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开发垃圾发电技术 实现热电持续发展

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

 

1 前 言

  当今世界,环境污染日益加剧,环境保护已成为国民经济可持续发展的重要组成部分。临沂 市是鲁西南重要的商贸枢纽,近几年来,随着商贸批发市场规模的发 展,城市人口迅速增加。相应的城市生活垃圾的数量也在急剧增加,据统计,现在每天产生 城市生活垃圾约600吨左右,并以每年平均10%增长率递增。临沂市政府把垃圾处理列为99年 度市政府“为民十大工程”之一,决定投资5000万元,在临沂市城西北36公里处征地1500亩 ,用于城市生活垃圾的填埋。一期工程先征地500亩,现在正在进行勘探、水文调查、基础 处理等前期工作。

  城市生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧等。填埋法方便易行,处理量大 ,是现在城市垃圾处理的一种主要方法,但是易造成二次污染,特别是垃圾中的一些 有毒有害物质填埋腐烂后,渗透到地下,引起地下水的污染;同时产生的一些有害气体

  造成环境的二次污染,并且需占用大量的土地。焚烧法是最有效 的方法,使城市垃圾处理基本上达到了减容化、无害化和能源化的目的。垃圾焚烧后,一般 体积可减少90%以上,重量减轻80%以上;高温焚烧后还能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物 质,可有效地控制二次污染。垃圾焚烧后产生的热能可用于发电供热,实现了能源的综合利 用。

2 垃圾发电供热技术的可行性分析

  城市生活垃圾焚烧发电技术在国外已有四十多年的历史,最先利用垃圾发电的是德国和法国 ,近几十年来,美国和日本在垃圾发电方面的发展也相当迅速。目前,日本拥有垃圾发电厂 一百多座,发电总容量在320MW以上,单台设备最大处理垃圾能力为552吨/日。

  我国垃圾焚烧发电供热技术起步较晚,现在还处于研究开发阶段。现已建立的部分垃圾发电 站,基本上是引进国外的设备和技术。我国第一座垃圾发电站是在深圳,引进的是日本三菱 重 工生产的两台炉排式垃圾焚烧炉,日处理垃圾150吨,配置500kW的汽轮发电机组来发电供热 。1992年又上了一台杭州锅炉厂(引进日本三菱重工技术)制造的垃圾焚烧炉,日处理垃圾15 0吨,配置1500kW汽轮发电机组。在上海、天津等城市也相继与法国、澳大利亚等国家合作 建设垃圾发电厂。引进的这些垃圾锅炉基本上都是炉排炉,价格昂贵,而且在燃用低热值、 高水份的垃圾时,为了保证锅炉的正常燃烧,达到需要的工艺参数,必须添加燃料油,运行 成本较高,经济效益差。发展适合我国国情的垃圾焚烧炉,实现设备国产化,达到低污染和 高效燃烧是众多科研单位和生产厂家正在研究开发的课题。 

  流化床燃烧技术是本世纪六十年代迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。他利用炉内燃料 的充分流动、混合,达到高效燃烧。我国在利用流化床燃烧技术燃用低热值燃料方面处于国 际领先水平。特别是浙江大学热能工程研究所多年来进行废弃物(如洗煤泥、煤矸石、城市 生活垃圾等)的研究开发和应用。成功开发出异重流化床城市生活垃圾焚烧技术,可实现高 效清洁燃烧。采用流化燃烧技术焚烧垃圾的优点主要表现在以下几个方面:

a 操作方便,运行稳定。由于流化床床料为石英沙或炉渣,蓄热量大,因而避免了床的急 冷急热现象,燃烧稳定。垃圾的干燥、着火、燃烧几乎同时进行,无需复杂的调整,燃烧控 制容易,易于实现自动化和连续燃烧。

b 设备寿命长。炉内没有机械运动部件,使用寿命长。

c 可采用全面的防二次污染的措施。对焚烧时产生的有害物质进行处理,在不增加太多投 资的前提下,可将NOX、SO2等气体排放控制在国家标准以下,炉渣呈干态排出,便于炉 渣的综合利用。

d 流化床焚烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高,相同垃圾处理量的流化床焚烧炉和炉排 炉相比体积要小,故而投资小,适应于大型化发展。

e 燃料适应性广,可燃烧高水分、低热值、高灰分的垃圾,床内混合均匀,燃尽度高,使 垃圾容积大大减少,特别适应于垃圾热值随季节变化很大的特点。

  因此,流化床垃圾焚烧是一种综合性能优越的焚烧方式,尤其适合我国垃圾热值低、成分比 较复杂的国情。随着我国人民生活水平的提高,城市生活垃圾中无机物含量将大幅度下降, 有机物、纸、塑料等高热值废弃物成份逐渐上升,使之具备了能源化利用的可能。当城市生 活垃圾随着季节变化或影响过低时,为保证供电或供热,可将垃圾与辅助燃料(如原煤、废 油等)在同一炉内混烧。

 目前,城市生活垃圾流化床焚烧发电新技术已应用到商业化运营的热电项目上。1998年浙江 大学热能研究所与杭州锦江集团将联合开发的

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