉型:炉排式垃圾焚烧炉、流化床垃圾焚烧炉、回转窑焚烧炉。其中炉排式垃圾焚烧炉与流化床垃圾焚烧炉主要用于处理城市生活垃圾,而回转窑焚烧炉则主要用于处理医疗垃圾与有毒的工业废弃物,不配置汽轮发电机,控制系统相对简单,在这里就不详细介绍。
机械炉排焚烧炉应用历史长久,技术成熟,在国外和国内都有广泛的业绩,全球垃圾焚烧处理行业绝大多数均采用该技术。但是炉排炉垃圾焚烧设备有很大的缺点,难以胜任目前大中城市迅速增多的大规模垃圾处理工作。主要问题如下:
1.城市垃圾不可燃物质含量大,发热值低,必须喷油助燃,在原油价格涨升后,运行成本高。
2.炉排炉的燃烧方式,决定了垃圾与助燃空气的混合作用很弱,远达不到将垃圾进行彻底燃烧的要求。
3.炉排炉垃圾焚烧容易导致二次剧毒污染物二恶英的产生。
4.炉排炉燃烧产生的炉渣活性差,难以综合利用。
循环流化床不设炉排,以惰性物取代,不用原油作原料,而用煤作为辅助燃料,在炉内铺设一定厚度、一定粒径范围炉渣作为床料,通过底部布风板鼓入一定压力的空气,将床料吹起、滚动、搅拌、翻滚,被吹出炉膛的高温固体颗粒通过旋风分离器和返料器被送回炉膛,形成炉内物料的平衡,加上焚烧炉内含有一定量的炉料,炉内气固流体强烈混合,垃圾入炉即和炽热炉料充分混合,垃圾从加热、干燥到燃烧全过程完成迅速,床内蓄热量大,着火条件好,燃烧稳定性好。
垃圾焚烧发电厂的整个工艺系统由垃圾破碎系统、垃圾给料系统、辅助燃料供应系统、循环流化床垃圾焚烧系统、烟气净化处理系统、排渣系统、灰渣综合处理系统、汽水系统、仪表控制系统、化水系统、电气控制系统、汽轮机及发电系统、空冷系统及电厂接入系统等组成。
下面第三部分将主要以循环流化床垃圾焚烧工艺为例介绍其自动化控制系统的实现。
三、自动化控制系统
除了先进的垃圾处理工艺,一套性能卓越的自动化控制系统是保证垃圾焚烧发电项目稳定、经济、环保运行的重要手段。
自动化控制系统在设计理念、系统配置、控制要求上应完全满足工艺的要求,按照分散控制,集中操作管理的原则,建立一个操作维护方便、安全可靠和高性价比的分布式控制系统,可以全面有效地监控全厂生产流程。不但可以减少整个控制系统的成本,分布式系统的更大的灵活性保证了垃圾焚烧发电的可操作性和管理的灵活性。从国内已经正式投运的垃圾焚烧电厂的情况看,分布式控制系统的选用是垃圾焚烧电厂最佳的选择方案。
1、控制方式
在集中控制室内以彩色CRT、键盘作为主要的监视和控制手段,实现炉、机、电集中的监视和控制,还应设有紧急按钮,以便在DCS出现故障时,能进行紧急停炉、停机操作,并使炉内垃圾燃尽。在集中控制室设置有工业电视监视系统,对锅炉汽包水位、垃圾卸料区的操作和对焚烧炉内燃烧过程等进行监视。 对于辅助系统如称重地衡系统、垃圾池抓斗、化学水处理、除灰系统等,在就地设有独立的控制设备和人机操作接口,用于调试、启动和异常时在就地进行监视和操作。也可采用通信方式将辅助系统的上位机远距离设在集中控制室,在集中控制室内进行监视和操作。
2、控制系统组成
分散控制系统(DCS)主要由控制站、数据通讯总线和人机接口设备构成。具体包括启动燃烧器及辅助燃烧器系统、焚烧炉燃烧控制系统(SIGMA)、烟气连续测量监视系统、汽轮机控制系统、汽轮机紧急跳闸系统、汽轮机安全监视系统及辅助系统(化学水及废水处理控制系统、垃圾抓斗控制系统、除灰控制系统等。(一)焚烧炉燃烧控制系统(SIGMA)为垃圾焚烧发电厂自控系统的核心部分,该系统运行的好坏将直接影响焚烧炉的运行状况和蒸汽产量,进而影响发电机组的发电量。该系统一般由垃圾焚烧炉生产厂家自己配供,其功能由单独的PLC来实现,并能与DCS通讯,通过DCS的CRT进行监控。
收稿日期:20120331
作者简介:龚培峰(1968—),男,江苏邳州人,工程师,主要从事环境管理工作。中图分类号:D63文献标识码:A文章编号:16749944(2012)05021103
1引言
随着我国经济持续增长,城市化进程不断加快,生活垃圾作为城市代谢的产物大量产生。资金紧缺,大量垃圾只能作简单处理,或直接堆放于地表上,浪费大片土地资源,使我国城市普遍面临垃圾围城的局面,已构成城市环境污染的一个重要因素。妥善处理城市生活垃圾对于发展循环经济,建设资源节约型、环境友好型社会有着十分重要的作用。但如何选择一种处理效果好、投资合理、工艺科学、运行费用低的处理方案,是值得认真探索和研究的课题。生活垃圾焚烧发电技术是垃圾处理的一个重要方向,是生活垃圾减量化、资源化、无害化的最有效手段。
