生活垃圾焚烧发电工程的能值分析(2)

生活垃圾 焚烧 污染控制 飞灰 重金属研究

项 目

垃圾焚烧发电能值指标

表5 垃圾焚烧发电能值指标

EYR EIR/% ELR IES/% 0.1 6.67 693 0.014

热值提高到了满足焚烧发电要求最低热值5 000 kJ/kg以上，可采用焚烧发电方式进行处理。

表2 太原市生活垃圾分析数据统计表

实测低计算低

灰土

位热值位热值

S C H N Cl O∑ /%

4.18kJ/kg4.18 kJ/kg

1396 平均 41.78 0.12 17.50 1.37 0.49 0.26 9.47 29.20 29.08 1374 分析 W

项目 /%

注：入厂垃圾平均金属含量0.58%。

可燃物/%

从表5可以看出，该系统的能值产出率较高；由于该系统未考虑对产生的灰、金属等的利用，故其环境负荷率也相对较高。

表3 太原市生活垃圾成分比较（1999年与2001年）

分析项目 2001 差值

W/% 灰土/% 可燃物/% 热值/kJ·kg41.78 29.08 29.20 5743 -0.32 -6.47 +7.56 +2483

4 发展垃圾焚烧发电生态工程

垃圾焚烧发电实现了垃圾的资源化利用，但垃圾是一种复合、成分多变的资源，需要实现垃圾资源的集成优化利用；垃圾焚烧后会产生废渣、废水和废气直接排入环境会造成新的污染；垃圾焚烧可发电、供热，为相关联产业提供能源。发展垃圾焚烧发电生态工程可真正实现生活垃圾的无害化、资源化、产业化。

生态工程是依据生态系统中物种共生与循环再生原理、结构与功能协调原则、结合系统最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。其目标是在促进良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防止环境污染，达到经济和生态环境效益的同步发展。

垃圾焚烧发电生态工程就是依据以上原理，模拟自然生态系统，建立以垃圾焚烧发电为核心的资源回收利用的工程，实现生活垃圾的无害化、资源化、产业化。

2.2 太原市生活垃圾处理现状

目前采用焚烧发电和填埋方式进行处理。其中生活垃圾焚烧发电厂日处理生活垃圾1 000 t，占日产垃圾的40%左右,其余垃圾采用卫生填埋法处置。

该发电厂装有3台内循环流化床焚烧炉及余热锅炉，采用3炉2机配置，两套功率为12 MW的发电机组，每年可生产1.49亿kW·h。其投资为3.6亿元，占地90余亩。垃圾作为可再生能源输入系统，燃烧产生的热能转变成电能，焚烧垃圾产生的粉尘，经除尘器处理后排入大气。图2示出了生活垃圾焚烧发电厂的基本工艺流程。

图2 垃圾焚烧发电厂系统示意图

图4 垃圾焚烧发电生态工程示意图

图4示出了生活垃圾焚烧发电生态工程方案。生活垃圾首先进行分选，被分成无机物、有机物、可燃物和可回收物。无机物如砖、灰可用于建材或填埋；可回收物如金属、玻璃等进一步进行分类回收利用；可燃物被用于焚烧发电、供热；生活垃圾中有机物的平均含量为50.14%，可采用生物堆肥发展有机肥。为提高堆肥的效益，可将焚烧产生的部分热送入堆肥系统。这样就形成了以焚烧发电为核心的垃圾处理产业生态工程，达到环境效益与经济效益、社会效益的统一。

3 生活垃圾焚烧发电方式的能值评价

以太原市生活垃圾焚烧发电工程为例，计算出该工程的基本能值指标，并依此对生活垃圾焚烧发电方式进行了能值评价，结果示下。

垃圾焚烧发电的能量流动见图3, 能值分析见表4，能值指标计算结果见表5。

图3 垃圾焚烧发电的能量流动 表4 垃圾焚烧发电能值分析

项 目

垃圾/kg 年均投资/$ 年均运行费用/$ 水/kg 空气/kg

电力/kW·h-1

基本数据 能值转换率sej/unit 太阳能值/sej3.65E+08 3.34E+11 1.21E+20 1.53E+07 4E+12 7.28E+18 2.44E+04 4E+12 8.04E+17 1.24E+08 6.07E+04 1.76E+17 6.305E+08 1500 6.60E+15 1.44E+04 1.59E+05 8.23E+16

提高了焚烧发电工程的经济与生态效益，可供太原市及垃圾组分与其相类似的城市建设垃圾焚烧发电厂时参考。

5 结 论

(1) 以太原市垃圾焚烧发电工程为例，对垃圾焚烧发电方式进行了分析和能值评价，结果表明该方式具有较好的经济性。 （下转第28页）