城市垃圾處理新方式:與生物質混合燃料分布式發電 更加環保無汙染

2021-01-13 全國能源信息平臺

【能源人都在看，點擊右上角加'關注'】隨著中國城市的迅速發展，城市環境汙染問題也日益嚴重，所謂的垃圾圍城現象就是描述目前城市發展帶來的環境汙染問題。目前大部分城市的生活垃圾處理方式都是通過焚燒進行處理，該處理方式具有運行不經濟以及焚燒技術帶來環境二次汙染等問題。為了更好地解決城市生活垃圾，我們提出了一種城市垃圾與農林廢棄物混合燃燒分布式發電系統的垃圾處理方式。該方式是使用分布式發電系統來實現對城市生活垃圾的減量化，資源化，無害化，不產生第二次汙染的處理。與垃圾焚燒發電系統相比，城市垃圾與農林廢棄物混合燃料分布式發電系統具有效率高性，系統靈活，產品豐富，經濟效益好的特點。

關鍵詞:垃圾；生物質；分布式發電；內燃機

一、城市垃圾與生物質混合燃料分布式能源系統總體方案

焚燒的處理方式是目前處理垃圾圍城現象的主要方式之一，但是我國部分地區對於垃圾焚燒發電出現了避鄰效應。也就是說，人們擔心垃圾焚燒發電運行過程中產生的物質對環境和人們的身體健康產生消極影響，所以都不希望焚燒的工廠建設在自家門口，因此導致了垃圾焚燒項目落地難的現象。與此同時，垃圾焚燒運行過程中需要外加化石燃料，這在一定程度上增加了能源需求的負荷量，使得進行垃圾焚燒處理成本居高不下。本文所介紹的生物質燃料屬於一種可再生資源，它可以使用生物字進行發電，而且還可以對新能源進行開發。用該方式進行垃圾處理，不僅可以對我國的能源結構進行改善，減少汙染物的排放，還可以增加當地農民的收入，對於我國的企業經濟效益和生存能力來說具有重大意義。

1.1系統總體方案

在用戶附近進行分布式能源系統的布置，同時採用發電機組進行發電用發電餘熱進行功能工業的能源系統就是本文所介紹的城市垃圾與生物質混合燃料分布式能源系統。該系統的設備主要包括餘熱利用裝置，發電機組，垃圾氣化裝置等，這些裝置的合理分布都是整個分布式供能系統能成功運行的關鍵因素。該系統具體操作如下，首先將乾燥後的混合顏料送入到氣化爐當中，並將生產過程中產生的氣體進行淨化處理，然後將潔淨的氣體輸入到內燃機進行發電，最後利用內燃機高溫排氣以及缸套冷卻水產生的豐富餘熱為周邊居民和工廠供熱。

1.2分布式發電能源系統的優勢

與傳統的垃圾焚燒發電方式相比，分布式發電系統純發電效率高於垃圾焚燒發電，系統操作的靈活性相對高，並且餘熱產品豐富，經濟效益好。除此之外，利用分布式發電進行垃圾處理不僅沒有二次汙染，還能變廢為寶。

二、分布式發電能源系統關鍵工藝分析

2.1燃料預處理系統

城市生活垃圾與生物質燃料混合之後，可以根據垃圾平均熱值的波動，向垃圾中摻混入熱值較高的生物質燃料，最終達到燃料熱值恆定的目標，這就是燃料預處理系統的操作過程和操作目的。

為了實現燃料幼稚穩定的目標，在進行垃圾與生物質燃料混合時，可以採用5:5或者4:6的比例進行摻混操作，該操作步驟無需加入化石燃料。

2.2氣化爐工藝系統

目前大部分生物質燃料氣化爐的系統主要是雙流化床運行系統，但除了雙流化床系統之外，還有單流化床系統和循環流化系統都能進行生物質燃料氣化的操作。利用雙流化床氣化裝置進行操作，可以使物料的氣化和染料進行分開，所以氣化步驟產生的氣體不會與燃燒煙氣相混。

2.3內燃機系統

與傳統的燃汽輪機相比，燃氣內燃機具有更好的負荷特點，體現的內容主要包括燃氣內燃機的餘熱利用效率會隨著內燃機負荷率的降低有所提高。但是使用燃汽輪機進行此項操作時，它的餘熱利用效率會隨著原動機負荷率的降低而降低。因此，為了能讓城市垃圾與生物質燃料混合的方法能夠有更廣闊的前景，我們可以將設備進行全國化生產。

三、垃圾焚燒與分布式能源系統技術經濟對比

3.1發電參數與效率對比

目前，我國大部分垃圾焚燒發電廠使用的發電方式，仍然是傳統的蒸汽發電法，該方法在使用過程中存在大量低溫損失的特點。特別是在進行冷凝操作過程中，需要利用大量的冷卻水進行操作，該項步驟會將冷源損失的比率達到最高，導致垃圾焚燒廠的蒸汽參數低於分布式能源系統技術。利用垃圾與生物質混合分布式能源系統的方法進行此項操作，可以使冷端高溫排氣的廢熱用於製冷或者供熱。

3.2二次汙染控制技術對比

在進行垃圾焚燒處理過程中，垃圾焚燒處理的溫度變化會使得大量有毒氣體生成。只有在採用特殊的汙染物淨化設備進行處理之後才能進行排放，這樣才不會對環境造成汙染，並且影響周邊居民的身心健康。而是用分布式發電機系統進行城市垃圾與生物質混合氣化的方式並不會使有毒物體產生。

3.3系統運行對比

在常見的垃圾焚燒處理過程中，垃圾種類多、熱值變化大的問題始終是垃圾焚燒發電廠存在的主要問題。這些因素的存在使得大部分焚燒爐的整體運行非常不穩定，這就使得系統的效率以及單位燃燒發電量受到極大的影響。而使用分布式發電系統進行此項操作可以使系統平穩運行，而且保證系統設計的效率。

結語

相比於2015年底產生的垃圾焚燒發電裝機容量來說，最近幾年的垃圾焚燒發電裝機容量達到了2015年的五倍。特別是本文所介紹的分布式發電能源項目，是我國目前最有效的垃圾處理工藝系統，應用前景十分廣泛。

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