我国垃圾焚烧发电技术始于1986年深圳清水河环卫综合处理厂引进日本三菱重工的马丁炉排焚烧技术和设备,1989年该项目竣工并正式运行,这是垃圾焚烧第一次在中国出现。20世纪90年代,国内很多地方开始引进国外垃圾焚烧技术设备,典型项目有宁波枫林垃圾焚烧厂等;同时,国内的一些企业也自主研发了一些焚烧炉,但当时设计的焚烧炉均无发电系统,烟气净化采用烟气过水除尘方式,十分简陋。2000年环保部门出台《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》,对生活垃圾焚烧处理的燃烧条件、热能利用和污染排放进行了要求,国产简易垃圾焚烧设施相继被拆除。2000年北京市海淀区上庄垃圾转运站日处理100t垃圾的中式焚烧炉通过了科技部和中科院的联合验收,拉开了我国垃圾焚烧发电的序幕。截至2010年,全国竣工和在建的垃圾焚烧发电项目约160座。
2垃圾焚烧发电技术工艺流程
垃圾焚烧发电是把各种垃圾收集后,对热值较高的部分进行高温焚烧,在高温焚烧中产生的热能转化为高温蒸汽推动涡轮机转动,使发电机产生电能。其主要流程见图1。
(1)减容效果好。垃圾焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80%~90%,减轻或消除后续处置过程对环境的影响。
图1垃圾焚烧发电主要工艺流程
(2)消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并彻底杀灭病原菌,尤其是对可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等。
(3)有利于实现城市垃圾的资源化。垃圾焚烧产生高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转化为蒸汽,可用来供热或发电。
(4)处理效率高,焚烧厂占地面积小,可节约城市用地。
(5)经济效益可观。如果处理得当,利用1t垃圾可发电300~400kW·h,由于垃圾焚烧发电厂的服务期限一般为25年左右,这意味着其稳定收益期将长达25年。而且垃圾焚烧发电厂的运营成本低廉并享有一定的税收优惠政策,能给投资者带来稳定、高额的回报。
3垃圾焚烧发电存在的环境问题
3.1二噁英的排放
二噁英全称分别是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃。二噁英的毒性与氯原子取代的位置密切相关,尤其以2、3、7、8这4个共平面取代的位置上都有氯原子的二噁英同族体具有毒性,2、4、7、8TCDD被公认为是最毒物。毒性约为氰化钾的1 000倍,俗称世纪剧毒。
3.2废水、废气污染
垃圾进入焚烧发电厂后,在卸料、堆放、加料过程中,易产生恶臭气体,主要污染因子为H2S、NH3等。垃圾车在卸料过程中因卸料门开启、垃圾遗撒等原因,会造成电厂卸料平台存留部分垃圾臭气。垃圾堆放、燃烧过程会产生渗沥液,应将渗沥液收集并进行处理。
3.3固体废物的污染
焚烧后的垃圾含有重金属铅、镉、汞等。如果不能妥善处理这些废物,将会对人的身体健康构成极大威胁。目前在美国,垃圾发电焚化炉是汞污染的第二大罪魁祸首。
4合理利用焚烧发电技术
4.1重新制定垃圾焚烧发电厂的排放标准
我国的垃圾焚烧发电厂排放标准是2001年颁布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》,与欧洲国家标准相差较多。其中二噁英类排放限值我国为1TEQ-ng/m3,而欧盟为0.1TEQ-ng/m3。由于焚烧过程不透明,存在厂家偷工减料的现象,焚烧质量无从保证。根据中科院大连化学物理所和中科院研究生院对国内19家垃圾焚烧厂历时1年调研二噁英排放情况发现,16%的厂家达不到我国标准,70%的厂家达不到欧洲标准。检测分析显示,19个样本焚烧炉的二噁英/呋喃物质的排放量在0.042~2.461,平均值为0.423TEQ-ng/m3,远高于欧盟标准。为了垃圾焚烧发电产业的健康发展和人民群众的健康,有必要重新制定严格的新标准。
4.2严格要求规模及工艺
