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关键词:垃圾焚烧发电厂;BOT项目;风险;研究
中图分类号:TM715 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)14-0036-02
市民不明白的垃圾焚烧发电项目,存在政府管理不到位、选择位置不合理、周围居民的抵制等问题,导致合同签订后缴费不及时的情况发生,技术和管理问题日益突出。由于缺乏实践经验和理论指导,政府和项目公司之间的专营权协议是不完善的。本文通过对研究与实证研究相结合,定性研究与定量研究的结合的分析,从不同层面的风险得到初步总结并得到最终形成的因素。而风险应由政府、项目公司二者共同分担。
1 我国垃圾处理现状
在中国垃圾处置主要有3种方式:卫生填埋、堆肥和焚烧。根据建设部2006年的统计资料,截止至2005年年底,全国661个设市城市中建有各类生活垃圾处理场479座,257 000 t/日的加工能力,81.08万t集中处理能力,集中处理率51.97%。其中,卫生生活垃圾填埋场365座,213 000 t/日处理能力,69.24万t的加工能力;46座城市固体废物堆肥厂,处理能力11 800 t/日,处理能力3.45万t;固体废物焚烧厂66座,32 200 t/日的处理能力,处理能力7.8万多t。填埋、堆肥和焚烧的处理能力的比例是85%、5%和10%。由于政策、资金、技术、选址、收集、运输、监管等因素,中国的城市主要采取填埋方式。然而,垃圾填埋场很容易导致二次污染,威胁到空气、土壤、地下水和饮用水的安全。
2 BOT方式与垃圾焚烧发电项目结合的必要性
垃圾焚烧发电项目是城市基础设施项目,它是一个一次性的项目,投资和经营成本高,操作和管理的难度大。废物处置设施,缺乏资本和运营成本是我国垃圾焚烧落后于国际标准的原因,采用BOT方式建设垃圾焚烧发电项目,是一种有效的方式。它具有帮助加快废物处理设施的建设和发展的优点。
3 BOT项目的风险
BOT作为一种投资方式,在客观上存在着风险。所谓风险是指引起损失产生的不确定性。或者说,风险是指某一不利事件将会发生的概率。然而,将来实际发生的情况可能比预期的情况更糟,也有可能比预期的情况更好。“风险”一词并非单指不利的一面,但稳健的投资者更重视避免不利的情况发生。BOT方式的风险主要表现为BOT项目的风险。从金融角度来看,项目融资带有一些与众不同、要求高的特点,其主要特点包括:在项目融资构架中,融资各方必须主要依赖项目公司的资产和现金流量来获得偿还款,如果项目失败,融资各方将无法求助于或只能在有限程度内求助于资助人公司或其他第三方的财政资源获得偿债款。因此BOT项目是存在风险的。BOT项目投资大,期限长,且条件差异较大,常常无先例可循,所以BOT项目的风险较大。规避和分担风险也就成为了BOT项目的重要内容。总之,对BOT项目风险进行控制,是一项复杂的工程。国际上通行的风险分担原则是:凡是企业自身能够把握的风险由项目公司承担;凡是企业不能够把握的风险由政府部门承担;对界限不明的风险,可规定在风险发生时通过磋商解决;对由于动乱、暴乱等原因发生的政治风险,一般寻求国际组织采用政治担保方式解决。
4 BOT方式在垃圾焚烧发电项目应用中存在的问题
BOT方式在中国仍处于初级阶段,有很多不规范和有待提高的地方。BOT方式,因其投资大、恢复慢,涉及主要的和更复杂的程序,要承担风险。垃圾焚烧发电项目,政府所面临的风险是:清楚掌握垃圾焚烧设施的市场潜力和价格趋势,可能是盲目承诺给投资者的回报率较高的投资,增加居民和政府的负担。如果政府规划滞后,缺乏监管,可能会导致非标准的私营部门的参与和竞争,在垃圾焚烧发电行业的结果,是不规范的操作和障碍问题。承包商拖延建设周期,投资成本超支,资金问题;承包商破产或不可抗力终止合同,从而导致垃圾焚烧发电设施,不能如期完成并投入使用。不具备资金和技术实力的环保企业在获得巨额收入后,无论施工质量和不成熟的技术和设备的BOT项目的运作状态,在完成后的垃圾焚烧、设施的风险、项目本身的运作,事实上都留给了政府。项目公司所面临的风险是:政府不讲信誉和政策不稳定,这是参与基础设施和危险废物焚烧场项目公司的最大障碍。焚烧的风险,在设计和建设基础设施项目上,包括项目的设计缺陷、施工延误、成本超支和基础设施项目投产后垃圾焚烧风险贷款的变化,包括具体项目的风险和价格风险。
我国目前法律体系尚不健全,尚没有成文的BOT法规,公平竞争的市场环境尚未形成,环保产业标准体系尚未建立,不正当的市场竞争和一些地区地方保护主义仍然存在。这都对新兴的垃圾发电的环保市场产生不良的影响,挫伤广大投资者的信心和积极性。BOT方式在许多方面都有一套独特的运行规则和方法,需要专业人员来实施,以确保项目的顺利进行,而我国BOT的专业人员相当匮乏。
5 BOT方式在垃圾焚烧发电项目中应用的对策
为了规避违约风险,政府应选择那些有经济和技术实力的企业来运作垃圾焚烧发电项目,保证合同的履行。必须防止一些“三无”企业通过低价策略取得运营资格。在垃圾焚烧发电项目招标阶段,政府应参考环保部门的意见,在特许权协议的签订阶段,环保部门的意见也应作为一个决定性的因素。在运营阶段应接受环保部门的监管,因焚烧处理的二次污染风险很大,若监管不严,企业可能为了追求更多利润,想方设法增加发电量,而忽视垃圾处理质量,导致严重的二次污染,必须确保垃圾焚烧产生的污染物全部达标排放,不发生超标排污、偷排偷放的行为,避免环境问题的发生。在不久的将来,垃圾发电将大有作为。社会应积极利用BOT方式来建设垃圾焚烧发电项目,解决环保资金缺口问题,加快垃圾焚烧发电这一高新环保产业的发展速度。这不仅能化解城市的环保难题,也能产生新能源,改变电力生产仅依靠煤、油发电的单一结构模式。
焚烧发电作为一种城市生活垃圾处理方式,近几年在我国迅速发展起来。焚烧发电不仅可以有效解决城市生活垃圾无处堆放所带来的环境问题,而且能够带来丰厚的经济效益。由于我国对相关技术的研发和应用起步较晚,加之地方政府财力不足,BOT模式成为我国建设垃圾焚烧发电项目的发展趋势。然而,从已运营项目和在建项目的实际情况来看,许多垃圾焚烧发电BOT项目在运作过程中出现一些问题。由于社会公众对垃圾焚烧发电项目不了解,政府宣传不到位以及政府方在择址时论证不充分等问题,导致项目签约后遭到周边居民抵制;费用支付不及时、政府监管不到位、企业技术和管理水平低等问题日益凸显。由于缺乏实际经验和完备的理论指导,政府方和项目公司的特许经营协议不完备,特别是政府方与项目公司的风险分担不合理是其中的主要原因。
我国要深化环卫体制改革,促进生活垃圾产业化发展。提出引入市场机制,推进环卫体制改革。通过财政直接投入、补贴及税收优惠等方式,吸引社会资本参与生活垃圾处理设施建设及运营,建立多渠道投融资体系,逐步实行处理设施的特许经营和委托运营。我国垃圾焚烧发电厂绝大部分采用BOT方式建设,要实现城市垃圾无害化处理,就要建设垃圾焚烧发电厂;而要加快垃圾焚烧发电厂的建设,就要积极引入市场机制,吸收社会资本,所以,BOT运作方式已成为垃圾焚烧发电项目的发展趋势。
参考文献:
[1]唐向阳,高国涛.绿色机场垃圾资源化处理流程设计[J].环境科学与管理,2008(12).
Problems and Countermeasures of BOT in Waste Incineration Power Generation
Li Jian
[关键词]城市垃圾;焚烧;气体污染;防治;现状分析;措施探究
【分类号】X51
引言
城市垃圾作为污染城市生活环境的主要方式,严重影响到了城市生活环境的质量,而城市生活垃圾焚烧虽然能够减少这些垃圾的不断堆积,但是一些不合理的焚烧方式不但不能降低污染程度,反而还会产生一些更加严重的有害气体污染,这些有害气体借助风力往往会迅速扩散到城市的每一个角落,对人们日常生活的质量带来严重的负面影响。例如近些年来随着城市垃圾焚烧中的气体污染,使的越来越多的城市老人都因空气质量问题而患上一些呼吸道疾病,严重危害到整个城市人们的身体健康。目前随着“可持续化绿色健康发展”发展理念的提出,人们对城市垃圾焚烧也有了新的认识,“到底如何来焚烧垃圾,如何减少焚烧中的气体污染”已成为环保研究者关注的焦点。另一方面,国家也在逐渐加大对市垃圾焚烧中的气体污染防治的管理力度,一些新型环保有效的城市垃圾焚烧技术也在不断地开发和运用,这对城市环境保护是百利而无一害的。
一、我国城市垃圾焚烧中的气体污染与防治的发展现状
目前我国城市垃圾主要的来源是生产垃圾和生活垃圾,包括一些塑料废品和其它材料。由于这些垃圾材料有助于燃烧,因此城市垃圾焚烧已经成为一种常见的垃圾处理方式,而这种处理方式往往也会给人们的日常生活和身体健康带来诸多的不便。近几年由于人们对环境保护意识的提高,国家高度重视环境保护事业,因此在珠海、上海、北京等其它城市垃圾较多的大型城市建立了许多的垃圾焚烧处理厂,据中商情报网数据显示每年可以减少二氧化硫排放量高达1000多万吨。另一方面,国家也正在不断地完善焚烧气体污染排放标准,并大力开发一些新型的垃圾焚烧废气防治处理技术,大大提高了整个防治的实际效果和质量。但是这些好的处理政策和技术只是在那些发达城市得到了很好的落实和运用,而那些二线及以下城市却还没有得到足够的重视,呈现出发展不均匀的现状。显然由于气体污染的特殊性,很难从根本上对气体污染进行有效地防治。总体说来城市垃圾焚烧中的气体污染与防治工作的发展速度较快,但是发展不均匀也是一个制约其发展的主要因素之一,在今后的发展过程中,需要全面进行控制和防治。
二、城市垃圾焚烧中的气体污染的主要危害
众所周知在整个垃圾焚烧过程中,常常会产生大量的粉尘、二氧化硫(SO2 )、一氧化碳(CO)、氯化氢(HCL)、氮的氧化物(NO x)等其它污染气体。这些气体的来源及危害如下表所示,显然这些垃圾焚烧所产生的气体是具有较大危害性的,如果不加以管理和防止,就会给城市生活环境和人体健康带来不必要的麻烦。
三、城市垃圾焚烧中的气体污染的防治措施
要想有一个健康环保的城市生活环境,就需要对城市垃圾焚烧中的气体污染进行科学有效的防治,其主要的防治措施有:(一)进行防臭处理。城市垃圾由于长时间的堆积腐烂,使其产生高温,促使腐烂臭气四处飘扬。故而需要利用密闭式燃烧处理设备来将垃圾集中处理,同时还利用通风设备减少臭气外溢。(二)减少垃圾焚烧中气体的产生。首先对垃圾进行分类处理,以避免燃烧时气体间相互反应,形成二次污染。接着对垃圾燃烧炉进行通氧处理,是整个燃烧化学反应能够完全进行,以减少一氧化碳、氮的氧化物气体产生。接着控制垃圾燃烧炉中过量的氧气,以减少氮的氧化物气体产生。最后对炉内的尾气进行处理,主要是利用化学反应原理来进行有效处理,适量使用固硫固氯剂,来使二氧化硫气体等气体变成固体物质,以减少其扩散污染。(三)对垃圾燃烧炉中产生尾气进行分离处理,采用气体分离技术把各种不同的气体单独分离出来,进行二次利用,这样不仅能够减少有害气体的排放,而且还能够提高能源的利用效率,符合可持续发展的要求。这也是目前最为提倡的城市垃圾焚烧中的气体污染的防治处理措施,应该得到广泛的推广和使用。(四)使用绿色环保的用品,以减少城市垃圾焚烧的发生率,从产生污染气体根本原因的角度出发来实施防治。这样既可以减少气体污染的来源,而且还能节约资源,完全有利于现代社会环保发展的需求。(五)采用其它城市垃圾处理技术,例如利用高压压缩进行填埋、填海处理,或是进行回收二次利用。这样也能够减少污染气体的产生,从侧面起到了城市垃圾焚烧中的气体污染的防治的目的。
四、对未来城市垃圾焚烧处理技术的建议
城市生活垃圾焚烧污染对整个城市建设和发展都会带来严重的影响,这就需要对我国未来城市垃圾焚烧处理技术有一个更好的发展目标和方向。一是要对城市垃圾的产生来源进行严格的控制,号召广大人们群众使用节能环保的生活用品,以便能够从根本上防治垃圾焚烧过程的发生。完成这一目标的关键就是提高人们的环保意识和新材料开发技术的不断开发,从而有效减少了城市垃圾的产生。而是要对城市垃圾焚烧处理技术进行提高和完善,目前大多数城市垃圾焚烧处理都是采用直接燃烧处理,不能很好起到防止二次污染的作用,造成处理失效。在这一块除了通过自己研究还开发新技术外,还可以适量的引用一些国外先进的城市垃圾焚烧处理技术,尽可能的使我国的城市垃圾焚烧处理系统变得更加完善和合理。另外还需要扩大国内的城市垃圾焚烧处理范围,全面实施无污染、绿色安全的城市垃圾焚烧处理措施。
结束语
现阶段普遍提倡节能环保,而城市生活垃圾则是背道而驰,故而需要对其进行合理的处理,否则还会加大其危害程度。城市生活垃圾焚烧是一项既复杂又伟大的环保建设工程,如果处理不得当,就会造成二次污染,失去了环保的实际意义。在今后的城市垃圾焚烧中的气体污染与防治过程中,需要小心谨慎实施垃圾焚烧处理措施,切记不要以“环保节能”名义随意来对城市垃圾进行焚烧处理,应该遵循循环利用、生态无害、可持续发展为宗旨,以资源化、无害化、减量化为原则来对焚烧中的气体污染进行有效的防治。
参考文献
在接受《望东方周刊》专访时,岑可法和他团队的教授们就当前中国垃圾焚烧发电问题中的一些关键环节作了介绍。他们认为,如果有好的政策引导,优秀技术会让中国的垃圾焚烧发电比欧美日发达国家更加清洁,并对节能减排贡献巨大。
在采访行将结束时,岑可法总结说:中国的生活垃圾处理,要走节能减排、循环经济的发展道路,做到分级、高效利用,以绿色、生态、近零排放的发展思路来考虑生活垃圾的焚烧发电技术未来的发展,只有做到这样,“垃圾围城”才能真正取得突破。
在中国尤其东部,不推广垃圾焚烧没有出路
《望东方周刊》:如何评估目前我国城市垃圾增长以及城市垃圾处理的情况?
