垃圾焚燒發電廠可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ,人口的增加，垃圾的逐年增長，需處理的垃圾量越來越多，桃花山生活垃圾衛生填埋場也面臨巨大的壓力。如果在“寸土寸金”的無錫再選一處填埋場很困難。即使有可能，建設、拆遷費用也很高，新填埋場也面臨遲早填滿的壓力。 根據生活垃圾處理無害化、減量化、資源化的要求和發展趨勢，無錫生活垃圾處理的實際情 況和環衛產業進一步實現投資的多元化、社會化的要求，通過加強與社會力量、民間企業的合作，注重從政策、從行業上支持和引導，鼓勵社會資本進入環衛行業，無錫市生活垃圾處理將采用焚燒與衛生填埋相結合的方式。 目前，日處理生活垃圾 1000t 的民營無錫“益多生活垃圾焚燒發電工程”已進入基建和設備安裝調試階段，預計 2020年內投入運行。投運后將有效分流市區南片和東片的生活垃圾，減輕桃花山衛生填埋場的壓力。同時，市政部門和有關企業正在積極探索，在無錫市北部設置垃圾焚燒熱電工程，進一步減輕填埋場的壓力，將桃花山衛生填埋場作為 廢棄物最終處理場，延長使用壽命，形成城市垃圾處理的合理格局。 生活垃圾的產生量及預測 城市生活垃圾產量受多種因素的影響，如城市人口，城市規模，經濟發展，人民生活水平的提高；生活燃料結構的變化，凈菜上市比 10 例都會對城市生活垃圾產量產生影響。無錫市作為發展中的城市，目前垃圾產量呈逐年上升趨勢。表 21是近 4年來環衛部門對運往桃花山填埋場垃圾量的統計。 表 21 桃花山填埋場垃圾 量 年 份 單 位 2000 2001 2002 2020 填埋垃圾量 t/a 336714 368199 412733 479129 增長率 % — 可見 ， 垃圾處理量增長率逐年遞增。無錫市市政環境衛生管理處對全市垃圾量的統計資料顯示近幾年人均日產生活垃圾量為～ 1kg。據分析， 2020 年人均日產生生活垃圾為 1kg 左右， 2020生活垃圾將穩定為 ，社會經營性生活垃圾產量還不完全包括在內。表 22 是近幾年無錫市垃圾產量及預測值： 表 22 無錫市垃圾產量及預測值 單位； t/d 年 份 2002 2020 2020 2020 2020 2020 2020 日產量 2159 2279 2405 2622 2945 3130 3332 按新的規劃，無錫市生活垃圾處理將采用焚燒與衛生填埋相結合的方式。桃花山衛生填埋場作為廢物最終處理場，南部及東部地區生活垃圾送往益多（ 1000t/d）垃圾焚燒廠焚燒處理。在北部地區宜建一垃圾焚燒廠，負責惠山區、錫山區、北塘區和崇安區部分地區的垃圾處理，目前以上地區居民生活垃圾，清掃垃圾、商業垃圾、企事業單位生活垃圾日產量為 1000t/d～ 1200t/d。考慮到將來的發展，服務區垃圾焚燒 廠規模為 1200t/d較為適宜。 生活垃圾的特性及熱值預測 無錫市垃圾來源于城區居民的生活垃圾、商業垃圾、街道園林衛生清掃垃圾、以及服裝、印染加工企業的工業垃圾。 從垃圾來源看，主要以居民住戶垃圾為主，占總清運量的 60％以上；其次是機關團體 11 垃圾、餐廚垃圾和企業垃圾，三者約占總清運量的 30％。 生活垃圾又由廚余、果皮、廢棄紙張、織物、玻璃陶瓷碎片、廢塑料制品、煤灰渣、塵土、各種廢舊包裝材料等組成。 無錫市市政環境衛生管理處提供的歷年生活垃圾取樣分析如下，見表 23～ 表 25。 表 23 歷年生活垃圾成份分析 (％ ) 地域 年份 有 機 廢 物 非 可 燃 廢 物 其它 廚余 紙類 纖維 竹木 塑料 小計 金屬 玻璃 建材 小計 無 錫 市 1996 1997 1998 1999 2000 2001 可以看出，有機物約占 60%～ 80％（可燃物約占總 量 30％），呈逐年上升趨勢，不可燃物占總量的 20%～ 30％，呈逐年下降趨勢。 