垃圾焚烧发电厂必须具有一定的规模,这样才能实现其可持续生产的目的,如果规模不够,不仅不能盈利,还要财政补贴,也没有足够的资金来采用更加先进的工艺设备,其排放的污染物也很难达到国家的排放标准。新建焚烧发电厂应优先选用成熟技术,审慎采用目前尚未得到实际应用验证的焚烧炉型。其中基本技术要求:生活垃圾在焚烧炉内应得到充分燃烧,二次燃烧室内的烟气在不低于850℃的条件下滞留时间不小于2s,焚烧炉渣热灼减率应控制在5%以内。
4.3规范生活垃圾处理企业环境管理
生活垃圾处理企业要建立污染排放日常监测制度,定期向环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门报告运行情况,监测结果要向社会公开。新建生活垃圾焚烧设施必须安装自动监测系统,对燃烧温度等主要运行工况和烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物排放情况进行实时监测,并在企业主要出入口附近等显著位置设立显示屏,向社会公示监测数据。自动监测系统应当与环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门联网。
4.4健全垃圾分类与回收处理机制
垃圾分类与回收处理不仅可以减少可利用资源的浪费,使得垃圾焚烧的成本降低,燃烧效率更高,而且燃烧过程中产生的污染物也会减少。90%的垃圾可以回收并重新利用,如能将垃圾分类与回收做到极致,不仅能够提高原料利用率,减少不必要的浪费,而且将从根本上减少垃圾焚烧发电厂与填埋场的建设。应将垃圾分类与回收和垃圾焚烧发电更好地结合起来,垃圾焚烧发电的前提是必须做好垃圾分类与回收工作。
4.5项目全过程必须公开透明
在项目立项、选址、环境评估等全过程中,必须做到公开透明。应充分注意公众的广泛性与代表性。在公众知情的情况下开展环评工作,告知公众该项目的有关信息,主要的环境影响、影响范围和程度。
5我国生活垃圾发电技术的发展趋势
循环流化床燃烧技术是20世纪70年代逐渐发展起来的先进燃烧技术,由于具有对低热值燃料的适应性和优异的环保性能,在常规及劣质燃料燃烧领域迅速发展、成熟。以中国科学院、清华大学、浙江大学等为代表的中国流化床燃烧技术学派开展了大量循环流化床燃烧技术的应用研究,为该技术拓展到垃圾焚烧领域奠定了坚实的基础,是国内自主研发、完全具有自主知识产权且全部设备实现国产化的技术。流化床焚烧项目由于建设成本低、环保性能良好而在国内垃圾焚烧发电行业占据半壁江山。
从世界上垃圾焚烧技术的发展趋势来看,已经把降低二次污染、提高环保水平作为评价焚烧技术优劣的优先原则。中科院生态环境研究中心在焚烧中对二噁英类物质的控制技术领域处于世界领先地位,并通过中科集团、北京中科通用能源环保有限责任公司在实际项目中进行了试验。中科通用建设的生活垃圾焚烧设施,以山东泰安项目为例,2009年8月投产后,分别于当年11月和次年1月进行了烟气二噁英类物质浓度监测,结果分别为平均0.034 TEQ-ng/m3和0.009TEQ-ng/m3,其余各项环保监测指标完全满足国家规定的排放要求,处于国内领先水平。
污泥和垃圾混烧将是流化床焚烧项目的发展趋势。目前已有不少流化床垃圾焚烧项目掺烧污泥,掺烧的污泥按水分高低分为两种:一种是湿污泥,含水率80%左右;另一种是干污泥,含水率40%左右。根据实际运行经验看,直接掺烧湿污泥,掺烧的量不能太大,20%以下对设备和燃烧状况影响不大,大于20%运行比较困难;而掺烧干污泥,掺烧量多少对设备和燃烧状况影响都不大。所以,干化后的污泥和垃圾一起混烧将是发展趋势。
掺煤量的逐步减少是流化床垃圾焚烧技术的另外一个发展趋势。早期的流化床焚烧项目,由于设备技术不完善、监管不到位和市场混乱等因素,流化床垃圾焚烧炉的掺煤量比较大。随着国内原煤价格的不断高涨,不少企业也积极探索流化床不掺烧煤的垃圾焚烧技术,目前浙江乔司、嘉兴等地已有不掺烧煤的流化床垃圾焚烧发电厂在运行。所以,从长远看,少掺煤甚至不掺煤是流化床垃圾焚烧项目的发展方向。
6结语
生活垃圾焚烧发电项目作为生活垃圾减量化、资源化、无害化的最有效手段,是垃圾处理的一个重要发展方向。与填埋、堆肥等传统垃圾处置方式相比,由于其
技术含量高、环保要求严,可显著减少垃圾的体积和重量,并能综合利用余热和废渣,带来的环境改善最长远。同时,需要政府制定相关政策法规,及时做好垃圾分类,监管垃圾焚烧发电厂的排放污染物指数,使之能够符合我国相关排放要求。
参考文献:
[1] 戴立虹.生活垃圾焚烧发电技术的演进[J].高科技与产业化,2011,183(8):58~60.
