技术领域 本发明是一种将工业窑炉的余热供给城市垃圾焚烧炉,使热值只有400kcal/kg,在通常情况下烧不着的低热值城市垃圾能够稳定燃烧的方法,能同时100%减量化、无害化、资源化处理城市垃圾和工业垃圾,所有的三废和余热都被资源化综合利用,生产蒸汽、电力和建材,不产生二次污染,涉及垃圾焚烧、三废利用和环保能源技术领域。
全资源是指本发明1、同时利用了城市垃圾和工业垃圾的资源;2、利用了焚烧炉烟气余热、炉渣余热和建材的余热;3、利用了垃圾的废水资源、炉渣资源和烟气中的可燃份资源。超热能是本发明的核心,低热值城市垃圾稳定燃烧所需的热能,部分来自城市垃圾自身,其余的来自工业窑炉的余热。
背景技术 现有的城市生活垃圾焚烧炉,大多是在以煤为燃料的锅炉和工业窑炉的基础上发展起来的,这些焚烧炉能够燃烧高热值的煤炭,但难以焚烧高水分、低热值的城市生活垃圾。国内外在焚烧这种垃圾的时候,焚烧前要经过分选、自沥、堆酵、搅拌等程序,焚烧时要添加高热值的燃油混烧,焚烧后还要将炉渣和飞灰运到厂外进行环保处理。
我国城市垃圾的平均低位热值只有约600kcal/kg,低于国家规定的1000kcal/kg入炉垃圾最低热值标准。目前,全世界对低热值垃圾还没有很好的焚烧方法,而垃圾燃烧不充分导致外排的浓烟夹带着大量剧毒和有害物质,严重地污染了环境。
受垃圾现状、技术能力和经济条件三大因素的制约,我国大陆的垃圾焚烧量还不及台湾省的一半。采用国内技术的焚烧厂,垃圾焚烧普遍不彻底,二次污染严重;引进型的焚烧厂投资高,北京、上海、广州正在建设或试运行各自的第一座城市垃圾焚烧厂,不计征地和炉渣处理的费用,上述三家处理规模1000吨/日焚烧厂的投资都在7亿元人民币以上;除了建不起,更是用不起,设计的平均运行费为70元/吨垃圾,深圳市市政环卫综合处理厂是国内首家引进型的焚烧厂,焚烧炉由日本三菱公司生产,焚烧运行费为153元/吨垃圾(以上资料来源于国家计委、建设部《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准条文说明》第九章)。
深圳市市政环卫综合处理厂的袁宏伟和林文峰在《垃圾焚烧炉国产化之路小析》一文中指出:“---与国外的垃圾相比,我国的城市生活垃圾具有低热值、高水分、不易分选的特性,要处理好这样的垃圾,没有一套适合的焚烧工艺,光*引进国外的设备,我们认为是不够的。---例如在我厂的低热值垃圾焚烧工艺中,要求对进厂原生垃圾在垃圾池内进行搅拌、分区堆酵、自沥、排水等一系列操作,使得进炉垃圾热值基本能够保持在约1100~1400kcal/kg,从而确保了垃圾焚烧的稳定性,---垃圾燃烧产生的烟气中含有HCl、NOX、重金属、二噁英等有害成分,会对环境造成污染。目前我厂的烟气处理方法为静电除尘器加干式石灰法,即在烟气中喷入Ca(OH)2粉末来去除HCl等成分,该方法的效率不高,为50%~60%,而且石灰耗量大、利用率低(15%左右),会增加运行费用---”。
垃圾焚烧产生的二次环境污染问题十分引人关注。我国的垃圾焚烧炉污染物排放限值标准非常落后,例如焚烧炉烟气中的剧毒物二噁英,德国、荷兰、比利时、日本、我国台湾省的控制标准为0.1ng/NM3,我国在2001年12月1日颁布的《焚烧炉大气污染物排放限值》中,二噁英的排放限值是1.0ng/NM3 ,在我国大陆环保达标的焚烧厂,在台湾超标10倍。
我国现行的垃圾焚烧炉大气污染物排放限值标准与日本70年代的标准相当,而日本现在正在对按旧标准建设的垃圾焚烧厂进行拆除或改建。我国是多个国际环境条约的缔约国,环保标准势必与国际接轨,届时建厂投资和运行费将大幅提高。例如,台湾的垃圾热值与欧美相当,约为2000 kcal/kg,1999年投产的台北北投焚化厂招标引进日本日立公司设备,处理规模1800吨/日,设计垃圾热值2100 kcal/kg,二噁英实际排放值0.06ng/NM3,项目实际投资2.45亿美元,运行费21.9美元/吨垃圾,折算吨垃圾投资和运行费是北京等地的一倍(资料来源:《台湾城市生活垃圾焚烧处理现状》作者郑明辉,中国科学院生态环境研究中心,北京100085)。
台湾省2000多万人口拥有20多座现代化的垃圾焚烧厂,焚烧率70%,有些发达国家的垃圾焚烧处理率高达90%。我国的环境形势严峻,《国家环境保护“十五”计划》指出:“城市生活垃圾和固体废物污染日益突出。2000年,工业固体废物排放量3186万吨,其中近200万吨危险废物直接向环境排放,对环境和人民健康造成极大威胁。城市垃圾年产量以每年8%的速度递增,1999年已达1.4亿吨,仅少数经过无害化处理,垃圾围城现象比较普遍,二次污染严重。塑料包装物和农膜所导致的"白色污染"问题十分突出。”,该计划的目标为:“新增垃圾无害化处理能力15万吨/日”。
国内的垃圾热值低、水分高、变化大、分选难、产量世界第一,这个现实在短时间内难以改变;发达国家具有垃圾品质高经济实力雄厚的有利条件,但并无焚烧低热值垃圾的技术优势,与我们在同一条起跑线上。在垃圾现状、经济和技术三大制约因素的重重包围中,开发出具有我国自主知识产权的低热值垃圾焚烧技术已成当务之急。
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2021-05-24
中国环卫科技网