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)文明建設進程中發(fā)揮著越來越重要的作用.生活垃圾焚燒發(fā)電技術作為固廢資源利用的一種方法,如今已經演變成為一種成熟的資源利用技術.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、燃燒發(fā)電技術以及煙氣控制方面對國內外生活垃圾焚燒技術進行了比較分析,認為隨著生活垃圾量日益增長,生活垃圾焚燒技術仍是一種實現減量化、資源化必不可少的手段,但是需要提升焚燒技術,改進國產焚燒工藝,嚴格控制焚燒煙氣中污染物的排放,建立實時監(jiān)測點,避免造成二次污染。
0 引言
目 前， 全世界每年產生的城市生活垃圾(municipal solid waste，MSW)達到了13億t，預計到2025年，城市生活垃圾產量將達到22億t/a，增幅達到70%。這意味著在接下來的幾年內，人均生活垃圾日產量會從1.2kg/ 人增加到1.42kg/人。其中，中國是生活垃圾產量增速最快的國家，中國已經在2004年超過美國，成為全球最大的生活垃圾產生國家，預計到2030年，中國的垃圾產量將是美國的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物質使其變成穩(wěn)定的腐殖質。但堆肥的條件控制較復雜，并且周期較長，不適合進行大量垃圾的處理。“垃圾是放錯地方的資源”這一點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，實現垃圾的減量化、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，并且垃圾焚燒產生的熱量可以用來發(fā)電，因此焚燒法逐漸成為國內垃圾處理的主要方式。
垃圾焚燒發(fā)電技術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。現今垃圾焚燒發(fā)電技術已經趨于成熟，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。據世界能源理事會統計，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，除了以焚燒技術為核心外，垃圾焚燒行業(yè)還對原料性質和煙氣處理方面有著嚴格要求。本文將從生活垃圾焚燒發(fā)電的上、中、下游，即原料、焚燒技術以及煙氣處理3個方面將中國與發(fā)達國家(美國、歐洲、日本和韓國)垃圾焚燒行業(yè)發(fā)展現狀進行對比，并對垃圾焚燒行業(yè)前景進行分析。
1 生活垃圾性質
對于垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)，垃圾的性質對焚燒效果有很大的影響。本文從全球生活垃圾的產量、組成及熱值3個角度對生活垃圾性質進行分析。
1.1 生活垃圾產量
不同地區(qū)、國家甚至城市之間生活垃圾產量存在很大的差別。生活垃圾產量與地區(qū)的經濟發(fā)展水平、工業(yè)化程度、公眾習慣以及當地氣候有關，一般來說，經濟發(fā)展水平越高，其生活垃圾產量越高。
圖1 為全球生活垃圾產量比例，可以看出，垃圾產量最大的地區(qū)為東亞及太平洋地區(qū)，占全球總產量的23%，其次是歐洲及中亞地區(qū)，占全球總產量的20%。其中，東亞及太平洋地區(qū)的垃圾產量中有70%的生活垃圾來自中國，即中國的生活垃圾產量占全球總產量的16%，這和我國近幾年經濟的飛速發(fā)展有很大關系。
表1為2018年世界銀行統計的部分國家生活垃圾年產量及人均日產量的數據。由表1可以看出，雖然中國的城市生活垃圾總產量比較高，但城市生活垃圾人均日產量比其他發(fā)達國家都要低，甚至不足美國生活垃圾人均日產量的1/5，說明經濟越發(fā)達的地區(qū)，其生活垃圾產量也越高。
1.2 生活垃圾組成
本文將從2個角度對生活垃圾物質組成進行分類。
1)將生活垃圾分為有機垃圾、廢紙、塑料、玻璃、金屬、橡膠皮革和其他7類。按照2018年世界銀行統計數據，按經濟發(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數據。
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，遠高于其他國家生活垃圾中可燃物的含量，這是因為美國已經先行將生活垃圾進行分類，然后將不能回收利用的垃圾作焚燒處理。
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