[2] 徐楠.[垃圾战争]国内独家披露中科院专家权威科研报告:中国垃圾焚烧排放起底[N].南方周末,2009-11-04(27).
[3] 张海霞,李爱民,杨继文.垃圾焚烧发电技术在我国的应用前景及存在问题初探[J].化工进展,2010,29(增刊):91~95.
在垃圾焚烧技术运用的过程中,主要采用了热力技术形式,对垃圾进行分解、无害化以及减量化的处理,并在回收废物中对能量、矿物质与自身化学成分分析。通过垃圾焚烧可以减少废物体积以及危害状态,降低垃圾中有害物质的出现。而且,在垃圾焚烧技术分析中,其装备与污染防治设施呈现出不断完善的状态,因此,在我国垃圾处理的过程中,焚烧技术逐渐成为最基本的垃圾处理方式。
1 垃圾焚烧处理过程
焚烧系统主要是垃圾焚烧处理中的核心工艺,在目前垃圾焚烧项目中得到运用的设备主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉以及回转式焚烧炉。
2 垃圾焚烧处理的现状
在现阶段城市进程发展的背景下,城市生活垃圾焚烧主要是通过机械炉排焚烧炉以及流化床焚烧炉进行的。通过调查可以发现,欧洲国家有90%的焚烧厂会采用机械炉排路的垃圾方式,日本大型城市的垃圾焚烧厂会采用机械炉排路的方式。而我国在发展中,于2014年建成178座生活垃圾焚烧发电厂,并采用机械排炉技术,采用流化床技术的电厂为67家。其中循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区,采用机械排炉技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海区域。同时,在人们环境观念逐渐提升的过程中,热解气化焚烧技术在近年环境保护中得到了运用,其技术主要包括了热解及气化两个过程,其中的热解技术主要是在无氧或是缺氧条件下,通过高温,利用垃圾有机分解的形式,脱出挥发性物质的固态焦炭过程。而气化主要是反应物在原性状态下与气化剂发生的反应,并在此基础上生成以可燃气为主的热化转换过程[1]。
3 焚烧炉型的技术比较分析
3.1 炉排炉型焚烧炉
对于炉排炉型焚烧炉而言,是机械炉排炉的一种,通过机械炉排行程炉床,在垃圾处理的过程中,依靠炉排的运动是垃圾在整个机械系统中不断翻动,并实现向前或是向后的推行。通常状态下,垃圾燃烧中其基本的流程可以分为三个阶段,分别是干燥阶段、燃烧阶段以及燃尽阶段。在整个焚烧工艺流程运行中,通过一次风机在垃圾储坑的上部将垃圾发酵堆积所产生的臭气引出,然后经过蒸汽(空气)预热器的加热处理,将其作为助燃空气送入到焚烧炉之中,保证垃圾在较短的时间内得到干燥处理。在燃烧阶段中,为了保证垃圾得到充分的燃烧,需要在燃烧炉的上方通入二次风,主要是为了加强氧气气流的干扰,增强助燃的空气量,实现垃圾的一次性燃烧。在炉排炉型焚烧炉技术运用的过程中,其存在着一定的优势及缺陷因素:第一,优势分析。在炉排炉型焚烧炉技术使用的过程中,不需要添加煤或是其他辅的燃料,所以产生的煤渣也就相对较少。而且,在单台焚烧炉垃圾处理的过程中,其容量相对较大,在处理中不需要对垃圾进行分类处理。通过炉排的机械运用,可以保证炉内垃圾的稳定燃烧,而且燃烧的过程较为完全,炉渣的热灼现象逐渐降低。第二,缺点分析。通过对炉排炉型焚烧炉技术的分析可以发现,机械炉排焚烧炉存在着初投资、运行以及维修费用较高的现象,而且,排炉片的磨损腐蚀现象较为严重,因此,在垃圾处理技术选择的过程中,需要对该技术的优缺点进行系统性的分析,保证垃圾处理的安全性及高效性[2]。
3.2 流化床焚烧炉技术分析
