第一節(jié) 垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)概述

一、垃圾發(fā)電的定義

垃圾發(fā)電是把各種垃圾收集后，進(jìn)行分類處理。其中：一是對(duì)燃燒值較高的進(jìn)行高溫焚燒（也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機(jī)要物），在高溫焚燒（產(chǎn)生的煙霧經(jīng)過處理）中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣，推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。二是對(duì)不能燃燒的有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵、厭氧處理，最后干燥脫硫，產(chǎn)生一種氣體叫甲烷，也叫沼氣。再經(jīng)燃燒，把熱能轉(zhuǎn)化為蒸氣，推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。

二、垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程

垃圾經(jīng)簡(jiǎn)單的粉碎、磁選后，用行車抓斗將垃圾抓入輸送皮帶，然后經(jīng)輸送皮帶進(jìn)入除氧間垃圾進(jìn)料斗，給料機(jī)將斗內(nèi)垃圾送入爐膛焚燒。經(jīng)過干燥、燃燒、燃燼三個(gè)階段充分燃燒。垃圾燃燒后產(chǎn)生的大量高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐換熱，過熱蒸氣進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

垃圾進(jìn)入爐內(nèi)與空氣混合后充分燃燒，因垃圾中有機(jī)物的裂解需在高溫下并有足夠的停留時(shí)間才能完成，因此焚燒爐內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和煙氣停留時(shí)間分別保持在850℃和3～5s，使垃圾中有害成分（二惡英等）能在爐膛內(nèi)充分裂解焚燒，而不至于產(chǎn)生新的有害物質(zhì)。

為避免垃圾庫(kù)內(nèi)臭氣的無組織排放，國(guó)內(nèi)垃圾焚燒電廠目前均采用焚燒爐的一次風(fēng)機(jī)從垃圾庫(kù)抽氣送入爐膛焚燒，這樣可使垃圾庫(kù)內(nèi)保持負(fù)壓，避免臭氣外排。另外垃圾庫(kù)內(nèi)的垃圾滲濾液中含有很多有害物質(zhì)，為防止外排引起二次污染，均送入爐內(nèi)焚燒處理。

三、垃圾發(fā)電的效益

我國(guó)大中城市年產(chǎn)垃圾1億噸，并以每年8%的速度遞增，垃圾堆存量高達(dá)66億噸，侵占了5億多平方米土地，近200座城市已無適合場(chǎng)所堆放垃圾，且垃圾中的有害有毒物質(zhì)還滲透到地下和河流中，帶來不容忽視的隱性危害。而 研究 發(fā)現(xiàn)，生活垃圾絕大部分是有機(jī)物，2噸垃圾燃燒所產(chǎn)生的熱量，相當(dāng)于1噸煤燃燒的能量，可轉(zhuǎn)化為電能和制成管道煤氣。全國(guó)城市每年因垃圾造成的損失近300億元（運(yùn)輸費(fèi)、處理費(fèi)等），而將其綜合利用卻能創(chuàng)造2500億元以上的效益。

 四、垃圾焚燒發(fā)電 行業(yè) 的特殊性

由于垃圾處理的根本目的在于垃圾的綜合處理和防止二次污染，是為了解決環(huán)境保護(hù)問題，因此，垃圾處理作為一項(xiàng)功在當(dāng)代、利在千秋的公益性事業(yè)，它的重點(diǎn)在于環(huán)境效益和社會(huì)效益，而不是經(jīng)濟(jì)效益。因此，采用焚燒技術(shù)處理城市生活垃圾，并利用焚燒余熱發(fā)電有其 行業(yè) 的特殊性。

