城市生活垃圾焚烧发电技术调研报告.docx

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城市生活垃圾焚烧发电技术调研报告

城市生活垃圾焚烧发电技术调研报告

1城市生活垃圾的特点

城市生活垃圾是人们日常生活中产生的固体废物，主要由厨余、塑料、纸

张、灰土、玻璃等组成，其成分复杂，受自然环境、气候条件、城市发展规模、居民生活习惯以及经济发展水平等多种因素的影响，故各国、各城市的垃圾组成均不同。

工业发达国家垃圾较发展中国家的有机物含量多、无机物少、水分少。

垃圾的热值受居民生活水平、能源结构、城市特性以及季节变化等因素的影响具有很大的差异性。

我国大城市的生活垃圾的热值和发达国家的比仍较低，一般在4000〜5000kJ/kg,而燃煤区垃圾的热值更低，仅为2000〜3000kJ/kgo

我国城市垃圾的特点是：

总体上无机物含量高于有机物含量，不可燃成分高于可燃成分，含水率比较高，危险垃圾与生活垃圾混合，没有健全的分拣制度，有机物中厨余所占的比重大，纸张、塑料、橡胶比重较小。

图1为燃气区不同城市的垃圾组分，图2为燃煤区不同城市的垃圾组分。

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Cities

图1燃气区不同城市垃圾组分中有机物含量

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60・

NanningXanjingSharhaiChoncqinsTaiyuanTianjingShcncyangHaerbins

Cities

40・

图2燃煤区不同城市垃圾组分中有机物含量

山图1、图2可以看出，对于同一城市，燃气区垃圾中有机组分含量相对较高，无极组分含量相对较低，而燃煤区则相反。

燃料结构的变化，不仅会影响城市垃圾的产量，而且是影响垃圾成分的重要因素，随着我国城市居民家庭电气化和煤气的普及，以及北方城市采用集中供热、区域采暖，城市垃圾中有机物和无机物的相对比例发生了很大变化，垃圾中可燃的有机物不断增加，垃圾的热值越来越高。

垃圾中有机质含量越高，就越有利于采用能源回收工艺进行处理。

2城市生活垃圾处理技术现状

城市生活垃圾处理的H标是：

减量化、无害化、资源化。

生活垃圾处理不当不仅直接影响居民健康、生活质量，而且将间接对人类赖以生存的生态环境造成破会。

LI前国内其至国际上对生活垃圾的处理通常是经过分选（手选或技术设备分选），回收部分资源后，以填埋、堆肥和焚烧3种方式为主。

不同国家和地区由于经济发展水平及生活习惯、自然地理条件的不同，在处理方式上有较大的差异：

美国、意大利、英国等国家以填埋为主，日本、丹麦、瑞士等国家以焚烧为主，而我国超过70%的处理设施为填埋厂，绝大部分生活垃圾以填埋甚至简易填埋处理为主。

2.1城市生活垃圾主要处理技术及其评价

填埋处理：

垃圾填埋处理是应用最早最广泛的一项技术，目前仍是大多数国家处理垃圾的主要方式。

填埋处理具有处理量大、投资省、施工简便等特点，其缺点是需占用大片土地，并且垃圾中能源和可回收物没有得到有效利用，运输、填埋、管理过程中费用较高，填埋厂产生的渗滤液和气体对环境易造成污染等。

堆肥处理：

垃圾的堆肥化是利用微生物有控制的促进垃圾中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。

堆肥法有良好的农业效用，可改良土质，增产农作物，同时获得农业肥料，并且处理过程中形成的二次污染低，投资少、方法简便，但处理量小，肥效低，堆肥成品经济效益差，垃圾的减量化效果不高，不利于回收垃圾中可利用的能量和资源。

堆肥法对于有机物含量较高的垃圾有一定的技术处理优势，在城市垃圾处理过程中尤其局限性，将来的发展趋势是在农村有一定的应用前景。

焚烧处理：

焚烧法是指垃圾中的可燃部分在焚烧炉中燃烧并放出热量，产生高温烟气最终转化为热能或电能加以利用。

与传统的填埋法和堆肥法相比，焚烧法具有的优点是垃圾处理量大，减容减量效果好，可减容90%,减量75%左右，彻底消灭垃圾中的病原菌，可安全处理有毒有害废弃物，能有效地将垃圾潜在的能量转化为热能或电能加以回收利用。

