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垃圾焚烧发电技术现状与未来发展

2022-09-22谌廷彬

科技创新导报 2022年17期
关键词:炉排焚烧炉国产化

谌廷彬

(四川能投节能环保投资有限公司 四川成都 610000)

在城市经济不断发展过程中,生活垃圾对于城市建设和世界发展具有很大的影响。目前,我国借助相关管理规划要求,对于生活垃圾分类和处理设施提出了明确的要求,注重减量化和无害化目标的实效,并注重提高生活垃圾资源的利用效率。对生活垃圾采用焚烧发电处理的方法,不但空间需求较低,而且处理周期也不长,可以为减量化和无害化目标的实现奠定良好的基础,而且在技术升级的带动下,可以使焚烧所致的污染问题得到有效控制,实现热能向电能的顺利转化,由此实现供热发电的双运行系统的顺利构建,为未来生活垃圾的处理助益。

1 垃圾焚烧发电技术的相关概述分析

1.1 常见垃圾焚烧炉型

针对于垃圾焚烧发电,作为高温化学处理过程之一,其过程主要是指借助垃圾焚烧产生的热量,为水的加热创造有利条件,并借助蒸汽形成对汽轮机的有效促进,从而实现发电。现分析广泛使用的垃圾焚烧炉类型,具体如下。

首先,机械式炉排炉焚烧技术的成熟度较高,在使用运行方面,其稳定性、安全性较强,且设备寿命可以保证,广泛应用于大中城市之中。借助该焚烧方式的应用,可免去对垃圾提前预处理这一环节,借助垃圾导入炉排,在机械运动的作用下,充分搅拌垃圾,进一步提高垃圾的燃烧效率。其次,流化床炉借助流态化技术的应用,其热载体主要选择石英石。对于焚烧低热量的垃圾,流化床炉的应用价值较强,可以大大缩短加热和燃烧的时间。

1.2 垃圾焚烧发电的作用

对于垃圾焚烧发电,在垃圾处理中的应用尤为频繁,分析其作用,主要体现在以下方面。首先,工艺固化,稳定性较强,所需的场地面积并不大,且对于分类和处理的要求比较低,直接焚烧是可以实现的,建造的场地可以与城市保持适当的距离,践行土地的节约化需求,并将运输垃圾的成本控制在合理范围内。其次,不断提高存储空间的利用水平。对于焚烧处理后的垃圾,直接体积减小90%左右[1]。再次,处理过程速度可以保证,由于处理量较大,可以与需求量要求相符。同时,垃圾焚烧发电厂也有助于发电供应的实现,推动其价值和效益的提升。最后,防止环境污染现象。在高温焚烧后,可以迅速消灭垃圾的有害成分,切实保护环境。此外,有利于城市垃圾资源化水平的提升,在焚烧技术的作用下,有助于新能源的发展,在高温环境下,焚烧垃圾产生的热量在被回收利用后,可以为蒸汽发电提供极大的便捷,从而推动电能的产生。

2 垃圾焚烧发电技术现状

2.1 缺少完善的相关法律法规

对我国垃圾焚烧发电技术的现状进行分析,发现其缺少完善的相关法律法规。目前,我国环境管理部门对于垃圾焚烧发电政策提出了明确的要求,但实际来看,制度的细节尚未完善,如果城市缺少充足的卫生填埋场地资源,再加上生活垃圾焚烧发电技术相关政策较不完善,很难发挥出良好的制度性扶持作用。

2.2 技术发展速度并不快

现阶段,我国生活垃圾焚烧发电技术起步较晚,特别在发展的初期阶段,其技术水平并不高,而且缺少完善的管理经验,同时,在垃圾发电厂新建和扩建的影响下,对于厂房选址问题具有全新的挑战。换言之,在垃圾发电厂选址方面,因为诸多周围居民对于发电所致的环境污染问题比较担心,所以群众反响较大,在一定程度上很难迅速推进垃圾焚烧发电厂的建设速度。