岑可法:社会上很多数据来源于《中国统计年鉴》、环保部的公报、政府官网等。由于统计难度大,县级及以下的镇、村级生活垃圾清运量,鲜有官方统计数据。而行业内的统计信息获取比较困难,我们都是去主管部门和垃圾处理厂询问。从媒体报道得知,北京六环外就有密密麻麻的垃圾填埋场,有的只能说是堆积场。不仅北京,“垃圾围城”在中国许多城市都存在。
2012年我国城市人口人均年产0.24吨垃圾,全国城市的生活垃圾清运量有1.71亿吨,相比2008年数据增长了11%。我国城市生活垃圾无害化处理率接近85%,属于发展中国家水平,日本等发达国家均接近100%。
在城镇化加速的背景下,据现有城镇化增长率数据推算,2030年全国城市每年产生的生活垃圾大约2.6亿吨,形势不容乐观。
到2012年,我国生活垃圾无害化处置以填埋为主,约占73%,焚烧约占25%。甘肃、青海等地方的城市几乎都是填埋,而福建、浙江和江苏等地城市的焚烧处置率超过五成,其他处置方式很少。
我想说,垃圾焚烧发电不是洪水猛兽,在中国尤其东部不推广焚烧是没有出路的。现在还是哪里建焚烧发电厂哪里就反对,甚至一些专家也不理解,风波不断。直到国务院常务会议肯定了要发展垃圾焚烧发电的方向,焚烧才得到重视。
一般发达国家,人均土地很多的以掩埋为主,土地不够的都以焚烧为主。而中国人多地少,尤其东部地区,不搞焚烧怎么办?以杭州为例,哪里还有新的地方可以填埋?
垃圾填埋场一般都在城郊甚至更远,垃圾的运输距离很长,用高级的能源每天运输低级的生活垃圾,很不划算;垃圾填埋后产生的沼气,收集困难,沼气泄露会对环境造成温室效应,危害更大。
从我国近几年城市生活垃圾填埋和焚烧处理的比例变化看,焚烧发电处理是发展趋势。我觉得社会缺乏一个良好的发展环境,这需要政府重视、媒体宣传,让老百姓掌握真实的情况。
《望东方周刊》:很多城市居民也知道垃圾焚烧发电厂必不可少,但就是觉得不能建在自己家旁边。你觉得这个问题有望解决吗?国际上处理的办法是什么?
岑可法:这主要取决于公众的认知程度和接受程度,政府和媒体应该做到正确地引导和宣传,既不能言之不实,也不能言过其实。企业在建设垃圾焚烧发电厂的过程中,也要公开透明、要高标准严要求,确保焚烧发电厂的污染物排放在达标的基础上做到更好。只有这样,公众才会接受和理解政府解决垃圾围城问题的各种可行方案和决策。
政府补贴起关键作用
《望东方周刊》:现实中大家对二英还是比较忌讳的,你如何看?
岑可法:二英是垃圾发电污染物控制的核心问题。当然,垃圾焚烧还有二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、重金属等污染物的排放。作为燃烧的二次污染物,就不可能零排放,只能近零排放,这是今后的努力方向。
但大家也没必要过于紧张,我想说说一些事实。
这30多年,我们考察了欧洲、美、韩、日等不少地方,他们的焚烧发电厂都建在哪里?维也纳、法国鲁昂建在市中心,设计精美;广岛、京都、首尔的也很漂亮,有些地区焚烧厂烟囱上还有观光塔。他们基本都实施了欧盟标准(二英的标准限值为0.1纳克毒性当量值每标准立方米),焚烧一吨垃圾的补贴高至几百欧元,而我们是几十元至二三百元人民币。
科学证据表明,只要满足国家乃至欧盟标准,环境、人体是可以承受的。当然,污染物的排放越低越好,我们要努力向近零排放的方向发展。
我国现行的二英排放标准是1 纳克毒性当量每标准立方米,2010年了现行标准修订稿的征求意见稿,将标准提高到欧盟标准,目前还在征求意见中。
现实中,再生有色金属、电弧炉炼钢、废弃物焚烧和铁矿石烧结等4个行业占到二英总排放量的81.4%,是二英排放重点行业。露天焚烧排放也是重要来源,将27个家庭每天产生的生活垃圾自行露天焚烧的话,其二英排放量就与一个每天处理垃圾200 吨的现代化焚烧炉相当了,而这200吨垃圾,相当于2500余户家庭一天产生的生活垃圾量。
从技术角度,国产技术、设备已不亚于欧美日发达国家。关键是政府的投入一定要到位,补贴要实实在在地到位。纳税人的钱就该花在该花的地方,高标准、高技术,对公众和环境负责。
垃圾能源化利用对节能减排的贡献巨大。2012年中国生活垃圾的焚烧量达3854万吨,其能量等同于38亿多立方米的天然气,相当于减排700多万吨二氧化碳。中国每年1.7亿吨城市生活垃圾,蕴含的能量相当于170多亿立方米天然气。我们正在和有关企业开展合作,把餐厨垃圾收集和处理,做成车用生物天然气,每天800吨的餐厨垃圾处理量可以提供给1600辆车使用。
《望东方周刊》:按照你的说法,只要政府补贴足够,完全可以很好地控制焚烧发电厂排放中的有害物质?
岑可法:每个城市的垃圾处置补贴都不一样,高的两百多,低的几十元。一些经济实力强的城市补贴相对较高,中小城市或经济欠发达城市的补贴就低很多。
政府的补贴包括:垃圾处置费、上网电价补贴等。政府补贴要到位,各种补贴和收入足够使企业有能力和信心应对焚烧发电的污染控制,企业才会尽最大可能、上最先进的技术和装备,确保降低焚烧发电的各种污染物排放。
垃圾分类问题实难解决
《望东方周刊》:如何看目前的垃圾分类情况?一种说法是,它是目前影响垃圾焚烧发电的主要因素?
岑可法:现在街上捡垃圾的很大程度上扮演着垃圾分类的角色,玻璃、报纸等可以卖钱的都被搜走了,其他都被拉去填埋或者焚烧发电。
垃圾分类回收还处于推广阶段,且仅限于少数大城市。2000年起,当时的建设部选定北京、上海、广州等8城市作为垃圾分类试点城市,实施比较困难,还在缓慢推进。因家庭厨房面积小、垃圾丢弃习惯等缘故,中国人垃圾分类意识并不高,分类后续的收集、运输和集中处理也做得不好。
我们的想法,根据需要,每个城市在市区就近建设垃圾焚烧发电厂,就近实现资源化能源化利用,效益显著又节能减排。但中国还远远没到这种程度。
要加大宣传力度,提高民众意识;垃圾分类回收分片分区,有步骤地推进;政府部门要重视,健全垃圾分类和管理体制;采取法律约束,对破坏现象进行处罚。全民要放低心态,不能急于求成。
不能让好技术停留在实验室中
《望东方周刊》:回到二英的问题上,国内的控制技术进展如何?
岑可法:与我们合作的很多垃圾焚烧发电厂都能做到欧盟标准。现在我们正在做的是争取二英近零排放,比欧盟标准还要严格十倍。
国际废弃物能源化理事会主席、美国工程院院士、美国哥伦比亚大学Nickolas J. Themelis教授在国际动力工程会议的特邀报告中,将浙江大学的循环流化床垃圾焚烧发电技术列为国际五大主流技术之一,是欧美日发达国家以外唯一列入的技术。
我们的先进技术很多,拟进行示范验证的二英在线监测也是世界上最先进的技术。
现在二英不能实时监测,一年才做一次,检测的人走了说不定又不达标了。这个技术能够为企业产业进步、公众监督提供支持,也得到了科技部门的认可。现在的主要问题是,很多技术一直停留在实验室中。
《望东方周刊》:为什么这么说?
岑可法:政策引导还不够合理。垃圾焚烧厂,现在不管企业排放多少,补贴都一样,谁还愿意去做更好的减排?最好建立一个弹性政策,企业做节能减排、做更高层次的减排,也是在为环境作贡献,为什么不能多补贴点?
国内的技术发展很快,最主要的排放指标都能做到欧盟标准,甚至好于国外,应该给予公平的竞争条件,为企业和行业的发展创造公平的竞争环境。
《望东方周刊》:就全国所有垃圾焚烧发电厂来说,二英整体情况怎样?
岑可法:从我国已公布的二英排放源清单调查报告中来看,城市生活垃圾焚烧发电厂的排放量仅占我国二英排放总量的很小一部分。从环境排放总量来看,在再生有色金属、电弧炉炼钢、废弃物焚烧(包括工业危险废物、医疗废物、城市生活垃圾等)和铁矿石烧结等重点行业和我国实施污染控制的重点地区,要加快实施二英的有效控制和减排,这也是我国履行斯德哥尔摩公约的要求。2010年10月19日,环境保护部、外交部等9个部门以环发〔2010〕123号印发《关于加强二英污染防治的指导意见》,应该在各个行业加快推进和落实。
关键词:逆动式垃圾焚烧余热发电锅炉;安装;注意事项
中图分类号:tk229.929 文献标识码:a 文章编号:1006-8937(2012)17-0104-02
逆动式垃圾焚烧余热发电锅炉作为一种国内主流的垃圾处理设备在国内垃圾无害化处理行业中得到广泛使用。逆动式垃圾焚烧炉排其工作原理是炉排片在液压机构的驱动下做往复运动,从而推动垃圾逆流向上运动,可使来自燃烧区灼热灰渣与干燥区域中的垃圾更加充分地混合,有利于垃圾的引燃,并使垃圾底层部垃圾燃烧。这种炉排适用于含水量高热值低的垃圾焚烧处理。本文结合杭州锅炉集团生产的slc300-3.85/400型垃圾焚烧余热锅炉二段燃烧装置现场安装经验,总结出来的有效降低施工成本、缩短施工周期的施工方法。工法主要阐述二段式垃圾焚烧装置中的给料平台、逆推炉排、顺推炉排的安装工艺,详细说明了如何利用锅炉钢架吊装逆推炉排及安装过程中的注意事项。其特点是合理选择吊装方案,充分利用锅炉钢架,分析计算起重器材受力情况科学选用起重器材,使得吊装过程更安全并有效降低施工成本。
1 锅炉工作参数结构特点
锅炉最大连续蒸发量30.5 t/h、过热蒸汽出口温度400℃、过热蒸汽出口压3.85 mpa、垃圾处理量300 t/d。本炉为单锅筒,自然循环水管锅炉。下部是炉排和绝热炉膛,炉膛上方是第一、二、三通道,四周布满膜式水冷壁。第三通道布置了对流蒸发器和三级对流过热器。尾部烟道布置了一级省煤器和一级烟气空气预热器。锅炉燃烧设备采用逆推和顺推两段式复合炉排。锅炉构架采用全钢结构,整个水冷壁系统的三个通道及过热器、蒸发器、锅筒均通过吊挂杆悬挂在顶部梁格上。尾部省煤器、烟气空气预热器搁置在尾部柱和梁上(详见图1锅炉结构示意图)。其中二段式垃圾焚烧装置安装主要由落料槽及破桥装置、给料平台、逆推炉排本体、顺推炉排本体、风室及吹灰通道、液压出渣机等组成。炉排上方布满了通道水冷壁及灰斗,安装作业空间小吊装难度大。
2 给料平台及炉排支架安装
安装顺序为:给料平台吊装就位顺推炉排支架寄放在⑤~⑥轴线上方(如图2所示)逆推炉排支架地面组装逆推炉排架吊装、就位、找正、固定给料平台找正、固定顺推炉排支架找正、固定顺推、逆推风室及吹灰通道安装出渣机出渣通道及落料槽安装。给料平台分左右两件组成总重23 t,用70 t汽车吊分两部份吊装。由于垃圾焚烧发电厂建筑结构比较复杂,当土建完成上部结构施工后,给料平的吊装工作将十分困难。所以当给料平台基础施工完成验收合格后(如图5.2.7①~②轴线的钢平台)应及时就位给料平台,为方便逆推炉排支架大斜梁与给料平台基础的焊接固定工作,就位时应朝炉前方向移动200 mm,待逆推支架找正、固定后再与其连接。顺推炉排支架单件出厂重14 t,当逆推炉排就位完成后将无法吊装,因此逆推就位前应先将顺推寄放在⑤~⑥轴线上方(如图2)。逆推炉排支架分左右两件出厂总重28.2 t,通过大斜梁固定在锅炉钢架上,由于炉排上方已布满的膜式水冷壁及灰斗,吊装空间不足无法使用汽车吊。采用地面整体拼装,在14.6 m钢梁上安装起重滑车(如图2)进行吊装。炉排支架地面拼装对角线误差应小于5 mm、左右侧构架的水平标高允许误差为±2 mm。吊装前应试装逆推炉排支撑钢梁,使之能轻松安装到位并调整支撑钢梁顶部与给料平台底部钢梁的高差值应符合图纸要求,确保逆推炉排安装角度(25°)。逆推炉排吊装到位后迅速将炉排支撑钢梁安装到位焊接固定后找正炉排并焊接大斜梁固定炉排。接下来安装固定小斜梁然后可安装寄放在⑤~⑥轴线上方的顺推炉排。
给料平台、逆推、顺推安装:给料平台与逆推炉排之间采用螺栓连接,两者之间应装填3 mm厚的硅酸铝纤维板加以密封,逆推炉排中央构架与给料平台支架之间为固定连接(在热膨胀中心线上),螺栓紧固后应点焊防松。逆推炉排侧面构架与给料平台支架、大斜梁之间为滑动连接,螺栓紧固后应放松半圈再点焊防松,使炉排受热后可以向炉侧和炉后膨胀。顺推炉排安装时应注意保持逆推与顺推之间有40 mm的热鼓胀间隙。炉排找正固定后可进行风室及放灰通
