摘要：隨著城市化進程的加快，產生大量的垃圾是不可避免的，這是發(fā)展的必然結果。如果這些垃圾不能得到妥善處理，就會對生態(tài)環(huán)境造成不可彌補的破壞，包括土壤污染、水污染、空氣污染等，影響人們的健康，使生活質量難以保證。本文對城市垃圾焚燒發(fā)電技術的應用及發(fā)展趨勢進行探討。

關鍵詞：城市垃圾焚燒；發(fā)展方向；策略研究

引言

隨著城市人口的增加，生活垃圾逐年增加。生活垃圾造成的環(huán)境污染越來越嚴重。2016年10月，國家能源局發(fā)布《生物質能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出在人口密集、條件較好的大中城市，穩(wěn)步推進生活垃圾焚燒發(fā)電項目建設。推進垃圾焚燒和熱電聯產工程建設。加快應用現代垃圾焚燒處理和污染防治技術，提高垃圾焚燒發(fā)電環(huán)境保護水平。到2020年，城市生活垃圾焚燒發(fā)電750萬千瓦。2016年12月，國家發(fā)展和改革委員會、住房和城鄉(xiāng)建設部聯合印發(fā)《“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設施建設規(guī)劃》指出：到2020年底，設市城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理總能力的50%以上，其中東部地區(qū)達60%以上。生活垃圾焚燒發(fā)電是實現國內外生活垃圾“無害化、減量化、資源化”的重要途徑。

1 城市垃圾處理現狀

改革開放以來，中國在城鎮(zhèn)化進程中取得了舉世矚目的成就。城市規(guī)模不斷擴大，外來務工人員不斷增加，市場更加開放，消費結構也發(fā)生了明顯變化。城市垃圾的產量呈幾何式增長，而且種類也越來越豐富。據調查，2017年中國城市生活垃圾總量超過4億噸，而且保持每年10%左右的高速增長。中國在垃圾處理方面仍然落后，基礎設施很差。許多生活垃圾無法得到有效處理，不僅消耗了大量的土地資源，而且對生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉的影響，嚴重威脅著民眾的生命健康。在西方發(fā)達國家，焚燒是最常用的垃圾處理方法，而發(fā)展中國家更喜歡垃圾填埋處理。在中國，處理方法包括堆肥、填埋和焚燒。所謂垃圾焚燒發(fā)電，是指垃圾在1000℃左右高溫熱解產生熱量的過程。所產生的高溫煙氣被鍋爐裝置吸收，得到一定壓力和溫度的過熱蒸汽，過熱蒸汽將轉化為電能供發(fā)電機和汽輪機使用。

2 焚燒發(fā)電處理技術工藝流程

2.1 垃圾的儲存和處理

城市里有各種各樣的垃圾，它們的結構非常復雜。其中許多是有害物質。如果處理不當，會產生有毒氣體，嚴重威脅生態(tài)環(huán)境和人類健康。正因如此，需要對焚燒垃圾進行預處理，即對其進行存儲與發(fā)酵處理。通過垃圾儲池進行存儲，并對池內的垃圾進行相應處理工作，進而濾出垃圾滲透液。

2.2 垃圾的爐內焚燒

垃圾的焚燒是在焚燒爐中進行的。焚燒過程中，要焚燒的垃圾通過垃圾抓斗送入進料平臺的焚燒爐料斗，，通過推料裝置推入爐內。垃圾進行充分燃燒后，獲得發(fā)電所需的熱量，產生一定量的焚燒殘渣和煙氣。

2.3 余熱的發(fā)電

如果要利用垃圾的余熱進行發(fā)電，就需要依靠余熱鍋爐和汽輪發(fā)電機的配合來完成。余熱鍋爐將垃圾焚燒產生的熱量吸收后轉化為過熱蒸汽，過熱蒸汽將熱能轉化為動能應用于汽輪發(fā)電機組，為發(fā)電提供技術保證。

2.4 煙氣凈化處理

在焚燒垃圾后必然會產生煙氣，城市中的垃圾種類較多，結構比較復雜，即便經過有效處理后依然會存在有害物質，因此在煙氣中還保留大量的有害物質，像重金屬、二氧化碳、酸性氣體、粉塵、二噁英等，這些有毒氣體會對空氣造成嚴重污染，這時就要對其進行處理與凈化措施。在對煙氣進行處理或是凈化時，方法有很多，包括活性炭、除塵、脫酸方法等。去除酸性氣體，根據反應材料類型的不同，處理方法分為干法、半干法與濕法這三種，其中濕式處理效果最佳，但也需要較高的成本作為支持。在處理粉塵、二噁英方面，可使用布袋除塵器、活性炭吸附三種相結合的處理方式。此外，還可以使用SNCR技術，利用還原劑將煙氣中的NOx進行還原，避免造成嚴重的空氣污染。垃圾焚燒項目煙氣凈化系統(tǒng)一般采用“SNCR+旋轉噴霧半干法脫酸+活性炭吸附+干法+布袋除塵器”的組合工藝，凈化處理后的煙氣達到GB18485-2014《生活垃圾污染物排放標準》的排放標準。

3 垃圾焚燒發(fā)電技術應用設備應用要求

3.1 垃圾焚燒爐技術應用

垃圾焚燒技術手段明確，垃圾焚燒爐是完成垃圾處理的重要設備，對垃圾焚燒處理效果有著決定性的影響。根據焚燒原理的不同，焚燒爐主要分為循環(huán)流化床爐、爐排爐。

