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随着中国城市化进程的推进,许多城市面临垃圾围城的困境。据统计,我国每年生活垃圾产量近5亿吨,堆存量已达80亿吨,占地80多万亩,城市生活垃圾清运量1.72亿吨。
目前,垃圾处理的方式主要有两类,一是焚烧发电,二是填埋。但填埋显然已不符合“减量化、无害化、资源化”的要求,不仅占用已十分稀缺的土地,严重污染周边土壤、空气以及地下水,更是高悬在子孙后代头顶上的一把“达摩克利斯”之剑。也因此,垃圾焚烧发电正逐渐成为主流处理方式。
然而,中国的垃圾焚烧在建厂推广的过程中却遭遇了重重阻碍,原因是垃圾焚烧过程中产生的二噁英。二噁英是很强的致癌物质,由碳氢化合物燃烧时有氯元素存在的情况下产生。由于垃圾中有大量的聚氯乙烯塑料,因此垃圾焚烧的二噁英问题一直是技术攻关的重点。
那么,垃圾焚烧的过程如何?令公众“谈烧色变”的二噁英排放又有着怎样的真相?2015年8月,记者实探了中国节能环保集团下属合肥城市生活垃圾焚烧发电项目,亲眼见证了生活垃圾变身绿色电力的全过程。
垃圾发电全解析
每个人每天都会生产大量垃圾,对于人们来说,从家里把垃圾放进小区的垃圾桶,似乎一切都解决了。但对于垃圾来说,它们的旅程才刚刚开始。
走进中节能的合肥城市生活垃圾焚烧发电项目园区,如果不是门口的标示,根本想象不到这里是处理生活垃圾的地方——园区绿化做得井井有条,潺潺流水穿行整个园区,空中没有任何异味。
来到位于5楼的垃圾吊控制室,从透明玻璃往下看,有一个巨大的垃圾仓,堆满了垃圾。负责人介绍说,整个垃圾仓长106米、宽28米、高30米,最高存放量达到2万吨垃圾,目前每天垃圾仓至少保证有1万吨垃圾。而整个垃圾仓做了负压设计,保证异味不会外散。
每天,生活垃圾由运输车运入厂区,经过计量后驶入密闭的垃圾卸料平台,卸料门自动开启后,垃圾就进入了这个仓内进行厌氧发酵。
“垃圾在焚烧前需要经过厌氧发酵,通常夏天需要发酵3天以上,冬天则需7天以上,仓内的垃圾最早是一周以前的,也有近两三天的。”工作人员介绍说。
在垃圾仓顶部,有一个六爪垃圾吊。在控制室工作人员的操作下,垃圾吊前后左右上下运动。它对准一个垃圾堆,抓起了一“把”垃圾,投进焚烧炉中。可别小看了这一“把”,工作人员介绍,这一“把”垃圾重达8吨。
在垃圾仓底部,设有垃圾渗滤液收集系统,通过管道送至场内的污水处理站进行处理,处理达标后排入市政污水管网。而园区里的流水,也正是经过处理后的污水。
“刚刚抓起的垃圾都是最早运来的,已经完全发酵好了。垃圾经过厌氧发酵,沥出水分后已经变得相对干燥,这样的垃圾才能送进焚烧炉。”现场工作人员介绍说。
在二楼的中控室内,大屏幕上显示焚烧炉各个环节的相关数据。正中间是焚烧炉中烈火熊熊燃烧的画面。据介绍,焚烧炉长近30米,焚烧炉出口温度不得低于850℃,最高可达1050℃,不需要添加其他燃料,完全靠垃圾自身燃烧。在900℃的高温下,一块砖头两秒就能烧成灰渣。
炉内垃圾燃烧后会释放高温烟气,高温烟气进入余热锅炉,经与锅炉受热面热交换产生过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮发电机组做功后产生电力,扣除场内自用电后,经输电站进入国家电网。
垃圾充分燃烧后,炉渣和高温烟气是直接生成物。“这些废渣可以用于制砖,”工作人员介绍说,“与余热锅炉换热后的烟气,经烟气净化设施的脱氮、脱酸、除重金属和二噁英处理后,进入布袋除尘器进行除尘。被布袋除尘器分离出的飞灰需与水泥和螯合剂固化稳定成型后,才能送往就近灰渣填埋场分区填埋。脱酸净化后的烟气在达到欧盟2000标准后经引风机进烟囱排入大气。”
据介绍,城市生活垃圾焚烧发电项目总投资11.5亿元、年处理生活垃圾66万吨的合肥市首个垃圾焚烧发电项目,不仅可消化合肥市近70%的生活垃圾,每年还可并网发电近2亿度,相当于合肥市城区居民27天的用电量。
二噁英排放不再是问题
一直以来,导致公众反对的关键是垃圾焚烧过程中产生的二噁英问题。
为了保护公众安全,被称为“史上最严”新国标的《生活垃圾焚烧污染控制标准》已于去年7月1日起正式分阶段实施,其中二噁英的排放标准为0.1 ng TEQ/m3,仅为原有标准的十分之一。
中节能合肥公司总经理黄智在采访中告诉记者,二噁英的检测与其他指标不同,并没有办法显示实时数据,只能通过取样的方法进行检测。“但通过三个指标可以基本判定没有问题。”
黄智所说的三个指标一是燃烧温度,二是一氧化碳含量,三是烟尘量,即通称的3T。虽然目前没有有效的在线监测或者快速检测的仪器,但这并不等于在垃圾焚烧过程中不能预知和控制二噁英的产生量,一般可以通过监测一氧化碳的产生量,实时预知和控制二噁英的产生,因为垃圾低温燃烧的同时,因不完全燃烧而产生一氧化碳气体,而一氧化碳是可以显示在表计上的,故只要监测和控制一氧化碳的生成量,能预知和控制二噁英的产生。黄智介绍说:“中国节能为保证二噁英达标排放,采用‘3T+E’设计原则,对垃圾焚烧实行全过程控制。即保证较高的燃烧温度(>850℃),保持燃烧气体的充分滞留时间(>2s),并从炉顶部吹入二次燃烧用空气,使燃烧气体形成湍流,达到气体充分混合,实现完全燃烧。”
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