第一篇:城市生活垃圾焚燒發電技術分析及經濟效益[小編推薦]
城市生活垃圾焚燒發電技術分析及經濟效益
加入時間:2011-1-11
一、技術開發的背景與意義
二十世紀以來,固體廢棄物的排放急劇增加,造成的大氣污染、地下水污染、土壤污芽土地占用、自然景觀破壞等問題日趨嚴重。固體廢棄物分為工業垃圾和城市垃圾兩種,城市垃圾的產量是驚人的,據統計,中國1990年城市垃圾總產量為6900萬噸,北京市每年的城市權產量超過200萬噸。如何有效地處理這些城市垃圾,使之資源化、減量化和無害化(即“三化”),成為當前世界各國十分關注的課題。
對城市垃圾的常用處理方法有填埋、堆肥,制沼氣、填海、焚燒和流化床制燃氣等,其中以焚燒、流化床制燃氣的處理方法為佳,符合“三化”的要求。由于流化床制燃氣的方法投資大、工藝設備復雜,尚處于研究起步階段。城市垃圾焚燒技術在美國一日本、法國、德國等發達國家己得到初步應用,并產主了良好的環保和經濟效益。
焚燒垃圾、回收能源的辦法是我國處理城市垃圾的一個主要發展方向。
二、國外垃圾焚燒發電概況
1.國外垃圾發電
國外最早進行垃圾焚燒技術研究開發的是德國,隨即英國、法國、美國、日本等國也積極開展了這方面的研究。
德國目前己有五十余座從垃圾中提取能量的裝置及十多家垃圾發電廠,并且用于熱電聯產,以便有效地對城市進行采暖或提供工業用汽,1965年聯邦德國垃圾焚燒爐只有7臺,年處理垃圾71.8萬噸,可供總人口4.1%的居民用電。至1985年,焚燒爐已增至46臺,年處理垃圾800萬噸以上,占垃圾總數的30%,可供總人口34%的居民用電,柏林、漢堡、慕尼黑等大型城市中,民用電的10、7%來自垃圾焚燒。1995年德國垃圾焚燒爐達67臺,受益人口的比率從34%增加到50%。法國共有垃圾焚燒爐約300臺,可將城市垃圾的40%以上處理掉。巴黎有4個垃圾焚燒廠,年處理量170萬噸,占全市垃圾總量的90%,口收的能量相當于20萬噸石油,供蒸汽量占巴黎市供熱公司總量的三分之一。美國從80年代起,政府投資70億美元,興建90座焚燒廠,年總處理能力3000萬噸。目前最大的垃圾發電廠已經在底特律市建造,日處理垃圾量4000噸,發電量65MWe。瑞典、丹麥等國也有類似的焚燒發電廠。
2.國外垃圾焚燒設備
垃圾鍋爐是垃圾熱電站臺的主要設備,亦是發展垃圾熱電站的關鍵所在。由于垃圾燃料是具有一定腐蝕性、水分大、熱值不穩定的垃圾,因而垃圾鍋爐及其燃燒設備在設計上有其一定的特殊性。由于垃圾發熱值低,且水份含量較高,因此,性能優良的燃燒設備是垃圾鍋爐的關鍵之處。國外已投入運行的垃圾鍋爐燃燒方式主要有以下幾種:
(1)多級階梯鏈條爐排垃圾在爐排上由高到低逐級流動,逐級燃燒至燃盡。
(2)傾斜往復式爐排是間隙動作的逆向傾斜往復爐排,與我國一般燃煤的間隙動作順向傾斜往復式爐排不一樣。這種爐排的優點是:
①火種與主垃圾混合性好,易干燥,著火快。
②垃圾層間攪拌充分,利用完全燃燒:
③干燥、著火、燃燒、燃盡一系列過程都在爐排上進行,故而處理效率極高
④垃圾層均勻,燃燒穩定,爐溫及鍋爐蒸發量變動很小。
(3)流化床燃燒方式流化床燃燒對燃料的適應性好,能完全燃燒各類城市垃圾或有機的工業垃圾等。
(4)旋轉式燃燒旋轉式燃燒是KWU/SIEMNS公司在Uim一Wibligen試驗成功的新的工業流程。該工藝是將垃圾在緩慢旋轉的簡體內450℃進行無氧碳化,產主沼氣和固態殘留物。固態殘留物中用機械方法去除非可燃物(如金屬、石塊、玻璃等),余下部分為碳化物,其熱值達到與褐煤相仿。這部分碳化物與產生的煤氣共同在1300℃下燃燒。
(5)等離子弧燃燒方式該方法是通過在垃圾堆中設一條通道,將等離子弧及冷卻劑和氣體經通道輸入垃圾中,這時火種將垃圾熔化蒸發,使之變成無害的玻璃狀熔渣。燃燒火焰溫度可高達8000℃,釋放的氣體引入燃料電池發電。
目前,國外垃圾焚燒鍋爐的容量一般在10t/h~100t/h,蒸汽壓力為1.4Mpa~4.7Mpa,蒸汽溫度多為飽滿和溫度,一般是在400.C左右。
三、中國迫切需要發展垃圾焚燒發電技術
1.我國垃圾產量及成份
我國經濟的持續發展和人民主活水平的不斷提高,城市生活垃圾的產量逐年增加,年均增長率接近9%。雖然我國城市居民人均日產垃圾不足1kg,低于大多數發達國家,但其總產量卻相當高,見表1。預計到2000年我國城市垃圾產量將達到19000萬噸左右,我國城市垃圾的特點是無機物含量高于有機物含量,不可燃成分高于可燃成分。但不同類別城市之間差別較大,中小城市垃圾的有機質含量多為2%左右,一些大城市如北京市的垃圾有機質含量可高達8%以上。有機成分中,以生物質(即生物與廚房垃圾)所占比例為大,紙張較少,而國外垃圾中紙張所占比例較大:無機成分中,以灰土磚石為主,玻璃、金屬等含量很低。垃圾組成成分不同,決定了我國垃圾處理應走自己的路、而且不同城市之間也采取不同的處理,不能簡單地仿效國外。
