生活垃圾发电概况

 　　1 前言

　　随着经济的不断发展，人民生活水平日益提高，城市生活垃圾的产量和热值也不断增长。据 国家统计局调查，我国城市垃圾正以每年8～10%的速度递增，垃圾已给城市环境及人民生活 带来了极大的危害。

　　目前，我国处理垃圾以填埋堆肥为主，用地大，且有二次污染。近来，沿海经济东部发达城 市，开始采用焚烧发电技术，它既满足了环保要求，又可充分利用能源，从而成为城市垃圾 处理的一个方向。

　　2 垃圾焚烧发电的工艺流程

　　2.1 垃圾焚烧前无分检处理

　　图1为垃圾焚烧前无分检处理的工艺流程，美国洛杉矶市Long Beach垃圾发电就是这个工艺流程。

 

　　2.2 垃圾焚烧前有分检处理

　　图2为垃圾焚烧前有分检场垃圾发电工艺流程，美国夏威夷市垃圾发电就是这种流程。

  

　　3 垃圾发电的效益

　　3.1 资源化

　　 垃圾焚烧后，热量用于发电，做到废物综合利用。据有关统计资料称，我国 当今城市垃圾清运量已达1万亿t/a，若按平均低位热值2900kJ/kg，相当于1400万吨标煤。 如 其中有1/4用于焚烧发电，年发电量可达60亿度，相当于安装了1200MW火电机组的发电量。

　　3.2 无害化

　　垃圾焚烧发电可实现垃圾无害化，因为垃圾在高温(1000℃左右)下焚烧，可进行无菌和分解有害物质，且尾气经净化处理达标后排放，较彻底地无害化。

　　3.3 减量化

　　垃圾焚烧后的残渣，只有原来容积的10%～30%，从而延长了填埋场的使用寿命，缓解了土地资源紧张状态。

　　因此，兴建垃圾电厂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。

　　4 国内外垃圾发电简况

　　4.1 国外垃圾发电概况

　　4.1.1 美国

　　美国从80年代起先后投资20亿美元兴建了90座，总处理能力达3000万t/d的垃圾电厂。到199 0年已发展到400座焚烧厂、焚烧率达18%，到2000年将提高到40%。美国垃圾发电厂处理能力 都 较大，1985年在纽约建造了当时最大的垃圾电站，日处理能力2250t。1991年投产的垃圾平 均处理量为1400t/d。

　　下面以美国H-Power夏威夷垃圾发电厂为例作以介绍。

　　a.工艺流程

　　垃圾焚烧前，经一系列输送、筛选和粉碎装置，把那些不易处理和不能燃烧的垃圾清理掉。 然后，在1000℃的高温下焚烧，形成的残渣、液态造粒(惰性灰渣)，送出填埋；烟气在排 放前经注入石灰脱硫中和酸性气体，并传热给水变成过热蒸汽，入蒸汽轮机发电，烟气经锅 炉尾部受热面后，经静电除尘，除尘达标后入烟囱排放，静电除尘的细灰运出做建材综合利用。

　　b.主要技术参数

　　处理垃圾能力2160t/d

　　垃圾焚烧炉出力2×854t/d

　　垃圾保证运输量561600t/a

　　垃圾保证处理量561600t/a

　　发电最大出力570MW(可供40000户家庭用电需求)

　　c.运营实绩

　　H-Power年可提供全市6%的电力，在6年运行中，已处理了400万吨垃圾，相当于全岛垃圾 的 90%以上，这些垃圾所发电力相当于燃用500桶原油发出的电力，而且焚烧过程不需任何掺和 剂(辅助燃料)。

　　 H-Power是市政立项最大公共事业工程之一，并无任何诸如税收等方面的“优惠”。在市 政府看来，H-Power尽管有功于环境及旅游，但它和任何企业一样，没有什么特殊，因此建 设费高达1.8亿美元，它必须承担所有的经营费用，而且还要支付贷款利息，债券和其他费用。

　　 H-Power负责人说：到2010年电厂所有建设贷款还清以前，每年运营费和贷款利息为2600 万美元。不过，运营是成功的，1997年电力销售收入达到了2700万美元。电厂的能量转换效 率已超过了电厂设备的保证率(25%)，更主要的是它是环境治理的典型代表，将可能被埋掉 并污染环境的垃圾转换成可利用的电能，至于垃圾焚烧后产生的灰渣已不会对环境构成任 何威胁，负责人很自信地说：垃圾电厂能满足州政府环保局的一切环保标准。

　　4.1.2 日本

　　日本通产省规划到2000年垃圾发电装机达2000MW，为达此目标，通产省积极组织力量， 解决有关技术问题，并通过发行股票债券等方式进行融资，用以兴建垃圾电厂。

　　迄今，日本垃圾电厂最大出力为东京都江东清扫工厂，达15MW，最小的垃圾发电厂为广岛市 的宇佐南清扫工厂，仅有?0.5?MW。计划在2000年动工的福田县大年田市垃圾电厂，发电 功率13.4MW，计划在2002年投运。

