绍兴市新民热电 林志贤 陈耀东
摘要:
城市生活垃圾以特有的方式急剧增长,严重污染环境,也困扰政府和人民生活,十多年来,经多方探索,广泛论证,浙江省已建成21座垃圾焚烧发电厂,十年来,以最快捷、最彻底、最有效地焚烧了各地的生活垃圾,实例证明了垃圾焚烧发电是真正能实现垃圾无害化、减量化、资源化处理的好方式。
关键词:垃圾焚烧发电
前言:
随着国家现代化建设和各地城市化进程,城市人口不断地增长,相应的城市生活垃圾也在急剧增加,每年约有1.5亿吨垃圾产生。目前已堆积70亿吨,而且还在以8%递增。垃圾的增加和随意堆积带来了许多问题:垃圾堆放占用了大量的耕地;露天堆放的垃圾在腐化变质的过程中产生大量的废气,造成周边空气污染;垃圾在雨水冲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。
从上个世纪中期开始,世界各国大力研究垃圾的无害化处理,而垃圾焚烧发电,不失为一种高效、快捷的处理方式,更是低碳、环保、节能减排的重要举措。
一、先进发达国家广泛应用垃圾焚烧发电的处理方式:
垃圾是地球上唯一的,而且不断增加的资源,无害化处理垃圾,变废为宝,是世界各国一直大力研究、急于解决的大事。早在20世纪70年代开始,法国和德国最早采用焚烧垃圾发电,以后日本、美国也迅速发展垃圾焚烧发电,因为焚烧了垃圾,不仅无害化处理了垃圾,又热能回收发电,变废为宝,已被世界各国公认为最佳的垃圾处理方法,世界上许多著名公司投入了大量精力研发焚烧技术和设备。目前焚烧主要设备和辅机已定型配套,工艺和技术十分成熟,世界各国政府均采用免税、资金补助等优惠政策,鼓励垃圾焚烧发电的无害化处理。
二、外资纷纷进入我国投资垃圾发电项目:
由于我国的垃圾排放量非常巨大,蕴含着巨大的资源潜力和潜在的经济效益,外资垃圾处理巨头纷纷进入我国,争夺垃圾发电市场。日本三菱公司、荏原公司,美国的惠明、威立雅、苏伊士集团,卡万塔集团,新加坡创冠环保,香港亚太环保等世界各国的垃圾处理巨头正向中国聚拢,其中美国的惠明公司首站投资在上海;威立雅公司在多个城市布局;苏伊士公司早在上海成立投资垃圾的合资公司;创冠集团在福建晋江、惠安以及湖北黄石、辽宁营口、大连、海口等投资垃圾发电项目,美国卡万塔公司在重庆、福州、成都、泰兴总承包多家垃圾发电项目。
三、技术成熟带来了大规模发展:
我国近十多年来的研发改进和完善,垃圾焚烧技术已十分完善,垃圾炉的不断改进,已形成一系列规格的焚烧锅炉和辅机,废气处理新技术的广泛应用,自动控制和许多高新技术的应用,加上新颖的外观设计,促使垃圾焚烧发电向高新技术方向发展,特别是烟气的脱硫、脱硝、除尘的精细处理,和二恶英、呋喃类污染物的严格控制,排污处理的技术突破,焚烧余热的发电,残渣的回收制砖等资源再生利用,使垃圾焚烧处理技术,成为世界公认的无害化、减量化、资源化处理垃圾的最佳方法,成为我国垃圾处理事业一个发展方向,并将迎来一个快速发展的高潮。
四、国家鼓励垃圾发电有诸多优惠政策:
国家鼓励再生资源利用,近年来出台了诸多优惠政策:例如
1、垃圾发电的电量全部允许上网收购;
2、垃圾发电上网电价在当地标杆电价上加0.25元/kwh,其中0.25元/kwh由中央财政补贴;
3、增值税全免,即征即返(财税〔2008〕156号文);
4、所得税三年免,三年减半(中华人民共和国所得税[2008]1月1日执行);
5、每处理一吨垃圾,地方政府补贴70-100元/吨(各地不一);
另外:垃圾有一定的热值,5吨垃圾相当于1吨煤的热值,但是审报和验收审定条件更严。必须经省级严格验收后才能享受优惠政策,其中垃圾焚烧重量比,不得低于80%,污染物排放必须达标。
五、浙江省已建有21座垃圾发电项目:
杭州:乔司环保、萧山锦江、余杭锦江、滨江环保、富春江环保;
宁波:中科电力、枫林环保、慈溪环保;
绍兴:新民热电、八方环保、春晖环保、中环环保;
温州:瓯海环保、伟民环保、永强环保、苍南环保;
嘉兴:桐乡环保、步云环保;
湖州:长兴环保;
金华:八达环保、义武环保。
现有52台垃圾焚烧锅炉,配37台汽轮发电机,装机容量37.75万千瓦,可年处理垃圾483.3万吨,年发电20.5亿千瓦时,但浙江省每年约有1500万吨垃圾产生,建造垃圾焚烧发电项目尚有广阔天地。
六、流化床焚烧技术受到浙江企业青睐:
浙江现有21家垃圾焚烧发电厂,有15家39台锅炉采用了循环流化床焚烧锅炉,占76.5%,受到浙江企业青睐。这是由于流化床锅炉的垃圾燃尽率高,能稳定可靠发电和供热,而且能够有效的控制垃圾焚烧过程中有害气体的产生,抑制了二恶英的生成,使污染排放优于国家标准。是节能减排的先进技术,倍受企业青睐。
经过近十年的攻关改造和不断完善,流化床垃圾焚烧锅炉的助燃煤量,从原来的20%(重量比)已减少到5—10%,故障率明显减少,能保证安全经济长周期运行,从而确保稳定的供热与发电,因此在浙江普遍被采用。
目前,无锡、杭州、南通等锅炉厂都研发生产了40t/h至75t/h系列焚烧200t/h至600t/h垃圾的各类循环流化床垃圾焚烧锅炉和各类阶段式往复炉排的垃圾焚烧锅炉。其中垃圾和煤掺烧比为4:1重量比和4:1热量比的系列产品。
七、流化床垃圾焚烧锅炉能有效地抑制二恶英等有害气体的排放:
1、一般垃圾焚烧产生二恶英的条件是:
(1)燃烧不稳定,只冒烟不燃烧。
(2)炉膛燃烧不均匀,存在600℃以下的低温燃烧。
(3)含氯物质伴有催化作用的介质化合,易生成多种二恶英。
2、抑制二恶英的措施:
(1)流化床锅炉炉温保证900℃±50℃,炉烟再经900℃以上高温下停留4秒钟后排向烟道,高温分解了烟气中的二恶英。
(2)掺煤助燃加高温石英砂的沸腾,垃圾燃尽率高。
即使水份大、热值低的垃圾,由于适当掺煤助燃,还伴有蓄热量大的石英砂的沸腾、打碎、炒干并燃尽垃圾,炉内气固混合强烈、燃烧湍流强度大,保证了燃烧稳定,炉温均匀,垃圾得以充分燃尽。
(3)掺煤燃烧,抑制二恶英生成。
在燃烧垃圾的化学反应过程中,煤中的硫是最活泼的物质,能和垃圾中的触煤物质(如:Cu、Fe、Al等重金属)先化合,由于催化作用的介质被硫化合夺去,没有了触煤介质,二恶英就难以生成。
(4)采用计算机运行控制技术抑制二恶英生成。
采用DCS计算机自动控制技术,使给垃圾量、给煤量、鼓风量、引风量、炉温、负压、氧量等均在计算机的高速控制自动调节下,使各类参数秒秒压红线,也控制了二恶英的生成。
(5)点炉、停炉科学操作,抑制二恶英产生。
在点炉停炉过程中,由于采用煤的先烧后断,始终保持垃圾在900℃高温下燃尽,从而有效抑制了二恶英的产生。
(6)烟道尾部采用活性碳吸附,又经布袋过滤等技术,能使二恶英排放量极小极小,远远优于先进国家标准。
(7)烟道上安装了半干法脱硫和布袋除尘装置,可以除去90%以上的SO2和HCL,除去99。9%的烟尘。
(8)根据浙江环境检测站,对浙江51台垃圾焚烧炉的烟气检测结果,凡是流化床垃圾炉的二恶英排量均在0.1当量以下。优于国际先进国家标准,完全可以放心使用。
这里介绍(绍兴新民环保热电)我国第一台工业化投产的400T/D流化床垃圾焚烧锅炉的工艺流程和投运后的污染排放实测值,其结果均优于国家标准限值,其中二恶英在炉膛出口、尾气处理装置前,二恶英(TEQ)仅为0.3ng/m3,经活性炭吸附、脱硫和布袋除尘,二恶英(TEQ)只有0.05ng/m3。仅是欧美标准限值0.1ng/m3的一半(见附表):
八、建造垃圾焚烧发电工程,热电厂具有独特的优势。
热电厂与垃圾焚烧发电工程具有基本相同的工艺流程,完全一样的设备和技术、相同的管理模式,都是改善环境、造福社会的环保事业,是城市公益性基础设施。热电厂又建在城市郊区和工业园区,便捷的交通和适宜的地理环境,最适合建造城市垃圾焚烧发电工程,具有投资省、建设快、管理好、经济效益、社会效益、环保效益高的独特优势。现有热电厂,有条件的话应为此作出努力,为节能减排作出贡献。
束语:垃圾发电近十年来有了飞速发展,我国自主知识产权的垃圾焚烧技术更趋于成熟,设备更可靠,系统更完善,加上精心操作、精心维护、精细管理、严格考核,无害化、减量化、资源化处理的垃圾已接近国际先进水平,并且遍地开花,所以建造垃圾焚烧发电工程是最快捷、最有效、最彻底处理我国垃圾的好路子,是真正能实现垃圾无害化、减量化、资源化处理的好方式。
附表1:浙江绍兴新民热电厂垃圾焚烧炉实测烟气排污值表
附表2:浙江富春江环保热电厂垃圾焚炉实测烟气排污值表
附表1:浙江绍兴新民热电厂垃圾焚烧炉实测烟气排污值表
1、垃圾焚烧炉测试期间锅炉及脱硫除尘系统运行参数
项 目 |
运行参数 |
参数值 |