但焚烧法也存在一定的缺点：

焚烧设备尤其是进口关键设备价格昂贵，初投资大，对垃圾的热值有一定的要求，焚烧过程中会产生二次污染物，尤其是近年来垃圾焚烧产生二恶英的污染问题日益尖锐。

填埋、堆肥和焚烧三种处理方式的主要优缺点对比及其适用性见表1。

表1三种垃圾处理方式的对比

处理

方式

主要优点

主要缺点

适用性

填埋

操作简单；

运营费用低。

占地面积大；

恶臭污染较重；

人少地多的地区，比如我国中西部城市。

需要处理填埋气和渗滤

液；

对地下水和土壤有威胁。

焚烧

发电

占地面积小；

减量化效果显著（体积减

小95%,审暈减少

75%）；

无害化较彻底；

垃圾资源化利用（回收电

能和热能）。

投资大；

产生二恶英；

对垃圾热值要求较高。

人多地少的地区，比如我国东部发达城市。

堆肥

资源化效果显著。

对垃圾中有机质含量要

求较高；

肥料中重金属含量不好控制，可能污染农田土如

肥料销售半径和竞争力有限。

用的比较少，适用于肥料运输半径适中、销路有保障的地区。

2.2国外城市生活垃圾处理技术现状

U前部分发达国家生活垃圾处理处置惜况见表2。

表2部分发达国家生活垃圾处置情况（%）

国别

卫生填埋

焚烧

堆肥

处理率

美国

70

25

5

100

日本

28

66

1.4

95.4

德国

71

25

1

97

英国

89

10

<1

100

法国

60

10

20

90

荷兰

61

23

16

100

瑞士

15

70

14

99

意大利

86

13

1

100

瑞典

65

33

2

100

丹麦

32

66

2

100

比利时

62

27

9

98

新西兰

64

30

6

100

澳大利亚

65

24

11

100

从表中可以看出，山于受填埋场地的制约，部分发达国家主要采用焚烧方式处理生活垃圾（如表中的瑞士、日本和丹麦的生活垃圾焚烧比例均高于60%）o按生活垃圾年焚烧处理能力分析，欧盟居首，19国家占38%,日本占24%居其次，美国占19%居第三，东亚部分地区（中国、中国台湾、韩国、新加坡、泰国等）占15%,其它地区（俄罗斯、乌克兰、加拿大、巴西、摩纳哥等）占4%。

据欧洲垃圾发电企业联盟（CEWEP）2006年统讣，全世界生活垃圾焚烧厂共有约2100座，其中生活垃圾焚烧发电厂约1000座；总焚烧处理能力约为62.1万吨/日，年焚烧生活垃圾量约为1.65亿吨，相当于中国城市生活垃圾年清运量。

2.3国内城市生活垃圾处理技术现状

我国城市垃圾产生量占全世界城市垃圾年产量的30%,每年产生将近2亿吨的城市垃圾，城市生活垃圾堆存量已达70亿吨。

随着垃圾资源化处理的要求，我国的城市垃圾处理将逐渐转变为以焚烧等获得能量以及资源综合利用获得再生资源

为主要方法，但填埋和堆肥法将在一定期和范围内存在。

我国城市生活垃圾不同处理方式无害化处理量见图3。

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

卫生填壇■哭焜览肥

00

2

图3我国城市生活垃圾不同处理方式无害化处理量

2014年中国城市生活垃圾处理主要运营指标见表3o

表32014年中国城市生活垃圾处理主要运营指标

运营指标

数值

同比变化

生活垃圾清运量（万吨）

17860

3.60%

生活垃圾无害化处理量（万吨）

16393.7

6.49%

生活垃圾无害化处理设施（座）

792

6.17%

生活垃圾无害化处理能力（万吨/天）

53.3455

8.36%

其中：

填埋占比

65.54%

下降2.62个百分比

焚烧占比

32.51%

上升2.41个百分点

堆肥及其他占比

1.95%

上升0.21个百分点

生活垃圾无害化处理率

91.79%

上升2.49个百分比

来源：

国家统计•局

中国城市生活垃圾处理构成中，焚烧处理占比逐年提高，从2004年的5.55%上升到2014年的32.51%o截至2014年底，城市垃圾焚烧厂188座，比2013年增加22座；处理能力18.6万吨/天，同比增加17.33%o我国生活垃圾焚烧处理情况见图4。

无書化处万吨）无書化处理胞力（沁万吨?