2.3 已投产项目的稳定性难以保证

在城市垃圾焚烧方面,二噁英、氮氧化物等污染物的形成难以避免。根据我国最新环评标准可知,二噁英的最高警戒值为0.62pg TEQ/m3,但是对于某些一线城市的二噁英的监测数值与上述极限值非常接近,这些城市的环境容量问题亟待解决,极易威胁到区域的公众环境。目前,污染问题对于生活垃圾焚烧项目建设的影响力较深,但是就现实来看,垃圾焚烧发电的趋势不可阻挡。对此,应不断改进技术处理阶段,最大限度地防止环境污染问题的出现;同时,针对于已经投产的垃圾焚烧发电项目,其运行的稳定性有待提升。

2.4 焚烧发电空间有待扩展

对我国当前的垃圾焚烧发电现状进行分析,发现其发展空间有待完善,基于规划技术视角,在我国的垃圾处理方面,过于注重卫生填埋,而焚烧技术仅仅处于辅助性作用。同时,在城市一体化不断推进过程中,土地资源的稀缺状态显著,市区选择的垃圾填埋场的合理性不足,应不断建设和发展垃圾焚烧和焚烧炉主体设备。

3 垃圾焚烧发电技术问题的解决措施

3.1 注重大型化焚烧发电

首先,在垃圾焚烧发电的技术特点中,垃圾烘干功能比较强化。分析其原因,主要是在垃圾焚烧炉内的燃料中,垃圾占据着主导,而垃圾的含水量较高,所以引起垃圾焚烧炉篦的特点。

其次,对于垃圾电厂来说,在垃圾焚烧后烟气产生的影响下,由于涵盖的腐蚀性有害成分较多,应对焚烧后产生蒸汽的相关参数进行深入分析,如压力、温度等,所以,垃圾焚烧电厂应加强汽轮发电机组的应用,如压力应保持在4.6MPa 左右,而进气温度应控制在420℃左右[2],同时,其效率控制最低为79%,最高为82%。为了不断提高污染控制水平,应严格控制恶臭气体。在垃圾的存储方面,应加强复压环境的应用,为污染气体预热后的助燃创造有利条件,同时,在高温焚烧过程中,使恶臭物质得到合理化分解。在尾气的净化处理方面,应密切融合布袋除尘和半干法烟气脱酸的工艺方法。

最后,针对垃圾焚烧技术,其不但投资比较高,而且复杂性特点也比较强,所以,加强规模效应发展非常重要,有助于垃圾焚烧发电收益水平的提升,而且也可以确保良好的运营效果。

3.2 国产化焚烧发电

目前,我国垃圾发电关键设备对于进口具有极大的依赖性,通过诸多设备制造企业和科研机构的密切协作,为垃圾焚烧发电技术的创新提供了全新的契机,而且在国产化进程不断推进的影响下,因为相关工程单位的投资热情降低,所以难免会对垃圾发电的产业发展造成影响。

针对于设备国产化,首先,本国生产的相关设备和产品等,具有较强的国产化特点,同时,外商合资或独资企业的发展速度也比较快。其次,国产化是本国企业在国内生产的重要标志之一。目前,复式炉排技术等在我国国产化的焚烧炉中得到了广泛应用[3]。焚烧炉国产化有助于民族工业发展速度的提升,防止项目运行费用出现浪费现象,同时也有助于降低对于国外技术的依赖程度。基于国产化设备运行角度,其技术设备的成熟度越来越高,与进口设备的需求比较相符。此外,国产化焚烧发电技术应加强自动化、一体化控制的渗透。

3.3 流化床和炉排炉同步发展

目前,国外的生活垃圾焚烧炉的技术成熟度较高,在运行层面,其稳定性也比较强,机械炉排炉方式得到了广泛应用。在我国,由于大型城市具有雄厚的经济实力,在对城市环境要求较高的影响下,其平均每天的垃圾产量也较大,所以,在垃圾焚烧处理方面,进口的炉排炉技术的应用价值更为显著。但是,我国国产的流化床焚炉价格优势更为凸显,同时,在掺烧煤方面,对垃圾电厂具有较强的吸引力,所以流化床和炉排炉同步发展至关重要。

