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城市生活垃圾处理技术的国际发展趋势
——论城市生活垃圾焚烧处理的合理性和有效性
作者:龙吉生 徐文龙 来源:本站整理 发布时间:2007-7-6 15:15:27
发电的话,应该把这部分二氧化碳作为降低温室效应的减排效果。
结论:
1)垃圾处理的最好方式是回收利用。但是,垃圾中至少有60%是不可回收利用的。
2)不可回收利用部分的垃圾,不管从经济上还是从环保的观点,能源回收性的垃圾焚烧发电优于填埋。
3垃级焚烧厂建设及其环保标准
垃圾焚烧技术一般分为:机械炉排,流化床,旋转窑。另外,近年来,欧洲和日本开发并建造了相当一部分热解或气化熔融炉。
如何从繁多的技术中选择适合自己城市的垃圾焚烧技术,是决定焚烧厂运行成功与否和经济性是否合理的关键。垃圾焚烧技术一般根据当地的垃圾特性,从以下几个方面来考察:
1)垃圾热值:热值在1000kcal/吨左右,机械炉排较合适;热值更高可考虑流化床;而2000kcal/kg以上才可以选用气化熔融技术。因此,现在国内有些流化床掺煤来烧垃圾。
2)垃圾分类:可燃,不可燃,大件垃圾的分类不十分理想时,应首选机械炉排技术,分类较好的情况下,才可以考虑选用流化床和气化熔融技术。
3)焚烧规模:如果600吨/天以上的焚烧厂,一般首选机械炉排,而流化床和气化熔融技术国外多应用在,200吨/天左右的焚烧厂。
4)飞灰处理:飞灰中重金属含量较高,一般需作为有害废弃物处理,而流化床的飞灰较多处理成本较高。机械炉排炉飞灰较少,飞灰处理方面较为有利。
5)经济性能:一般流化床需要破碎等预处理,耗能和耗人工较多,但是流化床本体可动部分较机械炉排为少。气化熔融技术的处理成本一般为机械炉排的1.5倍以上。
6)烟气处理:流化床在炉内燃烧时间极短,烟气量和成分等随垃圾特性变化较快,一般认为其烟气处理和燃烧控制较机械炉排为难。
垃圾焚烧厂的建造需要严格满足国家规定的环保要求,表2列出了世界各国的环保标准。我国的环保标准除了二恶英以外,和世界先进国家基本在同一水平。但是上海已建成的浦东和江桥焚烧厂的环保标准都比全国要高,与欧洲先进国家同等。
表2世界各国垃圾焚烧厂的环保标准(单位mg/Nm)


*1:4小时平均值
*2:K值是用以计算氧化硫排放标准的一个系数,根据地区不同,由当地政府确定。
二恶英的产生和对策
二恶英是由氧原子结合的两个碳氢化合物苯基,是210种物质的总称,在垃圾焚烧等生产过程中无意产生的有害物质。除了垃圾焚烧以外,汽车尾气,森林火灾,吸烟等所有的“燃烧”的化学反应都会在不同程度上产生二恶英,另外,造纸的漂白过程,农药生产等有机氯化化合物的生产过程等都有可能作为不纯物产生二恶英。比如越南战争期间,据说美国散布的枯叶剂中就含有大量的二恶英。
环保标准中的二恶英排放值是根据人每天允许的摄取量标准而换算出来的。现在世界卫生组织和日本环保部把标准定为4pg-TEQ/体重kg/天,考虑此标准进而确定垃圾焚烧厂等的烟气排放标准,日本的垃圾焚烧厂的烟气二恶英排放标准为0.1pg-TEQ/m3N。
垃圾焚烧过程产生二恶英的原理如图4,其产生的原理有:
(1)垃圾本身含有二恶英,填埋、生化处理时,此部分二恶英保留不变,焚烧处理时此部分二恶英在焚烧过程中被分解。
(2)部分二恶英的前载体在炉内温度等不充分的条件下转变为二恶英。
(3)在烟气冷却的过程中,250-400度的温度域内容易产生二恶英。

