垃圾的合理利用措施及意义

　　正确利用垃圾所代理的用处，又关垃圾的新管理措施有哪些呢?同时在当前垃圾的新应用措施技巧对新能源的发展上有何推动作用呢?本文就做了详细的介绍。本文发表在：《山东电力技术》,《山东电力技术》山东电力集团公司主管，由山东电机工程学会与山东电力研究院联合主办、公开发行的电力技术刊物。《山东电力技术》主管单位：山东电力集团公司，主办单位：山东电机工程学会山东电力研究院，国内统一刊号：37-1258/TM，国际标准刊号：1007-9904

　　摘要：城市垃圾发电是近30年发展起来的新技术，特别是20世纪70年代以来，由于资源和能源危机的影响，发达国家对垃圾采取了“资源化”方针，垃圾处理不断向“资源化”发展，垃圾电站在发达国家迅猛发展。最先利用垃圾发电的是德国和美国。1965年，西德就已建有垃圾焚烧炉7台，垃圾焚烧量每年达7.8 105吨，垃圾发电受益人口为245万;到1985年，垃圾焚烧炉已增至46台，垃圾年焚烧量为8 106吨，可向2120万人供电，受益人口占总人口的34.3%。法国共有垃圾焚烧炉约300台，可以烧掉40%的城市垃圾。

　　关键词：垃圾处理,发电应用,新能源论文

　　垃圾处理目前主要有填埋法、堆肥法、焚烧法等。下面就其中几种方法介绍如下：

　　1.1 填埋法

　　根据工艺的不同，又分传统填埋法和卫生填埋法两类。

　　1.1.1 传统填埋法

　　这种方法实际上是在自然条件下，利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起，不加掩盖，未经科学处理的填埋方法。

　　1.1.2 卫生填埋法

　　卫生填埋法是采用工程技术措施，防止产生污染及危害环境土地的处理方法。

　　此二种填理法处理量大，方便易行，投资省，是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源)，被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等，还占用大量农田面积，垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。

　　各国工业的迅猛发展，人口的大量集中，城市越来越多、越来越大，人类生活水平的不断提高，造成地球上的垃圾越来越多，已成为一大公害。据1996年有关资料统计表明，目前全球每年排放垃圾近100亿吨。产垃圾最多的国家是美国，每年已超过2亿吨。德国人均年产垃圾为世界之最，为800公斤。日本东京日产垃圾已达1.2万吨。我国已有660个城市，其中已有200个城市陷入垃圾包围之中，垃圾产量正向1亿吨迈进。

　　1.2 堆肥法

　　堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂，按堆肥工艺流程处理后制作为肥料，成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及，堆肥量大，劳动强度大，全面比较后，市场越来越小。北京市不少堆肥厂已难于走出困境。

　　1.3 焚烧法

　　按焚烧原理不同，全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。

　　1.3.1 炉排炉焚烧

　　就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池，经抓吊入料斗，慢慢进入炉堂，经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段，在大量氧气(空气过剩系数等于1.8)的助燃条件下，垃圾在炉排中用不同方法搅动下，充分燃烧，烧烬的炉渣入渣池冷却后，运往厂外填埋，垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热，过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。

　　炉排炉根据结构的不同，又分为炉排炉、滚筒炉等很多种炉型，但是德国炉排炉(又称马丁炉)最著名，焚烧效率最高，质量最好。

　　炉排炉垃圾焚烧发电工艺流程见图1。

　　1.3.2 流化床焚烧

　　就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后，经抓吊入料斗，垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后，落在活动床的中央，然后慢慢通过热砂床(600-700℃)，其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆，继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内，脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面，垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧，通过不燃物排出孔，与砂粒一起自动排出炉外。

　　流化床垃圾焚烧发电工艺流程见图2～3。

　　此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化，是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司，目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。

　　1.3.3 热解法

　　热解法是在隔绝空气的条件下，垃圾在热解装置中受热而使有机质分解，转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后，过热蒸气进入汽轮发电机发电。

　　此种方法是近10～20年研制出来的，是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单，无运动件，设备技术投资比较前二种便宜约50%，很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。

　　2.我国垃圾发电的必要性和可能性

　　2.1 垃圾发电必要性

　　目前，法国首都已建有一个较完善的垃圾处理系统，有4个垃圾焚烧厂，处理垃圾已超过170万吨/年，产生相当于20万吨石油能源的蒸气，供巴黎市使用。美国自80年代起投资70亿美元，兴建90座垃圾焚烧厂，年处理垃圾总能力达到3000万吨，90年代将新建402座垃圾焚烧厂;90年代初，美国垃圾焚烧发电占总垃圾处理量的18%，预计2000年可达40%。在美国的底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾4000吨的垃圾发电厂。日本城市垃圾焚烧发电技术发展很快，1989年焚烧处理的比例已占总量的73.9%，90年代将升至84%，到2000年将完全采用垃圾焚烧法。