现如今,循环流化床焚烧炉的应用价值越来越高,这主要得益于内外物料循环和异重流化模式的开发,而且单炉日处理规模最高可达780t[4]。对流化床的技术原理进行分析,主要是指借助流态化技术的应用,并通过砂的安全处置,确保良好的均匀传热效果,同时,在垃圾焚烧方面,空气会喷入到流化床底部,从而不断增强砂介质的搅动效率,促使垃圾流态的形成。在流化床焚烧炉工作效率较高时,未燃烧物的排除率仅为1.2%左右。此外,流化床焚烧炉的工作方式对于空气的依赖程度较高,以此来确保垃圾的燃烧,且在流化床焚烧垃圾中,应将垃圾的破碎处理落实下去,为垃圾颗粒状态的形成创造有利条件。借助垃圾流化床焚烧炉技术,可以有效保证炉膛下部的耐高温优势。

3.4 加大专业化运行管理力度

现如今,分析垃圾焚烧发电,虽然以往的发展速度比较滞缓,但是当前的发展速度已得到迅速提升,其原因在于人们的环保意识得到了明显的进步,尤其如果城市经济效益显著,地方政府也会给予一定政策上的倾斜,融资渠道拓展的模式得到了广泛应用,垃圾焚烧发电技术不断强化。在该多元化运行管理模式的带动下,大大增强了垃圾发电技术的成熟度,相较于传统层面的火电,垃圾发电运行对于工作经验和专业知识的要求较高[5]。在不断发展过程中,我国再生能源发展企业和人才团队的专业性大大增强,所积累的工作经验也具有较高的丰富性,在选址和规划等方面,有助于全面化服务水平的发挥。此外,市政管理部门应积极配合相关管理工作的开展,并给予相应的政策制度扶持。

针对于垃圾的主要焚烧流程,先要剔除生活垃圾中的有害有毒物质,然后加强专用垃圾运输车的使用,将垃圾的去污和搅拌工作予以落实。同时,焚烧后的垃圾作为常见废弃物,通过其加工处理,在制砖辅料方面发挥着重要的作用。对于布袋除尘回收的飞灰,作为废弃物之一,其危险性较强,所以再次填埋处理非常有必要。垃圾循环流化床发电技术如表1所示。

表1 垃圾循环流化床发电技术

4 垃圾焚烧发电技术的未来发展要点

第一,加强先进技术的装备的应用。在对先进技术和设备引进的基础上,应对焚烧工艺和设备的关键技术加大研究的力度,再从我国垃圾的特点出发,在垃圾焚烧处理方面,应对工艺过程参数进行及时优化,加强自主产权的先进装备系统的开发,不断践行生产安全性、可靠性的需求,并使高效率发电等现状需求得到满足。

第二,加强垃圾分类管理。目前,我国大中城市涉及较多的垃圾种类,不同成分的垃圾燃烧热值有着明显的区别,且差值显著,所以,在垃圾管理方面,其经验仍然有待提升,在后期应高度重视垃圾分类的源头,加强垃圾的分类规范处理,同时,每个公民都应树立高度的环保意识,合理收集和分类金属和塑料等。

第三,注重政府的支持。现阶段,我国在可再生能源发展方面的政策扶持较多,而且也积极吸收国外先进的经验,注重体系政策的不断改善。此外,对于长效的售电价格,应加强补贴机制的实施,将垃圾焚烧发电的技术含量提升上来,不断拉近垃圾焚烧发电与产业化之间的距离[6]。

第四,注重有害物质排放控制。对于有害气体,如果控制力度不足,一旦排放于空气中,极易加剧二次污染问题的出现。所以,在垃圾焚烧发电方面,应提高对预防二次污染的高度重视,基于垃圾源头合理分类垃圾,并基于技术角度,对燃烧过程中有害气体的产生加以控制。此外,国家和当地政府应对焚烧垃圾气体排放标准进行不断优化,并加大监督管理力度,对国外先进工艺过程进行吸收与学习,旨在降低对于周围环境的影响。

5 结语

综上所述,目前城市垃圾越来越多,形势不容乐观,所以,必须要积极应用垃圾焚烧发电技术,将其发展前景拓展开来,并确保较高的成熟度。借助该项技术的应用,可以满足资源节约化需求,有效践行环境保护原则,不断提高垃圾集中处理水平,并将经济性优势充分展现出来。此外,在技术和政策不断完善过程中,国家应将投资力度提升上来,借助充足的资金投入,不断增强产业化水平,给予环境保护和资源利用以有力的扶持,从而不断拉近社会经济与可持续发展理念之间的距离,使其保持高度的协调与统一。

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