1、垃圾焚燒發(fā)電應(yīng)該堅(jiān)持環(huán)境效益第一、經(jīng)濟(jì)效益第二的思想。

垃圾焚燒發(fā)電 行業(yè) 的根本目的不是發(fā)電，而是如何確保垃圾的有效處理和避免二次污染。焚燒余熱發(fā)電或填埋沼氣發(fā)電等視為資源綜合利用的體現(xiàn)，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將有助于減輕運(yùn)行企業(yè)或政府的負(fù)擔(dān)，降低垃圾處理成本，而不能成為垃圾焚燒發(fā)電 行業(yè) 追求的最終目標(biāo)。以垃圾焚燒處理為例，垃圾焚燒發(fā)電廠可以通過在垃圾中添加燃油的方法來大幅度提高發(fā)電量，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。對(duì)于這種追求經(jīng)濟(jì)效益的做法，我們認(rèn)為已經(jīng)嚴(yán)重偏離了垃圾處理的初衷，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染，還將嚴(yán)重影響垃圾處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致垃圾焚燒發(fā)電 行業(yè) 走向歧途。因此，垃圾焚燒發(fā)電 行業(yè) 的發(fā)展應(yīng)是政府有關(guān)政策法規(guī)的宏觀調(diào)控和監(jiān)管下下，以環(huán)境效益第一、經(jīng)濟(jì)效益第二為指導(dǎo)思想的有序的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。垃圾焚燒發(fā)電廠的重點(diǎn)應(yīng)該是垃圾焚燒處理，而不是發(fā)電。應(yīng)該提倡在確保環(huán)境效益和社會(huì)效益的前提下，加強(qiáng)管理，提高垃圾處理的綜合利用率和經(jīng)濟(jì)效益。

2、垃圾焚燒發(fā)電 行業(yè) 應(yīng)積極探索適合我國(guó)國(guó)情的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)

由于生活習(xí)慣和生活水平的差異，我國(guó)的城市生活垃圾和國(guó)外的城市生活垃圾相比，具有水份高（水份高于50%）、熱值低（根據(jù)深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠連續(xù)三年每月一次對(duì)深圳市城市生活垃圾的采樣調(diào)查，深圳市生活垃圾的平均熱值為：862.2大卡/公斤。）、未經(jīng)分選的特點(diǎn)，國(guó)外垃圾焚燒處理技術(shù)對(duì)垃圾熱值的要求通常在1300大卡/公斤以上，因此，必須大膽開發(fā)研制適合我國(guó)國(guó)情的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)，才能確保我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電 行業(yè) 的正常運(yùn)行。深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠1988年在剛剛引進(jìn)日本垃圾焚燒技術(shù)時(shí)，就由于國(guó)外焚燒工藝適應(yīng)性差，而造成垃圾進(jìn)爐后水分蒸發(fā)大量吸熱，干燥時(shí)間長(zhǎng)，著火慢，易結(jié)塊，燒透時(shí)間長(zhǎng)，爐膛溫度易大幅波動(dòng)，垃圾焚燒熱能利用率低，每年還需向電網(wǎng)買電。而后經(jīng)過科技攻關(guān)，在開發(fā)研制出適合國(guó)情的“城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)”后，才使垃圾處理能力提高一倍，發(fā)電能力提高六倍。

五、垃圾焚燒嚴(yán)防二次污染問題

1、垃圾焚燒后二次污染問題

垃圾在高溫下焚燒可滅菌，分解有害物質(zhì)，但當(dāng)工況變化，或尾氣處理前滲漏，處理中稍有不慎等都會(huì)造成二次污染，尤其是“二惡英（烷）”會(huì)誘發(fā)癌癥，據(jù)最近日刊《廢棄物》報(bào)導(dǎo)，日本厚生省垃圾焚燒站附近居民發(fā)病率高，是與垃圾焚燒站“二惡英（烷）”超標(biāo)有關(guān)，日本標(biāo)準(zhǔn)“二惡英（烷）”排放控制值為0.50ng/Nm3，（美國(guó)為0.15ng/Nm3），于是從1997年12月起嚴(yán)格了對(duì)“二惡英（烷）”的考核，要求新建垃圾焚燒爐按0.10ng/Nm3控制，并要求>0.5ng/Nm3的老焚燒爐限期改造，同時(shí)對(duì)新建≤100t/d的小型焚燒爐照此辦理。我國(guó)最近公布的GWKB3-2000垃圾焚燒站的大氣排放極限與美、日標(biāo)準(zhǔn)有差別，關(guān)系到人民生命的安全，垃圾焚燒后煙氣凈化處理技術(shù)、設(shè)備、建議我國(guó)應(yīng)引進(jìn)，并加以消化、吸收、創(chuàng)新的技術(shù)道路，并嚴(yán)格監(jiān)控，達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)停止焚燒，轉(zhuǎn)為事故填埋。垃圾焚燒站工藝流程中煙氣凈化處理（如洗滌塔）用于去除焚燒產(chǎn)生的SO2、HCL、HF等酸性氣體，應(yīng)在焚燒中或煙氣中用石灰（粉或漿）加以中和，使之無害化。此過程若不嚴(yán)把關(guān)，這些氣體就會(huì)直接排入大氣中，造成二次污染。例如深圳垃圾電廠，由于酸性氣體去除設(shè)備尚未投入運(yùn)行，造成酸氣直接排放，污染了周圍環(huán)境。另外，在垃圾貯倉(cāng)中會(huì)產(chǎn)生發(fā)酵臭氣，溫氣要用氣幕封住，把送風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口，接于貯倉(cāng)中，造成負(fù)壓，避免漏入大氣中，并入焚燒爐焚燒。