道安装,为保证逆推炉排与顺推炉排的吹灰管道正确对接,安装时应保证左右吹灰管道中心距离为2 575 mm,误差小于5 mm。风室与炉排支架采用焊接密封,风室内部与支架之间应密封满焊,外部与支架之间为断焊加强。给料平台、逆推、顺推在安装炉排片之前应进行冷态试车,试车需要一台工作压力为16 mpa的液压站,试车目的是检查各驱动系统的动作是否准确灵活。给料平台的滑动平台动作应灵活无卡壳、停顿、蛇行等现象,行程满足设计要求;逆推炉排行程最高点与最低点位偏差不大于±3 mm、行程允许偏差为0~-2 mm、炉排支梁高度在行程中点时允许偏差为±1.5mm、z型梁的蛇行量允许偏差为±2 mm。逆推冷态运行过程中z型梁与支撑滚轮之间应接触良好、z型梁侧面与导向滚轮的控制在2~4 mm之间,可通过调整垫片的厚度或片数达到要求;顺推炉排最工作行程允许偏差为±3 mm,活动梁处于中间位置时相邻圆钢的水平距离允许偏差为±2 mm、垂直距离允许偏差±1.5 mm。为方便运输落料槽在厂里分块制作在施工现场组对安装,当落料槽就位找正固定后应及时将所有的拼接缝进行密封焊接,保证渗滤液不外漏。破桥装置的作用是当生产过程中垃圾“搭桥”(堵料)时,将垃圾强行推入给料平台打通进料通道。安装时应详细检查测量滑块与轨道之间的间隙,其值控制在1-3 mm之间保证破桥装置动作准确灵活。
3 炉排组件安装
逆推炉排组件共分16级,分两列布置每级每列有19块炉排片中间为分割块。炉排片在制造厂已经通过预组装,每片上均有位置标记,安装时应一一对应不得错装。先安装中央分割块调整两侧平面度合格后,从首级炉排片开始依次安装各级炉排片,每级组件必须从中央分割块侧面开始往补偿侧安装,拧紧炉排片之间的连接螺栓。组装后炉排片与中央分割块侧面和与补偿侧的间隙活动炉排间隙为2±0.3 mm,固定炉排片的间隙为0 mm;活动炉排单列总宽度为2371±1 mm,固定炉排单列总宽度为2375±1 mm。任何一级炉排片与上一级之间的接触间隙不大于1 mm。顺推炉排组件的安装方法及要求与逆推相同。安装完成后应进行24小时冷态试运行,运行时各驱动系统的动作应准确灵活,无异常声响。运行后应重新拧紧炉排组件上连接螺栓,并点焊死防松。
4 起重器材选用
hqd4型(4轮)额定起重量20 t;跑绳选用6×19w+fc、公称抗拉强度1 570 mpa、直径d=16mm、最小破断拉力z=13.2(t)走8顺穿;绑扎吊索选用6×19w+fc(双股)、公称抗拉强度1 570 mpa、直径d=36 mm、最小破断拉力z=624 t、卷扬机额定起重量5 t。
起重器材验算主要包括以下几个方面。
①计算载荷:qj=q×k1×k2=28.2×1.1×1.2=37.224 t
注:k1为动载系数、k2为不平衡系数。
②起重滑车验算:滑车受力fh=qj2=37.2242=18.2 t≤20t,即安全。
③绑扎吊索验算:吊索受力fd=fh2=18.62=9.3 t,即安全。
绑扎吊索安全系数:τ=62.49.3=6.7≥6,即安全。
④起重跑绳验算:跑绳受力fp=18.68=2.325 t
跑绳安全系数:τ=13.22.325=2.677≥5,即安全。
5 结 语
该炉排专项施工方案科学合理,施工人员配合紧密动作协调,严格执行“三检”制度,施工过程无安全质量事故发生,对社会环境等影响降到最低。该分项工程一次验收合格调试一次通过,炉排运转正常,经济效益和社会效益明显。
关键词:垃圾焚烧,发电,烟气排放,技术措施
1.烟气排放目标值
在成都九江环保发电厂项目(成都市第二座焚烧市政生活垃圾发电的项目,正在建设中)上,成都市发改委与项目业主——成都九江环保发电有限公司签订的成都市九江发电厂项目《特许权协议》中烟气排放要求如下表所列:
烟气排放指标与标准对照表(表1)
序号 项目 单位 《特许权协议》 承诺值(≤) 中国标准值(≤) GB18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》 欧洲标准值(≤) DIRECTIVE 2000/76/EC 1 烟尘 mg/Nm3 10 80 10 2 烟气 黑度 林格曼黑度 1级 1级 NA 3 CO mg/Nm3 50 150 50 4 NOX mg/Nm3 200 400 200 5 SOX mg/Nm3 50 260 50 6 HCl mg/Nm3 10 75 10 7 Hg mg/Nm3 0.05 0.2 0.05 8 Cd mg/Nm3 0.1 0.1 0.05 9 Pb mg/Nm3 1.6 1.6
关键词:城市垃圾;焚烧管理;难点;对策
中图分类号:K915文献标识码: A
随着经济的迅速发展和城市化进程的加快,我国大多数城市承受着城市垃圾带来的巨大的环境压力。焚烧技术作为一种可同时实现城市垃圾减量化、无害化和资源化的垃圾处理技术,已成为我国部分城市垃圾处理的首选技术。因此,有必要在引进、学习、消化和掌握国外焚烧技术,分析我国现有焚烧技术和装备的优缺点的基础上,综合考虑我国城市垃圾现有的焚烧特性及变化趋势、国家环保标准的要求、经济承受能力和市场前景,加速技术引进和消化,或研究开发有自主知识产权的焚烧炉及其技术。尽管从更广泛的社会利益视角看,垃圾焚烧场的修建是正当且必需的,这种处理方式因其具有显著的减容化、稳定化和无害化越来越受到重视,一定程度上可以缓解“垃圾围城”的困境。
1 焚烧技术的应用及发展状况
1.1 国外焚烧技术及设备
国外垃圾焚烧处理起步较早,已发展了约100a,处理技术工艺和设备已较为成熟。目前的焚烧方式主要有:层燃方式、流化悬浮燃烧方式和沸腾悬浮燃烧方式。用于垃圾焚烧处理的焚烧炉型有:机械炉排焚烧炉,热解焚烧炉,旋转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。虽然从燃烧方式看,流化床有很多优点,但在用于处理城市垃圾时存在很多问题,在很多国家使用受到限制;旋转窑焚烧炉主要适宜处理危险废物,在城市垃圾的处理中应用不多;目前使用较多且单炉处理容量最大的还是机械炉排焚烧炉,常用的有马丁炉排炉和滚筒炉排焚烧炉等;而从烟气污染控制来看,热解焚烧炉有很大的优点。
1.2 国内焚烧技术及设备
我国城市垃圾焚烧技术始于80年代末,在90年代后期得到了迅速发展,现在全国有30多家生产商、研究单位和大专院校在研究开发各种焚烧技术及设备。目前国内正在使用或研究开发出的焚烧炉,或借鉴国外已有的焚烧炉,引进或仿制国外80年代的炉型与设备系统;或以一般燃煤锅炉或其他工业炉窑为参照,将这些燃烧技术和工艺移植过来进行垃圾焚烧处理。
2 城市居民视角下政府垃圾焚烧管理困难的原因分析
2.1 当地居民对垃圾焚烧的担忧过大
垃圾焚烧会产生如二f英、底灰和重金属等污染物,不仅污染周围环境,而且对周围社区居民的健康财产造成威胁。而且,垃圾焚烧设施给当地居民造成的负面影响不仅仅是健康方面,之后还会延伸为经济、社会和心理等方面的影响。
2.2 地方政府对垃圾焚烧管理决策考虑不充分
地方政府在对垃圾焚烧管理决策时,如对当地居民进行利益损失补偿机制的制定等,一般仅涉及到垃圾焚烧对当地居民产生的直接影响,而未能充分考虑垃圾焚烧带来的间接潜在影响。当地居民由垃圾焚烧带来可观测到的身体健康影响产生的信仰,不仅包括身体健康方面,而且辐射到经济、社会和心理等方面。如对当地居民的房屋财产价值利益损失、社区景观的破坏导致旅游业收入降低等,地方政府可能就没有考虑。而在其他方面的政策制定上也存在类似欠缺的考虑,致使当地居民的利益受损得不到合理补偿,因而地方政府对垃圾焚烧管理制定措施就会遭到很大抵制,难以实施。
2.3 居民未能有效参与垃圾焚烧项目的运作,导致信任危机
决策程序不开放,决策始终于行政部门内部,导致居民对攸关切身利益的项目运作没有真正的参与权、决定权,因而居民的利益需求无法体现在政府决策上。如果当地居民未能有效参与垃圾焚烧项目的运作,那么其由垃圾焚烧带来的身体健康影响辐射到经济、社会和心理等方面的影响,地方政府在对垃圾焚烧管理决策时就会容易忽视,决策就难以奏效。而且,政府主管部门给居民的汇报中往往是各种污染物指标监测符合标准要求,而实际中居民看到的却是垃圾焚烧设施外早晚排放浓烟,周围社区更是气味熏天。居民多途径、多方式的反映二次污染问题,却始终得不到满意解决方案,导致居民质疑政府的公信力,对于政府制定的管理措施当然予以抵制。
3 解决对策及其建议
3.1 主要对策
根据上述原因分析,可以得出问题的关键是当地居民在经受垃圾焚烧设施带来健康危害之后,由身体健康影响辐射到对经济、社会和心理等多方面的担忧,导致当地居民强烈反对垃圾焚烧,地方政府对垃圾焚烧管理政策也就难以奏效。如果地方政府能找到垃圾焚烧设施对当地居民产生其他诸方面担忧的身体健康影响,并且制定相关政策予以改善,将会在很大程度上减弱垃圾焚烧设施对当地居民的影响辐射效应,降低其对垃圾焚烧设施的担忧,将会大大增加政府决策的效果。
( 1) 首先,政府部门在对垃圾焚烧设施附近居民进行调研时,须承认当地居民对垃圾焚烧一些直观和潜在影响的担忧,而不是去争论或否定其对这些担忧的理解。这样,会减低居民的焦虑和恐慌。
( 2) 其次,根据当地居民对垃圾焚烧设施的担忧态度,逆向推理找出导致这些担忧态度的影响。通过倾听居民对焚烧设施直观上的担忧,并予以交流来确定潜在放大的信仰效应,来了解居民反对的根本原因。
( 3) 最后,政府部门应予以认可,并继续追问居民对这些信仰背后的身体健康影响。如垃圾焚烧炉的哪些特征让其产生对农作物的担忧,农民会提到农场附近的垃圾反应堆和焚烧炉产生的浓烟。
3.2 建议
地方政府应尽量降低当地居民对垃圾焚烧的担忧,制定管理政策时应考虑充分,并建立利益相关居民有效参与监管机制,才能有效解决城市垃圾焚烧管理的困境。
(1)充分考虑政策的制定与管理
地方政府在对垃圾焚烧管理决策时,要充分考虑垃圾焚烧带来当地居民的间接潜在影响,多方面补偿当地居民损失的利益,才能使其认可并支持政府部门在垃圾焚烧设施的管理,改善城市“垃圾围城”的困境。
(2)建立利益相关居民有效参与监管的机制
政府部门对垃圾焚烧设施的监管,有必要向潜在受害者的周围居民全方位开放,以接受利益相关居民有效参与监管。因此,政府部门不仅可以了解当地居民的利益需求,以完善管理政策的制定,而且很好地降低当地居民对垃圾焚烧的担忧,建立双方良好的信任关系,能更好地推进城市垃圾处理进程。
4 结语
在我国推广垃圾焚烧处理技术的关键, 是积极研究开发具有自主知识产权的、经济高效的焚烧炉并实现国产化。要满足尾气排放标准, 降低焚烧系统投资和运行费用的关键是使垃圾及其产生的燃烧烟气中的有毒有害有机物充分燃烧焚毁。面对城市垃圾焚烧管理的困境,政府需要改变决策模式,更多的从当地居民的角度考虑,并对其损失予以多方面的补偿。降低居民对垃圾焚烧的担忧程度,制定完善、合理的政策措施,才能提高垃圾焚烧决策的效果,从而更好地推进城市垃圾处理进程。
参考文献:
[1]刘东,李璞. 我国城市生活垃圾焚烧存在的问题与对策分析[J]. 生态经济,2012(5):165-170,176.
[2]李夫振,周少奇,林奕明. 垃圾焚烧飞灰中不同粒径的毒性特性[J]. 环境工程学报,2013,7( 2) :684-688.
【Abstract】At present, incineration is an important way to deal with domestic waste, which has been applied in many cities in China. Through the establishment of domestic waste incineration power plant, not only effectively reduce the amount of garbage in our country, but also can be used for power generation. At present, there are still some problems in the operation of domestic waste incineration power plant,which need to be paid attention to and solved effectively. This paper simply analyzes the problems existing in the operation of the domestic waste incineration power plant, and puts forward the operation and management strategy of domestic waste incineration power plant , hoping to be helpful to the future work.