3.1.1 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐爐

垃圾焚燒可根據垃圾焚燒處理過程設置循環(huán)流化床爐進行系統(tǒng)指導。循環(huán)流化床爐型不設爐排，爐底材料為石英砂或爐渣。熱風經爐底風帽入爐后，床上的材料會被吹起來預熱循環(huán)。被爐膛煙氣帶出的部分灰料將經旋風分離器分離后返回爐膛，送至爐底進行逐步循環(huán)。流化床內的氣體反應明顯，爐渣能與各種原料快速反應，實現生活垃圾的充分燃燒。

3.1.2 爐排垃圾焚燒爐

爐排是爐排爐的基本組成部分，爐排一般由固定爐排和活動爐排組成。爐排將垃圾向下推動之后，垃圾會歷經預熱干燥段、燃燒段、燃燼段三個部分，實現充分燃燒。垃圾在爐排上“游走”期間，能夠接收來自爐排下部的高溫輻射熱量進行化學反應。從垃圾儲存池上部抽出的氣體經蒸汽空氣加熱器處理后，通過爐底風室進入爐內，對垃圾起到烘干的目的并提供足夠的氧氣進行燃燒。二次熱風從焚燒爐中部噴入爐膛，對垃圾燃燒起到充分的擾動作用，使燃燒將更加充分。

3.2 煙氣凈化設備應用研究

煙氣凈化的主要設備包括反應塔、布袋除塵器等設備。煙氣中的酸性氣體可以在反應塔中進行去除。反應塔可以分為干法、半干法、濕法三種類型。干法可以利用消石灰與酸性氣體結合，達到預期反應效果。半干法實際上可以將所需的氣體噴入爐子進行化學反應；濕法將堿溶液放入洗滌塔中，與洗滌器中的氣體發(fā)生反應。

3.3 余熱鍋爐、汽輪發(fā)電組

通過受熱面中的水，余熱鍋爐能有效地吸收反應過程中產生的熱量。當循環(huán)中產生的熱蒸汽送至汽輪發(fā)電機組時，經過后期的發(fā)電過程，可以為其他用戶供電幫助。余熱發(fā)電是一項比較成熟的技術，在余熱鍋爐中廣泛應用于余熱焚燒。

4 城市垃圾發(fā)電的實際情況以及未來發(fā)展方向

4.1 城市垃圾發(fā)電技術情況

我國早期的垃圾焚燒廠是在廣東建成的，此后由政府等相關部門進行垃圾焚燒發(fā)電，并逐步在其他省市建成。目前，大型垃圾發(fā)電廠市場投資較大，運行成本較高，生產建設仍存在一定困難。目前，它只在中國一些經濟發(fā)達的城市使用。

4.2 城市垃圾發(fā)電技術的前景

我國城市垃圾發(fā)電的技術不為成熟，但是其發(fā)展速度相對較快。由于我國各地區(qū)經濟發(fā)展水平差異較大，垃圾焚燒發(fā)電處理技術短期內不會得到廣泛推廣。通過國外一些先進技術的應用，盡可能保證垃圾處理的無害化和經濟性的發(fā)展，使垃圾也能成為城市的可重復利用資源。

4.3 城市生活垃圾發(fā)電技術應用受到的阻礙

垃圾焚燒技術的應用還有待加強。根據我國工業(yè)發(fā)展的實際情況，國內的技術和設備往往需要從國外引進，因此需要提高其適應性。目前，我國的余熱發(fā)電技術相對成熟，在此期間所需設備一般為國內生產。焚燒爐技術已在逐步國產化中，協(xié)調利用國內外設備還需要進一步的探索和研究。我國城市垃圾熱值相對較低，與一些發(fā)達國家相比并不具有優(yōu)勢。因此，我國有必要改進垃圾收集模式，實現混合垃圾收集模式下的分類。通過垃圾分類，可以對部分餐飲垃圾和高含水垃圾進行及時的分離，避免高含水對鍋爐溫度的不利影響和運行成本的加重。由于垃圾焚燒發(fā)電廠建設前期投資較大，運行階段成本較高，一些經濟欠發(fā)達地區(qū)難以為場地和設備的購置準備資金。因此，要根據產業(yè)投資和發(fā)展的實際情況，選擇好技術應用的區(qū)位，實現社會各方面的規(guī)劃和完善，開展多元化的項目融資建設。

結束語

總而言之，通過垃圾焚燒發(fā)電技術能夠對城市垃圾進行有效處理，降低垃圾對環(huán)境的污染，實現資源的二次利用。隨著我國大力倡導可持續(xù)發(fā)展，加上城市垃圾逐步增加，垃圾焚燒發(fā)電技術需要全面推廣。但是現階段還存在一些限制垃圾焚燒發(fā)電技術發(fā)展的因素，只有找到問題源頭，提出有效地解決措施，才能提高垃圾焚燒發(fā)電技術應用水平，使城市發(fā)展的更加健康。

參考文獻：

[1]盧紅梅.城市垃圾焚燒發(fā)電技術簡述[J].河南建材，2013（3）：140-142.

[2]劉文波.城市垃圾焚燒技術的應用探討[J].山西化工，2014，34（6）：80-82.

來源:《電力設備》  作者:熊君霞