在流化床焚烧技术运用的过程中,其燃烧的原理主要是通过流态化技术进行垃圾的燃烧,并借助砂进行安全处置,从而达到生活垃圾焚烧介质均匀传热以及完全燃烧的最终目的,在垃圾焚烧的过程中,空气会从流化床底部喷入,并实现砂介质的合理搅动,使垃圾形成流态性。通过流化床焚烧炉技术的运用,可以充分保证炉膛下部布置的耐高温特点,而且,系统板上装有载热的惰性粒子,并在床下布风的同时使惰性颗粒呈现出沸v的状态,并形成流化床床段。在流化床焚烧垃圾的过程中,需要将垃圾进行破碎处理,使垃圾达到一定的粒度状态,而且,通过短时间的流化焚烧,可以借助燃风作用将其在短时间内进行处理,从而形成流化床焚烧炉的合理性。在流化床焚烧炉运用的过程中,其优点主要体现在以下几个方面:第一,流化床焚烧燃烧炉的效率相对较高,而且未燃物的排除率只有1%。第二,在炉内燃烧中,炉内没有机械运动部件,而且耐久性相对良好,可以延长机械的使用寿命。缺点:第一,流化床焚烧炉主要是依靠空气进行垃圾的处理及燃烧,然后在对进炉的垃圾进行有粒度的要求,通常情况下,进炉的垃圾颗粒不能大于50mm,而且大颗粒的垃圾厚实会直接落到炉底,从而达到完全燃烧的最终目的。第二,垃圾在炉内沸腾的状态会全部依靠大风量高压的空气,存在着电耗大、生产灰量大的问题,从而为下游烟气净化带来了一定的负荷。第三,流化床焚烧炉在运行及操作的过程中,其专业性的技术相对较高,因此,在调控手段优化中,需要有专业性的技术人员进行操作及引导。
3.3 回转窑焚烧炉技术分析
在回转炉焚烧技术运用的过程中,其燃烧的技术主要采用了二段式的燃烧技术。在一段项目处理中采用了类似水泥窑的水平圆筒式燃烧式,并按照定速旋转的方式到达搅拌垃圾的最终目的。当垃圾在一燃烧室燃烧完成之后会直接进入到二燃烧室,其中一燃烧室中产生废气,当其含有有机物时,需要将其导入到二燃烧室之中,然后在运用辅助燃油或是超量助燃空气的燃烧效果。在一燃烧室处理的过程中,由于转速的变化,会导致底灰以及飞灰的分别处理,影响垃圾窑中的停留时间,同时对垃圾在高温空气中施加了较强的机械碰撞,实现了垃圾可燃物质的有效处理。在回转窑焚烧技术运用的过程中,存在着优点及缺点因素。第一,优点,所处理的废弃物合理不同预处理就达到最终目的,而且其适应性相对广泛。在垃圾处理中可以解除调控回转窑的转速,进行垃圾停留时间的调节。同时,由于系统的机械振动的运行状态,可以使垃圾达到良好的搅拌效果,提升垃圾处理的整体效率。第二,缺点,在回转窑焚烧炉运行的过程汇总,其燃烧需要过量的空气,导致整个系统的运行效率较低。垃圾处理量不大,而且燃烧问题不能得到有效控制,需要辅助燃料达到燃烧的目的。圆球形的固体废弃物容易发生回转窑的现象,不容易完全进行燃烧,而且,在垃圾处理中,烟道中的浮选颗粒相对较多,而且,在处理污泥废弃物的过程中,容易出现熔渣现象。
总而言之,在现阶段垃圾处理的过程中,需要通过对垃圾焚烧现象的系统分析,进行焚烧炉型技术的优化选择,达到垃圾有效处理的最终目的,为环境的优化提供稳定支持。
4 结束语
总而言之,在现阶段垃圾焚烧炉技术运用的过程中,需要认识到垃圾处理的现状,使用不添加辅助燃料进行稳定的垃圾燃烧,然后在通过对机械炉排炉特点的分析,进行垃圾的优化处理。而且,焚烧炉型垃圾处理中,通过技术的优化运用,可以保证垃圾处理技术的完善性及可靠性,通过对大容量垃圾的优化处理,提高垃圾处理效率,保证系统的稳定运行。
[中图分类号] R124.3 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2015)-2-290-1
垃圾焚烧是一种最常见的垃圾处理方法,利用焚烧过程中产生的热能能够进行发电、供热,同时解决了掩埋、堆放垃圾导致的占用空间的问题。但是,传统的垃圾焚烧方式也有一些的弊端,比如说在焚烧的过程中,可能会产生一些有毒有害物质,主要是以粉尘、二f英等为主,这些物质会对环境带来一定的污染。无害化垃圾焚烧技术,旨在解决传统的垃圾焚烧处理当中产生的二f英、粉尘等问题,避免焚烧垃圾对环境造成二次损害。
1垃圾焚烧产生的污染物及焚烧技术改造
1.1垃圾焚烧产生的污染物
垃圾焚烧是垃圾处理的一种有效的方式,但是焚烧的方式并不能完善彻底的处理垃圾,会剩下25%-35%的低渣残留,还有5%左右的飞灰,飞灰是垃圾焚烧的主要污染物。在飞灰当中,重金属含量比较高,这些中金属都是原来垃圾中所含的重金属污染物,在焚烧过程中发生的迁移和转化,富集在了飞灰当中。