【关键词】生活垃圾焚烧发电厂;运行;问题;管理策略
【Keywords】 domestic waste incineration power plant; operation; problem; management strategy
【中图分类号】X799.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0092-02
1 引言
生活垃圾焚烧发电厂的发电原理就是使用特殊的垃圾焚烧设备,将生活垃圾倒入其中作为燃烧介质,然后利用生活垃圾燃烧后产生的能量进行发电[1]。生活垃圾焚烧发电是一种新型的发电方式,不仅有效处理了生活垃圾,避免生活垃圾所造成的环境污染,还能够用于发电,实现了资源的再次利用,具有非常重要的价值。
2 生活垃圾焚烧厂在环境保护中的作用
2.1 减少垃圾存放量
填埋生活垃圾是过去我国一直采取的处理生活垃圾的方式,在今天这种填埋的方式已经无法满足需求。根据相关数据统计表明,近年来我国生活垃圾存量已经超过70亿吨,占地面积达到了80万亩以上。
我国正面临着被生活垃圾包围现象,通过建设生活垃圾焚烧发电厂,能够焚烧绝大部分固体生活垃圾,占据着生活垃圾总量的80%以上,这无疑极大地减少了我国生活垃圾存量,而且通过焚烧的处理方式不仅能够避免二次污染,还能够用于发电,可谓是一举多得。
2.2 具有明显的节能减排效果
建设生活垃圾焚烧发电厂,对生活垃圾进行焚烧处理时产生的余热能够再次进行利用,降低了能耗,提高了资源利用率。根据相关数据表明,焚烧1t的生活垃圾,其产生的能量相当于0.2t左右的标准煤。
3 生活垃圾焚烧发电厂运行中存在的问题
近年来,生活垃圾焚烧发电技术在我国得到大力推广和应用,各地相继建设了许多生活垃圾焚烧发电厂。就目前来看,我国所掌握生活垃圾焚烧发电技术从总体来说与国际是接轨的,但是生活垃圾焚烧发电技术与设备、余热利用率的能力仍有所欠缺,需要进一步提高。生活垃圾焚烧发电厂中部分关键设备仍然需要从国外采购。
4 生活垃圾焚烧发电厂运行管理策略
4.1 加大生活垃圾焚烧发电技术与设备的研发、投入力度
生活垃圾焚烧发电技术水平高低与设备的先进性直接决定了生活垃圾焚烧发电厂的运行效率,在很大程度上体现着生活垃圾焚烧发电厂的发展前景[2]。因此,加大生活垃圾焚烧发电技术与设备的研发投入力度非常有必要。现阶段,相较于发达国家,我国的垃圾焚烧发电技术与设备仍存一定差距,我们必须充分认识到这一点,并引起足够的重视,进而不断加大对生活垃圾焚烧技术与设备的研发、投入力度,在国家科技发展计划中纳入垃圾焚烧发电技术,建立垃圾焚烧发电技术研究中心,加强与国际先进机构进行沟通交流,积极引进国际先进的垃圾焚烧发电技术,以此提高我国生活垃圾焚烧发电水平,降低垃圾焚烧设备生产成本。
政府部门应逐步完善现有的监督管理机制,健全相关制度,例如责任制度、激励制度和惩罚制度等,明确规范运行标准,加强监管部门建设,同时逐步放开监管市场,组建专业的监测机构或吸引国外先进监测机构投资建设。另外,针对有害物质监测的问题,相关部门应逐步开展焚烧炉、尾气净化装置运行工况的实时监控[3]。同时政府多部门应共同参与,协调合作,实现信息共享,使得各部门明确自身职责,充分发挥其职能。加强对生活垃圾焚烧发电厂检查,对于不符合规定要求的垃圾焚烧发电厂,必须勒令其及时进行整改,从而确保所有运行的生活垃圾焚烧发电厂均是符合规定要求的。
4.2 建立开放、透明的全民参与制度
全民参与顾名思义就是指社会各界人士,全体民众共同参与在其权利义务范围内,有目的和目标的社会活动。现阶段,绝大多数的民众都很反感自己生活范围内建设生活垃圾焚烧发电厂,究其根源就是对我国垃圾焚烧发电技术的认识不够全面,盲目地认为排放无法达到相关规定标准。就国外和国内焚烧垃圾发电所获取的成果来看,生活垃圾焚烧发电具有较高的可行性,但是为什么我国绝大多数民众会持有反感态度,关键就在于生活垃圾焚烧发电厂建设与运行的相关信息是否具有公开性。因此,为了解决上述问题,政府必须加大民众对生活垃圾焚烧技术认识的普及程度,同时建立开发、透明的全面参与制度。
4.3 提升生活垃圾综合管理水平,制定完善应急方案
对于国际上先进的生活垃圾管理知识与经验,我国应抱着积极学习的态度,做好生活垃圾源头减量、分类收集处理、利用等工作,在焚烧生活垃圾时,尽量剔除不适合焚烧且不能用于发电的物质。同时还应制定完善的急方案,专门针对各种突发事件,提高应急管理水平,尽量将损失减到最小。提升生活垃圾综合管理水平,制定完善的应急方案,能够有效促进我国生活垃圾焚烧发电技术的发展。
5 结语
综上所述,针对生活垃圾焚烧发电厂运行中存在的问题,必须引起高度重视并采取有效措施予以解决,同时加强生活垃圾焚烧发电厂运行管理,这样有助于提高生活垃圾焚烧发电厂运行效率,从而促进垃圾焚烧发电厂的发展。
【参考文献】
【1】杨蓉,凌喜凤,赵新彦,等. 某生活垃圾焚烧发电厂职业病危害因素分析与评价[J]. 铁路节能环保与安全卫生,2016(04):193-197.
[关键词]生活垃圾 焚烧发电 经济 污染
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)23-0222-01
一、引言
由于存在垃圾泛滥的情况,所以很多国家对于垃圾的处理已经不再局限于销毁和填埋,而是采用有效对策对其进行科学处理。我国有大量的垃圾,有很大的回收再利用价值。垃圾焚烧发电技术作为一种无害化的垃圾处理方式,在为人们生产生活提供电力的同时也减少了对环境的污染,具有很好的发展前景。将垃圾焚烧和垃圾填埋进行对比,对垃圾进行焚烧可能更节约地方,没有对地下水以及地表水进行污染,这将会成为大中型城市垃圾处理的最好选择。但是,因人们缺少环保意识,所以垃圾燃烧发电技术还不够成熟,再加上政府政策支持力度欠缺等原因,致使垃圾焚烧发电项目建设过程中还有许多问题存在。
二、焚烧法概述
垃圾焚烧是一种比较传统的垃圾处理方法,也是处理城市垃圾的主要方法之一。建造垃圾焚烧炉,将焚烧炉内温度控制在980℃左右,对垃圾进行分类收集完成后,可以将垃圾放置于焚烧炉内焚烧处理,可以达到垃圾体积缩小的效果,普通垃圾体积可以缩小50%-80%,可燃性垃圾处理后可以缩小90%。目前还有一些国家和地区采用将焚烧处理与高温热分解相结合的处理方式,进一步缩小垃圾体积。
焚烧处理后,垃圾的质量变轻,体积减小,这样就使填埋量大大缩小,节省用地。与此同时,在燃烧过程中垃圾还会产生大量热能,这些热能可用来供热或者发电,燃烧效率可高达85%,热效率可以达到50%以上。因社会对于环境问题越来越重视,所以使用的现代垃圾焚烧炉都会配备烟尘净化装置,从而有效地减轻大气污染。但是,也有一些地方禁止焚烧垃圾。
三、垃圾焚烧发电工程的现状
1、国内垃圾焚烧发电的应用现状
1988我国在深圳建立第一座垃圾发电厂,之后垃圾燃烧发电迅速发展。北京高安屯生活垃圾焚烧厂是目前亚洲单线规模最大的项目。2013年底,我国就已经有城市生活垃圾焚烧厂166座,总处理能力为4633.7万吨,日处理能力158488吨,总装机约为2600MW。以此可见,我国垃圾焚烧发电技术发展迅速,总数多,装机容量较大,还引进国外先进技术,发展日趋完善和成熟。专家预测,到2020年,我国将新增垃圾发电装机容量约3300MW,将有越来越多的城市选择建设生活垃圾焚烧发电厂。
2、生活垃圾焚烧的相关法规政策日益健全
近年来,我国有关部门对于垃圾焚烧发电的问题已经制定出了一些扶持政策,并且垃圾焚烧发电作为一个行业和产业在国内发展很快。垃圾焚烧发电是垃圾处理的基本方式之一,从《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》、《可再生能源产业发展指导目录》等多个文件来看,我国已把垃圾焚烧发电定位于一种资源综合利用方式,垃圾焚烧发电属于可再生能源中的生物质能,属于循环经济的范畴。另外,国家环保总局等部门在2001年的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》里也指出,如果一些城市缺少卫生填埋场地、有经济资源以及垃圾燃烧满足热值条件等,就可以对垃圾焚烧处理方法进行发展。
3、垃圾焚烧发电发展空间在逐渐增大
依据以前进行规划的有关政策以及技术路线等,我们国家的垃圾进行处理遵循的原则是:对垃圾进行处理的主要办法为卫生填埋,其次才是焚烧。但是伴随着我国城市化速度的加快,可以利用的土地资源越来越少,很多大中型的城市已经没有办法在城市里寻找到比较合适的垃圾填埋场。当然,因为焚烧炉设备以及整个垃圾焚烧发电过程的工艺都得到了快速的发展,这就降低了建设垃圾发电厂的投资,同时也会对垃圾焚烧发电业的发展产生推动作用。
四、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题及对策
1、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题
(1)“邻避”问题突出,导致垃圾焚烧发电项目很难落地实施
环卫基础设施的“邻避”问题是一个世界性的问题,这在每个国家都存在,都反对在自家后院建垃圾收集设施、垃圾处理设施。在我国,垃圾焚烧发电项目落地实施难的问题较为突出,除了“邻避”现象,原因主要是反对垃圾焚烧的人士对“二f英”的过度负面宣传,使得“二f英”被妖魔化;其次是相关部门监管力度不够;第三是信息公开度不够、公民参与度不够。上述的这些问题就使得垃圾焚烧发电项目难落地。
(2)垃圾成分复杂,水分含量高
政府没有对垃圾分类工作进行长远的规划,并且对垃圾分类的投入少,缺少垃圾处理措施,没有建立一个健全的回收体系。此外,没有彻底解决产业体系不成熟等问题。一般情况下,对垃圾的回收和倾倒都是粗放式的。因此,垃圾里的水分非常高,尤其在夏季这种现象更为明显,由于含水量高,进而导致垃圾的热值较低,给焚烧垃圾带来了诸多困难。
2、生活垃圾焚烧发电工程的具体对策
(1)做好前期工作,进行合理规划
要合理布局好垃圾焚烧发电项目,优先考虑到项目所能覆盖的服务范围,同时结合着城市经济和地理状况,进行科学的规划,提出合理的涉及垃圾焚烧发电项目的土地供应。项目选址要公示宣传,向公众介绍焚烧工艺,如何处理飞灰、烟气、渗滤液等,引导公众参与,让公众有直观认识,化解邻避效应,杜绝发生公众事件,促进项目落地实施。另外,还要明确处理规模、处理工艺、环保标准、设备配套、企业资质等标准。
(2)垃圾要分类回收处理
为了提高公民的环保意识,就要引导他们对垃圾进行分类回收,从而减少了
焚烧垃圾之前分类的麻烦,简化过程,提高效率。还要学习先进的管理经验,解决好垃圾燃烧率不稳定的问题。除了这些对策外,也要求配置的废弃处理系统必须是高质量的,这样才能从根本上减少废弃污染物对环境所造成的污染。
五、结束语
总之,垃圾焚烧发电处理将是我国大中城市的最佳选择,不仅降低了环境污染,也提高了环保效益,带来了经济利益。对于垃圾焚烧发电项目建设的推进要从政策层面、法律层面、经济层面、技术层面及社会层面等多方面进行综合考量,同时也需要政府、企业和公众等多方面的共同努力,找到更好的途径去解决垃圾焚烧中出现的问题,提高处理水平和监管能力,这样才能使生活垃圾焚烧发电项目得以更好的实施。
参考文献
[1] 郭文刚《浅析当前生活垃圾的焚烧及趋势》[J],《民营科技》2015年03期.
[2] 聂还鹏《国内外生活垃圾焚烧发电项目建设对比及发展研究》[J],《城市管理与科技》2012年08期.
