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1、1 垃圾焚烧发电及其尾气净化市场调查分析报告一、概述我国是世界上的垃圾资源大国。在许多地区， 垃圾堆积成山， 不仅占用大量土了，也影响城市环境与观瞻，污染空气，也为各种菌毒、蚊蝇提供理想的栖身繁衍场所。间接地危害人的身心健康。可见，中国的垃圾问题亟待解决。面对垃圾泛滥成灾的状况，世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动“防守”，而是积极采取有力措施，进行科学合理地综合处理利用垃圾。我们国家已经着手将垃圾利用作为维系经济持续发展的“第二资源” 。 另一个垃圾中的二次能源如有机可燃物等，所含的热值高， 焚烧 2 吨垃圾产生的热量大约相当于 1 吨煤。如果我国能将垃圾充分有效地用于发电，每年
2、将节省煤炭5 千万 -6 千万吨，其“资源效益”极为可观。但垃圾发电发展较慢，我国目前才刚刚起步，原因是多方面的，主要是受一些技术或工艺问题制约。比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。 当然， 现在垃圾发电的成本仍然比传统的火力发电高。不过从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。尤其是作为“绿色”技术，垃圾发电的环境效益、社会效益等都是无形的、 巨大的， 前景也乐观。 我国有丰富的垃圾资源，其中有极大的潜在效益。现在，全国城市每年因垃圾造成的损失约近300 亿元 ( 运输费、 处理费等 ) ，而将其综合利用却能创造 2500 亿元的效益。城市生活垃圾焚烧技术已日渐成熟，已实现了
3、垃圾焚烧炉设备全部国产化，并有示范工程，而且已显示出它的可靠性、稳定性。我国的垃圾焚烧发电供热事业已初露端倪，并已纳入产业化轨道，其发展势头迅猛。据有关部门资料介绍，上海，北京，天津、浙江、广东等地方的城市已经建成并投产垃圾发电厂。武汉、长沙、南京、温州、汕头、珠海、中山等城市都有发展规划。建造垃圾处理或发电厂，将启动“垃圾新产业”，并带动其他许多相关产业的发展。我们完全有理由期待：垃圾将为人们造福。二、垃圾焚烧发电技术现状和尾气净化技术现状城市生活垃圾是城市生存与发展所必需要解决的问题，利用城市生活垃圾发电、供热是解决城市生活垃圾问题的理想方法之一。垃圾发电是指利用特殊的垃圾焚烧设备，以城市
4、工业和生活垃圾作为燃烧介质，然后将其散发的能量进行发电的一种新型发电方式。利用垃圾焚烧发电、 供热，同时实现了城市垃圾减量化、无害化和资源化利用三项目的，故其社会价值与经济价值都较高。特别是用循环流化床锅炉进行垃圾焚烧发电、供热， 在国内仍处于研究开发阶段，但其技术推广应用空间十分远大。从垃圾焚烧炉的角度出发：目前国内在垃圾焚烧炉方面主要三类：多级阶梯式链条炉排，倾斜往复式炉排和反送式的马丁炉排等炉排炉；旋转式燃烧 - 回转炉； 流化床焚烧炉；主要型式和特点： 1、多级阶梯炉排是由往复移动部件组成，垃圾经由给料装置推送至倾斜之炉排上， 在炉内高温加热，使得部份垃圾得以干燥，另经炉排的运动除将垃
5、圾往前推送外，并将垃圾层松化及均能经历干燥、燃料及后燃等各阶段，以达完全燃烧。 目前应用中的多级阶梯式有很多种， 炉排设计大多属于设计厂商的专利，如我国深圳引进的新炉排即是德国专利。性能上该炉排必须耐热，在长期连续运行期间，热应力必须不变，这样炉排对材质要求高，而且炉排加工复杂，由于炉排需转动，可靠性低及能耗高构成其问题。由于垃圾成份复杂，普通炉排维持在整个炉排内均匀移动，均匀完全地燃烧是困难的。炉排难以适应水份变动范围较宽的垃圾焚烧，因为水份较高的垃圾需较宽的干燥区，这给水份高的垃圾完全燃烧带来困难。炉温较难控制，垃圾的熔渣在1000以上和1050-1100 时处于软化和粘性状态，成为特殊的
