此次设计是关于对我国某沿海城500t/d垃圾焚烧发电厂的设计。该垃圾焚烧发电厂主要用于将城市垃圾进行有机处理。而就该沿海城市的实际情况来看,因为靠海区域所以城市湿度大,而城市垃圾因为潮湿所以其水分含量偏高,而垃圾焚烧发电的垃圾含水量会有一定的标准。
为了更好的让垃圾焚烧发电达到预期的效果,就其沿海城市的垃圾的具体情况来看,其垃圾含水量高,为了解决这一难题,通过运用国际领先技术,将通过采用300t/d处理量的炉排炉2条生产线实现实际要求。将垃圾通过垃圾池静置一星期左右,让垃圾通过过滤的形式让含水率降低,同时让热值上升,过滤的水可做其他用途。而通过静置以后的垃圾将直接放入焚烧炉,垃圾焚烧过程中会留下部分不能充分燃烧的余渣,此部分余渣需要进行规范化处理掩埋,在垃圾焚烧的过程中所产生的有毒气体将实现国家标准的烟气净化装置,最后通过多元化的环保方式半干喷雾+活性炭吸附+袋式除尘等工艺。
随着经济的复苏,人们生活水平呈现飞跃式发展趋势。而生活水平的跨越式发展,也让城市垃圾负担呈一定幅度的上涨趋势,而垃圾量的大幅度提升 ,也使城市面临环保问题的严峻。所以就目前的实际情况来说,如何垃圾带来的负面问题是当下非常严峻的问题之一,并且各个国家都在为了解决这一环境问题而努力,并寻求解决方法。而现阶段广泛运用到环境保护中的垃圾处理方法有垃圾焚烧、垃圾发酵做肥料、垃圾掩埋。在这三者中,运用较为广泛处理更为方便的就是垃圾焚烧处理模式,能更好地达到无害化、资源化、垃圾处理减量化的治理效果,通过科学合理的方式进行垃圾焚烧的可实施性高、不占用资源、通过环保的垃圾焚烧更利于环境的保护。所以将垃圾焚烧处理的适用性更广泛,也成为了目前最主要的垃圾有效处理方式。
在人类历史上的第一座垃圾焚烧厂创立于1896年的德国汉堡[1],在经过百年的发展中焚烧技术已经相对成熟,我国目前就垃圾处理方式的运用来说,将垃圾焚烧处理的广泛运用的起步较晚。由于多方因素的困扰,国内的第一座焚烧垃圾厂在德国垃圾焚烧厂建立92年后落成 [2]。该厂在运行实践中的探索以及经验积累,我国对于垃圾焚烧厂的建设发展非常迅速且处置效果良好。随着经济的发展和城市建设的提升,目前国内的垃圾焚烧厂多达240多座。
城市建设所产生的垃圾和人们生活产生的垃圾是城市垃圾的主要组成部分,而这部分垃圾大多都是固体废物。如果不进行科学合理的垃圾处理,将对城市环境造成很大的威胁,严重损害了人们的生活质量,所以就城市垃圾处理问题已经引起了人们的高度关注。在国内的大部分城市而言,垃圾处理的主要方式80.2%,为掩埋,将垃圾发酵作为肥料的方式为17.8%,真正将垃圾焚烧方式的只有2%。
近几年为了更好的将城市垃圾进行科学合理的处理,垃圾焚烧厂的技术也在不断提高,实现更为安全环保的垃圾处理方法是提升环境质量的重要标准之一。通过垃圾焚烧法,发现新能源。通过合理的利用垃圾焚烧技术能从1吨的城市生活垃圾中获取约300~400千瓦的能源。通过能源的利用实现城市的供热和发电。了很大程度上实现了垃圾的有效利用,节约资源。
城市生活垃圾是主要包括城市建设垃圾以及城市居民的生活垃圾,城市生活垃圾中有大部分是固态垃圾。而随着城市建设的大规模发展动态和日益提升的生活水平,导致更多的固态垃圾产生,而这些固态垃圾在很大程度上处理不及时会对人们生活环境带来恶劣的影响,让人们的生活环境受到污染,这种恶劣的影响让人们对垃圾处理问题的关注度越来越高。城市建设的飞速化发展,城市人口也随之上升,大量人口的涌入让垃圾的容量需求越来越大。城市垃圾越发成为城市问题中比较显著的问题,同时在快速发展的经济条件下,垃圾的产量以惊人的速度上升,其垃圾的类型也是五花八门。
由于城市规模的变化、数量、城市人口的上升及经济发展水平的提高和民用燃料结构的变化等因素,导致城市垃圾呈上升趋势。城市建筑的大规模发展,大量人口涌入城市也是城市垃圾呈上升趋势的主要原因之一。