[关键词]无害化 垃圾焚烧 粉尘收集
[中图分类号] R124.3 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2015)-2-290-1
垃圾焚烧是一种最常见的垃圾处理方法,利用焚烧过程中产生的热能能够进行发电、供热,同时解决了掩埋、堆放垃圾导致的占用空间的问题。但是,传统的垃圾焚烧方式也有一些的弊端,比如说在焚烧的过程中,可能会产生一些有毒有害物质,主要是以粉尘、二f英等为主,这些物质会对环境带来一定的污染。无害化垃圾焚烧技术,旨在解决传统的垃圾焚烧处理当中产生的二f英、粉尘等问题,避免焚烧垃圾对环境造成二次损害。
1垃圾焚烧产生的污染物及焚烧技术改造
1.1垃圾焚烧产生的污染物
垃圾焚烧是垃圾处理的一种有效的方式,但是焚烧的方式并不能完善彻底的处理垃圾,会剩下25%-35%的低渣残留,还有5%左右的飞灰,飞灰是垃圾焚烧的主要污染物。在飞灰当中,重金属含量比较高,这些中金属都是原来垃圾中所含的重金属污染物,在焚烧过程中发生的迁移和转化,富集在了飞灰当中。
在传统的垃圾焚烧处理当中,不论是工业在利用的焚烧处理,还是一般性的焚烧处理,飞灰直接被排放在大气当中,由此也产生了较为严重的二次污染。主要重金属污染物包括Si、Al、Fe等氧化物,这些氧化一般是因为在焚烧的过程中为了促进垃圾充分燃烧,在垃圾当中掺加了一些煤中导致的。二f英和呋喃主要是焚烧中的垃圾中塑料制品所含有的。当然,不同的垃圾焚烧方式,所产生的污染物在量上有比较大的差异,比如说流化床焚烧技术上比较先进,燃烧的也比较彻底,产生的二f英、呋喃的含量相对比较少,而采用炉排式焚烧炉焚烧方式,所产生的二f英和呋喃的含量相对来说就比较高。
1.2垃圾焚烧技术改造
国内目前在垃圾焚烧当中基本上都是采用的炉排式焚烧炉、流化床焚烧炉,要想减少这两种垃圾焚烧方式产生的污染物,最好的方法就是对其进行技术改造。
但是,升级和技术改造的难度相对来说比较大。现有一些学者对现有的垃圾焚烧炉的改造集中在粉尘收集装置上,通过改进提高了粉尘收集设备的收集能力,对产生的废气进行过滤。典型的收尘设备为锥形,这种锥形收尘器是目前国内应用最为广泛的收尘设备,收尘效果差。现有的粉尘收集设备粉尘收集能力比较差,在收集的过程中排风设备会排除很多废气。
针对这种情况,可以采用袋式收尘设备,将产生的废气、飞尘分别进行处理,先将传统的立式收尘器改为袋式收尘器,袋式收尘器的优点是能够实现气尘分离,粉尘经过沉淀,收集在收集袋当中,然后再通过空气净化设施,净化空气当中的各种有毒有害气体,这样就减少了污染物向环境排放。
2飞灰的无害化处理
在垃圾焚烧当中,收尘器收集的飞灰中含有大量的有害物质,如果采用传统的深埋处理,也会对环境造成不利影响,在实践当中可以采取其他方面对其进行无害化处理。
2.1作为路基或建筑材料使用
垃圾焚烧飞灰与粉煤灰在性质上有很多相似之处,遇水具有凝硬的特点。粉煤灰作为一种资源再利用材料,经常被用于路基或建筑材料使用,在垃圾焚烧飞灰的无害化处理当中,也可以将其作为一种路基或建筑材料使用 。与水泥混合使用,一些实验结果表明,使用以后的混凝土强度、硬度,都能达到路基材料的标准和要求。而混凝土在水化过程中产生的水化物及碱性环境,能够有效的抑制重金属的渗滤,其形态和含量固定良好,保证路基或建筑体达到环保方面的要求。采集炉排炉和硫化床两种焚烧垃圾废水,按照相同的比例与水泥、水混合搅拌,制成混凝土实验块,在相同养护条件下养护四周,测定水泥块的强度结果发现,与一般的沙料制成的混凝土在硬度、强度等方面没有明显的差异。使用TCLP1311测量水泥块的重金属渗滤特性,结果显示水泥块的表面重金属含量不足规定标准的10%,完全能够达到路基或建筑材料使用。由此可以看出,水泥对飞灰当中的重金属具有良好的固化作用,在Pb、Zn、Cu、Cd上固化的效果最好。因为在水化的过程中,重金属通过吸附、化学吸收、沉降、离子交换等方式,与水泥发生反应,形成氢氧化物和络合物,这两种物质的性质都比较稳定。
2.2水泥生产原材料
水泥是CaCO3与黏土混合物、其它材料混合,经过高温煅烧成熟料,再将其与其它产假无,研磨成粉。垃圾焚烧飞灰当中,所含有的Ca、Si、Al,都是水泥生产中的重要原材料,从理论上来讲可以作为水泥生产的原材料,替代水泥生产当中的CaCO3,可以大大减少煅烧时消耗的能量,同时减少CaCO3使用过程中分解释放出的CO2。由于垃圾飞灰的成本相对于CaCO3要低的多,也能有效的降低水泥生产成本。在飞灰用于水泥生产的高温热处理实验当中,结果发现对飞灰进行热处理以后,重金属可以被固化、蒸发,当温度达到1000℃以上的时候,飞灰中的重金属含量能够降低90%以上。这说明,垃圾飞灰用于水泥生产,能够有效的降低飞灰的中各种有毒有害物质的含量,完全能够达到水泥生产标准。但是,水泥生产中的产生的蒸发物含有一定的有毒有害处例,需要对蒸发物进行回收再利用。
总之,垃圾焚烧是目前处理城市生活垃圾的主要方式,在垃圾焚烧再利用当中,应该的进行升级与改造,实现垃圾焚烧的无害化。
参考文献
关键词:垃圾焚烧;焚烧炉型;技术分析
在垃圾焚烧技术运用的过程中,主要采用了热力技术形式,对垃圾进行分解、无害化以及减量化的处理,并在回收废物中对能量、矿物质与自身化学成分分析。通过垃圾焚烧可以减少废物体积以及危害状态,降低垃圾中有害物质的出现。而且,在垃圾焚烧技术分析中,其装备与污染防治设施呈现出不断完善的状态,因此,在我国垃圾处理的过程中,焚烧技术逐渐成为最基本的垃圾处理方式。
1 垃圾焚烧处理过程
焚烧系统主要是垃圾焚烧处理中的核心工艺,在目前垃圾焚烧项目中得到运用的设备主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉以及回转式焚烧炉。
2 垃圾焚烧处理的现状
在现阶段城市进程发展的背景下,城市生活垃圾焚烧主要是通过机械炉排焚烧炉以及流化床焚烧炉进行的。通过调查可以发现,欧洲国家有90%的焚烧厂会采用机械炉排路的垃圾方式,日本大型城市的垃圾焚烧厂会采用机械炉排路的方式。而我国在发展中,于2014年建成178座生活垃圾焚烧发电厂,并采用机械排炉技术,采用流化床技术的电厂为67家。其中循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区,采用机械排炉技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海区域。同时,在人们环境观念逐渐提升的过程中,热解气化焚烧技术在近年环境保护中得到了运用,其技术主要包括了热解及气化两个过程,其中的热解技术主要是在无氧或是缺氧条件下,通过高温,利用垃圾有机分解的形式,脱出挥发性物质的固态焦炭过程。而气化主要是反应物在原性状态下与气化剂发生的反应,并在此基础上生成以可燃气为主的热化转换过程[1]。
3 焚烧炉型的技术比较分析
3.1 炉排炉型焚烧炉
对于炉排炉型焚烧炉而言,是机械炉排炉的一种,通过机械炉排行程炉床,在垃圾处理的过程中,依靠炉排的运动是垃圾在整个机械系统中不断翻动,并实现向前或是向后的推行。通常状态下,垃圾燃烧中其基本的流程可以分为三个阶段,分别是干燥阶段、燃烧阶段以及燃尽阶段。在整个焚烧工艺流程运行中,通过一次风机在垃圾储坑的上部将垃圾发酵堆积所产生的臭气引出,然后经过蒸汽(空气)预热器的加热处理,将其作为助燃空气送入到焚烧炉之中,保证垃圾在较短的时间内得到干燥处理。在燃烧阶段中,为了保证垃圾得到充分的燃烧,需要在燃烧炉的上方通入二次风,主要是为了加强氧气气流的干扰,增强助燃的空气量,实现垃圾的一次性燃烧。在炉排炉型焚烧炉技术运用的过程中,其存在着一定的优势及缺陷因素:第一,优势分析。在炉排炉型焚烧炉技术使用的过程中,不需要添加煤或是其他辅的燃料,所以产生的煤渣也就相对较少。而且,在单台焚烧炉垃圾处理的过程中,其容量相对较大,在处理中不需要对垃圾进行分类处理。通过炉排的机械运用,可以保证炉内垃圾的稳定燃烧,而且燃烧的过程较为完全,炉渣的热灼现象逐渐降低。第二,缺点分析。通过对炉排炉型焚烧炉技术的分析可以发现,机械炉排焚烧炉存在着初投资、运行以及维修费用较高的现象,而且,排炉片的磨损腐蚀现象较为严重,因此,在垃圾处理技术选择的过程中,需要对该技术的优缺点进行系统性的分析,保证垃圾处理的安全性及高效性[2]。
3.2 流化床焚烧炉技术分析
在流化床焚烧技术运用的过程中,其燃烧的原理主要是通过流态化技术进行垃圾的燃烧,并借助砂进行安全处置,从而达到生活垃圾焚烧介质均匀传热以及完全燃烧的最终目的,在垃圾焚烧的过程中,空气会从流化床底部喷入,并实现砂介质的合理搅动,使垃圾形成流态性。通过流化床焚烧炉技术的运用,可以充分保证炉膛下部布置的耐高温特点,而且,系统板上装有载热的惰性粒子,并在床下布风的同时使惰性颗粒呈现出沸v的状态,并形成流化床床段。在流化床焚烧垃圾的过程中,需要将垃圾进行破碎处理,使垃圾达到一定的粒度状态,而且,通过短时间的流化焚烧,可以借助燃风作用将其在短时间内进行处理,从而形成流化床焚烧炉的合理性。在流化床焚烧炉运用的过程中,其优点主要体现在以下几个方面:第一,流化床焚烧燃烧炉的效率相对较高,而且未燃物的排除率只有1%。第二,在炉内燃烧中,炉内没有机械运动部件,而且耐久性相对良好,可以延长机械的使用寿命。缺点:第一,流化床焚烧炉主要是依靠空气进行垃圾的处理及燃烧,然后在对进炉的垃圾进行有粒度的要求,通常情况下,进炉的垃圾颗粒不能大于50mm,而且大颗粒的垃圾厚实会直接落到炉底,从而达到完全燃烧的最终目的。第二,垃圾在炉内沸腾的状态会全部依靠大风量高压的空气,存在着电耗大、生产灰量大的问题,从而为下游烟气净化带来了一定的负荷。第三,流化床焚烧炉在运行及操作的过程中,其专业性的技术相对较高,因此,在调控手段优化中,需要有专业性的技术人员进行操作及引导。
3.3 回转窑焚烧炉技术分析
在回转炉焚烧技术运用的过程中,其燃烧的技术主要采用了二段式的燃烧技术。在一段项目处理中采用了类似水泥窑的水平圆筒式燃烧式,并按照定速旋转的方式到达搅拌垃圾的最终目的。当垃圾在一燃烧室燃烧完成之后会直接进入到二燃烧室,其中一燃烧室中产生废气,当其含有有机物时,需要将其导入到二燃烧室之中,然后在运用辅助燃油或是超量助燃空气的燃烧效果。在一燃烧室处理的过程中,由于转速的变化,会导致底灰以及飞灰的分别处理,影响垃圾窑中的停留时间,同时对垃圾在高温空气中施加了较强的机械碰撞,实现了垃圾可燃物质的有效处理。在回转窑焚烧技术运用的过程中,存在着优点及缺点因素。第一,优点,所处理的废弃物合理不同预处理就达到最终目的,而且其适应性相对广泛。在垃圾处理中可以解除调控回转窑的转速,进行垃圾停留时间的调节。同时,由于系统的机械振动的运行状态,可以使垃圾达到良好的搅拌效果,提升垃圾处理的整体效率。第二,缺点,在回转窑焚烧炉运行的过程汇总,其燃烧需要过量的空气,导致整个系统的运行效率较低。垃圾处理量不大,而且燃烧问题不能得到有效控制,需要辅助燃料达到燃烧的目的。圆球形的固体废弃物容易发生回转窑的现象,不容易完全进行燃烧,而且,在垃圾处理中,烟道中的浮选颗粒相对较多,而且,在处理污泥废弃物的过程中,容易出现熔渣现象。
总而言之,在现阶段垃圾处理的过程中,需要通过对垃圾焚烧现象的系统分析,进行焚烧炉型技术的优化选择,达到垃圾有效处理的最终目的,为环境的优化提供稳定支持。
4 结束语
总而言之,在现阶段垃圾焚烧炉技术运用的过程中,需要认识到垃圾处理的现状,使用不添加辅助燃料进行稳定的垃圾燃烧,然后在通过对机械炉排炉特点的分析,进行垃圾的优化处理。而且,焚烧炉型垃圾处理中,通过技术的优化运用,可以保证垃圾处理技术的完善性及可靠性,通过对大容量垃圾的优化处理,提高垃圾处理效率,保证系统的稳定运行。
参考文献
关键词 垃圾焚烧;邻避心理;环境监管;信息遮蔽;垃圾分类
文/宫银海
生活垃圾的处理方式主要有三种:填埋、堆肥和焚烧。垃圾填埋简单快捷,但需占用大面积场地,且填埋的垃圾往往没有进行无害化处理,残留着大量的细菌、病毒、重金属等对人群、环境有害的物质,垃圾渗漏液也会长期污染地下水环境。堆肥是对生活垃圾进行稳定化、无害化、资源化处理的一种有效方式。堆肥要求垃圾的有机质含量较高,但我国垃圾通常采用混合收集,难以满足垃圾堆肥的条件。
垃圾焚烧现已成为城市垃圾处理的重要方式。将垃圾通过焚烧处理与高温(1650℃~1800℃)热分解、融熔处理结合,便于填埋,节省用地,还可消灭各种病原体。目前垃圾焚烧炉配有良好的烟尘净化装置,可防止大气污染。垃圾焚烧处理后的残渣可用作建筑材料,垃圾燃烧释放出的热能可供热或发电。我国在“十二五”期间加大了垃圾焚烧设施建设力度,垃圾焚烧发电厂增加300多座,焚烧能力达31万吨/日。
公众对垃圾焚烧的邻避心理
垃圾焚烧在发达国家已有100多年的历史,美国、欧洲、日本等都将焚烧作为垃圾处理的主要方式。但是垃圾焚烧在我国却始终伴随着巨大的争议。垃圾焚烧厂都属于避邻设施,政府在规划选址公示时,总会遭到附近居民的反对和抗议,有时不得不搁置项目。北京、上海、南京、广州、杭州均发生过因居民反对附近建垃圾焚烧厂而引发的群体性事件。
对上海、杭州、苏州三地5家垃圾焚烧厂周围居民的调查访问显示,90%以上的居民反对焚烧厂建在所在小区附近,甚至有民众投诉要求焚烧厂迁址。其原因一是公众担心二噁英排放污染环境,威胁自身健康;二是焚烧厂的气味给居民生活带来困扰。公众邻避心理的成因
民众认识上的偏差