2、水資源的污染的問題

垃圾輸送貯運(yùn)和貯倉(cāng)中，易發(fā)生泄漏、發(fā)酵，產(chǎn)生發(fā)酵廢水、濾液，其中含有BOD等有害雜物，為不引入污水處理，會(huì)造成水資源污染。尾氣處理的廢水、廢渣、粉塵也應(yīng)慎重處理，避免水源污染。所以垃圾焚燒廠工藝廢水，必須經(jīng)廢水處理，處理后水應(yīng)優(yōu)先考慮循環(huán)使用，節(jié)約水資源，盡量做到零排放。必須排放時(shí)，廢水中污染物的含量應(yīng)符合國(guó)標(biāo)排放限值，才可排放。

第二節(jié) 垃圾發(fā)電系統(tǒng)分類

一、熱力處理系統(tǒng)

1、直接焚燒垃圾的發(fā)電系統(tǒng)

垃圾經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)分選后，得到的可燃成分直接投入垃圾焚燒爐中燃燒，焚燒生成的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐加熱鍋爐給水，煙氣被冷卻到適宜溫度后排放。產(chǎn)生的過熱或飽和蒸汽用于驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。垃圾焚燒是垃圾高溫分解和深度氧化的綜合過程。它的優(yōu)點(diǎn)主要是可迅速，大幅度實(shí)現(xiàn)垃圾減量化，減量幅度可達(dá)90%；徹底殺滅垃圾中的有害細(xì)菌和病毒；分解惡臭氨氣；破壞有毒有機(jī)物。垃圾焚燒產(chǎn)生的廢煙氣經(jīng)尾氣凈化裝置處理達(dá)標(biāo)后排放。它的缺點(diǎn)是：焚燒設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用大；要求垃圾具有較高的熱值，一般大于334MJ/kg，低于該指標(biāo)一般需采用油等其它燃料補(bǔ)燃；尾氣凈化裝置投資大，目前還不能徹底解決有害廢氣排放和二次污染問題；由于存在高溫腐蝕問題和垃圾品質(zhì)波動(dòng)大，發(fā)電效率偏低。垃圾焚燒爐是直接焚燒垃圾發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備。國(guó)外已投入運(yùn)行的焚燒爐主要有：

1）多級(jí)階梯鏈條爐排焚燒爐；

2）傾斜往復(fù)式爐排焚燒爐；

3）流化床焚燒爐；

4）旋轉(zhuǎn)式焚燒爐；

5）等離子弧燃燒方式焚燒爐。

2、垃圾熱解處理

熱解法是指在隔絕空氣或缺氧條件下，垃圾中的有機(jī)物質(zhì)在適當(dāng)?shù)母邷叵掳l(fā)生物理，化學(xué)分解，生成燃?xì)饣蛉剂嫌偷然瘜W(xué)制品。制取的燃?xì)庵饕煞质荋2，CO，CH4，甲醛，甲醇，焦油等，燃?xì)鉄嶂悼蛇_(dá)16MJ/Nm3。燃料油的主要產(chǎn)物是汽油和柴油。該方法在控制二次污染和回收能量方面優(yōu)于直接焚燒垃圾法，但目前技術(shù)比較復(fù)雜，成本較高，造成推廣困難。

3、垃圾氣化處理

氣化法是指垃圾中的有機(jī)物在高溫下與空氣（或氧氣），水蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w，其主要成分是CO等，凈化后熱值可達(dá)4。4-5。9MJ/Nm3。