图4垃圾焚烧过程中二恶英产生原理的示意图
控制二恶英产生的最有效的方法是所谓的“3T",
(1)Temperature温度:保持焚烧炉内800度以上的高温,将二恶英完全分解。
(2)Time时间:保证烟气在高温域内停留足够的时间,一般在1-2秒以上。
(3)Turbulence涡流:让烟气在炉内高温域充分得到混合和搅拌。
另外,为了除去烟气中的二恶英,一般有以下方法:
(1)喷入粉末活性碳来吸收二恶英。
(2)设置触媒分解器分解二恶英。
(3)设置活性碳塔吸收二恶英。
根据日本的研究结果表明,垃圾中本身的二恶英含量为1.4-50.2pgI-TEQ/g。如果按照二恶英浓度标准烟气0.lng-TEQ/m2N,焚烧灰渣0.15ng-TEQ/g,飞灰3.0ng-TEQ/g来设计焚烧炉,那么相对于每吨原生垃圾中的二恶英含有量1-50μg,而每吨垃圾焚烧后产生的二恶英仅为2.9μg,也就是说垃圾焚烧厂变成了一个二恶英分解装置。假如象日本一样,将焚烧灰渣和飞灰填埋,那么每吨垃圾焚烧后的二恶英产生量仅为0.85μg,远低于垃圾本身的含有量。
5城市生活垃圾焚烧处理的合理性
先进国家的垃圾处理技术基本随着经济的发展和时间的推移,由
结论:
1)垃圾处理的最好方式是回收利用。但是,垃圾中至少有60%是不可回收利用的。
2)不可回收利用部分的垃圾,不管从经济上还是从环保的观点,能源回收性的垃圾焚烧发电优于填埋。
3垃级焚烧厂建设及其环保标准
垃圾焚烧技术一般分为:机械炉排,流化床,旋转窑。另外,近年来,欧洲和日本开发并建造了相当一部分热解或气化熔融炉。
如何从繁多的技术中选择适合自己城市的垃圾焚烧技术,是决定焚烧厂运行成功与否和经济性是否合理的关键。垃圾焚烧技术一般根据当地的垃圾特性,从以下几个方面来考察:
1)垃圾热值:热值在1000kcal/吨左右,机械炉排较合适;热值更高可考虑流化床;而2000kcal/kg以上才可以选用气化熔融技术。因此,现在国内有些流化床掺煤来烧垃圾。
2)垃圾分类:可燃,不可燃,大件垃圾的分类不十分理想时,应首选机械炉排技术,分类较好的情况下,才可以考虑选用流化床和气化熔融技术。
3)焚烧规模:如果600吨/天以上的焚烧厂,一般首选机械炉排,而流化床和气化熔融技术国外多应用在,200吨/天左右的焚烧厂。
4)飞灰处理:飞灰中重金属含量较高,一般需作为有害废弃物处理,而流化床的飞灰较多处理成本较高。机械炉排炉飞灰较少,飞灰处理方面较为有利。
5)经济性能:一般流化床需要破碎等预处理,耗能和耗人工较多,但是流化床本体可动部分较机械炉排为少。气化熔融技术的处理成本一般为机械炉排的1.5倍以上。
6)烟气处理:流化床在炉内燃烧时间极短,烟气量和成分等随垃圾特性变化较快,一般认为其烟气处理和燃烧控制较机械炉排为难。
垃圾焚烧厂的建造需要严格满足国家规定的环保要求,表2列出了世界各国的环保标准。我国的环保标准除了二恶英以外,和世界先进国家基本在同一水平。但是上海已建成的浦东和江桥焚烧厂的环保标准都比全国要高,与欧洲先进国家同等。
表2世界各国垃圾焚烧厂的环保标准(单位mg/Nm)


*1:4小时平均值
*2:K值是用以计算氧化硫排放标准的一个系数,根据地区不同,由当地政府确定。
二恶英的产生和对策
二恶英是由氧原子结合的两个碳氢化合物苯基,是210种物质的总称,在垃圾焚烧等生产过程中无意产生的有害物质。除了垃圾焚烧以外,汽车尾气,森林火灾,吸烟等所有的“燃烧”的化学反应都会在不同程度上产生二恶英,另外,造纸的漂白过程,农药生产等有机氯化化合物的生产过程等都有可能作为不纯物产生二恶英。比如越南战争期间,据说美国散布的枯叶剂中就含有大量的二恶英。
环保标准中的二恶英排放值是根据人每天允许的摄取量标准而换算出来的。现在世界卫生组织和日本环保部把标准定为4pg-TEQ/体重kg/天,考虑此标准进而确定垃圾焚烧厂等的烟气排放标准,日本的垃圾焚烧厂的烟气二恶英排放标准为0.1pg-TEQ/m3N。
垃圾焚烧过程产生二恶英的原理如图4,其产生的原理有:
(1)垃圾本身含有二恶英,填埋、生化处理时,此部分二恶英保留不变,焚烧处理时此部分二恶英在焚烧过程中被分解。
(2)部分二恶英的前载体在炉内温度等不充分的条件下转变为二恶英。
(3)在烟气冷却的过程中,250-400度的温度域内容易产生二恶英。

图4垃圾焚烧过程中二恶英产生原理的示意图
控制二恶英产生的最有效的方法是所谓的“3T",
(1)Temperature温度:保持焚烧炉内800度以上的高温,将二恶英完全分解。
(2)Time时间:保证烟气在高温域内停留足够的时间,一般在1-2秒以上。
(3)Turbulence涡流:让烟气在炉内高温域充分得到混合和搅拌。
另外,为了除去烟气中的二恶英,一般有以下方法:
(1)喷入粉末活性碳来吸收二恶英。
(2)设置触媒分解器分解二恶英。
(3)设置活性碳塔吸收二恶英。
根据日本的研究结果表明,垃圾中本身的二恶英含量为1.4-50.2pgI-TEQ/g。如果按照二恶英浓度标准烟气0.lng-TEQ/m2N,焚烧灰渣0.15ng-TEQ/g,飞灰3.0ng-TEQ/g来设计焚烧炉,那么相对于每吨原生垃圾中的二恶英含有量1-50μg,而每吨垃圾焚烧后产生的二恶英仅为2.9μg,也就是说垃圾焚烧厂变成了一个二恶英分解装置。假如象日本一样,将焚烧灰渣和飞灰填埋,那么每吨垃圾焚烧后的二恶英产生量仅为0.85μg,远低于垃圾本身的含有量。
5城市生活垃圾焚烧处理的合理性
先进国家的垃圾处理技术基本随着经济的发展和时间的推移,由



