四、垃圾焚烧发电综合利用技术
1.垃圾进料装置
国内的城市生活垃圾没有分类,而分选、破碎的设备不仅十分复杂,而且可靠性差,因此不能走国外的流化床焚烧炉把垃圾破碎到一定粒度(如1~10mm)的路线,必须开发出能原始垃圾(尽管其中可能含有木头、金属和砖石等不规则物体)顺利送入炉膛的进料装置,清吩学根据几十年煤燃烧技术科研与工程的经验和对国内外有关装置的比较、研究,选用炉排进料、流化床燃烧的方式,顺利解决了这个问题。
2.流化床垃圾焚烧技术流化床燃烧技术是专门针对低热值燃料而开发的,流化床焚烧低热值的垃圾有较高的效率,燃烧效率可高达95%以上,而且对燃料成分变化不敏感:热值不足以维持热平衡时投入辅助燃料(煤)助燃。通过实验运行,己解决了焚烧的充分性、可靠性,而且由于流化床独特的燃烧方式,其气体有害物的排放量少于其它焚烧方式。清华大学对垃圾焚烧机理的理论与实验研究己为垃圾焚烧炉的设计提供了必需的设计依据。
3.流化床床上排渣技术
由于垃圾成分及形状复杂,灰渣的颗粒大泞、形状也不尽一致,不同子一般流化床的排料条件,需采用特殊的排渣技术。清华大学通过研究、采用床上定向排渣技术可以解决排渣问题。
4、受热面防腐技术垃圾焚烧时由于其原始组成中含有大量的塑料,会生成具有很强腐蚀能力的HC1:为降低氮的氧化物生成,需要分级燃烧,炉膛内形成还原气氛。应研究还原区的高温腐蚀。此项技术正在研究中。
5.污染物脱除技术
一般地,利用流化床可实现炉内脱硫、除HCI等,并有效地降低氮的氧化物Nox的生成。为经济、有效地控制污染物的排放,应研究污染物的生成机理,开发可靠的脱除污染物技术。目前清华大学已具有实用的炉内脱硫、除HCI技术,其它污染物的脱除技术正在研究中。根据清华大学已有日处理10吨垃圾的热态实验装置上试验的结果,HCL<50ppm,NOX<500ppm,S0X<1500ppm,均低于国家排放标准。由于采用流化床焚烧技术,有机物充分燃尽,几乎不存在二恶英、呋喃排放问题。
6.灰渣综合利用技术
对流化床排出的灰渣经磁选除去金属(回收)后,进行简单破碎,即可成为水泥、砖等的原料之一,需要时焚烧后的灰渣成分、特性及其它原料的配比进行研究。
五、产业化条件
城市垃圾焚烧发电综合利用可逐步产业化,不仅可将以后产生的城市生活垃圾全部焚烧发电降容处理。而且可能部分的消化以前多年遗留下未处理的垃圾。除发电外,还可以为垃圾焚饶处理厂附近的企事业单位或居民提供热源如冬委供暖、工业用汽,焚烧后的灰渣可以制成建筑材料或作为筑路材料。焚烧后垃圾体积下降90%,焚烧降容后填埋占用土地面积大大下降。其效益是多方面的。一台蒸发量为20t/h的焚烧锅炉每天可处理垃圾约300吨左右,按每年运行300天计,一年可处理城市垃圾计9万吨,这相当于30万城市居民一年的垃圾排放量。焚烧炉的各项排放指标均可以达到国家环保要求。垃圾焚烧产生的热量可用于发电或供热、制冷,发电功率为3000kWe,可保证垃圾焚烧厂在经济上不仅可自我维持,节省了垃圾处理费用,甚至还略有盈余。
一我国近五百个大中小城市,每年垃圾产量可达七千多万吨,市场是极为广阔的。据统计分析,我国大中城市垃圾中无机物平均含量较大,有机可燃物含量较小。除局部地区热值可达6500kJ/kg外、大部分垃圾的热值不足4000kJ/Kg,而国外的垃圾焚烧设备主要适用于处理较高热值的垃圾(一般热值应大于6500kJ/kg),此外,我国垃圾没有分拣,成分远比国外的生活垃圾复杂。由于不同热值、、不同成分燃料的燃烧特性差异很大,因此,从技术上说,照搬国外的技术、设备是不能很好地解决我国的垃圾焚烧问题的。
二从经济上说,国外的12Mwe垃圾发电机组的初投资可达0.5亿美元,是其常规火力电站投资的二倍以上,而比国内同等规模的常规火力电站的初投资(约1亿人民币)大四倍多。运行费用高30~50%以上。因此,大规模引进国外机组建设垃圾焚烧厂是不可能的,在中国是没有经济可行性的。
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