锅炉参数 |
锅炉负荷/t·h-1 |
68~75.3(负荷>90%) |
燃料参数 |
燃煤耗量/t·h-1 |
4.2~5.3(平均4.56) |
脱硫参数 |
石灰耗量/t·h-1 |
0.2~0.28(平均0.24) |
2、垃圾焚烧炉污染控制标准限值及实测值
项 目 |
数值含义 |
限 值 |
实测值 |
烟尘/mg·m-3 |
测定均值 |
80 |
42.1 |
注: 烟气黑度为林格曼黑度。
3、垃圾焚烧炉二恶英排放含量测定结果 (2002-01-09)
项 目 |
锅炉进口(E断面) |
锅炉出口(F断面) |
断面截面积/m2 |
3.74 |
3.74 |
烟气温度/℃ |
128 |
115 |
采样点烟气流速/m·s-1 |
13.02 |
16.18 |
烟气氧含量/% |
12.5 |
12.5 |
二恶英(TEQ)含量Ⅰ/ng·m-3 |
德国MPU试验室 |
德国MPU试验室 |
0.27,0.24 |
<0.01 |
|
二恶英(TEQ)含量Ⅱ/ng·m-3 |
浙江省环保监测站 |
浙江省环保监测站 |
0.30,0.25 |
<0.01 |
|
二恶英(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:浙江富春江环保热电厂垃圾焚炉实测烟气排污值表
1、1#、2#垃圾焚烧炉额定工况下实际烟气排污数值及控制限值表
序号 |
项目 |
数值含义 |
限值 |
实测值 |
|
2#炉 |
1#炉 |
||||
1 |
运行工况: 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 |
测定日期 测定均值 测定均值 测定均值 测定均值 测定均值 |
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 |
烟尘 mg/m3 去除率 % |
测定均值 |
80 ≥99.5 |
56.5 99.75 |
42.5 99.99 |
3 |
烟气格林曼黑度 级 |
测定值 |
Ⅰ |
<Ⅰ |
<Ⅰ |
4 |
二氧化硫 mg/m3 去除率 % |
小时均值 小时均值 |
260 ≥80 |
45 83.4 |
215 83.15 |
5 |
氯化氢 mg/m3 去除率 % |
小时均值 小时均值 |
75 ≥55 |
29.3 71.5 |
21.5 72.7 |
6 |
一氧化碳 mg/m3 |
小时均值 |
150 |
98.4 |
54.95 |
7 |
氮氧化物 mg/m3 |
小时均值 |
400 |
228.5 |
187.5 |
8 |
汞 mg/m3 |
测定均值 |
0.2 |
<0.009 |
0.010 |
9 |
镉 mg/m3 |
测定均值 |
0.1 |
<0.005 |
0.008 |
10 |
铅 mg/m3 |
测定均值 |
1.6 |
0.244 |
0.180 |
11 |
二恶英(TEQ) ng/m3 |
测定均值 |
1.0 |
0.049 |
0.026 |
注:二恶英由比利时SGS实验室和浙江省环境监测中心分别测定取平均值 |
2:固废浸出毒性试验和二啞英浓度分析结果
监测项目 |
测定结果(mg/L) |
浸出液最高允许值(mg/L) |
备注 |
|
飞灰 |
炉渣 |
|||
总汞 |
<0.0002 |
<0.0002 |
0.05 |
|
总铅 |
<0.3 |
<0.3 |
3.0 |
|
总镉 |
<0.03 |
<0.03 |
0.3 |
|
总铬 |
<0.1 |
<0.1 |
10.0 |
|
六价铬 |
<0.004 |
<0.004 |
1.5 |
|
总铜 |
<0.1 |
<0.1 |
50 |
|
总锌 |
<0.03 |
<0.03 |
50 |
|
总钡 |
<20 |
<20 |
100 |
|
总镍 |
<0.1 |
<0.1 |
10 |
|
总砷 |
0.4 |
1.2 |
1.5 |
|
无机氟化物 |
1.96 |
0.13 |
50 |
|
氰化物 |
<0.004 |
<0.004 |
1.0 |
|
二恶英 |
10.8I-TEQng/kg |
/ |
/ |
|