信息詳細內容紹興市新民熱電 林志賢 陳耀東
摘要:
城市生活垃圾以特有的方式急劇增長,嚴重污染環境,也困擾政府和人民生活,十多年來,經多方探索,廣泛論證,浙江省已建成21座垃圾焚燒發電廠,十年來,以最快捷、最徹底、最有效地焚燒了各地的生活垃圾,實例證明了垃圾焚燒發電是真正能實現垃圾無害化、減量化、資源化處理的好方式。
關鍵詞:垃圾焚燒發電
前言:
隨著國家現代化建設和各地城市化進程,城市人口不斷地增長,相應的城市生活垃圾也在急劇增加,每年約有1.5億噸垃圾產生。目前已堆積70億噸,而且還在以8%遞增。垃圾的增加和隨意堆積帶來了許多問題:垃圾堆放占用了大量的耕地;露天堆放的垃圾在腐化變質的過程中產生大量的廢氣,造成周邊空氣污染;垃圾在雨水沖刷下污染地表水及水源;有害的微生物大量滋生,危害居民健康。
從上個世紀中期開始,世界各國大力研究垃圾的無害化處理,而垃圾焚燒發電,不失為一種高效、快捷的處理方式,更是低碳、環保、節能減排的重要舉措。
一、先進發達國家廣泛應用垃圾焚燒發電的處理方式:
垃圾是地球上唯一的,而且不斷增加的資源,無害化處理垃圾,變廢為寶,是世界各國一直大力研究、急于解決的大事。早在20世紀70年代開始,法國和德國最早采用焚燒垃圾發電,以后日本、美國也迅速發展垃圾焚燒發電,因為焚燒了垃圾,不僅無害化處理了垃圾,又熱能回收發電,變廢為寶,已被世界各國公認為最佳的垃圾處理方法,世界上許多著名公司投入了大量精力研發焚燒技術和設備。目前焚燒主要設備和輔機已定型配套,工藝和技術十分成熟,世界各國政府均采用免稅、資金補助等優惠政策,鼓勵垃圾焚燒發電的無害化處理。
二、外資紛紛進入我國投資垃圾發電項目:
由于我國的垃圾排放量非常巨大,蘊含著巨大的資源潛力和潛在的經濟效益,外資垃圾處理巨頭紛紛進入我國,爭奪垃圾發電市場。日本三菱公司、荏原公司,美國的惠明、威立雅、蘇伊士集團,卡萬塔集團,新加坡創冠環保,香港亞太環保等世界各國的垃圾處理巨頭正向中國聚攏,其中美國的惠明公司首站投資在上海;威立雅公司在多個城市布局;蘇伊士公司早在上海成立投資垃圾的合資公司;創冠集團在福建晉江、惠安以及湖北黃石、遼寧營口、大連、海口等投資垃圾發電項目,美國卡萬塔公司在重慶、福州、成都、泰興總承包多家垃圾發電項目。
三、技術成熟帶來了大規模發展:
我國近十多年來的研發改進和完善,垃圾焚燒技術已十分完善,垃圾爐的不斷改進,已形成一系列規格的焚燒鍋爐和輔機,廢氣處理新技術的廣泛應用,自動控制和許多高新技術的應用,加上新穎的外觀設計,促使垃圾焚燒發電向高新技術方向發展,特別是煙氣的脫硫、脫硝、除塵的精細處理,和二惡英、呋喃類污染物的嚴格控制,排污處理的技術突破,焚燒余熱的發電,殘渣的回收制磚等資源再生利用,使垃圾焚燒處理技術,成為世界公認的無害化、減量化、資源化處理垃圾的最佳方法,成為我國垃圾處理事業一個發展方向,并將迎來一個快速發展的高潮。
四、國家鼓勵垃圾發電有諸多優惠政策:
國家鼓勵再生資源利用,近年來出臺了諸多優惠政策:例如
1、垃圾發電的電量全部允許上網收購;
2、垃圾發電上網電價在當地標桿電價上加0.25元/kwh,其中0.25元/kwh由中央財政補貼;
3、增值稅全免,即征即返(財稅〔2008〕156號文);
4、所得稅三年免,三年減半(中華人民共和國所得稅[2008]1月1日執行);
5、每處理一噸垃圾,地方政府補貼70-100元/噸(各地不一);