通过数据调查不难看出,近年来我国城市人口平均垃圾比将达500kg每年,以200万以上城市人口为例,人均每天可消耗出垃圾1.00kg。而中小型城市人均消耗垃圾更多。下 (图2-1)是中等城市垃圾分析图,可以明显看出垃圾的上升趋势。
随着人们生活水平的提高,对能源的消耗也越来越大,能源紧缺也越来越体现明显,而为了让人们生产和生活更加便利,发现新能源也是势在必得。城市建设和人们生活水平的提高导致出现越来越多的城市垃圾,如不及时处理会对人们的生活环境造成影响,而城市垃圾作为一种可再生资源,变废为宝是人们关注的重点。如何让垃圾城市垃圾变为再生资源得以利用,相信随着以后科技的发展和垃圾处理技术的提高会得以实现。现阶段的城市垃圾,通过科学的处理方法,慢慢会变为一种可利用资源。比如城市垃圾通过合理利用可转化为工业需求。对于城市垃圾的废物,可实现回收,并合理 的处理。垃圾的回收再利用已经成为一个重要的课题。
城市生活垃圾的大量产生,给人们的生活环境带来了很大的威胁,垃圾的大量繁衍,会影响人类赖以生存的环境,如不合理利用和处理会占用更多的面积,同时垃圾所繁衍的细菌危害人类健康等。城市垃圾的大量增加,如不及时的处理会越积越多,造成资源浪费。
城市垃圾形式多元化,有工业垃圾、生活垃圾、建筑垃圾。其形态分为固态和业态垃圾,所以由于其多元化的特征使得对垃圾进行处理还存在一定的难度。城市垃圾的处理需要更好的方式来进行。而涉及到的垃圾处理设备需要投入大量的成本,工艺也较为复杂,而在垃圾处理的过程中因为多方因素的影响,想要实现零排放还需要不断的完善。
A)污染土壤:城市垃圾中会产生大量的有害物质渗漏到土壤中,影响土质,导致影响农作物,给人们饮食健康带来危害。
B)污染水体:城市垃圾中的液态有害物会渗漏到水体,是具有重大威胁的污染源之一。
C)污染大气:垃圾中产生的有害气体会通过空气传播;同时垃圾在焚烧过程同样也会产生有害气体;垃圾的长时间堆放,会产生难闻的气味,影响环境质量并让细菌蔓延,危害人类健康 [4]。
D)安全问题:垃圾这在掩埋发酵后会产生大量可燃性气体,而如果管理不但会引发爆炸,危害人类安全。
目前,我国已有2/3的城市陷入了“垃圾围城”的困境之中,城市生活垃圾已然衍变成一个影响环境、人们生活和经济发展的社会问题,如何有效地处理处置城市生活垃圾成为了城市发展的一项重要任务,也吸引了越来越多社会各界的关注。
为了让城市垃圾得到更好的处理,目前运用广泛的主要是:填埋(Landfill)、堆肥(Composing)、焚烧(Incineration)和热解(Pyrolysis)(从本质上看,热解和焚烧可以归为一类[5]),以下是对这些技术的基础介绍与应用现状:
卫生填埋主要是将垃圾地下掩埋,卫生填埋目前还是很多城市处理垃圾的方法之一。根据相关标准具体分为简易填埋、受控填埋、卫生填埋。
我国垃圾处理进行简易填埋有很长的时间,将垃圾进行简易填埋看似是对垃圾进行处理,但对环保方面有一定的影响。而我国目前的垃圾处理中还有部分城市生活垃圾只是进行简易填埋。这类垃圾处理方式留下了对环境污染的隐患。
受控填埋是在简易填埋的基础上更注意了在垃圾处理的同时相对环保,但是因为垃圾的种类过多,其环保措施在某些方面还不达标。具体体现在垃圾处理的相关措施不够完善,不能彻底的起到防渗作用,或对渗漏垃圾水的处理未能达到环保的要求等等。
城市垃圾进行卫生填埋在发达国家较为盛行,卫生填埋相对前面两种垃圾处理方法更环保。当国内达到高要求高标准的卫生填埋甚少。
堆肥法垃圾处理是将生活垃圾通过堆放发酵的方式,通过科学合理的人工控制,将生活垃圾中有机质分解、腐熟、转换成稳定的类似腐殖质土的方法。
将生活垃圾进行堆肥化处理有两种方式,一种是普通的通过堆肥处理,另一种利用机械的要求较低,主要是通过堆肥发酵处理。其环保方面较弱,垃圾处理成本低。而垃圾处理通过机械化高温协作,虽然需要投入的机械设备成本更高,但是其环保措施更好,一段时间内在大型城市得到推广。而由于没能达到预期的堆肥质量出现收支难,到1995年为止大多数先后关闭。