2.發展垃圾焚燒發電技術大有可為
一般認為,當垃圾的發熱值大于3349kJ/kg時,就可以由自然方式直接燃燒。我國垃圾的發熱值遠遠低于發達國家。
我國中等以上城市的垃圾低位發熱量一般在2512~4605kJ/kg范圍內,北京地區較高,可達到349~65605kJ/kg。隨著城市生活水平的不斷提高,北京市1997年以后天然氣營道接通后城市燃煤氣率將有突破性增加,垃圾的發熱值還會不斷增加。顯然,燃煤氣化的發展對保證垃圾可烯是很重要的一步。
燃用煤氣地區的城市垃圾中有機物的含量相當高,一般超過50%,高的達80%以上。大量的有機垃圾是極寶貴的資源,它既可提煉有用的物質,亦是垃圾中主要的可燃成分。
發展城市垃圾熱電站與城市人口數量亦有一定的關系,因為電站的主產是連續性的,需要有厄夠數量的垃圾才能保證連續運行。同時,還要考慮垃圾數量與質量會隨季節的不同而有變化。按城市人口平均每人每天產主垃圾量約為1kg(發達國家稍多)計算,城市人口太于100萬以上·則每日產主城市垃圾在1000噸以上,就可以保證穩定發電。
3.開發適合我日垃圾的國產焚燒鍋爐
國外目前比較成熟的垃圾焚燒設備多為馬丁爐排鏈條爐。對于熱值較高的城市垃圾而言,這種選擇無疑具有其科學性,但在處理熱值較低且變化范圍較大的我國城市垃圾時,必然帶來一定程度上的困難,甚至影響整個垃圾焚燒廠運行。深圳衛主處理廠引進的日本焚燒爐就已經遇到了這一情況,從投資的角度來看,引進一套(兩臺)日處理量600噸垃圾(發電功率為2x3Mwe)的焚燒發電處理廠需要投資約4.5億人民幣,對于處于發展時期的我國來說是難以接受的。若能開發研制符合中國國情的國產化垃圾焚燒爐,將具有廣闊和應用前景。在固體廢棄物的焚燒處理方面,我國科研工作者做過大量的工作,主要采用鼓泡流化床或循環流化床燃燒方式。對于熱值及成分多變的垃圾,流化床燃燒是具有其獨特的優勢的,這己為國外學者所公認。尤其是在污染物控制方面,流化床同時解決了燃燒與脫污染物過程,有效地降低了設備的初投資,減小系統的復雜性,因此采用流化床焚燒方式,開發研制符合中國國情的國產化垃圾焚燒爐將是一條合理的技術路線。從工藝角度看。垃圾焚燒技術的核心是燃燒問題,只有保證鍋爐能穩定、充分清潔地燃燒,才可能實現垃圾的無害化和降容化。為了組織好燃燒;需要開發一套成熟的能把成分復雜、大小不一的原始垃圾順利送入燃燒裝置,并把灰渣及不可燃物質(如石磚等)從燃燒設備順利排出的技術和裝置,焚燒后垃圾減量程度可達90%。為了保證垃圾焚燒后不對環境造成二次污染,需要發展相關的污染控制技術,一方面要靠合理、有效地組織燃燒過程以控制Nox和二惡英、吹哺類的污染物產生量,另一方面要有效地去除或防止HCI、Sox和重金屬的污染,為了減少投資和提高效率,需要有效地回收燃燒產物:煙氣中的熱能。燒掉垃圾,只是滿足環保的需要,實現了垃圾的無害化、降容化。垃圾焚燒爐的熱利用,亦即進一步運用余熱鍋爐,充分利用焚燒熱,實現蒸汽發電、供熱,是垃圾的資源化。此外,還可對焚燒后的灰渣進行制磚等綜合利用。概括他說,垃圾焚燒綜合利用技術需要解決燃燒、污染控制和進料、排渣等一系列問題。這些問題在通常的燃燒組成穩定的燃料時是可以解決的,但由于作為燃料的垃圾的復雜成分需要進行深入詳細的研究。
四、垃圾焚燒發電綜合利用技術
1.垃圾進料裝置
國內的城市生活垃圾沒有分類,而分選、破碎的設備不僅十分復雜,而且可靠性差,因此不能走國外的流化床焚燒爐把垃圾破碎到一定粒度(如1~10mm)的路線,必須開發出能原始垃圾(盡管其中可能含有木頭、金屬和磚石等不規則物體)順利送入爐膛的進料裝置,清吩學根據幾十年煤燃燒技術科研與工程的經驗和對國內外有關裝置的比較、研究,選用爐排進料、流化床燃燒的方式,順利解決了這個問題。
2.流化床垃圾焚燒技術流化床燃燒技術是專門針對低熱值燃料而開發的,流化床焚燒低熱值的垃圾有較高的效率,燃燒效率可高達95%以上,而且對燃料成分變化不敏感:熱值不足以維持熱平衡時投入輔助燃料(煤)助燃。通過實驗運行,己解決了焚燒的充分性、可靠性,而且由于流化床獨特的燃燒方式,其氣體有害物的排放量少于其它焚燒方式。清華大學對垃圾焚燒機理的理論與實驗研究己為垃圾焚燒爐的設計提供了必需的設計依據。
3.流化床床上排渣技術
由于垃圾成分及形狀復雜,灰渣的顆粒大濘、形狀也不盡一致,不同子一般流化床的排料條件,需采用特殊的排渣技術。清華大學通過研究、采用床上定向排渣技術可以解決排渣問題。
4、受熱面防腐技術垃圾焚燒時由于其原始組成中含有大量的塑料,會生成具有很強腐蝕能力的HC1:為降低氮的氧化物生成,需要分級燃燒,爐膛內形成還原氣氛。應研究還原區的高溫腐蝕。此項技術正在研究中。
