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关于垃圾焚烧发电的15个问题.doc

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关于垃圾焚烧发电的 15 个问题 http://ecep.ofweek.com 1. 什么是垃圾焚烧处理? 焚烧就是烧掉、烧毁;在燃烧过程中,把可燃的物质都烧完了,化成灰烬。 焚烧处理是利用高温氧化作用处理生活垃圾——将生活垃圾在高温下燃烧,使生 活垃圾中的可燃废物转变为二氧化碳和水等,焚烧后的灰、渣仅为生活垃圾原体 积的 20%以下,从而大大减少了固体废物量,还可以消灭各种病原体。 2. 国外垃圾焚烧处理的情况如何? (1)欧州焚烧处理现状。目前欧洲各国普遍加强垃圾焚烧处理,欧盟的废物 管理最高法令也明确支持和鼓励对垃圾进行能源回收(以焚烧为主)。1996-2007 年,欧盟成员国垃圾填埋量不断减少,而焚烧量却呈上升趋势。据统计,2006 年欧洲主要国家总人口为 5.78 亿人,生活垃圾产生总量约为 2.97 亿吨,生活垃 圾焚烧发电(供热)厂达到 425 座,垃圾焚烧处理量约 6362 万吨,比 2001 年增加 了 20%。 (2)美国焚烧处理现状。在美国,垃圾焚烧在垃圾处理系统中一直占有一席 之地,美国全国垃圾焚烧处理率一直在 14%左右。2007 年,美国共有 87 座垃圾 焚烧发电(供热)厂,分布在 26 个州,焚烧炉共 220 台,总规模 93 943 吨/日, 共处理垃圾 2870 万吨,装机总容量为 2720MW,年发电量为 170 亿度。美国的焚 烧处理能力是中国的 2 倍,集中在东北部经济发达地区。 (3)日本焚烧处理现状。在日本,垃圾焚烧处理量一直是居高不下,东京的 中央焚烧厂距离日本皇宫仅 3.5 公里;日本皇宫周边 7 公里范围内有 7 座垃圾焚 烧发电厂。 从上个世纪六十年代起,日本就开始大规模建设焚烧厂,达到使用年限之后 需要关闭的垃圾焚烧厂绝大多是早期建设的小型垃圾焚烧厂,由污染控制水平更 高的大型垃圾焚烧厂所替代。 上个世纪九十年代,为了更好的加强垃圾焚烧厂污染控制,日本对垃圾焚烧 设备及烟气处理设备进行升级换代,焚烧在生活垃圾处理中仍占据主体地位。虽 然日本的垃圾焚烧厂数量减少,但是焚烧处理总量并未明显减少。 近几年,日本垃圾焚烧总量略有减少,主要是垃圾分类回收和减量化的推行, 造成垃圾清运总量在减少。 总的来看,日本垃圾处理都以焚烧为主,垃圾分类回收在逐步加强,填埋处 理量在逐步减少。
http://ecep.ofweek.com (4)新加坡焚烧处理现状。新加坡的垃圾处理政策是“发展与维持足够的焚 烧厂以焚烧全部可以焚烧的垃圾,发展与维持足够的填埋场以处理全部不可焚烧 的垃圾和焚烧后的灰烬”,新加坡实行的是全量焚烧、灰渣填埋的垃圾处理方式。 新加坡现有 4 座垃圾焚烧发电厂、1 座垃圾填埋场及 1 座与之配套的海上转运站, 分别位于其北部、中部、西部偏南和南部海岛,除最早建设的乌鲁班丹焚烧发电 厂距居民区 2 公里外,其它处理厂(场)均距居民区 10 公里外。实马高垃圾埋置 场主要填埋新加坡 4 座焚烧发电厂焚烧后的灰烬,以及不可焚烧的工业、建筑废 料,预计可使用至 2045 年。大士南垃圾焚烧发电厂全负荷垃圾处理能力 3000 吨/日,为目前全球规模最大,年生产电力 9.81 亿千瓦时,占新加坡全部电力需 求的 2%-3%。 3. 我国垃圾焚烧发电的现状是如何? 我国垃圾焚烧发电虽起步较晚,但发展迅速。1988 年深圳建立我国第一座 引进日本三菱马丁进口设备和技术的垃圾发电厂——深圳市政环卫综合处理厂 (日处理垃圾 3×150 吨,装机容量 4MW)。随后珠海、上海浦东和浦西、宁波、 杭州、温州、苏州、常州、重庆、成都、广州、福州、厦门、天津和北京等多个 城市的垃圾焚烧发电厂相继建成投产,2010 年全国已建和在建的垃圾焚烧发电 (供热)厂已经超过 170 座。 