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英国湖畔焚烧厂于2010年开始运行,总投资1.6亿欧元,使用先进的技术,每年处理量为41万吨。
为了减少对周围居民造成的不便,同时减少任何可能对希思罗机场入港航线造成的湍流影响,工厂建筑拥有一系列的独特特征,包括弧形的屋顶,可以减少构筑物的棱角,还包括采用了创新式设计的75米烟囱。
工厂俯视图
该工厂发电能力为37MW,其中绝大部分都进入了国家电网,能够满足5万座住宅的用电需求。该厂还有为当地基础设施提供余热的潜力,有可能在未来成为热电联产工厂。湖畔焚烧厂的设计使用寿命为25年。
工厂的主要输出如下:
每年向国家电网输送250000MWh电力;
20000吨回收铁;
100000吨底灰;
10000吨飞灰(空气污染控制设施排出的残留物)。
废物物料的接收、储存与进料
焚烧厂的进料抓斗
进料过程的操作间
工厂接收的废物包括生活垃圾和商业/工业废物。运送车辆在进入工厂后会首先称重,之后就会将废物倾倒进入容量为7500吨的储存处。该储存处是欧洲最大、最复杂的混凝土浇筑物之一,曾经因此获奖。车辆在出场时会再次称重,来确定运送废物的实际重量。储存处的容量相当于工厂四天的处理量。储存处上方的吊车会将其中的废物混合,令其在进入进料斗前拥有更为均匀的热值分布。进入进料斗的废物会被水力进料器以均匀的速度推入焚烧炉。焚烧用空气来自储存处的上方,从而令倾倒处保持轻微的负压,解决了释放异味的问题。
焚烧
焚烧过程产生的热蒸汽被用来加热锅炉中的水,获得过热的干蒸气,其参数为大约400℃、45巴。湖畔焚烧厂有两套焚烧处理设备,每套的处理量为27吨每小时。每套处理设备每小时大约会产生7吨的底灰,其中有大约1.5吨是金属。
焚烧厂的内部布局
焚烧室的观察窗口
废物正在焚烧
焚烧厂的控制室
发电
锅炉产生的过热干蒸气在到达蒸气涡轮后,会驱动涡轮发电。发电机产生的电能除了足够满足工厂的电力需求(3MW),还能向国家电网输送34MW的电力。
涡轮使用过的蒸气会在经过冷凝器后返回锅炉,形成闭环的蒸气/水循环。使用设计手段,涡轮处的低压蒸气还能被分离出来,一旦未来有机会,就可以为当地街区提供供热服务,从而使工厂变为热电联产工厂,进一步提升能量效率。
空气污染控制
工厂的释气系统包括烟气循环和选择性非催化还原(利用注入的氨水或干尿素)单元。酸性烟气会在石灰水溶液中通过半干去除过程得到中和。工厂利用活性炭喷射吸附方法来减少二噁英及包括汞在内的多种重金属的排放。烟气在流经洗气器后,还会经过袋式除尘器的处理,来去除其中的颗粒物,包括前述处理过程中产生的石灰和活性炭颗粒物。
在完成清理过程后,烟气会进入75米高的烟囱,经由两个相互分离的烟道向大气排放,从而实现有效的烟气分散。根据设计,在95%的天气条件下,工厂都只会产生极少的、甚至完全不产生可见的烟柱。工厂的烟囱还包含第三条烟道,用于排放附近医疗垃圾焚烧厂产生的烟气。
焚烧厂75米高的烟囱
灰烬处理
焚烧过程会产生两种类型的固体废物,分别为焚烧炉炉排和锅炉产生的底灰和释气设备的空气污染控制过程产生的飞灰。
底灰沿传送带输送
传送带上方的磁铁吸附底灰中的金属
焚烧厂产生的底灰
每套焚烧设备的底灰产生量为大约每小时7吨。在被来自污水处理厂的出水冷却后,底灰经由传送带进入遮蔽的存放区域,然后再经由传送带进入专用的储存处。底灰中的黑色金属被传送带上方的电磁铁吸附,从而得到循环利用。底灰最后从工厂运出,在厂外被制作成集料,用于道路铺设和建筑业。
烟气过滤系统
焚烧厂用于运送飞灰的车辆
颗粒物过滤系统产生飞灰的速率为0.9吨每小时。飞灰会在厂内密闭的储存处储存,之后利用专用的密闭罐车运送至获得认证的废物处理设施,在无害化后,进入获得认证,具有处置资格的填埋场。
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余刚,清华大学环境学院教授,长江学者奖励计划特聘教授,国家杰出青年科学基金和北京市教学名师奖获得者,教育部“新兴污染物风险评价与控制技术”创新团队负责人。曾任联合国环境规划署POPs公约最佳可行技术-最佳环境实践专家组联合主席。现任清华大学持久性有机污染物研究中心主任、新兴有机污染物控制北京市重点实验室主任、中国环境科学学会持久性有机污染物专业委员会主任、中国化学会环境化学专业委员会副主任,国际期刊《EmergingContaminants》主编,《Chemosphere》AssociateEditor。
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