垃圾处理与循环流化床垃圾焚烧炉

垃圾处理与循环流化床垃圾焚烧炉垃圾处理与循环流化床垃圾焚烧炉陈力刘化才1前言前言据新华社长沙2000年12月24日电文“经济的高速发展导致我国城市垃圾量迅猛上升，同时垃圾回收行业却在萎缩。我国的城市已陷入垃圾的包围之中，据统计，我国历年垃圾的堆存量达60多亿吨，占用的土地面积超过5亿平方米，近200座城市发展到无适合场所堆放垃圾，导致不少城区城乡结合带生态环境恶化。”改革开放20年来，我国的国民经济有了长足进展，城市规模迅速扩张。工业化进程的不断推进创造了空前巨大的社会财富，但是同时也制造了越来越多的垃圾。1999年全国城市生活垃圾产量已经超过1亿t，预计2000年以后将达到1.2亿～1.4亿t。垃圾对城市的污染愈演愈烈，成为现代城市亟待解决的一项难题。城市处理垃圾的传统方式是填埋。在城市规模较小时，垃圾产量有限，填埋显然是最简便易行的处理方式，因而也是目前大多数城市处理垃圾的方式。但是这一方式现在日益面临着越来越大的困难。(1)随着人口的增长、城市的扩张，土地的价格越来越昂贵，而垃圾填埋需要占用大量宝贵的土地资源；(2)仅靠垃圾自己的腐化反应来使垃圾逐渐减少、消失，垃圾处理周期长；(3)容易导致垃圾渗滤液和挥发气体污染地下水、空气，导致土壤沙化。焚烧处理城市生活垃圾与填埋相比，其优势是非常明显的。(1)占用土地有限；(2)处理周期短；(3)采用先进的燃烧方式和工艺设备，可以将环境污染物的排放控制在一定的水平内；(4)将垃圾中的热能转化为生活和工业中能够利用的二次能源，节约了能源，为城市的可持续发展提供支持；(5)垃圾焚烧后转化成灰渣，对于燃烧方式，比如循环流化床锅炉，燃烧生成的灰渣具有很好的活性，可以作制造建筑材料的原料，从而实现了物资的再生利用。综上所述，如果能够使用合适的燃烧方式和工艺设备，将会变废为宝，实现绿色环境工程，使因垃圾产生的问题得到圆满解决。2城市生活垃圾的成分和热能城市生活垃圾的成分和热能城市生活垃圾泛指一切生活废弃物，包括食品垃圾、废纸、废布、塑料、木头、金属、玻璃、陶瓷、灰渣、废砖瓦、废器具、建筑废弃物，以及动植物残体、医院垃圾、地下水沟道污泥、公共交通带来的各种废弃物等，包罗万象，种类繁多，其构成主要受城市的规模、地理环境、燃料结构、居民生活水平和生活习惯、自然季节等的影响。我国城市生活垃圾成分与全球平均值的对比情况列于表1中。城市生活垃圾的可燃成分是其中的有机物，各种有机垃圾的热值列于表2中。从表2可以看出，各种有机垃圾本身热值很高，有很大的能源利用价值。从表1可以看出，我国城市生活垃圾成分与全球平均值相比，炉渣等无机物成分比较高，因而发热值较低。但随着城市燃气普及率逐年上升，纸及塑料等高热值可燃物比例的增大，生活垃圾热值呈逐年递增的趋势。表3示出了广州市1991～1996年垃圾成分的变化情况，从中可以看出此趋势。按我国城市居民4亿人计，平均每人每天产生1kg生活垃圾，平均每千克垃圾的热值为4000kJ，则每年废弃在垃圾中的热能约折合标准煤20Mt3城市生活垃圾焚烧的条件城市生活垃圾焚烧的条件城市生活垃圾不仅发热值低，无机物及水分含量比较高，而且具有非均匀性，其组成会随着季节的变化和收集地点的不同而有很大差异，且含有金属、砖瓦等不可燃物，因此，要想保持焚烧过程能够稳定而彻底的进行，具有一定的难度。虽然从环境保护和能源节约的角度来讲，用焚烧来处理城市生活垃圾有着巨大的优越性，但是这种方式能否大规模应用，仍然取决于其在既定社会条件下的经济成本。联合国环境组织(UNEP)综合考察了世界经济的发展情况，提出了焚烧城市生活垃圾来发电的标准，认为符合以下条件的城市应大规模采用垃圾发电。(1)平均每人每天产生垃圾0.5～1.0kg以上；(2)垃圾中有机质份额大于40％；(3)垃圾含水量份额小于50％；(4)垃圾平均高位发热量在3349.44～7117.5kJ/kg以上；(5)考虑实施减量，重复使用，回收再利用措施的成本和可行性之后，仍然不能将垃圾的产量削减35％。可见，要采用焚烧城市生活垃圾来发电，其垃圾中必须含有一定的热值。参照此标准，我国的一些大城市，如上海、北京、天津、重庆、珠海、深圳等，已经具备大规模焚烧生活垃圾发电的条件。在国务院发布的《中国二十一世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中，明确表示要建设有害废物焚烧示范厂作为有害废物管理和处理、处置的样板，并要建设一批垃圾示范工程，还指出有条件的地方要发展焚烧处理技术。发展城市生活垃圾焚烧发电是一项涉及能源、环保、环卫、城建等等诸多部门的市政系统工程，应该综合考虑。从经济上说，城市生活垃圾焚烧发电能否得到发展，取决于其产生的利润(处理垃圾、供热、售电获得收益)能否在可接受的年限内弥补其投入的成本。在既定的社会经济条件下，其成功与否，取决于具体的