垃圾通过焚烧处理的过程中能会实现其化学燃烧过程,垃圾焚烧后会让垃圾进行溶解实现很大程度的减容,最后通过化学反应只剩下少部分的不完全燃烧的固体渣质。
我国早年间就曾对垃圾焚烧有过相关方面的了解和探究,比发达国家而言起步稍晚,但是通过多年的努力我国的城市垃圾项目也已经被划分为国家环境保护的重点内容之一。国内最先运用垃圾焚烧的城市有深圳、上海、哈尔滨等城市。
目前世界上主流的城市生活垃圾处理方式主要有焚烧与热解、卫生填埋和堆肥三种。一般而言,焚烧处理在发达国家的比重较高,而发展中国家多数采用填埋处理。以下是三种方法的优缺点比较,详见表2-1。
适用条件 对于垃圾热值有一定要求,过低时需添加辅助燃料。 对垃圾质量无要求 垃圾中生物可降解有机物不低于10%
项目市场化 容易,运输距离可小于10km,可靠近市区建设 较难,需考虑地形地质条件且目前不受提倡,运输距离大于20km,一般原理市区 较易,运输距离10~20km,气味影响半径小于200m,需避开居民密集区
最终处理 一般占初始量的10%~20%,完全燃烧后的无毒灰渣可用作建材填料等综合利用 无 非堆肥物需要外运做填埋处理,一般占总量的25%~35%
从表2-1可知,焚烧法能够让垃圾通过焚烧处理来实现垃圾的最小减容,而垃圾在焚烧后还可以实现资源的再利用,而且对于其他垃圾处理方式而言,垃圾焚烧的工艺相对较为简单易操作性强。相较于填埋和堆肥,焚烧法在项目选址与运输成本的优势十分显著。
此外,国外发达国家的垃圾焚烧技术比国内发展较早,美国、日本等国家的垃圾焚烧技术遥遥领先,相比发达国家,我国对垃圾处理方式的探究到上世纪后期才开始。目前通过多年的探究垃圾处理技术处于稳步发展中,还有许多需要完善的地方。而垃圾焚烧是通过在通过垃圾焚烧过程中的化学反应,让垃圾完全燃烧,最后达到减容的效果。而在垃圾焚烧的过程中需要的外部内部条件为,为了实现垃圾的完全燃烧 ,需要将焚烧炉内鼓入助燃空气和850℃以上的高温条件下,垃圾融成灰渣。一方面垃圾焚烧技术能使垃圾在燃烧的过程中产生新的能源供利用,同时垃圾燃烧能有效通过高温将病菌消灭。另一方面通过垃圾焚烧可以实现垃圾的减容。因此,采用焚烧处理城市生活垃圾能有效的减轻城市垃圾的负担,相对于其他垃圾处理更为环保。在国外一些发达地区已经开始普及垃圾焚烧处理。并通过科学合理的方法将垃圾焚烧后产生的能源进行再利用,比如可供电。
据调查,工业发达国家基本实现垃圾焚烧处理。而全球大约每年1.1亿吨生活垃圾实现垃圾焚烧。(图2-2)。
相比国外工业发达的国家,我国实现垃圾焚烧技术正处于基础阶段,并未全面普及和覆盖。垃圾焚烧技术相对于其他垃圾处理方法需要投入更多的成本才能实现对环保的要求,而我国大部分城市经济基础相对较差,大部分还是运用的传统的掩埋垃圾方式。对于贫困地区的垃圾更有甚者是直接露天堆放,产生浓厚难闻的有毒气体,而一些垃圾渗漏水更是直接流入土壤影响土质安全,破坏生态环境,对人类的健康有很大的威胁。城市生活垃圾问题已经成为民生最关注的问题。国内而言相对发达的城市也认识到垃圾处理的严重性,开始逐步效访国外先进的垃圾问题处理。并在此基础上设计出适合国内的垃圾焚烧方案,比如近期高等学府某大学就设计处理一款新型的垃圾焚烧炉。对于沿海城市垃圾含水率高的问题得到很好的解决,能够直接将湿度高的垃圾直接处理。
为了响应国家对环保的要求,垃圾处理技术也在与时俱进,先进的垃圾焚烧技术开始推广(表2.2)。
第一类为内在因素,可以细分为城市和人口规模、城市发展水平和城市能源结构,这类因素直接决定着生活垃圾产生量;
第二类为不可控因素,比如由于其气候环境因素影响。例如夏季的沿海城市,天气相对湿度较大、同时也是农作物出产的鼎盛时期,此阶段生产垃圾和生活垃圾以及农作物本身的腐烂产生大量的固态垃圾。