4、垃圾衍生燃料（RDF）法

生活垃圾除去雜質(zhì)，不可燃物質(zhì)（如玻璃，灰土等），經(jīng)干燥，脫水，破碎，壓縮成型，制成垃圾衍生燃料（RDF）。RDF具有成分均勻，熱值穩(wěn)定，燃燒熱值高，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。一般采用循環(huán)流化床和內(nèi)循環(huán)流化床燃燒RDF。制取RDF對(duì)設(shè)備要求較高，工藝復(fù)雜，總耗能大，但從環(huán)境和利用角度更有利。

二、生化處理系統(tǒng)

生化處理系統(tǒng)是專為景觀池塘開發(fā)的水處理系統(tǒng)。由紫外線+生化箱+自然微生物組成。生化過濾系統(tǒng)：起源于德國(guó)的新型高科技環(huán)保處理方式。生化處理系統(tǒng)是一種完全創(chuàng)新的水生科技產(chǎn)品，它完全親和于環(huán)境和生態(tài)。由非常特殊的天然材料和安全精密的配套儀器組成，為培養(yǎng)自然水體中的有益微生物提供良好的生存和繁殖環(huán)境，以消耗水體中有害物質(zhì)（氨氮等），抵抗藻類泛濫，調(diào)整水體的微觀生態(tài)平衡。不會(huì)對(duì)水體引入任何有害物質(zhì)。它使用生物工程和精確的水生基質(zhì)來幫助我們選擇硝化微生物種群和有益的藻類，并創(chuàng)造適宜的條件幫助它們繁衍。這些培養(yǎng)條件能夠使浮游植物、浮游動(dòng)物和菌類繁殖形成大量有機(jī)食物源。本系統(tǒng)利用天然的生物食物鏈進(jìn)程持續(xù)補(bǔ)充有機(jī)食物源的同時(shí)，它也能營(yíng)造理想的水生結(jié)構(gòu)，用于支持高密度的養(yǎng)殖與野生魚類繁衍，減少水生動(dòng)物之間的互相殘食行為。它還能對(duì)水生動(dòng)物污染的污水進(jìn)行控制與生化凈化，使微生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到理想的平衡狀態(tài)。它不受使用環(huán)境的限制，這使本系統(tǒng)具有良好的適用性。

第三節(jié) 垃圾發(fā)電的意義

一、維持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的“第二資源”

美國(guó)世界觀察所在1998年的一項(xiàng)調(diào)查報(bào)告中指出：“垃圾回收和再生利用，稱得上是21世紀(jì)人類最主要的效率革命，這種革命在由工業(yè)經(jīng)濟(jì)走向知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代變得更有魅力，因?yàn)檫@是人類為了生存而尋找持續(xù)發(fā)展道路所必須采取的步驟。”各國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展，人口的大量集中，造成垃圾問題成為地球公害。在我國(guó)，垃圾滋生已成為繼能源、交通、工業(yè)三廢之后又一重大難題。面對(duì)垃圾泛濫成災(zāi)的現(xiàn)實(shí)，世界各國(guó)的視線已不再僅僅停留在如何控制和銷毀垃圾這一老問題上，而是采取積極的態(tài)度和有力的措施，著手科學(xué)地處理、利用垃圾，將垃圾列為維持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的“第二資源”，向垃圾要資源、要能源、要效益。因?yàn)閺纳鷳B(tài)環(huán)境角度看，垃圾固然是一種污染源；而從資源角度看，它卻是地球上惟一在增長(zhǎng)的資源、一種潛在的資源。

中國(guó)是當(dāng)今世界第二大能源消費(fèi)國(guó)，按照過去20年來中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度，2015年以前，中國(guó)對(duì)能源的需求預(yù)計(jì)將以每年4%～5%的速度增長(zhǎng)。以這種速度，到2025年，中國(guó)將成為世界上最大的能源消費(fèi)和溫室氣體排放國(guó)家。中國(guó)的常規(guī)能源煤炭、石油、天然氣存在枯竭的危機(jī)；而且由此而來的環(huán)境污染問題也亟須得到控制。目前，我國(guó)歷年垃圾堆存量已高達(dá)60億噸，占用耕地5億平方米，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)80億元人民幣。全國(guó)城市現(xiàn)已發(fā)展到660個(gè)，其中已有200個(gè)城市陷入垃圾包圍之中。以城鎮(zhèn)人口2.6億、每人每年產(chǎn)生440公斤垃圾計(jì)算，產(chǎn)生垃圾量為114億噸，可以使100萬人口的城市路面覆蓋1米厚的垃圾。但另一方面，如果將其全部利用，則相當(dāng)于1340萬噸石油的能量。我國(guó)城市每年因垃圾造成的損失約250億～300億元，而城市垃圾本可創(chuàng)造2500億元的財(cái)富。