表 24 無錫市垃圾工業分析平均值 (%) 水 分 可 燃 分 灰 份 低位熱值 (kJ/kg)/(kcal/kg) 4400/1051 表 25 無錫市元素分析平均值 (%) C H O N S Cl 根據同類型經濟發達城市的情況和無錫市目前的垃圾成分變化趨勢，今后生活垃圾的有機成分比重將會 加大，垃圾熱值將會逐步上升，熱值預測如下： 12 年 份 低位熱值（ kJ/kg） 高位熱值（ kJ/kg） 2000 3953 9826 2001 4151 9998 2020 4576 10895 2020 5045 11581 2020 5848 12800 2020 6456 13410 本工程選取垃圾的設計參數為：城市生活垃圾低位熱值平均為5179kJ/kg (1237kCal/kg)，含水量為 ％。 13 第三章 熱負荷 供熱現狀 無錫市惠山區范圍 內現有大小鍋爐約 500 臺，絕大多數單位用熱由自備鍋爐解決，這些自備鍋爐數量多、分布廣、熱效率低、除塵設備差，其中有三家企業自備熱電廠主要以“自產自銷”為主，其中無錫榮成紙業股份有限公司熱電廠完全為企業內部自用，沒有對外供熱，無錫市新苑熱電廠和無錫錫興鋼鐵股份有限公司熱電廠除了企業內部自用外，還對外供了 8 家和 11家熱用戶，其最大熱負荷分別為 74t/h和 。目前正在建設中的 XX 熱電有限公司為城市熱電廠，在建規模為 2 臺 170t/h高溫高壓鍋爐和 2臺 25MW 抽凝機組，建成后可對外供汽 160t/h。 熱負荷 根據《無錫市惠山區近期（ 2020年～ 2020 年）熱力規劃及遠景展望》對惠山區現有熱負荷的統計和調查，惠山區現狀生產熱負荷為，生活熱負荷為 ，近期內全區總熱負荷將達到。 無錫 XX 熱電一期工程供熱范圍內熱負荷為 ，建成后可對外供汽 160t/h，基本滿足用熱需要，一期工程目前正在建設。無錫XX 熱電二期工程供熱范圍內熱負荷為 ，二期工程設計對外供汽能力約為 200t/h，二期工程尚在設計中。 XX 熱電廠一、二期工程全部建成后熱負荷還 缺少 ，本工程建設在 XX 熱電廠廠區范圍內，本工程對外供熱能力為 ，可彌補 XX 熱電廠對外供熱的不足。 惠山區現有熱負荷見表 31。 14 表 31 惠山區現有熱負荷 表 序號 用 汽 部 門 用 汽 參 數 用 汽 量 壓 力 （ MPa） 溫 度 （℃） 現 狀 （ t/h） 近 期 （ t/h） 1 惠山新城玉祁、前洲片區 ～ 飽和 2 錢橋、藕塘片區 ～ 飽和 3 洛 社、揚市片區 ～ 飽和 4 陸山、陽山胡隸片區 ～ 飽和 230 5 總計 熱用戶熱負荷 本工程對外供熱能力為 ，供熱蒸汽并入 XX 熱電廠二期供熱管網，將對現有熱用戶進行集中供熱，本工程供汽參數為、 288℃，可滿足熱用戶要求。根據電廠出口蒸汽溫度、壓力和現有熱用戶所提供的蒸汽溫度、壓力，經過焓值折算，考慮熱網損失 5%，折算到熱用戶熱負荷為 。 15 第四章 垃圾焚燒處理工藝技術方案 城市垃圾處置技術綜述 城市垃圾產量不斷增長，成份日趨復雜，其危害也越來越嚴重，如果得不到處置，會污染環境。為緩解城市垃圾污染，世界各國都致力于垃圾的綜合治理和利用的研究工作，越來越多的人認識到垃圾其實是放錯位置的資源，應采取措施加以利用。當前，現代化城市垃圾處理主要有三種方法：衛生填埋、高溫堆肥與焚燒。 填埋法能大批量地處理垃圾，方法簡便，投入較少，占地多，曾是處理城市垃圾的主要措施，填埋量占廢棄物處理總量的 80%以上。正規的衛生填埋場地需有可靠的防水結構，并鋪設垃圾發 酵沼氣的排出管道，最后復土掩埋。但填埋法無害化程度仍較低，易產生二次污染，危害水源及大氣，同時該方法資源回收利用率低，填埋場征地，轉運等運行費日益升高。特別對于東南沿海地區，地下水位高、人口密度大，土地資源緊張，填埋及露天堆放極易造成水源污染。目前許多城市的垃圾填埋場已填滿或接近飽和，所以填埋法有下降的趨勢。“填埋法”可作為堆肥及焚燒處理工藝殘余物的最終處置方法。 高溫堆肥法是將生活垃圾變成腐殖土狀有機肥料。高溫發酵可消除垃圾中的病原體，但含氯、苯等有害有機物及重金屬等的污染無法解決，無害化不徹底，為避免垃 圾中灰渣、紙張、塑料、橡膠、金屬等不易腐爛物破壞土壤結構，必須篩分出來填埋或焚燒，所以堆肥法減量程度不高。