6、腐蚀性物质，可能腐蚀炉壁， 同时在高温状态下Nox浓度上升。 炉排炉不易实现2 大型化， 难以实现炉内脱除HCI 气体， 需要在尾部加装专门的和HCI 脱除设备， 增加了投资费用。难予处理垃圾渗滤液需设置专门污水处理设施。炉排炉的炉排不仅制造复杂，成本高，而且体积庞大，占地面积大，因而不适合于中小城镇垃圾处理量不十分大的场合。2、回转炉焚烧系统 垃圾由倾斜且缓慢旋转的旋转窑上方前端送入，藉由旋转速度控制垃圾前进速度， 使垃圾在窑内往前输送过程中完成干燥、焚烧及灰冷却之过程，而冷却后之灰渣由炉窑下方末端排出。回转窑燃烧适应性广，可焚烧不同性能的废弃物，此种炉型机械零件比较少，故障少，可以长时间连
7、续运行。但回转窑的热效率低，如需辅助燃料时消耗较多，排出气体的温度低， 有恶臭， 需要脱臭装置或导入高温后燃室焚烧，由于窑身较长， 占地面积大，且后燃室的炉排结构要求较为严格，因此其成本高，价格较昂贵。3、流化床炉燃烧技术是本世纪六十年代初得到迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。采用该技术的焚烧炉的基本特征在于在炉膛下部布置有耐温的布风板，板上装有载热的惰性颗粒，通过床下布风， 使惰性颗粒呈沸腾状，形成流化床段，在流化床段上方设有足够高的燃烬段（即悬浮段）。该流化床焚烧炉操作方便、运行稳定，耐久性好，使用寿命长。可采取全面的防二次污染的措施， 对焚烧时产生的有害物质进行了处理，如不加任何附加设
8、备，仅以流化床所特有的燃烧方式就可把Nox 含量降到 100ppm以下。流化床焚烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高，相同垃圾处理量的流化床炉体积比炉内要小，故而投资省， 适用于大型化发展。燃料适应性广，可燃烧高水份，低热值，高灰份的垃圾，床内混合均匀，燃烬度高，使垃圾容积大大减少，特别适合垃圾热值随季节性变化很大的特点。为更加清晰炉排炉和循环硫化床锅炉的性能指标，我们分析的几个典型的垃圾发电项目：比较表 1：项目名称总投资( 万元 ) 日处理垃圾量 ( 吨) 装 机 容量(KW) T/D 垃圾投资( 万元 ) KW 投资( 万元 ) 每吨垃圾发电容量焚 烧 炉型备注上海浦东生活垃圾焚烧厂6700
9、0 1000 17000 67 3.94 17KW/T天 炉排炉北京朝阳高安屯垃圾焚烧电厂68000 1300 25000 52.34 2.72 19.23 KW/T天炉排炉天津双港垃圾焚烧电厂60700 1200 18000 50.58 3.37 15 KW/T天炉排炉杭州锦江绿色能源有限公司20000 800 12000 25 1.67 15 KW/T天流 化 床炉国家产业化示范项目山东菏泽锦江环保能源有限公司16000 600 12000 26.67 1.33 20 KW/T天流 化 床炉山东省示范工程河南荥锦绿色环保能源有限公司24000 1000 24000 24 1 24 KW/T
10、天流 化 床炉河南省示范工程比较表 2; 名称每吨投资KW 装机容量投资万元每吨垃圾装机容量KW 备注炉排炉50 万元 67 万元 2.5 万元 -6.22万元10KW 20 KW 循环流化床锅炉24 万元 27 万元 1 万元 2 万元20 KW 24 KW 综合上述三种垃圾焚烧炉型的介绍，归纳出各种焚烧方式的优缺点，从中可见流化床垃圾焚烧综合性能较为优越，尤其是我国的垃圾热值相对偏低，要实现其高效稳定燃烧，流化床无疑是最佳选择，也是我国目前城镇最有发展前景的垃圾焚烧炉。从尾气净化的角度看：前面使用什么焚烧炉，对炉后尾气净化处理有一定的影响，而且锅炉出来的尾气成分复杂，又有大量的有毒气体。我
11、国的垃圾基本不分类，燃烧后生成的气3 体主要有HCL,HF, SO2 等酸性气体、二恶英和重金属如汞、镉、铅等有害物质。基于这样，垃圾焚烧锅炉出来的尾气需要净化，净化的难度比燃煤锅炉尾气净化要复杂的多，经过多方比选，目前市面上多采用循环流化床尾气净化方法，采取的组合形式一般为带有活性炭的吸附装置循环流化床净化反应装置布袋除尘系统，而且这个技术国产化程度高，在我国的垃圾焚烧尾气净化使用程度发展很快。现在列举浙江大学蓝天环保设备工程有限公司的半干法循环悬浮式垃圾焚烧烟气净化技术来说明目前我国垃圾焚烧尾气净化技术。半干法循环悬浮式垃圾焚烧烟气净化技术是应用于垃圾焚烧电厂尾气净化技术，该技术的主要组合