二、社會(huì)、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益三者兼顧

傳統(tǒng)的垃圾處理方式主要有填埋法和堆肥法。填理法處理量大、方便易行、投資省，是我國(guó)目前處理城市垃圾的主要方法。但垃圾填理后容易造成二次污染（污染地下水源），而且占用大量農(nóng)田。堆肥法則由于經(jīng)濟(jì)實(shí)用化肥的大量普及，故堆肥的市場(chǎng)越來越小，大量的堆肥廠已限于困境。而且，在我國(guó)，目前僅有1/3的垃圾實(shí)行了衛(wèi)生處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)城市年產(chǎn)垃圾已逼近1.4億噸，且每年還在以8～10%的速度在遞增。中國(guó)已成為世界上垃圾包袱最重的國(guó)家，城市垃圾的無害化、減容化和資源化處理已迫在眉睫。垃圾焚燒發(fā)電站采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，將垃圾在高溫下焚燒和熔融，得到可燃?xì)怏w，可燃?xì)怏w和余熱被有效地利用來發(fā)電。由于垃圾焚燒時(shí)爐內(nèi)溫度高達(dá)900℃～1100℃，垃圾中的病原菌被徹底殺滅，從而達(dá)到無害化的目的。垃圾焚燒后，灰渣只占原體積的5%，很好地做到了減量化。而且，紙張、塑料和其他有機(jī)廢物經(jīng)焚燒后會(huì)被完全去除，對(duì)金屬和玻璃的回收也比較容易?？傊贌l(fā)電，既較好地解決了環(huán)境污染問題，又補(bǔ)充了電能的不足，具有明顯的節(jié)能效益，符合垃圾處理產(chǎn)業(yè)化的國(guó)際潮流。

在國(guó)外，美國(guó)每年為處理垃圾要花費(fèi)至少400億美元；日本政府在1997年財(cái)政年度為了填埋5500萬噸垃圾，耗資達(dá)2300億日元。而日本產(chǎn)業(yè)界，僅1997年在垃圾資源開發(fā)領(lǐng)域的投資就達(dá)2500億日元。因此日本政府坦承，在垃圾問題上政府不如企業(yè)看得遠(yuǎn)。目前國(guó)內(nèi)僅北京一個(gè)城市，年產(chǎn)生活垃圾就達(dá)480多萬噸，每一噸垃圾從中轉(zhuǎn)站運(yùn)至堆放場(chǎng)至少得花100元運(yùn)輸費(fèi)，一年就是五六億元，這還不包括垃圾無害化處理的費(fèi)用。而我們建設(shè)一個(gè)垃圾發(fā)電廠的投資大致也是這么多，這意味著，北京市一年就埋掉了一個(gè)垃圾發(fā)電廠。深圳市已經(jīng)建成投產(chǎn)的第二座垃圾焚燒發(fā)電廠——龍崗區(qū)中心城垃圾焚燒發(fā)電廠，日處理垃圾300噸，每年即可節(jié)約1000萬元的垃圾處理費(fèi)。有人計(jì)算過，我國(guó)城市每年因垃圾造成的損失約250～300億元，而城市垃圾本可創(chuàng)造2500億元的財(cái)富。目前我國(guó)對(duì)垃圾產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識(shí)還有待提高，應(yīng)該把垃圾產(chǎn)業(yè)作為一項(xiàng)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。一方面，垃圾的減量化應(yīng)從源頭抓起，通過各種政策、法律法規(guī)的約束，盡量控制和減少垃圾的排放；另一方面，對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生的垃圾，要進(jìn)一步加大處理力度，垃圾焚燒發(fā)電無疑是一種非常有效的減量化和資源化措施。

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