　　保护环境是我国的一项基本国策，随着我国城市的发展和人民物资生活水平的提高，妥善处理垃圾已成为当务之急。据统计，我国人均生活垃圾年产量为440kg，且每年以8-10%的速度在递增，大量的垃圾被运到城郊裸露堆放，已成为公害。全国历年垃圾堆存量已高达60亿吨，堆占耕地5亿m2，直接经济损失达80亿元人民币。因此，垃圾滋生已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题，形势严峻，刻不容缓。目前我国城市已发展到660个，城镇人口2.6亿，按每人每年产生440kg垃圾计算，则产生垃圾量为1.14 104万吨，是可以使100万人口的城市覆盖1米。但另一方面，如果将其全部利用，则相当于1340万吨石油的能量，可见垃圾处理对我国来讲，意义更重大。我们相信，随着我国城市居民生活水平不断提高及人们环保意识的增强，垃圾焚烧发电的前景充满希望。特别是1998年国家计委关于新能源建设项目审批通知中指出，垃圾发电也是一种新型能源，给予了大量的优惠政策支持，综合考虑其社会效益，环保效益及经济效益，建设垃圾电厂是非常必要的。

　　2.2 垃圾发电的可行性

　　现代生活垃圾包罗万象、应有尽有，但可概括为可燃垃圾和不可燃垃圾两部分。其中可燃垃圾包含纸布、皮革、塑料、橡胶、竹木、动植物残体、树叶、果皮、厨余等，由有机物和可燃物构成城市生活垃圾的主体。而不可燃垃圾专指各类金属、玻璃、石陶瓷等无机物。根据我国大中城市垃圾热值均在800kcal/kg～1500kcal/kg，这些垃圾均能自燃，均能发电。燃烧一吨城市生活垃圾可发电300～400kw。而且垃圾焚烧处理后的灰渣呈中性，无气味，不会引发二次污染，且体积减少90%，重量减少75%以上，明显减容减量。直接通过垃圾焚烧，产生高温烟气进入余热锅炉产生蒸气，进入汽轮发电机发电，在国外早已是成功的经验，国内深圳垃圾电厂七年的实践也证明了垃圾发电的可行性。

　　3. 垃圾焚烧厂建设的几点建议

　　3.1 建设垃圾焚烧发电厂的指导思想应是实现垃圾处理的无害化，减量化，资源化。它们的相互关系是以无害化为核心，垃圾资源化是企业生存发展的条件，减量化是目的。

　　3.1.1 一个垃圾焚烧厂是否成功?第一、看它是否做到了无害化，即它的焚烧炉污染排放物是否达到国家规定的标准。我国目前仅有一个城镇垃圾焚烧污染物排放标准(征求意见稿)，标准是偏低的。目前世界上城镇垃圾焚烧污染物排放标准最高的为德国、瑞士等。越高投资越大。本人认为美国、加拿大标准比较适中，二恶英为I-TEQ 0.5ng/m3.我国征求意见稿是参考美国标准制订的,但目前二恶英暂不监督,仅供考虑。现实要求我国应尽早制订国定标准，工程设计才能有法律依据。如果一个垃圾焚烧厂污染排放物超过国家标准的规定，造成二次污染，那它就是失败的。

　　3.1.2 垃圾处理必须减量化，最好的高效堆肥厂也只能把垃圾中50%左右的有机物变为肥料，另50%未处理。目前，最差的垃圾复合肥仅用有机物垃圾的百分之几，(不到10%)，其余送去填埋。未达到减量化目的。只有焚烧处理后，重量减少到25%，体积减少到5～10%，才真正做到了减量化。

　　3.1.3 垃圾处理必须资源化。因为垃圾处理是一个高投入低产出的行业，如果连这么一点低收入都不去争取，政府就没有那么多钱来支持垃圾焚烧厂，企业就亏损或建不起来。只有在对垃圾进行综合治理后，如垃圾焚烧后，热能发电，废渣中金属回收，废渣制砖作建筑材料，臭气吸入焚烧炉燃烧，污水作为冷却废渣水循环，少量无用污水经污水处理合格后排放。垃圾资源得到综合利用后，产生较好经济效益，支持了企业生存和发展，再加上政府优惠政策，企业才有光明前途。