在传统的垃圾焚烧处理当中,不论是工业在利用的焚烧处理,还是一般性的焚烧处理,飞灰直接被排放在大气当中,由此也产生了较为严重的二次污染。主要重金属污染物包括Si、Al、Fe等氧化物,这些氧化一般是因为在焚烧的过程中为了促进垃圾充分燃烧,在垃圾当中掺加了一些煤中导致的。二f英和呋喃主要是焚烧中的垃圾中塑料制品所含有的。当然,不同的垃圾焚烧方式,所产生的污染物在量上有比较大的差异,比如说流化床焚烧技术上比较先进,燃烧的也比较彻底,产生的二f英、呋喃的含量相对比较少,而采用炉排式焚烧炉焚烧方式,所产生的二f英和呋喃的含量相对来说就比较高。
1.2垃圾焚烧技术改造
国内目前在垃圾焚烧当中基本上都是采用的炉排式焚烧炉、流化床焚烧炉,要想减少这两种垃圾焚烧方式产生的污染物,最好的方法就是对其进行技术改造。
但是,升级和技术改造的难度相对来说比较大。现有一些学者对现有的垃圾焚烧炉的改造集中在粉尘收集装置上,通过改进提高了粉尘收集设备的收集能力,对产生的废气进行过滤。典型的收尘设备为锥形,这种锥形收尘器是目前国内应用最为广泛的收尘设备,收尘效果差。现有的粉尘收集设备粉尘收集能力比较差,在收集的过程中排风设备会排除很多废气。
针对这种情况,可以采用袋式收尘设备,将产生的废气、飞尘分别进行处理,先将传统的立式收尘器改为袋式收尘器,袋式收尘器的优点是能够实现气尘分离,粉尘经过沉淀,收集在收集袋当中,然后再通过空气净化设施,净化空气当中的各种有毒有害气体,这样就减少了污染物向环境排放。
2飞灰的无害化处理
在垃圾焚烧当中,收尘器收集的飞灰中含有大量的有害物质,如果采用传统的深埋处理,也会对环境造成不利影响,在实践当中可以采取其他方面对其进行无害化处理。
2.1作为路基或建筑材料使用
垃圾焚烧飞灰与粉煤灰在性质上有很多相似之处,遇水具有凝硬的特点。粉煤灰作为一种资源再利用材料,经常被用于路基或建筑材料使用,在垃圾焚烧飞灰的无害化处理当中,也可以将其作为一种路基或建筑材料使用 。与水泥混合使用,一些实验结果表明,使用以后的混凝土强度、硬度,都能达到路基材料的标准和要求。而混凝土在水化过程中产生的水化物及碱性环境,能够有效的抑制重金属的渗滤,其形态和含量固定良好,保证路基或建筑体达到环保方面的要求。采集炉排炉和硫化床两种焚烧垃圾废水,按照相同的比例与水泥、水混合搅拌,制成混凝土实验块,在相同养护条件下养护四周,测定水泥块的强度结果发现,与一般的沙料制成的混凝土在硬度、强度等方面没有明显的差异。使用TCLP1311测量水泥块的重金属渗滤特性,结果显示水泥块的表面重金属含量不足规定标准的10%,完全能够达到路基或建筑材料使用。由此可以看出,水泥对飞灰当中的重金属具有良好的固化作用,在Pb、Zn、Cu、Cd上固化的效果最好。因为在水化的过程中,重金属通过吸附、化学吸收、沉降、离子交换等方式,与水泥发生反应,形成氢氧化物和络合物,这两种物质的性质都比较稳定。
2.2水泥生产原材料
水泥是CaCO3与黏土混合物、其它材料混合,经过高温煅烧成熟料,再将其与其它产假无,研磨成粉。垃圾焚烧飞灰当中,所含有的Ca、Si、Al,都是水泥生产中的重要原材料,从理论上来讲可以作为水泥生产的原材料,替代水泥生产当中的CaCO3,可以大大减少煅烧时消耗的能量,同时减少CaCO3使用过程中分解释放出的CO2。由于垃圾飞灰的成本相对于CaCO3要低的多,也能有效的降低水泥生产成本。在飞灰用于水泥生产的高温热处理实验当中,结果发现对飞灰进行热处理以后,重金属可以被固化、蒸发,当温度达到1000℃以上的时候,飞灰中的重金属含量能够降低90%以上。这说明,垃圾飞灰用于水泥生产,能够有效的降低飞灰的中各种有毒有害物质的含量,完全能够达到水泥生产标准。但是,水泥生产中的产生的蒸发物含有一定的有毒有害处例,需要对蒸发物进行回收再利用。
总之,垃圾焚烧是目前处理城市生活垃圾的主要方式,在垃圾焚烧再利用当中,应该的进行升级与改造,实现垃圾焚烧的无害化。
Abstract: In this paper, the author introduces the garbage incineration pollutant sources and formation, and puts forward the pollution control and treatment measures.
