垃圾焚烧发电的技术问题和商业前景

　　1引言

　　中国经济的持续高速增长，人民生活水平迅速提高，城市化进程也在不断加快。但同时也面临着日趋严重的环境问题，特别是城市垃圾的处理。我国城市人均每年“生产”垃圾440kg。在许多地区，垃圾堆积成山，不仅占用大量土地，也影响城市环境与观瞻，污染空气，也为各种菌毒、蚊蝇提供理想的栖身繁衍场所。间接地危害人的身心健康。城市生活垃圾问题已经成为中国最严重的公害之一。及时清理和处理城市垃圾，是建设优美、整洁、文明的现代化城市不可缺少的条件。如何解决垃圾问题，已引起全社会的高度重视。

　　垃圾本来是不能与能源或矿藏划等号的。但从资源方面看，垃圾也许是地球上唯一的不断增长的可再生资源。从20世纪70年代起，一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。美国某垃圾发电站的发电能力高达100MW，每天处理垃圾60万t。现在，德国的垃圾发电厂每年要花费1000亿美元，从国外进口垃圾。据统计，目前全球已有各种类型的垃圾处理工厂近千家，科学家测算，垃圾中的二次能源如有机可燃物等，所含的热值高，焚烧2t垃圾产生的热量大约相当于1t煤。如果我国能将垃圾充分有效地用于发电，每年将节省煤炭5000-6000万t，其“资源效益”极为可观。

　　2垃圾焚烧发电

　　垃圾焚烧发电是指使用特殊的垃圾焚烧设备，以城市工业和生活垃圾为燃烧介质，在对垃圾进行焚烧处理的同时，利用其产生的能量发电的一种新型发电方式。这种处理方式具有环境与经济双重效益。

　　位于上海市嘉定区江桥镇建新村的上海江桥生活垃圾焚烧厂是国内最大的日处理1000t以上的大型现代化生活垃圾发电厂，见图1。从欧洲引进关键设备，工厂占地135000m2，总建筑面积28000m2，总投资9.3亿元，拥有3座采用德国液压顺推往复式炉排炉。另外采用西班牙悬吊式自然循环式余热锅炉。焚烧炉针对上海生活垃圾热值低，含水量高的特点，专门设计，保证垃圾充分燃烧。2台12MW汽轮发电机组，焚烧炉把锅炉里的水烧成400℃、约4000kPa的蒸汽，推动汽轮发电机组发电。锅炉效率为82.83％。

　　图1上海江桥生活垃圾焚烧厂工艺流程图

　　厂中全封闭垃圾坑可堆放5天的垃圾量，只要是能够燃烧的生活垃圾，基本上不分类就送进这座垃圾坑。垃圾中渗出的废水，则由专门的渗透液处理系统处理后，被纳入市政合流污水管网。其采用全套德国进口的MBR（membrane biological reactor，简称MBR）技术，即为硝化、反硝化、超滤工艺组成的渗透液处理系统发电时，首先用500-650℃的高温对垃圾进行烘烤，使垃圾成为热分解气体和碳化物，然后将碳化物加入到1000℃的燃烧炉中，使碳化物分化出一氧化碳等气体，最后再将产生的气体通过燃烧转化成电能。发电过程中产生的热能可以反过来用于烘烤垃圾。

　　垃圾焚烧过程中会合成二恶英，为了使排放的烟尘达到国家排放标准，工厂采取让排放的烟气在炉内850℃以上停留2s，控制二恶英的产生。

　　一般垃圾发电灰量较多，除二恶英外，烟气里的其它有毒气体以及飞灰也不会逃逸散发。电厂采用“半干式洗涤塔（石灰浆）+活性炭及在线监测仪+布袋除尘器”工艺处理烟气：烟气从焚烧炉出来，即被引入洗涤塔内，加入被雾化的石灰浆液，中和氯化氢等酸性气体；烟气从洗涤塔进入烟囱的途中，经喷射活性炭吸附含有铅、汞等重金属元素烟气再经布袋除尘器过滤后进入烟囱。

　　垃圾电厂的烟囱高达81m，排放的烟气可迅速被气流吹散稀释；烟囱里还安装有烟气分析仪，随时可以报警。烟灰则和活性炭一起经过水泥固化后深埋。而每天电厂产生的残渣，可以制作成建筑材料，修桥铺路。只有剩下的废渣进行卫生填埋。经过环保部门的检测，垃圾发电厂的各项指标都优于国家标准。