新疆建垃圾发电厂的可行性研究

文摘：随着垃圾发电技术的日趋成熟，以及乌鲁木齐处理垃圾的现状。笔者根据国电新疆红雁池发电有限公司的情况，认为可在该厂进行建垃圾发电机组的前期试验及运行。
关键词：垃圾发电；热值；二次燃烧；混合燃烧；二恶英
0引言
国家“十一五规划”倡导循环经济，其中最重要一环就是鼓励开发可循环再生的新能源，而太阳能发电、风力发电、垃圾发电则是公认的三大清洁新能源。据国外研究发现，2吨垃圾燃烧所产生的热量，相当于1吨煤燃烧的能量，可转化为电能和制成管道煤气。而我国大中城市年产垃圾1亿多吨，绝大部分作填埋处理，不仅占用大量土地，影响城市环境与观瞻，污染空气，同时也为各种菌毒、蚊蝇提供理想的栖身繁衍场所，直接危害着人们的身心健康。
在能源消费方面，中国已超越俄，日，德等国成为仅次于美国的当今世界第二大能源消费国，而预计到2025年，中国将成为世界上最大的能源消费国。中国的常规能源（煤炭、石油、天然气）都存在枯竭的危机，且由此带来的利用常规能源而造成环境污染的问题都亟需得到有效控制。垃圾发电既能较好地解决环境保护问题，又补充了电能的不足，具有明显的经济效益和社会效益。
1乌鲁木齐垃圾现状
乌鲁木齐市日平均产出生活垃圾3200吨，年垃圾清运量115万吨。原乌鲁木齐西山垃圾场从1978年投入使用以来，已经形成了一个四五十米高的垃圾山，对周围厂矿和居民的生产和生活造成了巨大影响。东山垃圾场产生的污水流入水磨河源头，加剧了河流的污染。新建距市中心大约25公里，占地面积约100万平方米，设计总填埋容积3000万立方米，预计使用年限30年的乌鲁木齐市西山大浦沟垃圾卫生填埋场已投入使用。并计划在东山区和头屯河区再各建一个日处理能力600吨的卫生填埋场。到目前为止，乌鲁木齐的垃圾处理主要是一般性填埋，即将垃圾倒入荒山沟，一层垃圾上覆盖一层黄土。来不及填埋的垃圾则气味难闻，塑料袋等四处乱飞，而垃圾填埋过程中积压产生大量污水，形成径流，对周边环境污染严重，甚至流如地下，对地下水体造成污染。
1垃圾发电
所谓“垃圾发电”，就是将垃圾通过特殊工艺和流程，对垃圾进行分拣、发酵、脱水、加热、焚烧等，产生热能，通过转化，实现发电及综合利用。而垃圾在焚烧过程中，会产生大量有害气体及剧毒致癌物二恶英，为了消除这些二次污染，可在垃圾焚烧处理过程中采用各种先进技术。
目前采用的方式有：
1）煤炭、垃圾混合燃烧系统技术。
2）采用加拿大的操控气型垃圾焚烧炉。
3）中和反应塔和腹膜过滤器烟气净化系统的垃圾发电。
4）采用rdf-制煤气-供锅炉，即“煤气”及火燃烧技术采用循环流化床焚烧技术。
5）美国的电热解气化，处理垃圾技术。
这些技术在焚烧垃圾处理中，都能满足环保的要求。为城市的垃圾处理达到无害化，减量化和资源化处理。创造良好的社会效益和经济效益。
2可行性研究
我国的城市生活垃圾成分杂（往往混杂了大量尘土和砖头瓦块等建筑垃圾）、水分重（我国部分城市生活垃圾平均含水率50%～55%）、热值低（每公斤热值只有750到1100大卡），我们可以采用煤粉和垃圾混合燃烧的方式来提高垃圾的燃烧效率和热效率。对于烟气处理我们可采用二次燃烧及尾气综合处理回收的方式来进行处理，使其排放率低于国内或接近国际的排放标准。
从国外提供的数据显示，热解气化焚烧炉烟气经布袋除尘后可以达到0.5ng/m3以下，甚至0.1ng/m3。热解气化焚烧炉能抑制二恶英和NOx、SO2产生的机理为：
一是二次燃烧室温度高达1000℃，停留时间超过2秒，能使多氯联苯类物质、残炭等完全燃烧分解，而二恶英在经过1000℃的二次燃烧后，已基本分解残留量极少。
二是已分解的多氯联苯类物质在有CuCl2、C原子催化的条件下，在250～300℃期间会再合成二恶英。而一次燃烧室的缺氧燃烧使得Cu的氧化极少，没有了CuUl2和碳原子的催化，二恶英的合成也就没有了可能。
三是一次燃室缺氧燃烧属还原性反应，N、S极少氧化残留在渣中。
在烟气处理系统上可采用国际上成熟的半干法中和反应塔+活性碳吸附装置+布袋除尘器等装置，SO2的去除率可达85%以上，HCl和HF的脱除率达到96%以上，粉尘去除率为99%以上，重金属类的去除率在95%以上，在系统中添加活性炭喷射装置，二恶英的去除率在95%以上，排放小于0.5-TEQ/Nm3。
一般的垃圾发电机组均为10～15MW的小型机组，政府投资新建垃圾发电厂可先考虑在国电新疆红雁池发电有限公司进行试验和运行。在该电厂进行垃圾发电的生产运行有如下几点好处：
首先，国电新疆红雁池发电有限公司的1-4号机组容量为25MW，满足垃圾发电小机组容量的要求，该厂1～4号机组为并联机组，可为垃圾和煤粉的混合燃烧提供有利的条件。