探析我国城市垃圾焚烧发电技术的应用及难题李永进

探析我国城市垃圾焚烧发电技术的应用及难题李永进

李永进

（天津泰环再生资源利用有限公司天津市300300）

摘要：据中国城市环境卫生协会的统计，我国现在每年的产生的垃圾高达10亿吨，其中生活垃圾大概4亿吨，建设产生的垃圾约5亿吨，另外有1000万吨的餐饮垃圾，中国的总垃圾量在全世界范围内也是最多的。每年城市的垃圾量还以约5%-8%速度增加，寻找有效处理垃圾的方法是我们急需解决的问题。基于此，本文对我国城市垃圾焚烧发电技术的应用及难题进行分析。

关键词：城市垃圾；焚烧发电；问题；建议

本文首先对城市垃圾焚烧发电技术的应用进行了介绍，针对目前焚烧发电技术在运行过程中存在的问题，提出了相应的改进措施，并对我国城市垃圾焚烧发电技术的发展趋势进行了展望。旨在使垃圾难题从根本上得到解决，对我国垃圾焚烧发电技术更好的推广和运用。

1垃圾焚烧发电的原理

垃圾的焚烧是在800°C～1000°C的温度下充分的热解垃圾中的有毒有害的物质，将产出的高温气体运用净化除尘设备将空气净化并且回收部分热量，产生大量的热蒸汽，通过热蒸汽发电机将热能转化为电能的过程。焚烧后的垃圾体积的减少量高达80%-90%，减少了70%的重量，因此采用焚烧处理垃圾可以达到减重减体积的效果，垃圾焚烧的优点还有占地面积小、放热发电、彻底有效的消灭细菌、废渣可以当作建筑材料等。基于以上优点大力推行垃圾焚烧发电利国利民。《国家环境保护“十三五”规划》中介绍把生活垃圾焚烧的处理系统技术作为以后处理生活垃圾的首要考虑方案，规划指出必须采用先进的生活垃圾的处理设备，降低污染物的排放量，提高生活垃圾的处理水平。在国家政策的大力支持下，垃圾焚烧发电技术正趋于成熟，将会成为我国垃圾处理处置的主要方式。

2垃圾焚烧炉的技术解析

2.1热解炉的焚烧技术

通过隔绝空气，充分分解垃圾内的有机物质，运用氢氧化钠碱液净化热蒸汽是热解炉焚烧的使用条件。目前，这是一种比较先进的方法。炉有非常简单的结构，和炉排炉的费用相比，设备的费用比少将近50%，具有比较小的处理能力，燃烧后的废渣具有极高的含碳量，是热解炉的缺点。因为不适用每天具有极高生活垃圾产量的城市，因此不能得到广泛的应用。

2.2炉排炉的焚烧技术

我国的大城市垃圾焚烧发电跟很多发达国家垃圾焚烧处理处置方式一样，炉排炉焚烧的技术，是主要采用的技术。技术原理是：首先是料斗内倒入垃圾，在进入炉排，采用燃油作为辅助的燃料，通过大量的氧气助燃。利用机械运动，充分搅拌和混合炉排，以充分燃尽垃圾。炉排炉焚烧技术的优点有：设备每年的运行时间高达8000h，因此这是一项非常成熟的技术。和其他方法相比，垃圾处理成本较低，被广泛的运用到处理各种生活垃圾方面。缺点是具有较高的设备价格和维护价格，同时和流化床的焚烧效率相比，焚烧效率较低。

2.3流化床的焚烧技术解析

我国的节能环保技术明确的推荐使用流化床垃圾焚烧处理技术。流化床的工作原理是：炉的内部铺设很多炉渣或者砂子，炉内温度升高至60O℃以上，同时炉底吹入高于200°C的热风，生活垃圾经过破碎和分类等步骤后投放到燃烧炉中，混合掺烧比例小于20%的煤粉与炉渣或砂子同时燃烧和翻腾，处于沸腾状态的砂子在炉内的导热效果很好，因此垃圾可以迅速的燃烧。燃烧后的灰烬掉落到炉子底部，砂子和不可燃物拍出后进行分离处理，砂子可循环使用。流化床焚烧炉的处理能力比较适中，单个炉子的处理能力约500t/台•d。流化床的焚烧技术优点是：可以最小限度的减少有害气体二噁英的产生，燃烧比较充分，运行比较稳定，燃烧产生的热效率比较高。缺点是：必须掺煤才可以充分的燃烧，总的有效运行的时间比较短约6000h左右，设备的性质决定了其需要均匀性好的垃圾进行处理，每吨的处理成本费用高达150元，烟气中的灰尘是炉排炉灰尘量的3~4倍，设备被砂子磨损非常严重，后期维护成本很高。