5.污染物脫除技術
一般地,利用流化床可實現爐內脫硫、除HCI等,并有效地降低氮的氧化物Nox的生成。為經濟、有效地控制污染物的排放,應研究污染物的生成機理,開發可靠的脫除污染物技術。目前清華大學已具有實用的爐內脫硫、除HCI技術,其它污染物的脫除技術正在研究中。根據清華大學已有日處理10噸垃圾的熱態實驗裝置上試驗的結果,HCL<50ppm,NOX<500ppm,S0X<1500ppm,均低于國家排放標準。由于采用流化床焚燒技術,有機物充分燃盡,幾乎不存在二惡英、呋喃排放問題。
6.灰渣綜合利用技術
對流化床排出的灰渣經磁選除去金屬(回收)后,進行簡單破碎,即可成為水泥、磚等的原料之一,需要時焚燒后的灰渣成分、特性及其它原料的配比進行研究。
五、產業化條件
城市垃圾焚燒發電綜合利用可逐步產業化,不僅可將以后產生的城市生活垃圾全部焚燒發電降容處理。而且可能部分的消化以前多年遺留下未處理的垃圾。除發電外,還可以為垃圾焚饒處理廠附近的企事業單位或居民提供熱源如冬委供暖、工業用汽,焚燒后的灰渣可以制成建筑材料或作為筑路材料。焚燒后垃圾體積下降90%,焚燒降容后填埋占用土地面積大大下降。其效益是多方面的。一臺蒸發量為20t/h的焚燒鍋爐每天可處理垃圾約300噸左右,按每年運行300天計,一年可處理城市垃圾計9萬噸,這相當于30萬城市居民一年的垃圾排放量。焚燒爐的各項排放指標均可以達到國家環保要求。垃圾焚燒產生的熱量可用于發電或供熱、制冷,發電功率為3000kWe,可保證垃圾焚燒廠在經濟上不僅可自我維持,節省了垃圾處理費用,甚至還略有盈余。
一我國近五百個大中小城市,每年垃圾產量可達七千多萬噸,市場是極為廣闊的。據統計分析,我國大中城市垃圾中無機物平均含量較大,有機可燃物含量較小。除局部地區熱值可達6500kJ/kg外、大部分垃圾的熱值不足4000kJ/Kg,而國外的垃圾焚燒設備主要適用于處理較高熱值的垃圾(一般熱值應大于6500kJ/kg),此外,我國垃圾沒有分揀,成分遠比國外的生活垃圾復雜。由于不同熱值、、不同成分燃料的燃燒特性差異很大,因此,從技術上說,照搬國外的技術、設備是不能很好地解決我國的垃圾焚燒問題的。
二從經濟上說,國外的12Mwe垃圾發電機組的初投資可達0.5億美元,是其常規火力電站投資的二倍以上,而比國內同等規模的常規火力電站的初投資(約1億人民幣)大四倍多。運行費用高30~50%以上。因此,大規模引進國外機組建設垃圾焚燒廠是不可能的,在中國是沒有經濟可行性的。
六、科研開發條件
清華大學工業鍋爐及民用煤清潔燃燒國家工程研究中心在流化床燃燒技術研究方面一直處于國內領先水平。先后研制出4~220t/h蒸發量多種類型的燃煤國產化循環流化床鍋爐,現正在主持國家九五攻關項目“125Mwe循環流化床鍋爐的研制”工作。
1993年,向臺灣出售一臺75t/h(12Mwe)以工業固體廢棄物為燃料的焚燒爐整套技術圖紙。在垃圾焚燒發電技術研究方面,清華大學己作了大量工作,利用自籌資金建設了熱態實驗臺和冷態實驗臺,開展一些基礎研究和技術開發工作,并取得了階段性成果,已申請兩項國家專利,其一是“燃用多成分低熱值的流化床鍋爐及其運行方法”,是主要針對大中城市研制的大型流化床焚燒爐,單爐處理量150一500t/d,其二是“燃用固體廢棄物的快裝流化床焚燒爐”,是針對小區、車站、機場、碼頭的設計的快裝型流化床焚燒爐,單爐處理量50一150t/d。前面所述的進料技術、流化床焚燒技術、排渣技術和污染物脫除技術包含在這兩個專利之中。此外,還有多項技術,有害物經濟脫除技術等正在研究中,擬研究成功后申請相應的國家專利。
七、商業化垃圾電站投資及效益分析
根據清華大學目前研究和熱態實驗的基本數據,參照國內常規小型熱電站投資、收費標準,以每天處理900噸垃圾的焚燒發電廠為例,說明完全國產化的垃圾電站的投資運行費用概算。
1.建設規模與內容
垃圾處理量900t/d,占地面積2500m2,建筑面積18000m2,全廠包括垃圾收集上料系統、垃圾焚饒鍋爐、汽輪發電機系統、三廢處理系統及輔助工程系統等。擬采用三機四爐,即三套汽輪發電機,四臺垃圾焚燒鍋爐(三開一備)。
2.主要設計參數
(1)單爐垃圾處理量300t/d
(2)焚燒鍋爐臺數4臺
(3)年運行時間>7000小時
(4)垃圾低位發熱量5000kJ/kg(4180~6500kJ/kg)
(5)垃圾水分20~45%
(6)垃圾焚燒溫度800~950’C
(7)過量空氣系數1.5~1.7
(8)汽輪發電機出力3000kw/臺
(9)輪發電機臺數3臺
(10)有害物排放濃度煙塵<30mg/m3,HCI<50mg/m3,N0x<500mg/m3,SOx<200mg/m3,CO<60mg/m33.
