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随着城市的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾的产生量大幅度增加,我国城市垃圾年产生量已达4亿t,并每年以8%~10%速度递增。在我国得到广泛应用的城市垃圾处理、处置技术主要有卫生填埋、焚烧和堆肥,其中最主要的是卫生填埋技术,但随着城市规模的扩大、城市人口的增加,我国土地资源日益紧张,很多城市很难找到适宜的填埋场地,采用垃圾焚烧处理方式的比例越来越高。垃圾焚烧既可以达到无害化的目的,同时又能获得能源,如果垃圾发热量按5000 kJ/kg来计算,4亿t的垃圾可折合标煤约6824亿t。
垃圾在800~1000℃下,垃圾中的可燃组分与空气中的氧进行激烈的化学反应,释放出热量并转化为高温燃烧气和少量性质稳定的固体残渣。
焚烧余热的利用
1 余热直接利用
将垃圾焚烧产生的烟气余热转化为蒸汽、热水和热空气是典型的热能直接利用形式。通过布置在垃圾焚烧炉之后的余热锅炉或其他热交换器,将烟气热量转化成一定压力和温度的热水、蒸汽以及一定温度的助燃空气,直接提供给外界。将经预热后的助燃空气充人焚烧炉体,对于垃圾焚烧可以起到两个方面的好处,一就是预热后的助燃空气可以改善在焚烧炉内焚烧垃圾所需着火条件,促进有效快速焚烧垃圾;二就是余热后的助燃热空气可以把热量带人焚烧炉内,提高焚烧炉体内可有效利用的热量。热水,蒸汽不仅可以供给焚烧厂自身的生产需要,还可以作为工厂副产品对外供应。
热能直接利用方式受垃圾焚烧厂自身的生产需要和与副产品受纳点距离等因素的限制,采用这种方式有效利用余热的前提是焚烧厂建设规划合理,否则余热可能会因为无法实现良好的供求关系而白白浪费。
2 余热发电
为了克服余热直接利用受建厂规划的限制不能充分利用的缺点,将热能转化为电力是一种相对有效的方式。因为转化为电力后长途运输受限较少,还可以整合小型分散的焚烧厂,实现规模效应,当然把余热转化为电力需要增加一定的固定资产,使得焚烧厂的固定投资增加,运行费用有所增加,但余热转化为电力后带来稳定的收益,具有比较明显的经济效益。
随着城市经济水平的提高,土地资源的匮乏,采用垃圾焚烧技术势在必行,可以肯定,在兼顾近期利益和长期发展的基础上,今后相当长的一段时间内,在坚持综合治理的前提下,我国城市垃圾焚烧处理率将稳步提高。