4. 生活垃圾能燃烧吗?能焚烧彻底吗? 首先要说明什么是热值:单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热 量,即 1 千克(或 1 立方米)某种固体(气体)燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料 的热值。 随着我国国民经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,日常生活垃圾的 热值不断提高。目前的热值水平相当于普通煤炭的 1/4,具体数据热值在 4200 千焦/公斤左右,稳定燃烧过程中完全可以不需要添加煤、油或天然气等辅助燃 料而熊熊燃烧,现在国内的机械炉排炉,都比较成熟,均能彻底焚烧生活垃圾, 焚烧后的残渣是一种密实的、不腐败的无菌物质。 5. 焚烧处理有什么好处?一吨生活垃圾能发多少电?能减少多少二氧化 碳的排放? 垃圾焚烧处理具有 “减量化、资源化、无害化”的优点,而且焚烧处理设 施占地较省,垃圾稳定化迅速,减量效果明显,生活垃圾臭味控制相对容易,焚 烧余热可以利用,在安全无害高效处理生活垃圾的同时,还能利用其焚烧所产生 的余热进行发电(供热)利用,符合循环经济的要求,是目前国际和国内普遍推崇 的生活垃圾处理技术。 利用生活垃圾焚烧产生的余热发电,每年可向电网供电,实现废物资源化, 并节省不可再生资源——煤、天然气或燃油,减少了二氧化碳的排放。据估算,
http://ecep.ofweek.com 国内炉排炉生活垃圾焚烧发电厂上网电量约为 250-350 kw.h/t,每吨生活垃圾 焚烧发电可节约标煤 81-114 kg、减排 202-283 kg 二氧化碳。 6. 什么样的城市适合选择垃圾焚烧处理方式? 随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的提高,城市规模越来越大、城 市人口越来越多,从而使得城市生活垃圾产量不断增加,城市垃圾围城危机日益 严重。填埋、堆肥处理已经不能完全满足需求,堆肥对土壤的负影响也较大,大 部分垃圾填埋场也已处在即将填满而要重新选择填埋场地的情况,由于土地紧缺 和环境的要求,在不同的城市根据实际情况发展垃圾焚烧发电(供热)技术,对垃 圾进行无害化处理就显得更加迫切。 根据经济发展的需要和实际情况,GDP 不高的地区偏向于继续采用填埋的方 式,但前提是要有足够的土地作为填埋垃圾用。在比较发达地区和城市,随着城 市人口的不断增加,适合采用焚烧处理方式,因为可以节省土地资源,进行无害 化处理。 7. 焚烧处理技术主要有哪些? 目前主流的垃圾焚烧处理技术主要有两种:一种是机械炉排炉技术、一种是 循环流化床技术。 根据我国的相关技术政策“垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技 术,审慎采用其它炉型的焚烧炉。禁止使用不能达到控制标准的焚烧炉”,机械 炉排炉技术应是生活垃圾焚烧处理的主流技术。机械炉排炉技术的特点:应用历 史长久,技术成熟。垃圾不需要预处理,故障率低,年运行时间长,处理能力较 大。稳定燃烧过程中不需要添加辅助燃料,飞灰产生量较少,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。 循环流化床技术:在垃圾焚烧处理领域的应用时间较短,目前还处于技术探 索期。目前国内的循环流化床运行时需要消耗不可再生的煤,并且对煤块的颗粒 大小有一定要求,必须先将煤块加工破碎后才能由给煤设备送入炉膛。同时由于 其技术特点,循环流化床在垃圾焚烧处理前需要对垃圾进行分选、破碎等预处理, 在预处理和厂内的输送过程中容易造成污水以及臭味的外泄,对环境造成二次污 染。该技术在垃圾衍生燃料(RDF)和污泥等焚烧处理方面更具有适应性,加煤不 能超过 30%。 8. 焚烧热能如何利用? 生活垃圾中存在大量的可燃物,利用生活垃圾代替煤作为燃料,在焚烧炉内 进行燃烧、发出热量并产生蒸汽,既可以发电,也可以热电联产或直接供热。对 生活垃圾采用焚烧发电(供热)的方式,不但处理了生活垃圾,而且还节约了国家 的不可再生资源——煤或燃油,同时弥补了我国电力的不足。
