摘要： 隨著人們對環(huán)境方面要求的日益增長,垃圾合理處理在踐行綠色發(fā)展理念和推動生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)程中發(fā)揮著越來越重要的作用.生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)作為固廢資源利用的一種方法,如今已經(jīng)演變成為一種成熟的資源利用技術(shù).分別從垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的上、中、下游,即從垃圾焚燒的原料性質(zhì)、燃燒發(fā)電技術(shù)以及煙氣控制方面對國內(nèi)外生活垃圾焚燒技術(shù)進(jìn)行了比較分析,認(rèn)為隨著生活垃圾量日益增長,生活垃圾焚燒技術(shù)仍是一種實(shí)現(xiàn)減量化、資源化必不可少的手段,但是需要提升焚燒技術(shù),改進(jìn)國產(chǎn)焚燒工藝,嚴(yán)格控制焚燒煙氣中污染物的排放,建立實(shí)時監(jiān)測點(diǎn),避免造成二次污染。
0 引言
目 前， 全世界每年產(chǎn)生的城市生活垃圾(municipal solid waste，MSW)達(dá)到了13億t，預(yù)計(jì)到2025年，城市生活垃圾產(chǎn)量將達(dá)到22億t/a，增幅達(dá)到70%。這意味著在接下來的幾年內(nèi)，人均生活垃圾日產(chǎn)量會從1.2kg/ 人增加到1.42kg/人。其中，中國是生活垃圾產(chǎn)量增速最快的國家，中國已經(jīng)在2004年超過美國，成為全球最大的生活垃圾產(chǎn)生國家，預(yù)計(jì)到2030年，中國的垃圾產(chǎn)量將是美國的2倍。如此多的生活垃圾如果得不到合適的處理和處置，極容易引發(fā)環(huán)境問題。
現(xiàn)今生活垃圾處理方法有以下3種：衛(wèi)生填埋法、焚燒法和堆肥法。垃圾衛(wèi)生填埋法應(yīng)用最早、最廣，其工藝簡單，處理成本最低，可是占地面積很大，并且填埋產(chǎn)生的滲濾液和填埋場臭氣解決難度較大，被填埋的垃圾得不到充分的資源回收和利用，因此該法以后不再是主流的垃圾處理方向。堆肥法通過微生物消化生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)使其變成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。但堆肥的條件控制較復(fù)雜，并且周期較長，不適合進(jìn)行大量垃圾的處理。“垃圾是放錯地方的資源”這一點(diǎn)正在逐漸為人們所接受，垃圾焚燒法是將垃圾在高溫條件下快速氧化燃燒，實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化、資源化和無害化。焚燒法與其他方法相比有較大的優(yōu)勢，焚燒法可以有效減少垃圾90%以上的體積，節(jié)約土地，并且垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量可以用來發(fā)電，因此焚燒法逐漸成為國內(nèi)垃圾處理的主要方式。
垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)不僅能夠大幅減少持續(xù)增長的垃圾量，還在能源回收利用方面起著重要作用。垃圾焚燒發(fā)電在利用可再生能源的同時，起到高效處理廢物的作用。現(xiàn)今垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，截至2015年年底，全球共有1179家垃圾焚燒發(fā)電廠，總處理能力超過了70萬t/d。據(jù)世界能源理事會統(tǒng)計(jì)，垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)每年帶來的收入超過200億美元。然而，除了以焚燒技術(shù)為核心外，垃圾焚燒行業(yè)還對原料性質(zhì)和煙氣處理方面有著嚴(yán)格要求。本文將從生活垃圾焚燒發(fā)電的上、中、下游，即原料、焚燒技術(shù)以及煙氣處理3個方面將中國與發(fā)達(dá)國家(美國、歐洲、日本和韓國)垃圾焚燒行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行對比，并對垃圾焚燒行業(yè)前景進(jìn)行分析。
1 生活垃圾性質(zhì)
對于垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)，垃圾的性質(zhì)對焚燒效果有很大的影響。本文從全球生活垃圾的產(chǎn)量、組成及熱值3個角度對生活垃圾性質(zhì)進(jìn)行分析。
1.1 生活垃圾產(chǎn)量
不同地區(qū)、國家甚至城市之間生活垃圾產(chǎn)量存在很大的差別。生活垃圾產(chǎn)量與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、工業(yè)化程度、公眾習(xí)慣以及當(dāng)?shù)貧夂蛴嘘P(guān)，一般來說，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，其生活垃圾產(chǎn)量越高。
圖1 為全球生活垃圾產(chǎn)量比例，可以看出，垃圾產(chǎn)量最大的地區(qū)為東亞及太平洋地區(qū)，占全球總產(chǎn)量的23%，其次是歐洲及中亞地區(qū)，占全球總產(chǎn)量的20%。其中，東亞及太平洋地區(qū)的垃圾產(chǎn)量中有70%的生活垃圾來自中國，即中國的生活垃圾產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的16%，這和我國近幾年經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展有很大關(guān)系。
表1為2018年世界銀行統(tǒng)計(jì)的部分國家生活垃圾年產(chǎn)量及人均日產(chǎn)量的數(shù)據(jù)。由表1可以看出，雖然中國的城市生活垃圾總產(chǎn)量比較高，但城市生活垃圾人均日產(chǎn)量比其他發(fā)達(dá)國家都要低，甚至不足美國生活垃圾人均日產(chǎn)量的1/5，說明經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)，其生活垃圾產(chǎn)量也越高。
1.2 生活垃圾組成
本文將從2個角度對生活垃圾物質(zhì)組成進(jìn)行分類。
1)將生活垃圾分為有機(jī)垃圾、廢紙、塑料、玻璃、金屬、橡膠皮革和其他7類。按照2018年世界銀行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分類討論全球不同收入地區(qū)的垃圾組成，如圖2所示。由圖2 可見，從全球平均水平來看，生活垃圾中有機(jī)廢物占比最大，占垃圾總量的46%。由高收入地區(qū)向低收入地區(qū)過渡，其有機(jī)廢物含量逐漸增加，廢紙、塑料、玻璃、金屬和橡膠皮革的占比逐漸降低，而其他類的占比是逐漸增大的，這體現(xiàn)出了高收入地區(qū)的垃圾分類效果比低收入地區(qū)好，我國屬于中高收入地區(qū)。
2)從焚燒角度將生活垃圾分為可燃物、水分和灰分3類。表2為不同國家垃圾焚燒廠焚燒的垃圾組分?jǐn)?shù)據(jù)。
由表2可以看出，我國生活垃圾中可燃物只占1/3，水分約占總量的一半，灰分含量也比日本和美國高得多。值得注意的是，美國焚燒的生活垃圾中可燃物占總量的3/4，遠(yuǎn)高于其他國家生活垃圾中可燃物的含量，這是因?yàn)槊绹呀?jīng)先行將生活垃圾進(jìn)行分類，然后將不能回收利用的垃圾作焚燒處理。
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