四、垃圾焚燒發(fā)電綜合利用技術
1.垃圾進料裝置
國內(nèi)的城市生活垃圾沒有分類,而分選、破碎的設備不僅十分復雜,而且可靠性差,因此不能走國外的流化床焚燒爐把垃圾破碎到一定粒度(如1~10mm)的路線,必須開發(fā)出能原始垃圾(盡管其中可能含有木頭、金屬和磚石等不規(guī)則物體)順利送入爐膛的進料裝置,清吩學根據(jù)幾十年煤燃燒技術科研與工程的經(jīng)驗和對國內(nèi)外有關裝置的比較、研究,選用爐排進料、流化床燃燒的方式,順利解決了這個問題。
2.流化床垃圾焚燒技術流化床燃燒技術是專門針對低熱值燃料而開發(fā)的,流化床焚燒低熱值的垃圾有較高的效率,燃燒效率可高達95%以上,而且對燃料成分變化不敏感:熱值不足以維持熱平衡時投入輔助燃料(煤)助燃。通過實驗運行,己解決了焚燒的充分性、可靠性,而且由于流化床獨特的燃燒方式,其氣體有害物的排放量少于其它焚燒方式。清華大學對垃圾焚燒機理的理論與實驗研究己為垃圾焚燒爐的設計提供了必需的設計依據(jù)。
3.流化床床上排渣技術
由于垃圾成分及形狀復雜,灰渣的顆粒大濘、形狀也不盡一致,不同子一般流化床的排料條件,需采用特殊的排渣技術。清華大學通過研究、采用床上定向排渣技術可以解決排渣問題。
4、受熱面防腐技術垃圾焚燒時由于其原始組成中含有大量的塑料,會生成具有很強腐蝕能力的HC1:為降低氮的氧化物生成,需要分級燃燒,爐膛內(nèi)形成還原氣氛。應研究還原區(qū)的高溫腐蝕。此項技術正在研究中。
5.污染物脫除技術
一般地,利用流化床可實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫、除HCI等,并有效地降低氮的氧化物Nox的生成。為經(jīng)濟、有效地控制污染物的排放,應研究污染物的生成機理,開發(fā)可靠的脫除污染物技術。目前清華大學已具有實用的爐內(nèi)脫硫、除HCI技術,其它污染物的脫除技術正在研究中。根據(jù)清華大學已有日處理10噸垃圾的熱態(tài)實驗裝置上試驗的結果,HCL<50ppm,NOX<500ppm,S0X<1500ppm,均低于國家排放標準。由于采用流化床焚燒技術,有機物充分燃盡,幾乎不存在二惡英、呋喃排放問題。
6.灰渣綜合利用技術
對流化床排出的灰渣經(jīng)磁選除去金屬(回收)后,進行簡單破碎,即可成為水泥、磚等的原料之一,需要時焚燒后的灰渣成分、特性及其它原料的配比進行研究。
五、產(chǎn)業(yè)化條件
城市垃圾焚燒發(fā)電綜合利用可逐步產(chǎn)業(yè)化,不僅可將以后產(chǎn)生的城市生活垃圾全部焚燒發(fā)電降容處理。而且可能部分的消化以前多年遺留下未處理的垃圾。除發(fā)電外,還可以為垃圾焚饒?zhí)幚韽S附近的企事業(yè)單位或居民提供熱源如冬委供暖、工業(yè)用汽,焚燒后的灰渣可以制成建筑材料或作為筑路材料。焚燒后垃圾體積下降90%,焚燒降容后填埋占用土地面積大大下降。其效益是多方面的。一臺蒸發(fā)量為20t/h的焚燒鍋爐每天可處理垃圾約300噸左右,按每年運行300天計,一年可處理城市垃圾計9萬噸,這相當于30萬城市居民一年的垃圾排放量。焚燒爐的各項排放指標均可以達到國家環(huán)保要求。垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量可用于發(fā)電或供熱、制冷,發(fā)電功率為3000kWe,可保證垃圾焚燒廠在經(jīng)濟上不僅可自我維持,節(jié)省了垃圾處理費用,甚至還略有盈余。
一我國近五百個大中小城市,每年垃圾產(chǎn)量可達七千多萬噸,市場是極為廣闊的。據(jù)統(tǒng)計分析,我國大中城市垃圾中無機物平均含量較大,有機可燃物含量較小。除局部地區(qū)熱值可達6500kJ/kg外、大部分垃圾的熱值不足4000kJ/Kg,而國外的垃圾焚燒設備主要適用于處理較高熱值的垃圾(一般熱值應大于6500kJ/kg),此外,我國垃圾沒有分揀,成分遠比國外的生活垃圾復雜。由于不同熱值、、不同成分燃料的燃燒特性差異很大,因此,從技術上說,照搬國外的技術、設備是不能很好地解決我國的垃圾焚燒問題的。
二從經(jīng)濟上說,國外的12Mwe垃圾發(fā)電機組的初投資可達0.5億美元,是其常規(guī)火力電站投資的二倍以上,而比國內(nèi)同等規(guī)模的常規(guī)火力電站的初投資(約1億人民幣)大四倍多。運行費用高30~50%以上。因此,大規(guī)模引進國外機組建設垃圾焚燒廠是不可能的,在中國是沒有經(jīng)濟可行性的。
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