3.效益分析
三臺汽輪發電機總發電功率為9000kw,自用電為2000kw,外供7000kw,全年運行7000小時,共外供7000x7000=4.9X107kw.h,每度電售價按0.3元考慮,則年售電收入1470萬元,如果鍋爐產生蒸汽不僅發電,而且進行供熱,效益會更好。回收的廢金屬可外售,焚燒后的灰渣可作建筑原料,也可有少量收入。此外,工程建成后,每年減少垃圾填埋量約26萬噸,每噸填埋費按25元計,每年可節省填埋費650萬元,同時可減少用于填埋的占地約30畝,又可節省一筆土地征用費,并節約了土地資源。
桑榆選自
中國節能產業網 2011-1-11
第二篇:垃圾焚燒發電成本分析
垃圾焚燒發電成本分析
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《環境衛生工程雜志》2014年第三期 1注意設備選型
1)在滿足環保排放標準的條件下,盡量選擇國產爐排爐、國產汽輪發電機組。2)應考慮合理的設備出力余量(鍋爐、汽輪發電機組、化水、冷卻水、滲瀝液處理等)。設備選型時應考慮項目3~5a后的垃圾熱值的增加、垃圾含水率的降低等因素。汽輪發電機組一般應考慮10%~20%設計點的發電余量。
2運營收益及成本 收益包括:垃圾補貼費、售電收益、爐渣廢鐵收益(一般情況下此收益可不計)等。成本包括:運行成本、預提大修理費、折舊費、貸款利息等。2.1售電收益售電收益=上網電量×上網電價。上網電量=發電量×(1-廠用電率-線損)。廠用電率與垃圾電廠規模有關。日處理垃圾600t焚燒電廠,廠用電率+線損約15%。日處理垃圾1000t以上焚燒電廠,廠用電率+線損約13%。上網電價:2012年發改委發布了《關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》(發改價格[2012]801號)規定:“以生活垃圾為原料的垃圾焚燒發電項目,均先按其入廠垃圾處理量折算成上網電量進行結算,每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280kW?h,并執行全國統一垃圾發電標桿電價0.65元/(kW?h)(含稅,下同);其余上網電量執行當地同類燃煤發電機組上網電價”。垃圾焚燒電廠的上網電價一般可按0.65元/(kW?h)預算。
2.2垃圾補貼費垃圾補貼費與當地的財政收益和環保要求有關,一般情況下,政府垃圾補貼費為70~150元/t。垃圾補貼費在一段時期內應根據物價水平的提高做相應調整。
2.3運行成本運行成本包括:管理人員和運行人員工資、社保、用水費用、備品配件費用、燃料費用、消耗品、灰渣填埋費等。
2.4預提大修理費大修理費可計入固定資產但需滿足《中華人民共和國企業所得稅法實施條例》第512號第六十九條規定:企業所得稅法第十三條第(三)項所稱固定資產的大修理支出,是指同時符合下列條件的支出:
(一)修理支出達到取得固定資產時的計稅基礎50%以上;
(二)修理后固定資產的使用年限延長2a以上。預提大修理費按固定資產一定比例提成,專款專用。
2.5折舊費折舊是指在固定資產使用壽命內,按照確定的方法對應計折舊額進行系統分攤,是固定資本在使用過程中因損耗逐漸轉移到新產品中去的那部分價值的一種補償方式。折舊的方法有年限平均法、工作量法、雙倍余額遞減法、年數總和法。一般情況下企業折舊采用年限平均法。固定資產年折舊率=(1-殘值)/預計使用年限。殘值:按固定資產10%計。不同的設備有不同的折舊年限,《中華人民共和國企業所得稅法實施條例》(第512號)第60條對折舊有明確的規定:除國務院財政、稅務主管部門另有規定外,固定資產計算折舊的最低年限如下:①房屋、建筑物,為20a;②飛機、火車、輪船、機器、機械和其他生產設備,為10a;③與生產經營活動有關的器具、工具、家具等,為5a;④飛機、火車、輪船以外的運輸工具,為4a;⑤電子設備,為3a。
2.6貸款利息建設期貸款利息進入建設投資成本,生產期貸款利息進入生產成本。利率:與銀行、貸款年限、、項目性質、公司信用等有關,銀行貸款利率見表2。貸款年限:固定資產貸款一般在3~10a。貸款額度:一般為項目總投資的70%以下(與項目性質、公司信用等有關)。還款方式:等額本金、等額本息。