大多数民众并不十分了解垃圾焚烧技术,对焚烧厂是否规范化建设运营也不清楚,加之信息化时代虚妄信
垃圾填埋需占用大面积场地息的传播速度快,人们容易接受错误信息或心理暗示。公众对垃圾焚烧存在诸多疑虑和误解,以为所有垃圾焚烧厂都是毒气发生厂,主观放大垃圾焚烧对环境的负面影响,因而产生恐惧心理。近年来,我国公众参与环境保护的意识逐渐提高,但尚属“自我保护型”。即使认识到了垃圾焚烧的必要性和有益性,但为了保护自我利益,不愿焚烧厂建在自己居所附近。
垃圾焚烧存在二次污染风险
二噁英是含氯物质与碳氢化合物在一起燃烧的过程中形成的,具有强致癌性、生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性,为一级致癌物。二噁英主要在垃圾燃烧排放物由850℃降至200℃时生成。我国城市生活垃圾含大量塑料袋及餐盒等塑料制品,且厨余垃圾多、含水量较大、热值较低,在焚烧过程中不易达到高温,因此易产生二嗯英。另外,由于焚烧灰渣中含有大量重金属和有毒物质,废物焚烧时会产生有害粉尘,即使经过最先进的粉尘过滤技术处理,仍然会有质量约为燃烧前2‰的粉尘进入大气。
垃圾焚烧污染物控制标准偏低
从表1可以看出,
我国所制定的垃圾焚烧污染物控制标准与欧盟相比,尚有较大差距,其中,对于氯化氢。欧盟标准为5毫克/米3,中国国标(2001年版本)为75毫克/米3,中国标准(2001年版本)是欧盟的15倍;对于二氧化硫,欧盟标准为50毫克/米3,中国国标(2001年版本)为260毫克/米3,中国标准是欧盟的5.2倍;对于氮氧化物,欧盟标准为100毫克/米3,中国国标(2001年版本)为400毫克/米3,中国标准(2001年版本)是欧盟的4倍;对于烟尘(颗粒物),欧盟标准为10毫克/米3,中国国标(2001年版本)为80毫克/米3,中国标准是欧盟的8倍。尽管2014年修订的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)比原标准严格了许多,与欧盟标准相比仍有较大差距。
企业超标排污及信息遮蔽引发信任危机
垃圾焚烧厂邻避问题也有企业自身的原因。有些老的焚烧厂技术落后、设备陈旧、密闭性差,个别焚烧厂的建设和运营管理不规范,污染物排放没有达到国家标准。目前从监测技术手段上看,二嗯英尚不能实现在线检测,只能根据其他污染物排放情况进行测算和推算。一些企业污染物排放情况不愿向社会公开,2012年芜湖生态中心、自然之友、自然大学三家环保组织对全国1 22座垃圾焚烧厂申请信息公开,仅得到42个厂家的排放监测数据。公众的环境知情权没有得到有效保障,公众对企业缺乏信任。
公众对环境监管力度缺乏信心
垃圾焚烧厂如何有效监管是多数人的共同之忧。近年频频曝光的垃圾焚烧厂污染环境事件,不仅有企业自身的问题,也有政府主管部门监管不力的因素。如媒体曝光的武汉多家垃圾焚烧发电厂,未经环境影响评价审批,即建厂开工,每年20万吨飞灰隧意排放。这些企业即使被环保部门通报,仍继续生产。在当地政府的经济利益诉求之下,环保部门往往处于两难的境地,监察处罚的力度不够。公众投诉无门,污染企业不仅得不到惩罚,甚至污染愈演愈烈。加之一些垃圾焚烧厂的决策选址过程中,缺乏信息公开机制,公众对政府监管工作极度失望,最终酿成群体性事件。消除公众邻避心理的对策建议
垃圾焚烧易污染,难监察,这些确是百姓关心的问题。要想从根本上解决问题,就必须走进垃圾焚烧企业,走近垃圾焚烧的过程,深入观察分析,才能制定出有效的监管策略,缓解公众的恐慌心理。
严格标准
环境标准是国家环境行政机关实施环境管理的技术基础,环境监测与评价、日常的环境监督与管理都需要遵循和依据环境标准。过去我国的垃圾焚烧污染物控制标准远远低于发达国家。正由于标准低,排放量大,导致的环境问题多。2014年5月16日环境保护部正式《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014),并于2014年7月1日起实施。最新修订标准与原2001年版本标准相比更加严格,更加科学,更加符合现实要求。
新《生活垃圾焚烧污染控制标准》一方面提升了污染物排放标准,如二噁英由原来的1. OngTEQ/m3提高到了国际上最严格的0.1ngrEQ/m3,二氧化硫(1小时均值)由原来的260毫克/米3提高到了100毫克/米3;提高了排放烟气中颗粒物、氮氧化物、氯化氢、重金属及其化合物等污染物排放控制要求。
另一方面通过对运行工况进行在线监控,将污染控制从末端前移到焚烧过程。2014年新修订的《生活垃圾焚烧污染控制标准》将一氧化碳作为运行工况指标和污染控制指标,明确烟气排放在线监控要求,明确起炉、停炉和事故应急要求。
强化监管
为了避免二次污染的发生,确保公众身体健康,政府执法部门应加强执法,严格监督垃圾焚烧企业的排污行为。为此就需要精细化地研究垃圾焚烧的排污节点,有的放矢地进行环境监察。环境监察的内容包括企业对环境法律法规的执行情况,对环境标准的执行情况,企业的排污情况,在线监测情况等。从垃圾储运系统到垃圾焚烧系统、焚烧排放系统、环境监测系统都需要精细化检查监督,以促使垃圾焚烧企业达标排放,确保环境质量。
信息公开
新《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求企业在线检测数据必须在厂区外的公示牌中显示,以便接受公众的监督;在线检测系统与当地环保行政主管部门监控中心联网,数据同时传送,接受执法部门的监督和管理。新《环境保护法》和环境保护部《环境信息公开办法》对环境信息公开都做了明确的规定,并对违法企业实行“黑名单”制,加大了对违法行为惩治力度。只有政府和企业都严格履行职责,增强公信力,行业才能健康发展。
适当补偿
新《环境保护法》确立了国家生态补偿制度。国家将加大对生态保护地区的财政转移支付力度,指导受益者和政府通过协商或者按照市场规则进行生态保护补偿。过去政府部门只注重人们财产损失的补偿,而忽视对居民遭受生态环境污染的补偿,这也是邻避问题难以解决的重要原因之一。
垃圾焚烧注定会给周围环境带来一定负面影响,通过定量分析等方法,计算出环境风险和公众的环境负担值,据此由企业给予临近居民适当补偿。这一方面体现社会公平,另一方面对周围公众也是一种心理抚慰。
垃圾分类
我国生活垃圾种类繁多,既有塑料、废纸等可燃物,也有玻璃、金属等不可燃物,还有大量不易燃烧的餐厨垃圾,垃圾投放收集普遍不进行分类。餐厨垃圾含水率高,粘连性强,使垃圾焚烧厂对混合垃圾的机械分选以及其他预处理实施困难;而混合垃圾在焚烧过程中又容易出现结块堵炉、温度低、燃烬率低、熄火停炉等状况,污染物排放自然增多。因此,垃圾分类收集、分类管理,是减少垃圾焚烧危害的关键环节。只有危害确确实实减少了,才能从根本上消除公众的邻避思想。
实际上,生活垃圾无论是采取填埋、堆肥,还是焚烧方式处理,要实现减量化、无害化,均要以分类为前提。2013年,北京、上海、广州、南京、杭州、青岛、宁波等城市继续推进垃圾分类试点。截至目前,北京、上海、广州、南京、杭州、青岛、洛阳、南充、株洲、衡阳等30多个地方政府出台了垃圾处理相关政策。这些工作无疑给生活垃圾焚烧处理创造了有利条件,也是消除公众邻避心理的有力保证。
主要
参考文献:
[1]林玉莲,胡正凡.环境心理学[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]崔祥芬,杨一兵,齐媛媛,等.城市固体生活垃圾焚烧对周边居民的健康影响研究进展—2013中国环境科学学会学术年会论文集(第七卷)[C].北京:中国农业大学出版社,2013.
[3]芜湖生态中心,自然之友,自然大学.122座在运行垃圾焚烧厂信息申请公开报告[R].2013.
关键词:垃圾焚烧;产业耦合;生态圈嵌套;循环经济
一、引 言
21世纪是一个环境与能源的时代,资源利用,环境保护,实现可持续发展早已成为各国共识。近年来我国人口增长和消费扩张造成垃圾量剧增,成为人们和谐生活的一大阻碍,合理的处理和利用城市垃圾日趋成为一个急待解决的重大问题。针对这一现状,垃圾焚烧处理产业逐渐在我国兴起。诚然,垃圾焚烧发电对垃圾减量和循环经济有明显的效果,但就其市场和技术层面的考量,其能否成为我国主流的垃圾处理方式,依然有待考证。
二、实地调研分析
我国垃圾焚烧产业的兴起较晚,且垃圾焚烧厂多密集于东部地区,是一个极具发展潜力和发展空间的产业。而杭州作为拥有三家大型垃圾焚烧发电企业--杭州绿色能源有限公司、余杭锦江环保能源有限公司及富春江环保热电股份有限公司的人居城市,在我国垃圾焚烧发电产业的发展上走在了前沿,既从中暴露出许多问题同时也给我们提供了宝贵的发展经验。因而,我们对上述三家企业进行了实地走访和调查,从中探索垃圾焚烧产业的一般问题和普遍经验。
通过实地调研和资料分析,我们将三家企业的重要指标汇总成表2-1,表格如下:
表2-1
调研发现,杭州市目前存在的三家大型的垃圾焚烧发电厂具有各自的区位优势,锦江环保、绿色能源和富春江环保分别位于余杭、滨江和富阳,从杭州市的东北角延伸到西南角,分别负责就近的城市垃圾的处理。但从处理的而垃圾数量来说,垃圾焚烧发电厂消耗的垃圾远远赶不上当前垃圾增长的速度,垃圾焚烧产业仍有较大的发展空间。
从垃圾焚烧设备而言,被访企业较对流化床垃圾焚烧炉的认可度较高,一方面,流化床焚烧炉能减少煤燃烧的使用;另一方面,该方法可以减少锅炉结渣、降低二恶英的排放。调研发现,余杭锦江环保能源有限公司于2009年完成将1#炉到流化床焚烧炉的改造并投入使用后,该年该公司的垃圾焚烧量由上年的13.24万吨增长到了23.99万吨,发电量由上年的3853万千瓦时增长到了4961万千瓦时,效果十分明显。但同时,流化床焚烧炉由于其复杂的操作、高昂的运行费用和大量的灰尘而有待进一步改良。
在调研走访时了解到,垃圾焚烧厂附近的部分居民对垃圾焚烧持有不乐观的态度,其中以杭州绿色能源有限公司滨江垃圾焚烧厂为最,而富春江环保热电股份有限公司的不满意程度最低。很多居民对垃圾焚烧厂产生的"二英"和粉尘污染抱有担忧的态度,努力解决垃圾焚烧发电厂的"二次污染"已经势在必行。
对三家企业的补贴额进行调研计算得出,余杭锦江环保和杭州绿色能源公司在近年度内的电价补贴和垃圾处理量补贴额分别在3670万元和6652万元左右,对富春江环保2012年度的年报进行分析发现,其前三季度除去政府补助也得到了约493万的补贴额,可见政府在绿色可持续发展行业的扶持力度巨大。
三、产业分析
据《中国城市建设统计报告》,我国城市的生活垃圾清运量以每年7%-9%的速度递增,垃圾的产生量远远的超过无害化、资源化的处理量。而目前国际上,尤其是西方发达国家,利用垃圾发电已经进入审慎阶段,值得我们借鉴。
(一)国内垃圾处理产业现状
资料显示,我国的垃圾仅城市垃圾部分得到安置处理,其中填埋处理占82.7%,焚烧仅占15%;其余将近70%未得到妥善处置。目前我国城市生活垃圾积累堆存量已达70亿吨,"垃圾围城"日趋严峻。
目前我国垃圾处理方式主要有卫生填埋、堆肥和焚烧。传统填埋技术要求低,投资少,但需占用大量土地资源,且造成巨大的资源浪费和二次污染,其粗放型的垃圾处理理念已经逐渐被淘汰。堆肥对垃圾中有机质含量要求较高,对厨余垃圾和生物制品垃圾较为适用。在当下城市固废泛滥的情况下,不能作为主要的垃圾处理方式。近年来出于节约资源和可持续发展的考虑,垃圾焚烧发电产业得到了较大的政策支持和较快的发展。垃圾焚烧发电占地面积小;减量化效果明显,还具有显著的资源循环利用的优势,迎合了当代可持续发展的战略。
1、我国垃圾焚烧发电的发展
我国在生活垃圾焚烧发电技术的研究、开发和应用等方面起步较晚,第一个垃圾焚烧发电厂在1987年投入运行,生活垃圾焚烧量仅为3.72%,远低于发达国家平均水平。近5年来基于垃圾总量剧增的现实和可持续发展理念的深化,垃圾焚烧发电项目发展迅猛,在政府的大力支持下,全国各地都在大干快上垃圾焚烧发电项目。截止2010年9月,我国共建有生活垃圾焚烧厂100座,总处理能力达到9.2万吨/天,约占总垃圾处理的21.0%。2011年始,垃圾焚烧项目的大气污染逐渐问题逐渐凸显,垃圾焚烧发电项目的"大干快上"的热情逐渐消减,人们开始客观审视垃圾焚烧发电的可行性和科学性。
2、国家政策导向及相关措施
2000年以来,垃圾焚烧发电项目逐渐吸引了政府和民众的眼球。
《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设"十一五"规划》、《全国城镇环境卫生"十一五"规划》乃至2008年国家发改委的《可再生能源发展"十一五"规划》都鼓励选用先进的焚烧处理技术,建设垃圾焚烧发电厂,并指出到2010年,建成垃圾发电装机容量50万千瓦。
此外,垃圾焚烧发电厂享有税收优惠:符合以垃圾为燃料生产的电力或者热力有关规定的企业,实行增值税即征即退的政策;2009年底起,我国对采用符合国家规定标准的卫生填埋、焚烧、热解、堆肥等工艺的项目企业给予所得税优惠。
不仅如此,垃圾焚烧产业还享受优厚的政府补贴:根据国家颁布的可再生能源扶持政策,垃圾焚烧发电全部保证上网,上网电价可在燃煤电价基础上,每度补贴0.25元,同时还将获得市政部门按吨位支付的垃圾处理费,从每吨50元到200多元不等。