Key words: waste incineration; power generation; pollution control
中图分类号: S210.4 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
垃圾焚烧发电是使用特殊的垃圾焚烧设备, 以城市生活和工业垃圾为燃料进行焚烧, 在对其焚烧处理的同时, 利用它产生的热量转化为蒸汽发电供热的一种新型发电方式。由于这种焚烧发电处理方式具有“三化”( 减量化、无害化、资源化) 和环境与经济双重效益, 已被美、日、法、英、德、意等先进国家广泛采用。垃圾发电是世界上近 30 年来发展起来的新技术。我国起步较晚从 1988 年建立第一座垃圾焚烧发电厂至今仅发展到数十家。我国的城市生活垃圾与发达国家相比, 水分含量高, 热值低, 组分随季节变化大。研究垃圾焚烧产生的二次污染物的控制与处理, 使其达标排放, 是关系到垃圾焚烧发电技术能否推广应用的关键。
1 垃圾焚烧污染物来源与形成
垃圾焚烧后会产生二次污染物, 如多种有害气体(SO2、HCl、NOx等)、粉尘及剧毒物质二噁英、重金属等。如不进行严格的控制和处理会对环境造成严重污染、对动物及生态破坏。城市生活垃圾中含有多种污染物: 如废旧塑料、废纸、废布、草木中含有机氯化物, 厨余、灰土中含有无机氯化物如氯化钠、氯化镁等, 废旧电池中含有汞、铅等。在垃圾焚烧过程中, 这些污染物最终以气体和固体的形式污染环境。垃圾焚烧主要是产生的废渣、飞灰和尾气, 对环境危害最大的是尾气。尾气在主要含有如下有害物质。
1.1 粉尘
垃圾焚烧与其他固体物质的燃烧一样, 垃圾在焚烧过程中, 由于高温氧化, 热解作用, 燃料及其产物的体积和粒度减小, 其中不可燃烧物大部分滞留在炉排上炉渣的形成排出, 一小部分质小体轻的颗粒在热气流携带及热气力的作用下, 与焚烧产生的高温气体一起在炉膛内上升, 经过与余热锅炉受热面交换热量后从锅炉出口排出, 形成含有颗粒物———粉尘的烟气。
1.2 酸性气体
垃圾焚烧产生酸性气体主要有: 硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、氟化氢和一氧化碳。
1.2.1 氯化氢
氯化氢和氟化氢来源于生活垃圾中含氯和氟废物的分解。含氯塑料( 如聚氯乙烯塑料 PVC), 厨余中的氯化钠等, 在燃烧过程中与其他物质反应会产生 HCl。
1.2.2 二氧化硫
二氧化硫通常是由垃圾中含硫化合物焚烧时氧化所形成, 当以煤助燃垃圾焚烧时使用含硫分较高燃煤时, SO2也会产生。SO2在空气在和阳光作用下会形成 SO3并经雨水冲淋而形成酸雨。
1.2.3氮氧化物
垃圾焚烧产生的 NOX, 主要来源于垃圾中的有机氮化物。在炉内高温燃烧时, 这些有机氮化物先热解生成 N、CN、HCN 等中间产物, 再与氧气产生 NOX。
2 污染物控制与处理
2.1 从源头控制
对垃圾焚烧产生的二次污染, 要进行全方位的控制与处理。首先对其进行分类收集, 加强资源回收利用, 分选除去垃圾中的含氯成分高的物质( 如PVC 塑料等) 及金属催化剂; 其次垃圾储仓要全密封, 在垃圾卸料口装电动卷帘门, 加装气膜封闭, 用风机将储仓内气体抽吸的气体送入锅炉中助燃、脱臭; 储仓中垃圾渗沥水收集到污水坑内, 用泵送到炉膛内焚烧、裂解。
2.2 炉内燃烧控制