2.7稅收與垃圾電廠有關的稅收:增值稅、所得稅、教育附加稅、土地使用稅、車船使用稅等。增值稅:《財政部國家稅務總局關于資源綜合利用及其他產品增值稅政策的通知》財稅[2008]156號規定:“以垃圾為燃料生產的電力或者熱力。垃圾用量占發電燃料的比重不低于80%,并且生產排放達到GB13223—2011第1時段標準或者GB18485—2001的有關規定,實行增值稅即征即退的政策”。所得稅:《中華人民共和國企業所得稅法實施條例》第512號,第88條規定:企業所得稅法第二十七條第(三)項所稱符合條件的環境保護、節能節水項目,包括公共污水處理、公共垃圾處理、沼氣綜合開發利用、節能減排技術改造、海水淡化等。項目的具體條件和范圍由國務院財政、稅務主管部門商國務院有關部門制訂,報國務院批準后公布施行。企業從事前款規定的符合條件的環境保護、節能節水項目的所得,自項目取得第1筆生產經營收入所屬納稅起,第1年至第3年免征企業所得稅,第4年至第6年減半征收企業所得稅。垃圾焚燒電廠增值稅實行即征即退,所得稅實行三免三減半的優惠政策。
3垃圾焚燒發電項目投資分析 3.1項目投資分析前提條件日處理垃圾:600t/d(2×300t/d)。鍋爐參數:額定蒸汽蒸發量24t/h;額定蒸汽出口壓力4.1MPa;額定蒸汽出口溫度400℃;鍋爐給水溫度130℃;鍋爐熱效率80%。汽輪發電機:1×12MW(汽耗率以4.8kg/kW?h計)。上網電價:0.65元/(kW?h)。垃圾補貼:70元/t。年處理垃圾:20萬t。入爐垃圾熱值:5643kJ/kg(設計點)。年運行小時:8000h(折算成年滿負荷運行小時7200h)。廠用電率:15%。每噸垃圾發電量:345kW?h/t。增值稅即征即退,企業所得稅三免三減半,之后所得稅稅率25%。總投資:2.5億元人民幣(其中注冊資金8000萬元)銀行貸款:1.7億元,年貸款利率6.55%(貸款10a,2a建設期,8a等額還本付息,年還貸款2735萬元,其中年平均還貸利息610萬元)。年折舊:1425萬元(年平均折舊率按6%計,15a折舊,固定資產形成率按95%計,10%殘值)。預提大修理費:190萬元(按固定資產的0.8%預提)。
3.2運行收益垃圾處理費:20萬t/a×70元/t=1400萬元/a。供電收益:7200h/a×345kW?h/t×25t/h×85%×0.65元/(kW?h)=3431.025萬元。收益小計:1400萬元/a+3431.025萬元=4831.025萬元(未計爐渣等收益)。3.3運營成本工資成本:650萬元(100人計,工資5萬元/(人?a),社保30%計)。辦公費用:100萬元。水費:150萬元(50萬t×3元/t)。配件、材料、其它消耗品等:350萬元(國內設備按固定資產的1.5%預算)。其他:150萬元(石灰、活性炭,飛灰填埋費等)。運營成本小計:1400萬元。
3.4項目投產后前20a利潤預測項目投產后前20a利潤預測結果見表3。3.5投資回報分析前20a總的可分配利潤為39908萬元(靜態)。前20a每年平均可分配利潤為1995.4萬元(靜態)。前20a自有資金平均回報率24.94%(靜態)。靜態回收年限約8a。
3.6垃圾焚燒電廠投資及運營成本構成分析投資成本中各項費用所占投資比例:設備購表22013年某銀行抵押貸款利率年利率/%5.606.006.156.406.55貸款種類6個月(含)6個月至1a(含)1~3a(含)3~5a(含)5a以上短期貸款中長期貸款曾祥耙垃圾焚燒發電項目投資成本及運營成本分析?59?置費50%;建設工程及安裝工程費30%;其他費用20%。總收益:250~350元/t,其中發電收益占75%,垃圾處理費收益占25%。運行成本:60~80元/t。此項目運行成本為70元/t。項目單位投資:40~60萬元/t。項目投資回收期:8~10a(動態)。
4結論
1)垃圾焚燒電廠只有到達一定規模才有望贏利,垃圾處理規模600t/d是一個臨界點。2)項目投資回收期(動態,含建設期)在10a內,可認為項目可行,風險較小。3)焚燒爐的選型可優先選擇國產爐排爐,單位投資應爭取控制在40萬元/t之內。4)爭取政府垃圾補貼費70元/t以上,垃圾補貼費應能補償運營費用。政府如對環保排放指標、飛灰處理、滲瀝液處理另有嚴格要求,垃圾補貼費還應相應提高。5)廠址盡量選擇距電網、供水、排水較近的地方,并爭取政府給予土地價格優惠。6)垃圾熱值設計點的選擇和汽輪發電機的選型要適當考慮余量。7)設計和設備選型要合理,保證較高的鍋爐熱效率、較低的發電汽耗率和廠用電率。