3国内垃圾焚烧发电发展现状和存在的问题

3.1来自舆论的压力

对城市垃圾采取焚烧发电的方式，不仅可以实现垃圾的无害化处理，而且可以优化资源，进行发电，使资源得到最大限度的利用。但是随着城市垃圾焚烧项目在国内大力推广，产生了很多棘手的问题，比如焚烧发电厂的选址问题。首先垃圾发电厂的选址不能离城市过远，如果过远就会增加垃圾运输的费用。拟建的垃圾焚烧发电厂离居民区太近，产生的异味一旦控制不好会对周边居民的生活环境造成很大影响。而且在居民区周边选址垃圾焚烧发电厂，由于居民对垃圾焚烧发电厂的认识不足，就会产生人民群众集体反对的不良现象。

3.2环境可容量的限制

城市垃圾在焚烧的过程中会有很多的污染物产生，在我国制定的《生活垃圾焚烧污染控制标准》中规定了有10种污染物，其中包括CO、烟尘、SO2、HCl、NOx、Hg、二噁英等物质。按照最新环评的标准，规定了二噁英的最高极限值是0.6PgTEQ/m，但是在上海、北京、广州等一线城市中，监测中显示空气中的二噁英的含量已经接近最高极限值，甚至有的超过极限值。现在的大气负荷已经达到其所能承受的极限值了。如果在这些一线城市中新增加城市垃圾焚烧厂会大大的增加居民将要面对严重的环境风险，国内很多大中城市都面临或者即将面临大气容量的问题，虽然在项目实施之前会有环评报告，但是这个潜在的危险源不容忽视，必须引起重视。

4改善城市垃圾焚烧发电技术的建议

4.1社会各界共同努力，推动焚烧产业的市场化发展

随着城市化进程的加快，人们也普遍提升了生活水平，同时也急剧增加了生活垃圾。填埋是目前城市垃圾所普遍采用的处理方式。而实践证实，这种方法并不是有效的。最大的弊端，使逐渐减少了土地的利用率。由此，大力推行垃圾焚烧技术势在必行。单从技术上分析，相比于填埋，垃圾焚烧发电处理技术具有更多的优势，但在垃圾焚烧发电过程中，也面临着诸多困境，需要社会大众、相关企业和政府共同努力，才能保障其顺利实施。为此，政府必须制定相关政策，严格监管，发挥其监督作用，垃圾发电企业应当积极向公众宣传展示，消除群众对垃圾发电厂的抵触认知。

4.2努力研制和开发经济实用、适合我国垃圾特性的国产大型垃圾焚烧装置

焚烧法就有较高的投资，我国目前能够生产的焚烧炉通常都具有较低的自动化程度、较差的运行稳定性和相对较弱的处理能力，对于大规模集中焚烧城市垃圾并不适合。如果全部进口国外的设备和技术，又会产生较高的运行成本，增加了地方政府的建设投资。基于此，研制和开发经济适用的，与国外垃圾特性相符的国产大型垃圾焚烧装置，对发展环保产业、改善垃圾污染现状意义非常重大。

结语

作为一个产业，垃圾处理并非是单纯的市政设施，通过良好的机制体制和政策支持，各个主体都在积极参与，其经营模式也是多种多样的。在最近几年内，我国垃圾焚烧发电技术得到了迅速的发展，这主要得益于人们逐渐加强的地方城市环保意识。尤其是在一些城市具有良好经济条件的，为了支持垃圾焚烧发电技术的应用，地方政府都是采用直接投资的方式。国家应立足于能源再生利用的角度和环境保护角度，对相关政策和技术进行制定，加大力度研究垃圾焚烧热工学，通过开发国产的垃圾焚烧及烟气净化成套设备，使我国的城市垃圾处理水平进一步提升，并努力赶超世界先进国家水平。

参考文献：

[1]李树森.城市固体生活垃圾O_2/CO_2燃烧发电厂流程仿真模拟与优化[D].北京交通大学，2015.

[2]孙毅雯.我国生活垃圾焚烧发电政策转移研究[D].东北大学，2014.

[3]胡秀莲，姜克隽，崔成.城市生活垃圾焚烧发电CDM项目案例分析[J].中国能源，2002（07）：22-28.