12、有带有活性碳的吸附装置+半干法脱硫装置+布袋除尘系统。 烟气经过装有活性碳的吸附装置，脱除二恶英和重金属如汞、镉、铅等有害物质后进入净化塔，工业水有双流体喷嘴雾化后喷入净化塔、以较高传质速率在净化塔中与烟气混合，起到增湿活化的作用，同时降低塔内温度，促进反应。活化后的氢氧化钙和烟尘中的碱性化合物共同与酸性气体进行反应，达到脱除SO 2、HCL、HF、NO X等酸性气体的目的。烟 气再经过布袋除尘系统脱除粉尘后由烟囱排入大气。如果采用循环流化床尾气净化方式，尾部烟气的排放能够保证下表所示的排放值：序号名称单位参数1 出口烟尘浓度mg/Nm350 2 烟气黑度林格曼黑度1 级3 SO2mg/Nm3
13、260 4 NO2mg/Nm3250 5 HCl mg/Nm375 6 Hg mg/Nm30.1 7 Cd mg/Nm30.1 8 Pb mg/Nm31.5 9 二噁 英ngTEQ/Nm31 注：本表各值均以标准状态下含11O2 的干烟气为参考值换算。从上表我们能够看到，通过循环流化床烟气净化技术基本上能够满足国家最新的排放标准 GB18485-2001生活垃圾焚烧污染控制标准，正因为循环流化床烟气净化技术的性能特点决定了目前垃圾发电领域大多采用了这个技术。三、国家的政策环境、垃圾发电形势现状和前景展望我国经济的持续高速增长，人民生活水平迅速提高，城市化进程也在不断加快。但同时也面临着日趋严重
14、的环境问题，特别是城市垃圾的处理。城市生活垃圾问题已经成为中国最严重的公害之一。及时清理和处理城市垃圾，是建设优美、整洁、文明的现代化城市不可缺少的条件。如何解决垃圾问题，已引起全社会的高度重视。目前我国660 个城市中，已有200 个处于垃圾包围的恶劣环境之中，城市生活垃圾的处理率只有58.2%，无害化处理率更是仅为 35.7%，远低于世界许多国家的水平。我国城市生活垃圾焚烧处理技术的研究和应用起步于 20 世纪 80 年代， 相比于发达国家已发展了100 多年的焚烧技术，我们基础薄弱， 但我们发展很快，自1985 年深圳建成第一座垃圾焚烧电厂至今，我国在深圳、珠海、宁波、上海、 苏州等城市
15、已建成了近20 座较正规的垃圾焚烧发电厂。同时， 国家政策也对产业形成了越来越强大的支持和拉动力：1995 年 10 月 30 日公 佈的中华人民共和国固体废物污染环境防治法 提出，垃圾焚烧是实现固体废物减量化处理最快捷、最有效的方式，应在注意烟气污染控制的前提下，大力发展垃圾焚烧技术。1996 年，国家经贸委、计委、财政部、税务总局联合下发的过经贸资(1996)809 号文把垃圾焚烧发电列入了“资源综合利用目录”，4 享受有关减免税政策。许多城市也根据这些文件精神结合地方实际情况出台了许多优惠政策，在投资、贷款、税收、电价、材料供应等方面对垃圾无害化处理与垃圾焚烧发电产业给予支持。 伴随著这
16、些政策的实施，著眼于中国垃圾处理现状与环保要求，垃圾焚烧处理技术在我国的应用空间将十分巨大。根据“十五”计划纲要，“十五”期间我国要新增垃圾无害化日处理能力15 万吨； 21 世纪议程提出“到2010 年，所有城市都要建立符合环境要求的生活垃圾填埋场或焚烧厂，使全部生活垃圾都得到处置”；建设部规划提出“到2010 年要建成一批大型垃圾处理设施，使垃圾的无害化处理率达到85% 以上”。垃圾是一种废物，但它也是一种新能源。生活垃圾的主要成分是有机物，有机物通过集中填埋，就会自然发酵降解而放出大量的气体如：甲烷、二氧化碳及少量的氮、氧等。如果把垃圾产生的气体收集起来， 用来发电，就是垃圾发电。我国已有建成垃圾填埋气体发电厂，垃圾发电厂由填埋气体收集系统， 气体处理系统， 气体发电系统几个部分组成。垃圾焚烧发电以城市工业和生活垃圾为燃烧介质, 在对垃圾进行焚烧处理的同时, 利用其产生的能量发电的一种新型发电方式。但垃圾焚烧发电属于基础设施项目规模大，投融资风险高，收入来源稳定，建设周期漫长，技术含量高，且通