另外:垃圾有一定的熱值,5噸垃圾相當于1噸煤的熱值,但是審報和驗收審定條件更嚴。必須經省級嚴格驗收后才能享受優惠政策,其中垃圾焚燒重量比,不得低于80%,污染物排放必須達標。
五、浙江省已建有21座垃圾發電項目:
杭州:喬司環保、蕭山錦江、余杭錦江、濱江環保、富春江環保;
寧波:中科電力、楓林環保、慈溪環保;
紹興:新民熱電、八方環保、春暉環保、中環環保;
溫州:甌海環保、偉民環保、永強環保、蒼南環保;
嘉興:桐鄉環保、步云環保;
湖州:長興環保;
金華:八達環保、義武環保。
現有52臺垃圾焚燒鍋爐,配37臺汽輪發電機,裝機容量37.75萬千瓦,可年處理垃圾483.3萬噸,年發電20.5億千瓦時,但浙江省每年約有1500萬噸垃圾產生,建造垃圾焚燒發電項目尚有廣闊天地。
六、流化床焚燒技術受到浙江企業青睞:
浙江現有21家垃圾焚燒發電廠,有15家39臺鍋爐采用了循環流化床焚燒鍋爐,占76.5%,受到浙江企業青睞。這是由于流化床鍋爐的垃圾燃盡率高,能穩定可靠發電和供熱,而且能夠有效的控制垃圾焚燒過程中有害氣體的產生,抑制了二惡英的生成,使污染排放優于國家標準。是節能減排的先進技術,倍受企業青睞。
經過近十年的攻關改造和不斷完善,流化床垃圾焚燒鍋爐的助燃煤量,從原來的20%(重量比)已減少到5—10%,故障率明顯減少,能保證安全經濟長周期運行,從而確保穩定的供熱與發電,因此在浙江普遍被采用。
目前,無錫、杭州、南通等鍋爐廠都研發生產了40t/h至75t/h系列焚燒200t/h至600t/h垃圾的各類循環流化床垃圾焚燒鍋爐和各類階段式往復爐排的垃圾焚燒鍋爐。其中垃圾和煤摻燒比為4:1重量比和4:1熱量比的系列產品。
七、流化床垃圾焚燒鍋爐能有效地抑制二惡英等有害氣體的排放:
1、一般垃圾焚燒產生二惡英的條件是:
(1)燃燒不穩定,只冒煙不燃燒。
(2)爐膛燃燒不均勻,存在600℃以下的低溫燃燒。
(3)含氯物質伴有催化作用的介質化合,易生成多種二惡英。
2、抑制二惡英的措施:
(1)流化床鍋爐爐溫保證900℃±50℃,爐煙再經900℃以上高溫下停留4秒鐘后排向煙道,高溫分解了煙氣中的二惡英。
(2)摻煤助燃加高溫石英砂的沸騰,垃圾燃盡率高。
即使水份大、熱值低的垃圾,由于適當摻煤助燃,還伴有蓄熱量大的石英砂的沸騰、打碎、炒干并燃盡垃圾,爐內氣固混合強烈、燃燒湍流強度大,保證了燃燒穩定,爐溫均勻,垃圾得以充分燃盡。
(3)摻煤燃燒,抑制二惡英生成。
在燃燒垃圾的化學反應過程中,煤中的硫是最活潑的物質,能和垃圾中的觸煤物質(如:Cu、Fe、Al等重金屬)先化合,由于催化作用的介質被硫化合奪去,沒有了觸煤介質,二惡英就難以生成。
(4)采用計算機運行控制技術抑制二惡英生成。
采用DCS計算機自動控制技術,使給垃圾量、給煤量、鼓風量、引風量、爐溫、負壓、氧量等均在計算機的高速控制自動調節下,使各類參數秒秒壓紅線,也控制了二惡英的生成。
(5)點爐、停爐科學操作,抑制二惡英產生。
在點爐停爐過程中,由于采用煤的先燒后斷,始終保持垃圾在900℃高溫下燃盡,從而有效抑制了二惡英的產生。
(6)煙道尾部采用活性碳吸附,又經布袋過濾等技術,能使二惡英排放量極小極小,遠遠優于先進國家標準。
(7)煙道上安裝了半干法脫硫和布袋除塵裝置,可以除去90%以上的SO2和HCL,除去99。9%的煙塵。
(8)根據浙江環境檢測站,對浙江51臺垃圾焚燒爐的煙氣檢測結果,凡是流化床垃圾爐的二惡英排量均在0.1當量以下。優于國際先進國家標準,完全可以放心使用。