9. 焚烧处理产生哪些废气?如何控制? http://ecep.ofweek.com 生活垃圾焚烧的烟气控制系统标准远比燃煤锅炉、燃油锅炉、焦化炉严格。 生活垃圾焚烧发电(供热)厂排放的废气主要来自于焚烧炉所产生的烟气,所 含的主要污染物为粉尘、氯化氢(HCl)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧 化碳(CO)、氟化氢(HF)、有机污染物、二恶英及重金属等。通过计算机控制系统 实现垃圾焚烧、热能利用、烟气处理等过程的高度自动化,使焚烧系统在额定工 况下运行,从而使原始排放物浓度降到最低。烟气经过烟气净化系统处理后通过 烟囱排入大气前,使用烟气在线监测仪——以连续监测每条焚烧线的烟气排放指 标,确保垃圾焚烧发电(供热)厂烟气达标排放。 10. 焚烧处理产生哪些废渣?如何处置? 炉渣:生活垃圾在焚烧炉中经高温焚烧,使生活垃圾中各种成分得到彻底的 氧化、分解和钝化而成为炉渣,组成主要为玻璃、金属和各类无机物。 炉渣主要为生活垃圾燃烧后的残余物,其产生量视垃圾成分而定,其主要成 分为氧化锰(MnO)、二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3)、三氧 化二铁(Fe2O3)、废金属,以及少量未燃尽的有机物等,根据《生活垃圾焚烧污 染控制标准》(GB18485-2001)规定:“焚烧后的炉渣按一般固体废物处理”。垃 圾焚烧产生的炉渣经过高温无害化处理,再经过磁选等分离出废钢铁等废旧金属 后,对炉渣进行综合利用,可用作铺路的垫层、填埋场覆盖层的材料和制作免烧 砖等等,炉渣综合利用率可达 98%,不能综合利用部分送至填埋场填埋。 飞灰:烟气净化系统收集的粉尘(飞灰)含有二恶英及重金属等有害物,根据 《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)规定:“除尘飞灰按危险废物处 理”。 飞灰属于危险废物,必须单独收集,不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合,也 不得与其他危险废物混合。生活垃圾焚烧飞灰不得在产生地长期储存,不得进行 简易处置,不得排放。生活垃圾焚烧飞灰产生地必须进行必要的稳定化固化处理, 稳定化固化处理之后方可运输,运输需使用专用运输工具。采用密闭收集和输送 的方式输送至飞灰储仓,经浸出毒性试验合格后送至填埋场填埋。 11. 垃圾焚烧产生的二恶英是什么? 二恶英实际上是二恶英类的一个简称,它指的并不是一种单一物质,而是结 构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类共 210 种化合物,这类物 质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味、 毒性严重的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累。二恶英是燃烧过程中产 生的污染物,垃圾露天焚烧或在填埋场垃圾自燃排放的二恶英,是同量垃圾经过 现代化焚烧排放的很多倍;再生有色金属、炼钢、铁矿石焚烧、炼焦、遗体火化、