　　日本城市生活垃圾废塑料较多，焚烧后产生的HCL浓度过高，对锅炉产生严重腐蚀。由于日 本 垃圾成份中聚氯乙烯废塑料含量(即氯含量)过高，故日本垃圾电厂的蒸汽温度一般≤300℃ ，汽压也低为1.3MPa，所以电效率仅有10%～15%。目前采取改进锅炉材质及表面镀层技术 ，以提高耐腐蚀能力。现今蒸汽温度可达400℃以上，汽压提高到4.0MPa以上，发电效率也 提高到25%以上。

　　4.1.3 其他国家

　　英国于70年代初，在伦敦市埃德蒙顿建立垃圾电厂，是当时世界上最大的垃圾电厂，共有5 台滚动式炉排式锅炉，年处理垃圾40万吨，接着在诺丁汉•泽西及考文垂各郡都先后建起了 比较大的垃圾电厂。

　　法国现有垃圾焚烧炉300多台，可处理40%以上的城市垃圾，在巴黎附近的ISSY厂，有4×450 t/d的马丁式焚烧炉。

　　德国在1985年有垃圾焚烧炉46台，1995年65台，1998年75台，发展相当快。

　　新加坡于1986年建成了一座2700t/d的大型垃圾电厂。此后，发展很快，新加坡垃圾焚烧率 已达100%。

　　4.2 国内垃圾电厂的概况

　　4.2.1 澳门

　　澳门已建一座2×300t/d的垃圾电厂，1992年投入运行，实现了澳门垃圾的全部焚烧处理 。

　　4.2.2 深圳 

　　深圳市市政环卫综合处理厂，是我国在澳门回归前第一个垃圾电厂，已于1988年投入运行。其主要设备有3×150t/d三菱重工马丁式焚烧炉，3×13t/h双锅筒自然循环 锅炉(三菱重工引进)，4MW汽轮发电机组(杭州汽轮机厂及杭州发电设备厂产品)。

　　该厂目前运行良好。值得一提的是，其中第三台焚烧炉为杭州锅炉厂引进日本三菱重工技术 制造的，从而使垃圾焚烧炉这一关键设备实现了国产化，为垃圾电厂在我国的推广应用打下 了良好的基础。 

　　4.2.3 珠海

　　1998年基本建成，1999年投入运营，工程规模为3×200t/d，焚烧炉引进美国Tem porlla炉本体设计技术由无锡锅炉厂制造，并采用美国Detroit Stoker公司炉排，发电设备 及辅机全部采用国产。 

　　4.2.4 顺德

　　垃圾电厂已投运一年了，全部采用国产设备，据说目前运行不够理想。

　　4.2.5 其它

　　上海、北京、广州等大中城市都在做前期工作，有的可行性研究正在论证， 有的在做初步设计，真正进行建设的不多。

　　5 垃圾焚烧严防二次污染问题

　　5.1 垃圾焚烧后二次污染问题

　　垃圾在高温下焚烧可灭菌，分解有害物质，但当工况变化，或尾气处理前渗漏，处理中稍有 不慎等都会造成二次污染，尤其是“二恶英(烷)”会诱发癌症，据最近日刊《废弃物》 报导，日本厚生省垃圾焚烧站附近居民发病率高，是与垃圾焚烧站“二恶英( 烷)”超标有关，日本标准“二恶英(烷)”排放控制值为0.50ng/Nm3，(美国为0.15ng /Nm3)，于是从1997年12月起严格了对“二恶英(烷)”的考核，要求 新建垃圾焚烧炉按0.10ng/Nm3控制，并要求＞0.5ng/Nm3的老焚烧炉限期改造，同时对 新 建≤100t/d的小型焚烧炉照此办理。我国最近公布的GWKB3-2000垃圾焚烧站的大气排放极限 与美、日标准有差别，参见表1，关系到人民生命的安全，垃圾焚烧后烟气净化处理技术、 设备、建议我国应引进，并加以消化、吸收、创新的技术道路，并严格监控，达不到要求时 ，应停止焚烧，转为事故填埋。

　　垃圾焚烧站工艺流程中烟气净化处理(如洗涤塔)用于去除焚烧产生的SO2、HCL、HF等酸性气体，应在焚烧中或烟气中用石灰(粉或浆)加以中和，使之无害化。此过程若不严 把关，这些气体就会直接排入大气中，造成二次污染。例如深圳垃圾电厂，由于酸性气体去 除设备尚未投入运行，造成酸气直接排放，污染了周围环境。

　　另外，在垃圾贮仓中会产生发酵臭气，温气要用气幕封住，把送风机吸风口，接于贮仓中， 造成负压，避免漏入大气中，并入焚烧炉焚烧。

　　5.2 水资源的污染的问题

　　 垃圾输送贮运和贮仓中，易发生泄漏、发酵，产生发酵废水、滤液，其中含有BOD等有害杂 物 ，为不引入污水处理，会造成水资源污染。尾气处理的废水、废渣、粉尘也应慎重处理，避 免水源污染。

