城市垃圾预处理改善焚烧特性的探讨
摘要:针对目前我国城市垃圾的高水分、低热值的特性,提出了2种改善城市垃圾焚烧特性的有效措施:生物质垃圾源分类和生物干燥。在我国建立生物质垃圾源分类体系,将生物质垃圾源头分类后,剩余垃圾的热值可以提高约50%~120%,已适合直接入炉焚烧,同时分离出来的生物质垃圾也更易于好氧堆肥或厌氧消化。另外一项技术措施是在焚烧前利用生物干燥技术,降低城市垃圾的水分含量,提高入炉垃圾的热值,这种方法主要是利用生物反应热来干燥城市生活垃圾,只需要在垃圾投入焚烧炉前增加一个预处理步骤,不必改变目前的垃圾收运体系,而且进行生物干燥后的垃圾更易于分选其中的可回收物质。
关键词: 城市垃圾,焚烧,生物质垃圾源分类,生物干燥
从 1985年深圳建立垃圾焚烧厂以来, 近年来我国各地相继建立了规模不等的焚烧厂。截至 2004年底, 全国已有 54座垃圾焚烧厂, 其中 45座垃圾焚烧厂位于经济发达的东部地区。仅 2005年一年新投入运行的垃圾焚烧厂就超过 9座[ 1 ]。从垃圾综合管理和节约燃料的角度考虑, 目前我国的城市垃圾并不适合直接焚烧。
目前我国城市垃圾收集体系仍然是混合收集, 厨余类有机垃圾成分较多导致垃圾含水率高, 粘连性强, 垃圾焚烧厂不易于对垃圾进行有效的机械分选或进行其他的主动前处理, 水分含量高而热值低, 以致无法实现自行燃烧, 必须添加高热值的辅助燃料, 例如煤炭或燃油。2006年, 国家发改委 5国家鼓励的资源综合利用认定管理办法 6规定, 垃圾焚烧发电掺烧原煤的,垃圾使用量应不低于入炉燃料的 80% (重量比 ), 也就是添加辅助燃煤的重量不得超过 20%。同年发布的5可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法 6中规定, 发电消耗热量中常规能源超过 20% 的混燃发电项目, 视同常规能源发电项目, 执行当地燃煤电厂的标杆电价, 不享受补贴电价。在这项规定中, 添加辅助燃料的重量标准进一步降低, 它规定由辅助燃料提供的热量不能超过入炉原料的 20% , 这使得辅助燃料的用量必须减少一半以上。
我国城市垃圾的平均含水率超过了 50%, 平均低位热值仅有4 160 kJ/ kg, 按照规定, 进入焚烧炉的燃料低位热值最少应为 6 002 kJ/kg。所以计划投资建设的焚烧厂都在考虑如何改善废弃物的焚烧过程固体废物本身的特性才是最主要的。图 1显示了城市生活垃圾的水分与其低位热值之间的关系。对于具有平均热值的城市垃圾, 为了达到 6 002 kJ/kg 的最低热值和7 000 kJ/ kg的经济热值, 含水率必须相应下降到4815% 和 4313% , 如图 1中 M1、M2所示。对于我们试验时采样的大连经济技术开发区的生活垃圾, 必须相应下降到 5313% 和 4716% , 如图 1 中 M3、M4所示。
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