這里介紹(紹興新民環保熱電)我國第一臺工業化投產的400T/D流化床垃圾焚燒鍋爐的工藝流程和投運后的污染排放實測值,其結果均優于國家標準限值,其中二惡英在爐膛出口、尾氣處理裝置前,二惡英(TEQ)僅為0.3ng/m3,經活性炭吸附、脫硫和布袋除塵,二惡英(TEQ)只有0.05ng/m3。僅是歐美標準限值0.1ng/m3的一半(見附表):
八、建造垃圾焚燒發電工程,熱電廠具有獨特的優勢。
熱電廠與垃圾焚燒發電工程具有基本相同的工藝流程,完全一樣的設備和技術、相同的管理模式,都是改善環境、造福社會的環保事業,是城市公益性基礎設施。熱電廠又建在城市郊區和工業園區,便捷的交通和適宜的地理環境,最適合建造城市垃圾焚燒發電工程,具有投資省、建設快、管理好、經濟效益、社會效益、環保效益高的獨特優勢。現有熱電廠,有條件的話應為此作出努力,為節能減排作出貢獻。
束語:垃圾發電近十年來有了飛速發展,我國自主知識產權的垃圾焚燒技術更趨于成熟,設備更可靠,系統更完善,加上精心操作、精心維護、精細管理、嚴格考核,無害化、減量化、資源化處理的垃圾已接近國際先進水平,并且遍地開花,所以建造垃圾焚燒發電工程是最快捷、最有效、最徹底處理我國垃圾的好路子,是真正能實現垃圾無害化、減量化、資源化處理的好方式。
附表1:浙江紹興新民熱電廠垃圾焚燒爐實測煙氣排污值表
附表2:浙江富春江環保熱電廠垃圾焚爐實測煙氣排污值表
附表1:浙江紹興新民熱電廠垃圾焚燒爐實測煙氣排污值表
1、垃圾焚燒爐測試期間鍋爐及脫硫除塵系統運行參數
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項 目 |
運行參數 |
參數值 |
|
鍋爐參數 |
鍋爐負荷/t·h-1 |
68~75.3(負荷>90%) |
|
燃料參數 |
燃煤耗量/t·h-1 |
4.2~5.3(平均4.56) |
|
脫硫參數 |
石灰耗量/t·h-1 |
0.2~0.28(平均0.24) |
2、垃圾焚燒爐污染控制標準限值及實測值
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項 目 |
數值含義 |
限 值 |
實測值 |
|
煙塵/mg·m-3 |
測定均值 |
80 |
42.1 |
注: 煙氣黑度為林格曼黑度。
3、垃圾焚燒爐二惡英排放含量測定結果 (2002-01-09)
|
項 目 |
鍋爐進口(E斷面) |
鍋爐出口(F斷面) |
|
斷面截面積/m2 |
3.74 |
3.74 |
|
煙氣溫度/℃ |
128 |
115 |
|
采樣點煙氣流速/m·s-1 |
13.02 |
16.18 |
|
煙氣氧含量/% |
12.5 |
12.5 |
|
二惡英(TEQ)含量Ⅰ/ng·m-3 |
德國MPU試驗室 |
德國MPU試驗室 |
|
0.27,0.24 |
<0.01 |
|
|
二惡英(TEQ)含量Ⅱ/ng·m-3 |
浙江省環保監測站 |
浙江省環保監測站 |
|
0.30,0.25 |
<0.01 |
|
|
二惡英(TEQ)含量Ⅲ/ng·m-3 |
中科院水生生物研究所 |
中科院水生生物研究所 |
|
- |
0.002 3,0.004 8 |
附表2:浙江富春江環保熱電廠垃圾焚爐實測煙氣排污值表
1、1#、2#垃圾焚燒爐額定工況下實際煙氣排污數值及控制限值表