2012年我国又密集出台了两项扶持政策,规定垃圾焚烧发电执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元。"十二五"期间,我国城市生活垃圾无害化处理设施建设投资总量将达2636亿元。相关资料表明,垃圾处理费补贴和上网电价收入已经成为目前我国垃圾焚烧厂的主要利润来源,政府以多种方式培植和推动垃圾焚烧发电项目,包括为厂商提供优惠贷款、保证利润、奖励投资、甚至承担兴建费等。
(二)国外垃圾焚烧产业发展状况
近50年来,发达国家的发展水平引致对垃圾处理更高的要求,垃圾焚烧发电项目逐渐代替了纯粹的垃圾焚烧项目。垃圾焚烧发电最早起源于德国和法国,迅速发展于美国和日本,目前,日本、瑞士、德国、美国的圾焚烧发电水平都处在产业的前沿。
日本是目前世界上拥有最多垃圾焚烧发电厂的国家,其最早的垃圾发电站建于1965年,70年代日本在全国大力推广垃圾焚烧,焚烧厂的数量一度占到全球的70%。由于垃圾焚烧产生严重气体污染,日本从90年代末开始颁布一系列法律以严格环境控制标准,使得大量垃圾焚烧发电厂被迫关闭,陆续从原来的6000多座减少到了现在的 131 座,总装机容量达650MW 。由于日本目前实行了严密的垃圾分类措施,焚烧效率大大提升。
美国垃圾焚烧产业发展迅速,至1990年,美国已建垃圾焚烧厂400座,焚烧率达18%,到2000年提高到40%,垃圾发电达2000MW。1990、2000和2005年,美国生活垃圾焚烧发电的比例分别为14.5%、14.1%、14.6%,由此可见,自1990年以来,垃圾焚烧一直在全美范围内发挥重要的作用并仍有巨大发展空间。
德国曾因为环境污染问题颁布了"焚烧炉禁令",但是德国走出了其特有的技术发展之路。在德国所有的66个生活垃圾焚烧厂中,由于按照法规要求配置了袋式除尘器,二英年排放量由400g下降到不足0.5g,下降幅度接近1000倍,污染减排效果十分显著。
经过100多年的发展,垃圾焚烧发电技术已逐渐成熟可靠,成为了当前国际上广泛运用的生活垃圾终处理技术。国外对生活垃圾焚烧厂实施了大规模的结构调整,通过更高的环保标准来改造旧的焚烧厂,关小厂、建大厂,使焚烧发电厂向规模化、大型化发展。
(三)综合分析和发展方向探索
从发达国家的发展经验来看,发展初期,焚烧发电厂的数目会有一个较大的增长,之后随着市场的日趋成熟,垃圾焚烧发电厂数目将趋于稳定,事实上由于"二次污染"等原因,绝大部分国家都会限制垃圾焚烧发电厂的数目并关闭超过实际需求的厂。垃圾焚烧发电并不是最优的垃圾处理模式,在该模式的探究下,发达国家已经逐渐由单纯的垃圾焚烧发电过渡至集垃圾分类、垃圾回收、垃圾处置、垃圾循环为一体的商业运作形态。
相较于国外的发展经验,我国正处于垃圾焚烧产业的成长阶段,具有企业数目迅速增加,技术大量引进的阶段,应该尽量在发展过程中做好长足的应对准备,避免重蹈发达国家先污染后治理的覆辙,于此同时,我国应结合国情探索合适的、可循环的、绿色环保资源节约的垃圾焚烧产业模式。
四、生态循环联动圈模型的建立
(一)生态经济循环联动圈模式模型介绍
1、模型总体介绍
结合综合实地调查获取资料、对垃圾焚烧产业前景的分析以及杭州盈利垃圾焚烧企业的成功发展模式,我们提出了"生态经济循环联动圈发展模式"的构想:在联动链前端设有垃圾分类回收再输送至各个企业的小循环圈;在联动链中端,通过在垃圾焚烧企业周围布局以热能、电能为能量需求或者以垃圾焚烧产生的灰渣为物质需求的企业来达到资源的互相供给和循环利用,这些企业可以利用垃圾焚烧企业的产品及服务来进行生产,并且这些企业产生的垃圾废物可以给垃圾焚烧企业提供充足的原料;在联动链的终端,我们在附近布局以填埋场和苗木林地以减少污染。上述构建出一个如图4-1所示生态循环经济的产业链。
图4-1
2、垃圾回收分类环节
城市垃圾中的厨房垃圾经过脱水发酵后课堆肥利用,可回收物鼓励通过市场途径回收利用,有毒有害垃圾实行专业无害化处理,只有其它垃圾才是真正适合用于垃圾焚烧发电的材料。因此在垃圾焚烧之前,回收分类工作至关重要。
近两年来,杭州市一直开展垃圾分类试点和"清洁直运"工作,取消了所有的垃圾中转站,直接将城市垃圾运送到远在市郊的垃圾处理中心。我们设想在"清洁直运"之前基于各个社区和地段的垃圾特点实现对垃圾的粗糙分类,并根据分类特点将垃圾运输至相应的填埋场或焚烧厂进行二次处理。我们拟在垃圾填埋或焚烧之前增加细分类和回收环节,对可回收的物质进行归类并运输至相关的企业,如回收到的金属可以转售给机器制造企业,以构造小型可回收物循环圈。
3、相关企业与循环联动圈
在一个循环圈内,企业间可以建立起互助发展的联盟关系。以化工企业为例,化工产业有一个特点,从原料、中间体、副产品到"三废",没有真正的废物,只有放错了地方的资源。产品和企业容易形成上下游关系,适合集聚发展。
我们拟建立各有特色的生态园区,每个生态园区以相应的主题展开,找寻相互契合的能够进行循环联动的上下游企业进行组建,如养殖-苗木-化工等达成一个生态园区,每个园区内构造相应特点的垃圾处理厂。一整个生态园区内实现资源共享和互补,努力实现"零排放"。
(二)模式发展实证分析与改良
我们以走访的其中一家企业--富春江环保热电股份有限公司企为着手点,分析循环联动圈模式的实际可能性。
1、发展优势分析
公司所在地浙江省富阳市,造纸业是富阳市第一支柱产业,据规划,富阳市政府将引导和鼓励工业园区外造纸企业不断向园区集聚,而公司所在的灵桥工业区将作为富阳造纸业未来的主要发展区域。随着园区规模的不断扩大,园区内企业的不断增多,三大造纸园区外的造纸企业将逐步直至完全向造纸园区内集聚,公司未来的供热供电需求也将不断增加,集中供热发展潜力很大。
2、循环经济可行性
由于造纸生产工艺的特殊性,其生产过程中会消耗大量的蒸汽,同时还会产生大量的废纸渣和造纸污泥。将适当处理后的废弃物进行焚烧处理,一方面可以最大限度的对该部分废弃物实现"减量化、稳定化、无害化"处理,另一方面,通过综合回收利用其焚烧过程中所释放出来的热量,并将所回收的热量用于发电及供应造纸企业生产用热需要,从而实现对该部分废弃物的"资源化、减量化、再利用、无害化"目的,实现循环经济发展目标,如下图4-2所示。
图4-2
3、发展的阻碍
虽然富春江环保热电股份有限公司与周边造纸厂形成了小规模的园区循环经济,在一定程度上达到自产自销自给自足的状态,但由于其园区内产业结构单一,焚烧发电厂能够利用的也只是造纸厂废弃物中很小一部分,大部分废弃污染物仍旧被排放到自然环境中去,并不能形成良好的生态经济循环,其发展模式仍需要得到进一步的改变,以谋求更大的经济效益和社会效益。
4、改进后的富春江灵桥工业区的生态经济循环联动圈模式
近年来富阳市为进一步提高垃圾处理质量,充分发挥环保热电厂的生态效益、节约土地资源,先后规定城区街道和各个乡镇为生活垃圾集中焚烧处理收集范围。在中转站进行垃圾分类分拣,提拣燃烧充分、热量较高的垃圾,通过密封式垃圾运输设备运送至富春环保。在此基础上,我们构想在三大造纸园区与富春环保热电企业之间构建直达运输系统,将造纸厂废纸渣和造纸污泥转移到焚烧厂,与生活垃圾一同进行初步处理,以达到焚烧要求,进行焚烧发电。
对于园区企业单一,造纸工业污染尤其是水污染严重问题,造纸厂本身应该严格控制生产过程中的污染,将黑液、打浆机污水和造纸机污水等废水经过合理的物理化学方法对污水进行回收利用,但其中有些技术对于小型造纸厂来说,投资回报率过低。我们构想在富春江沿岸开启污水处理厂,将一定区域范围内的造纸厂废水进行集中处理,提高运作效率,同时对废水中的部分化学元素加以提炼分拣,循环利用。此外,污水处理厂若选用亚铵法、石灰法等工艺对煮废液乃至全部废水进行厌氧化处理,可与农业相结合,借由沼气池进入生态系统。
该循环的丰富使得生态经济循环联动圈模式得到进一步的完善,更大程度实现园区生态循环经济的目标。
五、商业模式的推广
(一)生态经济循环联动圈的BOT模式推广
基于生态循环联动圈巨大的正外部性,我们设想以政府特许经营权市场化招标-建设-运营-转让(BOT)为主流的商业模式来推广生态经济循环联动圈模式。
下图是BOT模式运作的一般模式:
图5-1
政府部门通过特许权协议,将垃圾处理项目的特许权授予私人参与者,私人参与者在特许期内负责循环联动圈的设计、融资、建设、运营和维护,并回收成本、偿还债务和赚取利润,特许期结束后将项目所有权无偿移交签约方的政府部门。该模式一方面减轻财政压力,另一方面从国际、国内乃至民间多渠道融资,引入市场了竞争机制,能显著提高项目管理水平增强市场竞争力。
(二)BOT模式生态经济循环联动圈可行性分析
生态经济联动圈模型布局以垃圾焚烧企业和周边一些以热能、电能为能量需求或者以垃圾焚烧产生的灰渣为物质需求的企业,单靠政府筹措运营很难带动联动圈的整体发展,当通过BOT模式的应用,政府采取超投标的方式成立项目专设公司达成项目特许协议,通过项目公司与垃圾焚烧企业及周边企业进行协商运作整个联动圈,一方面,能够保持市场机制发挥作用。另一方面,也为政府干预提供了有效的途径。。尽管BOT协议的执行全部由项目公司负责,但政府自始至终都拥有对该项目的控制权。在立项、招标、谈判三个阶段,政府的意愿起着决定性的作用。在履约阶段,政府又具有监督检查的权力,项目经营中价格的制订也受到政府的约束,政府还可以通过通用的BOT法来约束BOT项目公司的行为。政府主导,私人投资的模式将给垃圾焚烧产业带来竞争力的大幅提升。
六、总结
(一)学术价值
垃圾焚烧产业的"生态经济循环联动圈模式"的提议,通过前期的垃圾分类回收建立起多个小循环圈,又通过垃圾焚烧与相关的能源工厂耦合形成大的循环联动圈,通过循环圈的嵌套实现垃圾焚烧产生的热能、废料的二次运用以节约资源、减少污染并减少相应的成本。此外,我们巧妙变通BOT模式对循环联动圈进行商业推广,将民间资本吸收进入垃圾焚烧这种具有巨大正外部性的产业,以提升产业运作效率、充分运用资本。
(二)经济效益
在企业层次,主要通过企业内部的清洁生产、资源高效利用和废弃物的循环利用等手段实现循环经济的发展;在园区层次,主要是通过企业之间的物质、能量和信息集成,实现资源共享、副产品交换和废弃物资源化;在区域层次通过建立整个区域的循环经济网络,实现人与自然的和谐发展。我们的生态经济循环联动圈模式,通过政府的合理补助以及企业转型,垃圾焚烧企业的投入产出比将得到有效的提高,提升了企业的业务盈利,扭转以往亏损的局面,为其增加投资,扩大企业规模奠定一定的基础。同时,将焚烧产生的热能进一步转化,残留物质进行化学加工,带动了发电、化工产业的发展,为经济的良性循环发展提供了可能。
(三)社会效益
循环联动圈模型所催生的生态工业园区本着是尽量减少废物,充分利用资源的宗旨将园区内的一个工厂或企业产生的副产品用作另一个工厂的投人或原材料,通过废物交换、循环利用、清洁生产等手段,最终实现园区的"零排放"。生态经济循环联动圈模式使得能量、物质在社会普通民众和焚烧发电以及相关企业中循环,减少垃圾废弃物的荒置,提高能量的利用效率,从定义上符合了全面、协调、可持续,是一种科学的经济模型,能有效推动社会的科学发展。此外,生态经济循环联动圈通过产业链整合促进产业间的延伸触合,使增长内生就业的机会增加,为建设和谐社会注入了强劲的动力。
参考文献:
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【关键词】城市生活垃圾;垃圾焚烧;焚烧发电;垃圾发电
随着我国经济的迅速发展、城市人口的大量增加、城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高,不可避免地产生了大量的生活垃圾,同时环境也承受着城市生活垃圾带来的巨大压力。
根据城市生活垃圾焚烧发电特点,其工艺流程为:入厂城市生活垃圾车经称重后卸入垃圾卸料大厅,用垃圾吊抓起送入焚烧炉焚烧,焚烧产生的热量经余热锅炉吸收利用生产蒸汽用于发电,所发电可上网外销,锅炉出来的烟气采用活性炭吸附二噁英、袋式除尘的烟气净化工艺以满足烟气排放要求,除尘飞灰输送到水泥固化间处理,整个生产过程由中央控制室集中控制。
1 城市生活垃圾类别
解决城市生活垃圾问题的目标是实现“减量化、无害化及资源化”。
目前,垃圾的处理方式主要包括填埋、焚烧、堆肥等技术,而垃圾填埋作为单一处置方式暴露出越来越多的问题,以焚烧技术为代表的垃圾处理技术正在中国悄然兴起,成为新兴环保产业。预计未来十年我国城市生活垃圾焚烧处理将得到很大发展,但垃圾焚烧及发电项目应通过完善相关的法规和标准,强化环评管理,提高监测水平,强化日常监督管理等工作使其发挥垃圾处理“减量化、无害化、资源化”的优势并保证其健康发展。
随着我国城市建设的发展和社会进步,城市生活垃圾的构成已发生了质的变化,有机物含量开始高于无机物含量。城市生活垃圾的处理方法与垃圾成分有很大关系,而垃圾的成分则与燃料结构、消费水平、收集方式、地域和季节等多种因素有关。垃圾组成正由“多灰、多水、低热值”向“较少灰、较高热值”的方向发展,一般当垃圾热值高于4000KJ/kg,优先采用焚烧法处理,同时也给我国城市垃圾的焚烧处理奠定了基础。
2 城市生活垃圾焚烧及设施
我国城市垃圾焚烧技术始于80年代末,在90年代后期得到了迅速发展,现在全国有30多家生产商、研究单位和大专院校在研究开发各种焚烧技术设备,而国外垃圾焚烧处理起步较早,已发展了约100a,处理技术工艺和设备已较为成熟。
2.1 垃圾焚烧特点
2.1.1 焚烧处理周期短,余热利用大
焚烧技术作为一种可同时实现城市生活垃圾减量化、无害化和资源化的垃圾处理技术,已成为我国部分城市垃圾处理的首选技术。目前我国在引进、学习、消化和掌握国外焚烧技术基础上,加速技术消化,或研究开发有自主知识产权的焚烧炉及其技术,在现有工程中已经普遍实现国产化。