　　3.2 发展垃圾焚烧发电事业，必须立足我国国情。

　　我国目前在垃圾处理上的国情又是什么呢?我认为我国城市生活垃圾处理目前主要是填埋和堆肥，而且堆肥成功的也较少。我国目前垃圾热值较低，仅为800～1500kcal/kg，政府拿不出那么多钱来处理垃圾，所以全国660个城市都存在着不同程度的垃圾山包围着城市。填埋带来的二次污染，非改不可。堆肥是利用垃圾中的有机物质发酵而成，而垃圾中占一半以上的无机物又如何处理呢?也只有焚烧利用。而垃圾中有机物资中常常由于垃圾源头不能严格分选，不少有害物质如重金属进入有机物中一起成为堆肥。如果堆肥中重金属含量超标，种出的蔬菜、庄稼，人们吃了有害身体健康。外国只要把堆肥用来种花、种草、种树。我们中国人堆肥的目的就是施肥于农作物，堆肥中重金属不能超过国家规定的标准，应引起重视。所以，垃圾堆肥前景有限。还是应该走垃圾焚烧处理之路。人类在垃圾如何处理上已经走了几十年的历程，首先摸索了各种炉排炉焚烧建设，逐步发展完善而成为今天各种应用的炉排炉，最高水平为德国，热效率达到0.8以上。日本三菱公司购买德国专利，目前设计炉排炉热效率仅为0.63。其次摸索了流化床焚烧理论，逐步发展完善到垃圾不用分选直接入新流化床焚烧，以日本任原公司为最高水平。最后摸索了热解法焚烧原理，运动件少，设备简单些，成本仅为以上二种的一半，热效率也在0.8以上，以美国、加拿大为代表。我认为，我国应首先引进一批垃圾焚烧处理设备，从中摸索经验再发展我国自己的产品。但应从原理和结构，成本上全面分析后，找到达到同样目的，设备简单、成本低的设备作为我国发展方向。目前深圳、上海浦东、浦西及北京朝阳垃圾焚烧发电厂等均选用的是炉排炉，结构复杂，成本高，而且没有一家选用德国的，如我国有的工厂，按日本三菱公司专利产品设计，热效率较低。如果选德国专利设计不就提高了很高水平吗?我院这次设计常德垃圾发电厂就选用加拿大瑞威公司产品，长沙垃圾发电厂就选用美国垃圾热解法发电，热效率均在 0.8以上，整个电厂投资比炉排炉减少一半。

　　3.3 如何走中国人自己的路

　　我认为，城市垃圾处理应从源头抓起，即各个城市市长应重视这个环保问题。

　　3.3.1 从源头抓起，对垃圾进行分选，除对市民进行教育外，要求环卫部门具体落实，每一个垃圾收集点，分别玻璃类桶、金属类(各种易拉罐等)桶，有害物质(电池、日光灯、油漆、药品等)桶，石、砖、炉渣类桶，厨余等有机物捅，分选分装分运。玻璃、金属回收利用，有害物资再分选利用后填埋，石、砖、炉渣类桶送填埋，其余送垃圾焚烧发电厂。这样，大大减少了垃圾焚烧厂投资，进行了废物回收利用，创造了资源财富，是大有经济效益的工作。

　　3.3.2 垃圾焚烧设备厂必须和设计院、焚烧厂合作，全面跟踪焚烧设备工程设计、安装调试运行中的优缺点，然后全面分析经验和教训及具体技术问题，寻找新的解决办法、途径，再设计更加先进、更加完善、更符合实际的焚烧设备来，才成为可能。如果单靠制造厂引进外国一个专利或一部分专利，照着干，是远远不够的，因为中国的垃圾有它的特色。哪个工厂也没有经济实力搞几套焚烧厂作试验。最省钱的办法是主动找上设计院和焚烧厂一道合作，发挥各自优势，注重各自侧重点，全面跟踪项目全过程，有志者事竟成。

　　3.3.3 广泛调查分析，找到焚烧热效率最高，污染排放标准达到国家要求的，投资、运行成本最低的焚烧设备，才能具有竞争力，才有好的经济效益和社会效益。

　　因为目前全世界垃圾焚烧设备有好多种，每一种都是从一定的条件下产生发展起来的，都有自己的特长和存在的意义。不能一听就信，就跟着干，应该首先多花些时间，多作些调查研究分析，先把国外几种主要类型焚烧设备弄清其原理、结构、价格后，再结合我国垃圾情况研究对策。一定能找到焚烧热效率最高，污染排放物达到国家标准的、投资运行成本低的焚烧设备。这是一个对市场分析的过程，是一个对技术掌握运用的过程，是一个真正具有技术和价格竞争实力的过程。

　　3.3.4 垃圾焚烧炉烟气净化装置投资占总投资的近三分之一，排放标准越高，投资越大，国内有关专业生产厂家应尽快重视这一工作的研究设计开发新产品。在满足污染排放物达到国家标准的前提下，设备越简单，运行费用越低，投资越省越好。一定要占领这个市场急需新产品的新领域。大有可为的市场!

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 垃圾的合理利用措施及意义

文章地址： http://www.qikanvip.com/nengyuan/32933.html