垃圾焚烧污染物的产生, 因燃烧方式不同而不同。层燃应用各种形式的炉排焚烧炉因其燃烧条件的限制, 对污染物的在炉内燃烧时的脱除与控制难于完美完成。而循环流化床(CFB) 燃烧技术具有适应热值低, 成分复杂多变的燃料, 燃烧充分, 污染排放低等优点, 在污染控制方面, 流化床锅炉可同时解决充分燃烧与污染物脱除问题。循环流化床垃圾焚烧采用石英沙作床料热载体, 蓄热量大, 燃烧稳定性好, 燃烧温度均匀并能控制在 850~950 ℃之间, 便于 SO2脱除并过量空气系数小, NOX生成量非常低( NOX在燃烧温度大于 1300 ℃时才会大量生成), 同时能在炉内控制二噁英的生成。二噁英产生的条件为燃烧不稳定, 炉膛温度不均匀且小于 700 ℃, 并含有催化作用的物质时才会产生。而 CFB 燃烧温度可在均匀控制在850~950 ℃之间, 烟气在炉内停留 3~5 s, 即使生成的二噁 英也被分解燃烧了。掺煤助燃不仅能提高燃烧的稳定性, 而且燃煤产生的 SO2对二噁英的产生有抑制作用。炉内加石灰可有效脱硫在 Ca/S 比为1/2 时, 脱硫率大于 85% 。CFB 焚烧垃圾燃烧充分,垃圾中有机物 100% 烧掉, 燃烧后垃圾减量 75% 以上, 减容 90% 以上, 灰渣无毒性、无臭味、可直接填埋或作铺路材料等用。因其有减少 90% 以上的垃圾填埋量, 可大大延长填埋场的使用年限。
2.3 尾气处理
因为垃圾焚烧后烟气中含有多种有害物质, 采用常规锅炉的脱硫除尘技术达不到排放标准, 因此必须采用复合的处理技术。
2.3.1 粉尘处理
粉尘处理目前应用最广泛的是静电除尘器和布袋除尘器。一般 CFB 锅炉采用静电除尘器就可达到粉尘排放要求、垃圾焚烧 CFB 锅炉配备静电除尘器或布袋除尘器都能除小于 1 mm 的细小粉尘, 除尘效率静电除尘器可达 99% , 布袋除尘器超过 99% 。
但对重金属物质, 静电除尘器去除效率较差, 因为尾气进入静电除尘器温度较高, 重金属物质无法充分凝结, 且其与飞灰间接触时间不足, 无法充分发挥飞灰的吸附作用。当布袋除尘器与半干式洗气塔合并使用时, 未完全反应的 Ca(OH)2粉尘附着于滤布袋上, 当废气经过时, 因增加表面接触时间, 可提高废气中酸性气体的去除效率。同时, 布袋除尘器要求运行温度较低, 一般 250 ℃以下, 使尾气中的重金属及含氯有机物(PCDDS PCDFS)达到饱和, 凝结成细颗粒而被滤布吸附去除。在除尘器前进的烟道加入一定量的活性碳粉末, 它对重金属离子和二英有很好吸附作用, 进一步脱除尾气中重金属与二噁英。
2.3.2 酸性气体处理
对垃圾焚烧尾气中的 SO2、HCl 等酸性气体的净化原理主要是通过酸碱中和反应进行的, 碱性吸收剂一般采用 Ca(OH)2, 酸性气体净化方法有以下 3 种:
a 干式洗气法。用压缩空气将石灰粉末 CaO或 Ca(OH)2直接喷入烟道或烟道中某段反应器内,使碱性粉末与酸性废气充分接触和反应从而达到中和酸性气体并加以去除。此法投资省, 操作维护运行费用低, 耗水耗电少, 但药剂消耗量大, 去除效率低。
b 湿式洗气法。在烟道中建一个填料吸收塔,在塔内烟气与碱性溶液对流混合, 不断地在填料中的空隙及表面接触及反应, 使尾气中的酸性气体被吸收去除。其优点去除率高, 对 SO2及 HCl, HF 去除率在 90% 以上, 并对高挥发性重金属物质(如汞)有去除能力。但投资高, 耗电、耗水量大, 产生的废水需要进行处理。
c半干式洗气法。是介于干式与湿式之间, 增设一个半干法洗气塔, 实质是一个喷雾干燥装置, 利用雾化器( 喷嘴) 将熟石灰浆[Ca(OH)2]从塔顶或底部或切向喷入塔内, 烟气与石灰浆同向或逆向在塔内流动并充分接触发生中和反应, 由于液滴直径小,表面积大, 不仅与尾气液滴充分接触, 同时水分在塔内能完全蒸发, 不产生废水。此法综合了干法与湿法的特点, 较干法耗石灰粉少, 较湿法耗水量低, 同时免除了过多废水的产生, 且脱除率高, 但是制浆系统复杂, 反应器(塔)内易粘结, 喷咀能耗高。
3 结束语
垃圾焚烧发电产生的二次污染,对其尾气的净化处理关系到垃圾能否资源化利用的关键。垃圾焚烧发电二次污染的控制与处理必须全方位采取有效措施: 即从垃圾来源去除污染的生成源与催化剂; 选择合适的先进的垃圾焚烧技术; 加大力度控制燃烧过程中二噁英等的污染产生; 最后对锅炉尾气烟气采用有效措施净化处理, 确保达到排放标准。
参考文献:
[1] 汪玉林. 垃圾发电技术及工程实例[M].北京: 化学工业出版社, 2009.