　　 所以垃圾焚烧厂工艺废水，必须经废水处理，处理后水应优先考虑循环使用 ，节约水资源，尽量做到零排放。必须排放时，废水中污染物的含量应符合国标排放限值，才可排放。

表1 垃圾焚烧站大气排放限值(指标)*

项 目	单 位	中 国**	美国		日本
			标 准	EAC94年实际
烟尘	mg/Nm3	80	15.7	3.2	80
NOx	ppm	400mg/Nm3	96	86	250
CO	ppm	150mg/Nm3	96	40	50
SO2	ppm	260mg/Nm3	19.2	9.4	△20-30
HCL	mg/Nm3	75	26.1	2.9	700
汞	mg/Nm3	0.2	0.055	0.0044	△0.050
铅	mg/Nm3	1.6	0.137	＜0.017	无标准
镉	mg/Nm3	0.1	0.0137	0.0009	无标准
二恶英	TEQng/Nm3	1.0	0.15	＜0.012	△0.50

　　注：* 〖WB〗指均按含O212%计算，△为控制值**〖DW〗指均以标准状态，含O211%计算　

　　5.3 残渣与粉尘的污染问题

　　 垃圾焚烧站的残渣应综合利用，不能利用的，要填埋处理，烟气处理的固体废物、粉尘，应 加检验，按国标5085.3危险物鉴别判断，如有应按危险废物处理，否则按一级固体废弃物处 理，一般采用填埋处理，因此，垃圾焚烧后的残渣，尾气处理的固体废弃物，如不严按制， 会造成土地资源的二次污染，破坏生态环境。

　　6 建设垃圾发电的必备条件

　　6.1 城市生活垃圾低热值较高

　　一般需达到≥4187kJ，才能不加辅助燃料进行焚烧发电，目前我国城市垃圾热值低， 夏天水份含量高，地区差别大，东部地区城市平均为3140kJ，中部地区为2219kJ/kg，西部 地区为1507kJ，只有少部分地区城市，燃气率高≥90%，生活垃圾低位热值较高 ≥4187kJ/kg，如北京朝阳区，上海浦东、浦西区已具备不加辅助燃料焚烧发电的条件。 因而，就全国而言，全烧垃圾发电条件不够，但从居民生活燃气率逐年提高的趋势，特别“ 西气东输”工程已经起动，天然气勘探工作日益展开，城市燃气率必将很块增加，垃圾的热 值也会相应提高。

　　6.2 经济实力较强的城市

　　垃圾发电投资大，运行费用高，美国洛彬矶市Long Beach垃圾电厂容量为3×460t/d，100MW 机组，总投资1.1亿美元，年运行维护费1200万美元。据测算，筹建国内大型垃圾电厂，采 用外国政府贷款，主要设备(焚烧炉、尾气处理设备等)进口建设投资高，为卫生填埋的六倍 以上。如上海浦东、浦西垃圾电厂(设计处理垃圾能力1000t/d)，总投资估算为7亿元人 民币， 北京高安屯垃圾电厂(设计能力1200t/d)总投资估算为7.5亿元人民币。垃圾发电运营费用也 较 高，深圳宝安垃圾电厂(600t/d)，电价成本高，当地政府每年需补贴2300万元。因此，经 济实力较强的城市，每吨垃圾政府能补贴100～200元，才能有经济效益。

　　6.3 较完善的垃圾分类收集和转运系统

　　我国城市垃圾分类收集极少，转运系统(中转站 到处理场)的建设滞后。收运系统的建设需投入大量资金，人们改变分类收集的习惯 也需时日，这些也是制约垃圾发电效益的重要条件。

　　 土地资源紧缺或环境要求特别高的城市、旅游城市如附近找不到填埋场地，在经过综合比较后，如焚烧发电优于其他处理方法时，才可采用。　

　　7 结束语

　　垃圾焚烧发电是“资源化、无害化、减量化”的最好措施之一，国外已普遍采用这种 垃圾处理方式。我国在东南沿海、经济实力较强的城市，已先后建设了几座，随着城市燃气 率的提高，特别是“西气东输”工程的建设，垃圾热值的增加，城市经济实力的加强，垃圾 焚烧发电的条件日趋成熟，从长远看，垃圾发电在我国具有广阔的前景。 

　　目前而言，由于我国垃圾分类收集运贮系统滞后，垃圾热值偏低，大部分城市经济实力欠佳，垃圾发电不宜一哄而上，只能在有条件的城市先试点。

　　垃圾发电投资大，运营费高，环境效益、社会效益大，经济效益差，政府应给予政策扶持。

　　垃圾发电一定要严格控制环保排放指标，从立项论证、设计、施工、运行都要谨慎从事 ，坚决杜绝发生“二次污染”。

　　参考文献

　　1.国家环境保护局.城市垃圾处理与处量.中国环境出版社，1992

　　2.官玉琪，等.国内外垃圾发电状况.电力环境保护，1998(9)

　　3.国家环境保护总局.GWKB3-2000国标 生活垃圾焚烧污染控制标准，2000