作者:曾祥耙 單位:北京金州工程有限公司
第三篇:中小城市垃圾焚燒發電的可行性分析
中小城市垃圾焚燒發電的可行性分析
摘 要 焚燒垃圾發電是目前使垃圾處理最有效的方式,該方法屬于無害化、減量化、資源化方式。本文通過對中小城市目前垃圾處理情況調研,歸類了垃圾處理的現狀,比較了垃圾處理的不同方式優缺點,分析了垃圾焚燒發電的前景與經濟效益,論述了中小城市垃圾焚燒發電的可行性,得出以下結論:部分中小城市已滿足垃圾焚燒發電各項條件。
關鍵詞 垃圾焚燒發電;可行性評估;效益分析
中圖分類號 X7 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)164-0138-03
目前的垃圾處理現狀
1.1 目前的垃圾量及政府應對措施
據統計,在2008年至今,中小城市生活垃圾產生量年均增長率約8%。丹東市人口278萬,其中市區人口73萬,日產生工業垃圾,建筑垃圾和生活垃圾900t,東營市人口209萬,其中市區人口81萬,日產生各類垃圾1?000t。
以前,垃圾處理的主要方式是回收、填埋,面對大量的生活垃圾,從長遠看采取的基本措施是本著“減量化、再利用、再循環”的3R原則[1]對垃圾進行分類,從垃圾分類收集、中轉過程到最后的處理,始終堅持減量、利用和循環的原則,徹底改變傳統混合收集、運輸和處理的方式,才能實現可持續發展的原則。
1.2 不同垃圾處理方法比較
垃圾分類再利用主要有以下幾個方面的用途:第一,將可回收垃圾分出來,既能減少垃圾總量,又能實現垃圾資源化;第二,百姓生活中常見的餐廚垃圾是臭味的主要來源,分類收集后,有針對部分性地進行生化處理,可以生產肥料和沼氣等;第三,經過分類之后的各種垃圾均才有針對性的處理方式,以期減少垃圾污染。
目前,世界各發達國家對城市生活垃圾處理的方法主要有生化處理、衛生填埋、焚燒3種方法,表1做了見到處理。
相比較不難看出,雖然在3種城市生活垃圾的處置方式中,高溫堆肥實現垃圾返回大自然,改良土壤;但垃圾焚燒處理更是徹底的減量方式,其減量幅度達90%左右,具有處理時間短、減量化顯著、無害化徹底、可回收垃圾焚燒余熱等顯著優勢。最現實的好處是:垃圾焚燒發電廠占用基本固定,一個日均處理1?200t垃圾的發電廠建成后,場地的需求就基本固定,在對于土地資源日益緊張的大城市和有一定人口規模的中小城市,例如,人口60萬以上的城市,減少垃圾占地,是最為迫切也成為政府部門推動垃圾焚燒發電的最大動力。
1.3 垃圾焚燒發電的前景與經濟效益
大型城市開展垃圾焚燒發電,是20世紀80年代中期逐漸發展起來的新技術,當時受資源和能源危機的影響,在用地緊張的發達國家例如日本,率先開展了的垃圾處理資源化轉化的方向發展,技術成熟后,垃圾焚燒發電廠迅猛發展。如表2所示,垃圾焚燒發電可取得良好的取得較好的經濟效益,特別是良好的社會效益。這種處理方法真正符合了垃圾處理無害化處理的基本原則并產生了電力能源,成為目前是公認的垃圾處理最理想方式。垃圾焚燒減少垃圾數量,達到環保目的;而用其發電可以減少煤炭等資源的使用,從而有效地實現節能與減排[2]。二次污染防治措施
2.1 垃圾焚燒后產生的二次污染問題分析
必須承認,雖然總體上能實現垃圾無害化處理,但是垃圾焚燒發電之后,仍然會會產生一些有害氣體、灰塵特別是老百姓恐懼的有毒物質二惡英,也有少量的重金屬等污染物排放,對二次污染,新技術已有應對措施。例如二惡英,經過分析其來源主要有3種:1)原生垃圾中就存在;2)在燃燒過程中產生;3)在焚燒尾部煙氣中合成。后2種可以通過技術進步逐漸消除。
垃圾中的確實含有重金屬,比如銅、鉛、鉻、汞、鎘等,另外砷雖然是非金屬,目前也將其列入重金屬范圍內需要加以控制,這些重金屬填埋方式同樣產生污染,污染地下水和土壤。而焚燒后,重金屬則分布在煙氣和底渣,讓老百姓不放心的原因是煙氣更容易傳播,第一需要技術進步消除煙氣中的重金屬,第二要跟老百姓做好解釋工作:煙氣中重金屬含量不超過規定的標準。
2.2 二次污染的控制
控制二次污染的方式包括多各方面:1)垃圾焚燒混合一定熱值的燃煤,保證整個過程中溫度在1?000℃以上,消除有害物質;2)新技術是煙氣中含氧量達到6%以上,確保有機物燃盡全部燃盡;3)采用新技術減少煙氣中的含碳量;4)目前避開二惡英的辦法主要是控制其合成是的溫度段,二惡英主要在溫度250℃~300℃的時候合成,避開這個溫度段,就減少了二惡英合成,排放標準后再排放[3]。中小城市建設垃圾焚燒廠的可行性