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序號 |
項目 |
數值含義 |
限值 |
實測值 |
|
|
2#爐 |
1#爐 |
||||
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1 |
運行工況: 1.1出力 t/h 1.2垃圾量 t/h 1.3耗煤量 t/h 1.4熟石灰粉耗量 t/h 1.5活性炭耗量 kg/h |
測定日期 測定均值 測定均值 測定均值 測定均值 測定均值 |
75 20 5 0.5 7.0 |
2006、6.14~21 68~73.9 17.9 4.5 0.32 6.8 |
2006、11.6~10 83.2~85.6 18.3 4.46 0.48 6.0 |
|
2 |
煙塵 mg/m3 去除率 % |
測定均值 |
80 ≥99.5 |
56.5 99.75 |
42.5 99.99 |
|
3 |
煙氣格林曼黑度 級 |
測定值 |
Ⅰ |
<Ⅰ |
<Ⅰ |
|
4 |
二氧化硫 mg/m3 去除率 % |
小時均值 小時均值 |
260 ≥80 |
45 83.4 |
215 83.15 |
|
5 |
氯化氫 mg/m3 去除率 % |
小時均值 小時均值 |
75 ≥55 |
29.3 71.5 |
21.5 72.7 |
|
6 |
一氧化碳 mg/m3 |
小時均值 |
150 |
98.4 |
54.95 |
|
7 |
氮氧化物 mg/m3 |
小時均值 |
400 |
228.5 |
187.5 |
|
8 |
汞 mg/m3 |
測定均值 |
0.2 |
<0.009 |
0.010 |
|
9 |
鎘 mg/m3 |
測定均值 |
0.1 |
<0.005 |
0.008 |
|
10 |
鉛 mg/m3 |
測定均值 |
1.6 |
0.244 |
0.180 |
|
11 |
二惡英(TEQ) ng/m3 |
測定均值 |
1.0 |
0.049 |
0.026 |
|
注:二惡英由比利時SGS實驗室和浙江省環境監測中心分別測定取平均值 |
|||||
2:固廢浸出毒性試驗和二啞英濃度分析結果
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監測項目 |
測定結果(mg/L) |
浸出液最高允許值(mg/L) |
備注 |
|
|
飛灰 |
爐渣 |
|||
|
總汞 |
<0.0002 |
<0.0002 |
0.05 |
|
|
總鉛 |
<0.3 |
<0.3 |
3.0 |
|
|
總鎘 |
<0.03 |
<0.03 |
0.3 |
|
|
總鉻 |
<0.1 |
<0.1 |
10.0 |
|
|
六價鉻 |
<0.004 |
<0.004 |
1.5 |
|
|
總銅 |
<0.1 |
<0.1 |
50 |
|
|
總鋅 |
<0.03 |
<0.03 |
50 |
|
|
總鋇 |
<20 |
<20 |
100 |
|
|
總鎳 |
<0.1 |
<0.1 |
10 |
|
|
總砷 |
0.4 |
1.2 |
1.5 |
|
|
無機氟化物 |
1.96 |
0.13 |
50 |
|
|
氰化物 |
<0.004 |
<0.004 |
1.0 |
|
|
二惡英 |
10.8I-TEQng/kg |
/ |
/ |
|