探析城市垃圾的焚烧处理
1 引 言
处理城市垃圾的方式主要有:填埋、焚烧和堆肥三种,针对不同类型的垃圾,宜采用不同的处理方法。一般情况下,有机物含量高的垃圾,宜采用堆肥法,但堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类,且不能减量化,仍需占用大量土地;无机物含量多的垃圾适宜填埋法,但此方法,占用了大量土地,同时垃圾中有害成分对大气、土壤及水源造成了严重污染,不仅破坏了生态环境,而且也严重危害人体健康。所以,世界各国普遍采用焚烧法处理垃圾。
2 焚烧处理
2.1城市垃圾焚烧技术概述
焚烧法是一种高温热解处理技术,即以一定量的过量空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,废物中的有害有毒物质在800~1200℃的高温下氧化、热解而被破坏,是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。
焚烧的目的是尽可能焚毁废物,是被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容,并尽可能减少新的污染物质产生,避免造成二次污染。对于大、中型的废物焚烧厂,能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质,以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。目前在工业发达国家焚烧法已被作为城市垃圾处理的主要方法之一,得到广泛应用,我国也在加快开发研究的速度,以推进城市垃圾的综合利用。
焚烧法不但可以处理固体废物,还可以处理液体废物;不但可以处理城市垃圾和一般工业废物,而且可以用于处理危险废物。在焚烧处理城市生活垃圾时,也常常将垃圾焚烧处理前暂时储存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。焚烧法适宜处理有机成分多、热值高的废物;当处理可燃有机物组分很少的废物时,需要补加大量的燃料,这会使运行费用增高。但如果有条件辅以适当的废热回收装置,则可弥补上述缺点,降低废物焚烧成本,从而使焚烧法获得较好的经济效率。
2.2垃圾特性
城市垃圾是指城镇居民生活活动中废弃的各种物品,包括生活垃圾、商业垃圾、市政设施及其管理和房屋修建中产生的垃圾或渣土。其中有机成分有纸张、塑料、织物、炊厨废物等;无机成分有金属、玻璃瓶罐、家用什物、燃料灰渣等。国外有的还包括大量的大型垃圾,诸如家庭器具、家用电器和各种车辆等。 城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平有关。 随着今后我国城市发展,尤其是北方城市燃气化率的不断普及,城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。
2.3处理技术
垃圾焚烧处理技术主要包括垃圾焚烧、烟气处理和余热利用三部分。烟气处理和余热利用技术在我国其它行业有一定的基础,垃圾焚烧技术在消化、吸收国外生活垃圾焚烧技术基础上,结合我国生活垃圾特性的研究、开发活动正在取得一定的进展。
3 焚烧处理发展情况
3.1国外垃圾焚烧处理技术发展状况
垃圾焚烧处理方法是早在1901年由美国人提出的。当初,主要任务是使垃圾减容,但由于当时垃圾燃烧的烟尘无法控制,一直未能得到广泛利用。到60年代,随着烟气处理技术的进步,这种焚烧处理垃圾方法在欧洲得到了普及和发展。
日本最早的垃圾发电站1965年建于大阪市,目前有垃圾焚烧炉约3000座,垃圾发电站131座,总装机容量650MW。到2000年垃圾发电容量达到2000MW。垃圾日处理能力1000t/d以上(最大为1800t/d)的垃圾发电站8座,1995年建成一座最大的垃圾电站,发电容量24MW。日本早期垃圾电站为防止炉管腐蚀,采用低参数,发电效率较低,仅为10%-15%,现正谋求提高到30%。
美国垃圾焚烧厂发展很快,至1990年,已建400座,焚烧率达18%,到2000年提高到40%。美国垃圾发电已达2000MW,最近在建的有日处理垃圾2000t/d、蒸汽温度达430-450℃、发电量为85MW的垃圾电站。
英国最大的垃圾电站位于伦敦,共有5台滚动炉排式锅炉,年处理垃圾40万吨。
法国现有垃圾焚烧锅炉300多台,可处理40%城市垃圾,巴黎有4台日处理垃圾450t/d的马丁式锅炉。
德国拥有世界上最高效率的垃圾发电技术,至1998年有75台垃圾焚烧锅炉。
新加坡垃圾焚烧处理率达100%,1986年建成一座2700t/d垃圾电站。
3.2国内垃圾焚烧技术发展情况
四川省乐山市凌云垃圾焚烧厂:中国国产化垃圾焚烧处理技术与设施发展的萌芽。
该厂由中国市政工程西南设计院设计,于1988年2月于乐山市建成投产。每日进入机械分选工段的垃圾为50吨,每日平均人炉垃圾为30吨(即单台处理能力)。皮带输送机将分选后的垃圾送至炉顶,由入口加料。“乐山1号炉”为炉顶双孔(加料)、双炉排矩形燃烧室;“乐山2号炉”为炉顶四孔(加料),单炉排矩形燃烧室。1989年4月为完成建设部“七五”科技攻关项目:“乐山市垃圾焚烧炉改造”,建设了“乐山3号试验炉”,为圆筒型直立燃烧室;燃烧室内壁采用耐火砖砌筑,耐火泥抹面。采用固定炉排,铸铁炉条,其断面尺寸为6×5cm,炉条间隙6-lOcm。
深圳市市政环卫综合处理厂(深圳清水河垃圾焚烧厂):中国垃圾焚烧处理技术与设施发展的第一座里程碑。
深圳市于1985年与日本三菱重工业公司签订合同,成套引进两套日处理能力为150吨/台的垃圾焚烧装备。该厂由核工业第二研究设计院设计。于1985年11月破土动工,1988年6月试产成功,同年11月正式投产。成为当时我国第一座现代化垃圾焚烧厂。
温州市东庄垃圾焚烧发电厂:中国国产化垃圾焚烧处理技术与设施发展的第一座里程碑。
该厂由温州市伟明环保工程公司投资建设,核工业第二研究设计院设计。一期工程于2000年1月破土动工,2001年11月建成投产。采用1套逆推机械炉排炉,日处理能力为160t/d。配置1台1500KW汽轮发电机组。二期工程于2003年2月建成投产。采用l套由温州市伟明环保工程公司制造的机械炉排炉。该炉排由二段组成:第一段为逆推式炉排,第二段为水平顺推炉排,以利于燃烬。日处理能力为225t/d。配置一台3000KW汽轮发电机组。 该厂是我国第一座按照当时国际上现代化垃圾焚烧处理技术原理和工艺配置模式,采用国产化技术、工艺与装备建设和运营的厂。
温州市临江垃圾焚烧发电厂:中国国产化垃圾焚烧处理技术与设施发展的第二座里程碑。
该厂是在温州市东庄垃圾焚烧发电厂的基础上,由温州市伟明环保工程公司投资建设的第二座国产化垃圾焚烧发电厂。该厂于2001年12月破土动工,2003年4月投产并网发电。
上海浦东新区御桥垃圾焚烧发电厂:中国垃圾焚烧处理技术与设施发展的第二座里程碑。
该厂2000年2月开工建设,2001年11月开始工厂设备调试,2002年5月完成全厂综合调试,2002年9月经上海市环保局批准投入运行。 该厂是中国大陆地区第一座日处理1000吨级的大型现代化垃圾焚烧发电厂(实际配置为:365t/d·台×3台=1095t/d),由上海浦东发展集团投资,并部分利用法国政府混合贷款,用于引进法国技术和部分关键设备。工厂总造价约6.3亿元(日·吨处理能力投资约57.5万元/t)
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