3.1 國內外技術發展成熟
垃圾焚燒技術是目前固體廢棄物處理的有效途徑之一,主要目的和效益體現在2個大方面:一是無害化處理經減少占地和污染;二是垃圾處理和能源再生和利用。在一些發達國家,通過焚燒處理的歷史很長,最近30年,垃圾焚燒發電成為最有效、最經濟的處理方式。
以日本為例,因為其國土面積狹小,城市化程度高,焚燒垃圾發電較早就受到重視,第一座垃圾焚燒發電廠在20世紀60年代中期就建成。20世紀80年代之后,垃圾焚燒發電在全日本鋪開,目前已有垃圾焚燒爐3?000個以上,一個發電廠一般包括20~25個焚燒爐,發電廠總數超過100個,這些發電廠的垃圾處理能力多數在每天1?000t以上,個別達到1?800t,社會效益和經濟效益均很可觀[4]。
通過以上簡單的數據,不難得出垃圾焚燒發電廠占地面積小、產生污染量少的結論。
3.2 中小城市建立垃圾焚燒發電廠的必要性
目前我國的城市化進程大大加快,相應的垃圾量產生量也在急劇增長,增長幅度和GDP增長幅度幾乎一樣。如果還采用過去的垃圾處理方法,通過填埋處理來處理,雖然方法簡單、處理經濟成本低但是土地資源消耗極大,造成垃圾包圍城市的后果,實際上這種處理方式已經難以為繼。同時這種處理方式生產生的二次污染的后果日益顯現[5-7]。
截至目前,我國大城市已建立了垃圾焚燒發電廠,但中小城市垃圾產生量劇增,填埋用地日益減少,建設垃圾焚燒廠已勢在必行。
3.3 發電廠周邊居民意愿分析
經過調查得知,大多數群眾知道垃圾如何分類,并且在日常生活中還是有大部分人可以做到垃圾分類丟棄,但是在這方面仍需要大力宣傳及督促。群眾也大體知道利用垃圾焚燒發電的益處,在群眾日常生活中最可被再利用發電的垃圾便是餐廚垃圾。
部分群眾對垃圾焚燒發電廠的建設還存在疑慮,群眾希望有關部門政務信息公開,例如,發電廠的環評、選址、規劃等,都需要進行公開聽證會,廣泛聽取群眾意見。群眾認為,若在北京建設垃圾焚燒發電廠,必須合理規劃,完全有效地過濾及控制二惡英的污染,減少廢水、廢棄排放,降低噪音,大力研發創新的垃圾焚燒發電技術,頒布相關政策與法律,消除群眾的后顧之憂。
相比較以往處理垃圾的方式,垃圾焚燒發電的處理方式可以減少一定的水質污染、空氣污染,降低景觀破壞,耗資降低,并存在長遠的經濟效益。垃圾焚燒發電廠的建設和群眾居民息息相關。垃圾焚燒發電廠建設在離居民居住地約5km~8km甚至更遠的地方。在建設過程中如若需要拆遷安頓居民,盡力保證群眾與社會的雙重利益。垃圾焚燒廠關鍵管理技術
4.1 垃圾分類收集
為建立垃圾焚燒發電站,更好地實施垃圾焚燒,首先應確保垃圾焚燒原料的保質保量供應,故應加強進行對中小城市城市生活垃圾的分類回收。根據調查得出,目前的垃圾分類收集狀況并不理想,存在諸多問題。根據經濟水平、人口分布、市區的功能,應該制定出了不同的分選收集模式,實行分區治理。
4.2 運行管理
在垃圾焚燒發電廠的運營管理上,政府及經營者應注意加大對發電廠的管理及技術創新。
1)首先要健全垃圾分類收集機制,注重從源頭上對垃圾的分類處理。盡可能使可回收、熱值高的垃圾得到合理利用,為提高垃圾發電效率提供保障。
2)統籌規劃,合理布局。必須對區域經濟發展水平、垃圾產量、垃圾特性作科學的評估,合理規劃建設城市的垃圾焚燒發電項目,為提高垃圾發電的規模效應,優先在較大城市建設垃圾焚燒發電廠。
3)不斷改進新技術,提高垃圾焚燒發電的效率。
4)加強對焚燒爐的爐溫控制和對垃圾焚燒發電尾氣的凈化處理,嚴格控制二口惡英的排放。
5)加強對垃圾焚燒發電廠附近的環境定期監測,特別是對三致物質二口惡英的定期監測。結論
垃圾焚燒發電項目,能夠改善城市周邊環境,提高環境質量,避免和減輕垃圾無序化處理和堆積,減少了農業用地占有量,保證資源持續性發展。主要效益體現在以下幾方面體現:1)節約土地;2)減少對環境影響;3)改善人民群眾生活條件;4)能源再利用。因此,隨著城市化進程的加快,在目前中小城市建設垃圾焚燒發電項目是可行的和必要的。
參考文獻
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第四篇:日本最先進的垃圾焚燒發電技術
日本最先進的垃圾分類及焚燒發電技術介紹
來源:互聯網 時間:2010-12-10 22:12:51