焚烧法具有减容、减量化程度高(减容大于90%,减重80%),处理周期短,占地面积小,选址灵活,燃烧的热量可用来发电(按发热值比较,1.5亿吨垃圾约相当于3千万吨标煤,约为全国标煤年产量的2%),无害化垃圾焚烧发电可实现垃圾无害化,因为垃圾在高温(850℃以上)下焚烧,可分解有害物质,且尾气经净化处理达标后排放。
2.1.2 焚烧残渣利用率高
减量化垃圾焚烧后的残渣,只有原来容积的10%~30%,再利用现有技术,把残渣通过相应设施,制成其他工业产品,如:烧结砖等,甚至可以达到零排放。不用兴建大型的填埋场,进而缓解了土地资源紧张状态,兴建的垃圾电厂将十分有利于城市的环境保护,尤其是对土地资源和水资源的保护,实现可持续发展。
2.1.3 焚烧有害气体排放量低
由于前期垃圾焚烧技术的局限性,主要是受一些技术或工艺问题的制约,比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决,使垃圾焚烧技术一度发展不顺畅,在国际上也是一个难题,然而随着工艺、技术的提高,焚烧有害气体排放量降为0.5%以内,达到了国际标准。
特别是有机垃圾的焚烧,由于焚烧管理不当产生二噁英等二次污染等缺点,在近十余年,垃圾焚烧技术得到飞速发展,在提高初燃温度的基础上,使二噁英等二次污染现象排放量达到了欧盟标准(欧盟目前执行EU2000/76/EEC生活垃圾焚烧标准,二噁英排放均严格执行0.1ngTEQ/Nm 3 )。
2.2 焚烧设施特点
2.2.1 设备昂贵、初期投资高
由于我国的垃圾焚烧发电技术不成熟,一般利用国外关键技术和设备,造成成本偏高,但我国部分企业加速了技术消化、自主研发的步伐,使部分焚烧设备及其技术实现国产化,在现有工程中已有应用。虽然我国开始逐步实现国产化焚烧设备,但建设一个垃圾焚烧发电厂(处理量150t/d)投资约为4亿元左右,这对于中国大部分城市是难以承受的。
2.2.2 垃圾处理效果欠佳
虽然我国现阶段对垃圾焚烧发电项目有了很大的改观,目前还是赶不上国外发达国家的焚烧技术和焚烧设备成熟。国外的焚烧设备是根据国外的生活垃圾品质及燃料特性进行设计的,而我国垃圾品质和燃料特性与国外垃圾存在着很大差异。由于我国目前没有实行垃圾分类制度,城市生活垃圾的品质很低,因而无论是引进还是国产的焚烧设备尚不能很好地适应中国垃圾的特性,还存在着垃圾焚烧不完全、运行不稳定、排放不易全部达标等问题。
2.2.3 运行成本高,缺乏经济性
由于中国垃圾的热值较低(3344~5016J/ kg)、变化范围较大,相应要加入一些助燃燃料。同时,也存在关键高温部件使用寿命短、维修费用高等问题,往往增加了运行成本。再加上管理混乱,宏观调控不到位,造成经济调控差现象。
3 垃圾焚烧发电政策
由于垃圾焚烧发电项目有其自身特性,因此垃圾发电的建设和运行不能照搬传统电厂的模式,而要针对垃圾发电的特点采取相应的措施和政策。
在我国采用BOT方式吸引国内外企业投资,政府通将垃圾发电厂的建设权和一段时间的经营权授予一个有资格的投资商,投资商负责垃圾发电厂的投资、融资、设计以及安装调试。项目建成后,垃圾发电厂按协议规定向政府提供垃圾处理服务,并利用焚烧余热发电,政府则按协议规定向垃圾发电厂支付垃圾处理费,并保证垃圾发电厂电力上网销售,投资者由此回收项目投资、经营和维护成本并获得合理的回报。规定的特许经营期届满后,投资者将按照协议规定,把垃圾发电厂的所有权和经营权无偿移交给政府。目前我国已经投产的和在建的垃圾发电厂大部分都是这种方式。
4 我国城市生活垃圾焚烧发电前景
在我国《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划》指出,在经济发达、生活垃圾热值符合条件、土地资源紧张的城市,可加大发展焚烧处理技术。
并且“十一五”期间,计划城市生活垃圾无害化处理率达到70%,城市生活垃圾无害化处理设施建设规划总投资为589亿元,而“十五”期间的总投资为198亿元,对比可看出,我国城市生活垃圾无害化处理设施建设上的投资增幅是非常明显的,基于国家政策的大力支持,我们有理由相信,垃圾焚烧处理比例将继续稳步提高。结合市场目前的发展态势,接下来一段时期,采用BOT等方式建设焚烧厂将逐步占据主导,2008~2015年将迎来垃圾焚烧发电黄金时期,我国的城市生活垃圾焚烧发电前景才会发展的更快更好。
参考文献
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[关键词] 生活垃圾 焚烧机理 控制要素
1 前言
福州市政府决定建设福州市红庙岭垃圾焚烧发电厂,采用特许经营权BOT方式,通过公开招标组建了项目法人。2005年4月,福建省发改委作出了《关于福州市红庙岭垃圾焚烧发电厂工程项目申请报告的批复》(闽发改投资[2005]325号)。
红庙岭垃圾焚烧发电厂设计规模每年处理城市生活垃圾39.6万吨,日平均处理规模为1200t。生活垃圾由福州市城市执法局委托环卫部门提供并运送至福州市红庙岭垃圾焚烧发电厂。建设场地位于福州市北郊红庙岭垃圾填埋场征地范围内,占地约52500m2。拟建场地西边是红庙岭垃圾填埋一期库区,北边是福州市红庙岭污水处理厂。平整后场地绝对标高483m。
红庙岭垃圾焚烧发电厂采用机械炉排焚烧炉,按两炉配置,处理能力2×600t/d,发电机装机容量为2×12000KW,工程总投资3.2亿元。焚烧发电厂劳动定员80人。
红庙岭垃圾焚烧发电厂于2007年9月投入使用。该项目的建设,不但可以延长红庙岭垃圾填埋场的使用年限,节约宝贵的土地资源,改善采用填埋处理方式带来的环境影响;同时焚烧垃圾产生热能发电,增加了福州市电力供应,使生活垃圾处理达到资源化。
2 焚烧过程机理
生活垃圾的燃烧过程,本质上是质量传递、热传递,动量传递、化学反应、结构变化等物理化学反应综合在一起的一个复杂的过程。从固体燃料燃烧理论的角度分析,作为定性的燃烧阶段划分,废物的燃烧过程可以分为预热、水分蒸发、升温,挥发份析出,着火和固定碳燃烧,燃尽等过程。伴随着这些过程的开始、发展、结束和交替,垃圾先吸取热量,温度上升,失去水分,局部分解析出可燃成分,然后着火燃烧,放出热量,直到燃尽冷却。废物本身的质量也随着这些过程逐步减少,直到残留灰渣。
3 垃圾焚烧的控制要素
垃圾焚烧的影响因素主要有停留时间、燃烧温度、湍流度和过量空气系数。其中停留时间、燃烧温度、湍流度。
3.1 停留时间
停留时间有两个方面的含义:其一是垃圾在焚烧炉内的停留时间,它是指垃圾从进炉开始到焚烧结束直至炉渣从炉中排出所需的时间,它影响到焚烧残渣的热灼减率和焚烧去除率;其二是垃圾焚烧烟气在炉中的停留时间,它是指垃圾焚烧产生的烟气在炉中所需时间,它影响到燃烧效率、焚烧去除率和二恶英分解率。
垃圾在焚烧炉内的停留时间越长,它与空气接触越充分,垃圾燃烧越完全,二恶英分解越彻底,焚烧炉的体积也就越大,这将受到设备投资条件的制约。所以,停留时间的长短应视具体情况来定,要综合考虑燃烧效果和设备造价两方面因素。
3.2 温度
垃圾焚烧过程焚烧炉内的温度分布是不均匀的,这里的温度指的是垃圾焚烧所能达到的最高温度。垃圾焚烧过程要求控制适宜的燃烧温度。燃烧温度愈高,燃烧反应速度愈快,越有利于垃圾的焚烧。但过高的燃烧温度会加快焚烧炉内壁和炉内机械结构的腐蚀速度,会使灰渣熔结,影响炉壁的使用寿命及炉内机械的运行,还会促进氮氧化物的生成。所以燃烧温度不宜过高。燃烧温度过低,会使垃圾燃烧不完全。从二恶英分解的角度出发,燃烧温度不宜低于850℃。
3.3 湍流度
湍流度是表征垃圾和空气混合程度的指标。湍流度越大,垃圾与空气的混合程度越好,有机可燃物能及时获取燃烧所需的充分氧气,燃烧反应越完全,同时足够的湍流度也有利于消解燃烧产生的二恶英等有害成分。一般采用再炉膛侧壁送入二次风的方法提高湍流度,促进垃圾的完全燃烧。
3.4 过量空气量
垃圾焚烧过程要求控制适当的过量空气量。理论上和和实践结果都说明,只有当燃烧室处于少量过量空气条件下,焚烧热效率才能较高。一般情况下,氧气量愈大,燃烧的速度就愈快。为了使垃圾能够更好的燃烧,燃烧层内必须有足够的空气径流,垃圾与空气的湍流混合度越高,则燃烧层越容易保持足够的氧气量,使燃烧速度加快。而燃烧室内的高湍流环境,是靠燃料空气的搅动来达到的,一定限度的过剩空气量,将有利于保持这种湍流,并使燃烧室内有较高的氧气量。但过量的空气鼓入,会加剧燃烧热损失,降低燃烧温度,延缓反应速度,因此应控制适当的过剩空气量。在具体的垃圾焚烧过程中,需要根据垃圾性质和焚烧炉炉型等因素来确定过剩空气量。
关键词:城市生活垃圾;焚烧发电技术;工艺流程
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.178
0 引言
随着大中小城市的快速发展,城市垃圾也逐渐的增加,必须对城市垃圾合理的处理,减少给环境带来不良的影响。现如今,一般由3中处理方式,卫生填埋,高温堆肥和焚烧处理等。这3中方式,各有不同之处,填埋方法能够一次性处理较大的垃圾,方便快捷,但是对土地、空气和当地水质会造成不同程度的污染。堆肥方法,必须要求垃圾中含有一定量的有机质,不利于使得垃圾达到减量的目的,同时也要占用相对较多的土地面积。焚烧方法则是目前相对有效的处理方法,具有占地面积小,处理比较彻底,并且无害,可以使得城市垃圾处理达到减量化,无害化。
最近几年,我国垃圾焚烧发电技术发展发块,推广应用广泛,对城市垃圾处理有着积极的意义。
1 垃圾焚烧发电技术概述
1.1 基本流程
垃圾焚烧发电是一项高温热化学处理过程,其过程是把垃圾焚烧所产生的热量,对水进行加热,并且获得蒸汽,通过蒸汽推动汽轮机,使其带动发电机,进行发电,然后并网传输。一般完整的工艺流程主要有四部分组成:垃圾运输存储、垃圾焚烧、烟气尾部处理、汽轮机发电。
一般垃圾中的可燃烧部分,在高温下与氧气进行剧烈的化学反应,产生热量和固体残余物。由于我们的城市垃圾存在一定的水分,所以在电路运行之前,在垃圾中加入喷油,起到助燃的作用。一次的风机从垃圾中吸取空气,作为助燃的空气。在燃烧的时候,把高温烟气进行热量的回收利用,并且把加热的蒸汽传输到发电机组,从而实现发电。烟气通过尾气处理,达到净化要求后才能排出到空气中。最后焚烧留下的残余物经过一定的处理工序后,晕倒填埋场地进行填埋工作。垃圾焚烧处理均为内部密封式处理,不会对外部记性污染。
1.2 常见垃圾焚烧炉型
现在大多数使用的垃圾焚烧炉主要3种,机械式层燃炉排焚烧炉、循环流化床焚烧炉和旋转窑型焚烧炉。
在我国主要使用主要是前两者焚烧炉。
机械式炉排炉焚烧的技术相对成熟、在使用运行时候相对稳定安全、设备寿命较长,我们国家大中城市是这样的处理方式,也和西方国家的焚烧处理相似。选用此焚烧方式,一般是不需要对垃圾进行提前预处理,只要使得垃圾导入炉排,通过机械运动吧垃圾进行充分的搅拌均匀,再加上辅助燃油和氧气的助燃情况下,把垃圾进行干燥后充分燃烧。机械式炉排炉有平推式、逆推式和滚筒式三种形式。
流化床炉采用的是流态化技术,石英石作为热载体。对于焚烧低热量的垃圾,流化床炉相对适合,垃圾在炉内充分混合,从加热、干燥和燃烧在相对短的时间内完成,能够出巡较大热量,稳定性可靠。
1.3 垃圾焚烧发电优势
目前对于垃圾处理,大多数采用垃圾焚烧发电,因为它具有如下的优势:
(1)工艺相对固化稳定、所需要的场地面积较小,并且垃圾不需要进行分类和处理,直接可以进行焚烧,可以在相对靠近城市的地方建造场地,能够节约土地的同时,也可以降低运输垃圾的成本。
(2)降低存储空间。焚烧处理后的垃圾,直接体积能够明显的减少85%。
(3)处理过程相对速度快,处理量大,满足需求量。另外,垃圾焚烧发电厂在处理垃圾的同时,也进行了发电供应,创造了一定的价值和效益。
(4)保持环境清洁,高温焚烧后能够把垃圾的有害成分中的病菌消灭,对于保持人马居住环境也是一种非常有效的方式。
(5)实现城市垃圾资源化,通过焚烧技术,产生了新能源,焚烧垃圾在高温环境下,产生的热量被回收进行充分利用来进行蒸汽发电,产生电能。
2 垃圾焚烧发电存在问题
垃圾焚烧发电在垃圾处理方面有着非常大的优势和作用,但是在目前的发展过程中,也有一定的问题有待解决:
(1)目前在大中城市的焚烧发电公司,都是采用的国外先进的机器设备,在前期投入建造的成本相对较多,运营的压力较大,当前垃圾发电厂的投资成本一般在40-70万元/吨,在一定程度上阻碍了发电的营业收入。
(2)目前国内的垃圾处理能力不高,人民的环保意识没有达到相对的高度,很多垃圾的收集都是混合处理的,这样垃圾内容负责,很多不可燃垃圾也在里面,对垃圾的焚烧时候的稳定性也会在一定程度起着不利的影响。
(3)对于垃圾焚烧之后,在尾气里面存在部分的有害物质,必须进行控制,如果控制不到位,则很容易造成二次污染,我们需要按照国家标准进行尾气处理达标后,才能够进行正常排放。
(4)国家在垃圾焚烧发电产业链上的制度有待更加一部的完善,对于垃圾处理费用有待加强规范,目前垃圾焚烧企业还靠着国家政府的相应补贴和提高发电价格来维持整个发电厂的整个运行生产过程。
3 应对措施
3.1 提高先进技术和装备,降本增效
国内相关企业在引进先进技术和设备的同时,要深入研究焚烧工艺和设备的关键技术,再针对我国垃圾的特点,在我们处理垃圾焚烧过程中,及时的调整和优化工艺过程参数,最好可以开发具有自主产权的先进装备系统,满足我们的生产安全,性能可靠,高效率发电等现状的需求。