http://ecep.ofweek.com 铸铁生产、水泥生产、制浆造纸(含氯漂白工艺是形成二恶英的主要过程)等行业 也产生了大量的二恶英;还有汽车尾气、香烟、烧烤、烟花爆竹、自然界中森林 火灾和火山爆发等都能够产生二恶英,其实二恶英离我们并不遥远。目前,我们 的环境中存在的二恶英主要来自于冶金、炼焦、石化等行业。 12. 垃圾焚烧的烟气中为什么会有二恶英? 生活垃圾焚烧过程中,二恶英的生成途径包括以下几个方面: (1)生活垃圾中本身含有微量的二恶英,由于二恶英具有热稳定性,尽管大 部分经高温燃烧得以分解,但仍会有一部分燃烧后随烟气排出。 (2)燃烧过程中由含氯前体物生成二恶英,前体物包括聚氯乙烯(是经常使用 的一种塑料)、五氯苯酚(是纺织品、皮革制品、木材、织造浆料和印花色浆中普 遍采用的一种防霉防腐剂)等,燃烧中前体物分子通过重排、自由基缩合、脱氯 或其他分子反应等过程会生成二恶英,这部分二恶英大部分经高温燃烧被分解。 (3)当燃烧不充分时,烟气中产生过多的未燃尽物质,在 300—500℃温度环 境下,经高温燃烧已分解的二恶英遇到适量的触媒物质(主要为重金属,特别是 铜)将重新生成。 13. 垃圾焚烧中二恶英的生成可以控制吗? 尽管焚烧可能产生二恶英,但只要控制燃烧的条件,比如让烟气在炉子里停 留的时间长一些就可以大幅度减少二恶英的产生。 (1)选用符合国家标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)的焚 烧炉,控制燃烧温度,确保烟气在燃烧室内温度达到 850℃以上的区域停留时间 不小于 2 秒,使二次燃烧的气体形成旋流,使燃烧更完全、更充分,使二恶英充 分分解。研究表明,二恶英的生成和一氧化碳浓度有很大关系。运行中调节一、 二次风量和配比,并通过二次风来加强扰动,使垃圾燃烧更加充分,从而控制烟 气中一氧化碳的含量及二恶英的生成量。 (2)当烟气温度降到 300~500℃范围时,少量已经分解的二恶英将重新生 成,因此,设计考虑尽量减小余热锅炉尾部的截面积,使烟气流速提高,以减少 烟气从高温到低温过程的停留时间,以减少二恶英的再生成。 14. 二恶英的排放可以控制吗? 一是在烟气净化系统的烟道上布置活性炭导入装置,将比表面积大于 700m2/g 的活性炭喷入烟气,以吸附二恶英。同时,布袋除尘器中,当烟气通过 由颗粒物形成的滤层时,含尘烟气中残存的微量二恶英仍能被滤层中未反应的
http://ecep.ofweek.com Ca(OH)2 或 CaO 粉末、活性炭粉末等所组成的粉饼层过滤和吸附而得到进一步净 化。 二是选用高效布袋除尘器,采用高效滤料,将附有二恶英的飞灰过滤收集后, 用“螯合剂+水泥+水”稳定化处理。 15. 垃圾焚烧处理厂有臭味吗?如何控制恶臭? 生活垃圾中有机物的腐烂分解,不可避免地将产生恶臭污染。恶臭污染源主 要来自进厂的原始垃圾,垃圾运输车在卸料过程中和垃圾堆放在垃圾储坑内散发 出带恶臭的气体,其主要成分为硫化氢(H2S),氨(NH3)等。 为了控制焚烧厂产生的恶臭可以采取以下措施: (1)垃圾本身是有臭味的,因此不排除运输沿路有臭味,这方面,主要是采 用密闭性、具有自动装卸结构的运输车来运输垃圾,尽量减少臭味外溢; (2)垃圾运输车进入车间后,通过卸料门将垃圾倾倒进垃圾坑中。垃圾卸料 门为电动提升式,由专人控制,运输车完成卸料后及时关闭,使垃圾坑密闭化。 (3)垃圾卸料大厅总入口设置空气幕,以防止臭气外逸。 (4)垃圾坑为密闭式,风机的吸风口设置于垃圾坑上方,使垃圾坑和卸料大 厅处于负压状态,不但能有效地控制臭气外逸,又同时将恶臭气体作为燃烧空气 引至焚烧炉,恶臭气体在焚烧炉内高温分解,气味得以清除。为避免臭气外逸, 垃圾坑厂房为封闭厂房。 (5)在厂区四周种植一定数量的高大乔木,减少影响。 (6)为防止在全厂停炉检修期间,垃圾坑的臭气对周围环境的污染,坑内臭 气经活性炭废气净化器净化后排至室外。定期对净化器出口的臭气浓度进行检 测,当臭气出口浓度达到国标控制限值,及时更换净化器内的活性炭,废弃的活 性炭将与生活垃圾混合进入焚烧炉内进行高温焚烧处理。 (7)渗滤液处理系统为密闭结构,顶部设导气管,产生的沼气以及臭气通过 导气管、抽风机导入垃圾储坑。(由中国科协科普部、中国环境科学学会组织专 家编写)
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