堆肥場臭氣較大，需遠離居民區，運行費及垃圾轉運費用較高，且肥料銷路困難。 世界上最早的焚燒爐建成于 19世紀末，在工業發達國家城市垃圾中可燃物較多、發熱量高，焚燒法得到廣泛應用。多數采取原生垃圾直接焚燒的方式，也有垃圾加煤或油等輔助燃料一起助燃。焚燒法的特點如下： 16 （ 1）可處理生活垃圾及工業垃圾，無害化程度高，處理徹底； （ 2）利用廢物作為能源生產蒸氣、熱水和電力； （ 3）減容效果可達 90%以上， 節約大量填埋場占地； （ 4）現代化焚燒廠衛生條件良好，廠區占地少，綠化良好，無異味，且大多設置在離市區不遠處，可節省大量運輸、能耗及運費。 衛生填埋、焚燒、堆肥三種基本方法的比較見表 41。 表 41 三種垃圾處理方法比較 內 容 衛生填埋 焚 燒 堆 肥 技 術 可靠性 可 靠 可 靠 較可靠 占 地 大 小 中 等 選 址 較困難 ,要考慮地形 ,地質和水文地質條件 ,防止地表水、地下水污染 ,一般遠離市區 ,運輸距離較遠。 易，可靠近市區建設，運輸距離較近。 較 易 ,僅需避開居民密集區 ,氣味影響半徑 200m，運輸距離適中。 適用條件 無機物＞ 60% 密度＞ 垃圾低位熱值 5000kJ/kg時不需添加輔助燃料 . 從無害化角度 ,垃圾中可生物降解有機物≥ 10%,從肥效出發應 40%. 最終處置 雖無需另外最終處置，但量大。 僅灰渣需作填埋處理，約為初始量的 10%～ 20%。 非堆肥物需作填埋處理 ,為初始量的 20%～ 25%。 產品市場 可回收沼氣發電。 能產生熱能或電能。 建立穩定的堆肥市場較困難 建設投資 15～ 25萬元 /t 進口設備 50～ 60萬元 /t 國產設備 20～ 30萬元 /t 10～ 15萬元 /t 資源回收 無現場分選回收實例，但有潛在可能。 前處理工序可回收部分原料 ,但取決于垃圾中可利用物的比例 前處理工序可回收部分原料 ,但取決于垃圾中可利用物的比例 地 表 水污染 有可能，但可采取措施減少可能性。 在處理廠區無，在爐灰填埋時，其對地表水污染的可能性與填埋相仿。 無 地 下 水污染 有可能，雖可采取防滲措施 ,但仍然可能發生滲漏 。 與灰渣的處置方式有關，處置不當有可能 無 大氣污染 有，但可用覆蓋壓實等措施控制 可以控制達標。 有輕微氣味 ，污染指標超標可能性不大。 土壤污染 限于填埋場區 無 需控制堆肥制品中重金屬含量 管理水平 一般 高 較高 從表 41 可見，對于沿海地區經濟比較發達的城市，特別是江南 17 地區、人口密度大，地下水位高，由于垃圾填埋場占用場地較大，選址困難的狀況將日趨嚴重，應考慮采用焚燒處理。 國際上生活垃圾焚燒技術狀況和爐型比較 國際上生活垃圾焚燒技術狀況 國外垃圾焚燒供熱發電，工藝流程大同小異，主要差別在于焚燒爐結構各不相同。而不同爐型的焚燒廠也僅是焚燒爐本體部分有較大的差別，多數采取原生垃 圾直接焚燒的方式，少數 (主要在美國和日本 )采用專門制備的垃圾衍生燃料后焚燒。 目前國外用于生活垃圾直接焚燒的有：爐排爐、回轉窯爐和流化床爐。 焚燒爐型比較 目前世界上應用于處理固體廢物的焚燒爐按燃燒反應過程可分為直接焚燒和熱解氣化焚燒；按燃料運動和氣固混合方式可分為機械爐排爐、回轉窯爐和流化床爐等。目前處理生活垃圾應用最廣的為機械爐排爐，其次為流化床爐，熱解氣化焚燒所占比例較小，主要用于處理工業垃圾。 機械爐排爐 機械爐排爐是發展最早 ,應用歷史最長的焚燒爐。如下圖 41 所示 。 機械爐排爐垃圾燃燒反應過程是以堆積形態在爐排上進行的 ,并隨爐排移動 ,反應所需空氣以較小的風速穿過垃圾料層，不吹起料層。機械爐排爐垃圾和空氣接觸狀況較差 ,為改善其接觸條件，提高垃圾的燃燼程度，研制出了多種結構形式往復式爐的機械爐排爐，如固定式爐排爐、移動圖 41 爐排爐垃圾焚燒爐簡圖 排爐、式爐排爐、多階滾筒爐排爐等等。 18 機械爐排爐對垃圾的形態和尺寸要求不高，生活垃圾不需分選破碎等預處理