第四类为社会因素,是一种制约内在因素和个体行为的外部因素,比如法律规章制度等。
垃圾焚烧技术是通过将垃圾放入高温焚烧炉内进行焚烧,有效的将垃圾分解,并将燃烧后的灰渣排出,让垃圾减容避免细菌的蔓延。而适应垃圾焚烧的技术的设备有机械炉、流化床、旋转窑等。以下是垃圾焚烧技术的优点与局限性介绍:
(1)减容减量明显。垃圾通过高温焚烧技术,可将沿海城市湿度大的垃圾直接处理,实现垃圾最大程度的减容,剩下的十分之一的不可溶解的垃圾可以填埋,很大程度上释放了垃圾堆放空间。
(2)无害化程度高。垃圾经过高温焚烧,可以杀死很多多额病菌,同时解除了垃圾大面积堆积造成的有毒气体的释放。而焚烧垃圾产生的气体通过先进的过滤装置能达到环保的释放标准。
(3)资源化效果好。垃圾处理焚烧的过程中会产生热能,通过技术处理可直接产生能源供电。并且在垃圾处理的过程中,可以将垃圾进行分类,对于可再生资源得以回收利用,实现垃圾的资源化效果。
(4)适应能力强。垃圾经过高温焚烧处理,就沿海城市来看,其垃圾湿度大,而高温垃圾焚烧处理能有效的解决这一问题,对于湿度大的垃圾能直接进行焚烧。并且生活垃圾焚烧厂对工作的时间包容性大,随时可进行,不受气候湿度的因素影响。
(5)节约场地,运行费用低。生活垃圾焚烧处理厂建成后,能有效的缓解城市垃圾量,通过焚烧处理的垃圾所释放的气体经过有效的装置净化后可达到排放的标准,环保程度跟高。对于焚烧处理厂的选址可实现就近原则,节约资源。同时,随着城市焚烧技术的完善,以及城市环保的要求,通过能源转换,焚烧厂未来还是可实现盈利运转。
(1)对于焚烧技术的投入而言前期需要投入大成本,并且实现盈利的时间较长。
(2)对于普通的垃圾焚烧,不能达到环保的要求,同时对垃圾本身会有一定的要求,比如湿度大的垃圾、以及潮湿的气候都会影响焚烧的效果。
(3)在垃圾焚烧的过程中因为技术不到位后设备不齐全,都会给垃圾焚烧带来不利的影响,同时可能造成垃圾的二次污染。垃圾焚烧过程中会释放一些有毒的气体,如不能经过科学合理的净化,直接排到大气中会造成重大污染;焚烧后的不能分解的重金属处理不当都会造成二次污染。
(4)生活垃圾有多远化的元素组成,在焚烧的过程中释放的气体对焚烧设备会有腐蚀作用,提升了焚烧成本的增加。
我国城市建设越来越完善,城市人口也越来越多,城市建筑垃圾、工业垃圾、生活垃圾都越来越多,为了循环利用资源并保护好环境,垃圾焚烧技术将会越来越普及。
国外一些发达的工业国家对垃圾的处理技术较为先进,同时也是最早开始使用垃圾焚烧技术的国家。比如德国早期就研发出了先进的焚烧炉技术应用对垃圾的焚烧,而美国也研究出了世界先进水平的流化床焚烧技术,日本研发出了先进的回转窑技术。通过多年来不断的努力,人们对环保的认知度有很大的改光,为了创建更好的生态环境,城市垃圾慢慢的实现垃圾焚烧处理,比如美国推出的流化床焚烧技术发展迅速。
日本推广的FBC内循环流化床焚烧炉系统,就很好的实现了垃圾直接焚烧的目的,改系统对湿度大水分含量高的垃圾都可以直接焚烧。早在1995年,FBC生活垃圾焚烧炉就在日本本土得到广泛使用。我国利用垃圾焚烧技术起步较国外而言有所落后,目前属于发展阶段。国内目前有相关专员在研究此块,并投入生产或使用的有100多个生活垃圾焚烧厂。国内目前的垃圾焚烧设备部分从国外采购吧,部分通过运用国外的先进技术在加以改进研发出适合国内的垃圾焚烧设备。比如上海虹桥垃圾焚烧发电厂就借鉴了德国的相关技术通过改进投入运行;浙江宁波枫林垃圾发电厂引进了NOELL公司的技术进行改进投入运行;长春生活垃圾发电厂则是国内发明的流化床燃烧系统投入运行;大连的垃圾焚烧发电厂引进的是日本的焚烧工艺。由此可见,为了垃圾处理问题得到更好的解决,全球大部分工业发达的国家都在研发更合理有效的生活垃圾焚烧设备投入使用。米乐M6官网登录入口米乐M6官网登录入口