日＞

图4我国生活垃圾焚烧处理情况

3垃圾焚烧发电技术

焚烧法与填埋和堆肥相比，具有较大的优势。

主要体现在：

可有效减少垃圾容量75%以上，节约土地，不会对土壤和地下水造成污染，垃圾焚烧产生的热量可以用来供热和发电。

III于垃圾焚烧发电具有“无害化、减量化和资源化”的优势，有望逐渐成为未来垃圾处理的主要方式。

3.1工艺流程

垃圾发电流程主要分为垃圾收集处理、焚烧、余热发电、烟气净化与处理、炉渣、飞灰处理以及渗滤液处理等阶段。

垃圾焚烧处理工艺流程见图3。

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图5垃圾焚烧处理丄艺流程图

（1）垃圾收集处理

城市生活垃圾剔除不可燃烧及有毒有害废弃物后，山专用垃圾运输车辆送进垃圾发电厂区，经地磅进行称重，然后经垃圾卸料平台送进垃圾储存池，垃圾储存池可储存5〜7d的垃圾处理量。

储存池上方设有垃圾吊，对池内垃圾进行搬运、搅拌和倒垛，以确保入炉垃圾组分均匀，同时收集垃圾渗滤液。

垃圾收集处理系统示意图见图6。

图6垃圾收集处理系统示意图

（2）垃圾焚烧

垃圾沿下料装置落到给料装置平台，给料装置将垃圾推送至焚烧炉进行焚

烧，垃圾在焚烧炉燃烧后排出炉渣。

垃圾焚烧炉的炉型主要分为炉排炉和流化床炉两大类。

垃圾焚烧工艺也因炉型的不同而有所区别。

炉排炉模型、炉排结构、流化床炉焚烧系统分别见图7、图8、图9。

图7机械炉排炉模型

耒瑞炉外片

图8炉排结构

图9流化床炉焚烧系统

（3）余热发电

垃圾焚烧炉配套余热锅炉和汽轮发电机组。

垃圾焚烧通常在800-1000°C的高温下使有毒有害物质充分热解，产生的大量高温烟气经除尘设施净化后可通过余热锅炉将热量回收，获得一定温度和压力的热蒸汽，再通过发电机组使其转化为电能。

（4）烟气净化与处理

生活垃圾焚烧过程中产生的烟气中含有烟尘、酸性气体、重金属及二恶英等污染物。

如何对这些污染物进行无害化处理，以免对环境造成二次污染，是在垃圾焚烧过程中应该特别引起重视的一个问题。

烟气净化与处理工艺一般经吸收净化、活性炭吸附、袋式除尘器等设施处理，运用中和、吸附、过滤的原理对废气中的有害物质进行治理，达标后III烟囱排入大气中。

（5）炉渣、飞灰处理

垃圾焚烧后产生的炉渣约占垃圾总重量的10%-15%左右，属于一般废奔物。

它经过加工处理作铺路、制砖的辅料，进行再利用。

另外经过布袋除尘器回收下来的飞灰，约占垃圾总量的3%左右，属于危险废弃物，通常对其进行无害化处理，再送填埋场进行填埋。

（6）渗滤液处理

垃圾渗滤液主要产生于垃圾贮存池，是垃圾在贮存池中发酵腐烂后，由垃圾内的水分排出而造成的。

它的特点是臭味重，有机污染浓度、氨氮以及重金属含量高，水质变化大。

垃圾渗滤液一般占垃圾总重量的10%左右，渗滤液处理方式主要有儿种，一是在垃圾发电的厂区内建污水处理站，通过对渗滤液处理之一级排放标准后排放或处理至三级排放标准后送污水处理厂处理，二是直接送污水处理厂处理，三是回喷到焚烧炉。

垃圾渗滤液处理方式根据项口的具体情况确定。

（7）恶臭控制

垃圾焚烧厂的恶臭味主要来源于垃圾贮存池，一般采用加强密封来控制和防治：

一是对可能发生臭气外泄的部位都采用密封材料进行封堵；二是在卸料平台进门处设有风幕，防止垃圾车进厂时带来的臭味外泄；三是将垃圾池的臭味抽到燃烧炉膛，用燃烧的办法把臭味成分烧掉，达到脱臭效果。

3.2主要技术设备

（1）垃圾供料设备

城市生活垃圾剔除不可燃烧及有毒有害废弃物后，山专用垃圾运输车辆送进垃圾发电厂区，经地磅进行称重，然后经垃圾卸料平台送进垃圾储存池，储存池上方设有垃圾吊，对池内垃圾进行搬运、搅拌和倒垛，以确保入炉垃圾组分均匀。

垃圾抓斗桥式起重机（垃圾吊）是垃圾供料系统的关键设备，主要承担垃圾的投料、搬运、搅拌、去污和称量工作。

国外垃圾抓斗生产厂家有：

德国配纳（PEINER）、德国德马格（DEMAG）、芬兰（KONE）、热本三菱等。

国内厂家有北京起重运输机械研究所、河南卫华集团、浙江赛诺起重机械等。