生活垃圾焚烧发电工程的能值分析

生活垃圾 焚烧 污染控制 飞灰 重金属研究

第22卷第6期 2006年11月

文章编号：1005-006X(2006)06-0025-03

电 站 系 统 工 程 Power System Engineering Vol.22 No.6 Nov.,

2006

生活垃圾焚烧发电工程的能值分析*

郝艳红1 王灵梅1,2 邱丽霞1

（1.山西大学工程学院，2.清华大学热能工程系）

摘 要：焚烧法处理城市生活垃圾具有减量化和资源化程度高的优势。以太原市生活垃圾焚烧发电工程为例, 采用能值分析方法对生

活垃圾焚烧发电工程进行了评价，并提出了生活垃圾焚烧发电生态工程方案。

关键词：生活垃圾；焚烧发电；能值分析；生态工程 中图分类号：X705 文献标识码：A

Energy Analysis of Engineering of Power Plant Using Municipal Solid Waste (MSW)

HAO Yan-hong, WANG Ling-mei, QIU Li-xia

Abstract: Power plant using municipal solid waste (MSW) as fuel has high degree on waste minimization and resource-regeneration. The status of MSW treatments in Taiyuan municipality are evaluated by using energy method; scenario of ecological engineering of MSW treatments is put forward，and this supplies a suitable project for Taiyuan and the other municipalities having similar component with Taiyuan municipality’s.

Key words: MSW; power plant using municipal solid waste; energy evaluation; ecological engineering 焚烧法处理城市生活垃圾是一项高温热化学处理技术，

R——自然环境投入的再生能源能值，N——自然环境投入的非再生能源能值，F——人类经济社会的反馈投入能值，Y——产出能值

是将生活垃圾作为固体燃料送入焚烧炉炉膛内，在鼓入助燃空气和850 ℃以上的高温条件下，生活垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，用于供热和发电。垃圾经过焚烧处理后可减容80%～90%，减重70%～75 %。因此，焚烧法目前已成为我国许多城市认同并实施的垃圾处理方式。本文以太原市生活垃圾焚烧发电工程为例，对生活垃圾焚烧发电方式进行了分析评价，并提出了生活垃圾焚烧发电生态工程方案。

图1 基本能值指标分析简图

表1 基本能值指标

含义

从系统外购进的经济投入能值与

EIR（能值投资率）F/（N+R） 当地免费获得的环境资源能值用

量的比率

系统产出能值量与系统生产过程

EYR（能值产出率）Y/F

中人类社会经济投入能值量之比系统不可更新能源投入能值总量

ELR（环境负荷率）（F+N）/R

与可更新能源投入总量之比

系统能值产出率与环境负荷率之

ESI（能值可持续指标）EYR/ELR

比

指 标

表达式

1 能值分析方法简介

能值分析方法是美国著名生态学家H. T. Odum于20世纪80年代创立的以能量为核心的系统分析方法，是评估系统可持续发展的有力工具。

能值分析是以能值为基准，把不同种类、不同质量、不可比较的能量转换成统一标准来进行比较。能值分析常用太阳能值（solar energy）来衡量某一能量的能值大小。任何流动的或贮存状态的能量所包含的太阳能的量，即为该能量的太阳能值。

太阳能值转换率是单位能量或物质所含有的太阳能值量（单位为：sej/J）。货币/能值比率是单位货币相当的能量值，由一个国家年能值总量除以当年GNP得出,单位为sej/$。

能值分析家给出了基本能值指标，示于表1。图1示出基本能值指标分析简图（Brown M T，1997）。

[1]

2.1 生活垃圾的组成特性

太原市生活垃圾目前的日产量已达2300 t，而且每年还以4%～5%的速度增加。

2001年，为考察太原市生活垃圾的焚烧特性，太原市垃圾焚烧发电工程委托山西大学对太原市6个区10个采样点生活垃圾进行了近一年的测定分析工作，其组成及热值的统计数据列于表2。为便于比较并说明其组分的变化趋势，将1999年太原市环卫研究所测得的相关数据与2001年测得的太原市生活垃圾中水分、灰分、可燃物含量、热值列于表3进行比较。

由表3可见，太原市生活垃圾的组分在这两年中发生了很大的变化，水分、灰分的含量有了一定程度的降低，平均

2 太原市生活垃圾特性与焚烧发电工程概况

收稿日期: 2006-05-29

郝艳红(1973-)，女，硕士，讲师。太原，030013 *中国博士后科学基金资助项目(2005037346)

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 …… 此处隐藏：3529字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……