在日本,對垃圾投放有著嚴格的時間規定。餐廚垃圾每天最早投放,其余的垃圾也規定了每周固定的投放時間,必須嚴格遵守。垃圾中轉運輸站等機構每年年初都會給責任區內的每一個家庭發放垃圾掛歷,每天收運什么垃圾,在掛歷上都有文字圖案標明,一目了然。居民們每天只管按圖行事,就輕松做到了科學分類回收。
資源、可燃、不燃、粗大、有害,日本人把垃圾分成這幾大類,每一類的“終點”都有著明晰的路徑——可燃垃圾直接送往垃圾焚燒廠,燒完的殘渣被運到垃圾填埋場填埋;不燃垃圾經中轉站,被送往不燃垃圾處理廠,經拆解利用制成再生品,剩余物送往填埋場;粗大垃圾先經專門的破碎處理,可利用成分進行回收,可燃部分送往焚燒廠,剩余部分送往填埋場;資源類則送往再生設施,進行加工利用,生產出再生品;危險類垃圾被送往危險類專門處理的機構。
在東京臺場附近的一家垃圾焚燒廠,接待室播放的廠區介紹片,實際上講的就是日本垃圾的生命歷程——居民把分好的垃圾投放到指定地點,由垃圾車運往垃圾收集站,經過人工分選、壓縮后再送往大型轉運站。大型垃圾轉運站實際上也是一個資源回收中心,在這里通過機械與人工分選的方式,垃圾量進一步減少。下一步,在大型綜合處理廠,分選預處理后的垃圾進入最后的處理階段,要么直接焚燒發電,或者制成RDF(垃圾燃料棒)焚燒發電,最終的殘渣被送去填埋。
既然還是要燒,為什么還要把垃圾變成燃料棒?燃料棒工廠的負責人介紹,與普通的垃圾焚燒廠不同,RDF生產實際上是個物理過程,由于溫度的控制較低、操作相對簡單,所以管理比較容易,可靠性相對要高,對環境的影響小,因而受到了一些地區的歡迎。據當地環保資源部門的負責人介紹,原先這些地區也建立了一些垃圾焚燒廠,目前垃圾處理技術的多元化讓他們有了更多選擇。
在鹿島共同資源化中心,我們看到了RDF的“后半生”。之所以選擇在這里設立垃圾綜合處理廠,因為附近是個化工產業基地,化工廠、金屬冶煉廠產生的廢油在經過處理后可以成為發電廠的助燃劑,RDF與可燃建筑垃圾以及生產過程中產生的可燃垃圾一起作為燃料用于發電,發出的電又可以回供工廠。
東京、橫濱、廣島等多個地區的垃圾處理設施,各種與垃圾相關的產業都有一個共同的特點,要么是政府與企業組成利益共同體,要么是政府單獨投資——政府的力量一直貫穿其中。“我們都是公務員。”一位焚燒廠的領導告訴記者,日本的垃圾處理設施大部分員工都是公務人員,這不僅有利于監管,而且也明確地告訴公眾,這些設施的運營是以政府的信用做擔保的。
橫濱金澤垃圾焚燒廠的建設方JFE公司的技術人員告訴我們,在日本沒有通行的環境標準,各地根據自己的實際情況制定標準。垃圾焚燒廠不僅直接控制百姓最關注的二惡英的排放,而且與二惡英生成緊密相關的氮氧化物也被當作最為嚴格的控制指標。我國國內氮氧化物的排放限值一般是400毫克/標立方,而在日本的控制值都在100毫克以下。大阪為了申辦奧運,對它的垃圾焚燒廠提出了更高的要求,氮氧化物的限制設計值為30毫克/標立方,業主方額外要求采用濕法煙氣凈化系統加觸媒脫硝,投資額為此甚至增加了一倍。
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第五篇:生活垃圾焚燒發電科普知識
生活垃圾焚燒發電科普知識
發電即利用發電動力裝置將水能、化石燃料(煤炭、石油、天然氣等)的熱能、核能以及太陽能、風能、地熱能、海洋能等轉換為電能。下面是小編為大家整理的生活垃圾焚燒發電科普知識,僅供參考,歡迎閱讀。
垃圾焚燒發電為什么是較為理想的選擇?
垃圾焚燒發電作為發達國家廣泛采用的城市生活垃圾處理方式,符合“無害化、減量化、資源化”三原則。
1、減量化:垃圾焚燒后,一般體積可減少90%以上,重量減輕80%以上。垃圾焚燒后再填埋,可以有效地減少對土地資源的占用。
2、無害化:高溫焚燒后可消除垃圾中大量有害病菌和有毒物質,可有效地控制二次污染。大量生活垃圾露天焚燒和填埋場自燃向大氣中排放的二噁英,是同量垃圾經過現代化焚燒排放二噁英的幾千倍。來自德國的研究顯示,當垃圾被運往焚燒廠時,二噁英單位含量就已達50納克,生活垃圾經過焚燒后,垃圾中原有二噁英得到分解,向空氣排放的二噁英不高于0.1納克。
3、資源化:垃圾焚燒后產生的熱能可用于發電供熱,實現資源的綜合利用。垃圾發電不但能變廢為寶,產出電能,還能節約煤炭資源。國際上通常認為垃圾的.平均低位熱值能達到3000千卡/千克,標準煤的熱值是7000千卡/千克,大約燃燒2.3噸垃圾可節約1噸煤。我國的城市垃圾以生活垃圾為主,含水量較大,熱值只有1000千卡/千克,但即便如此,焚燒7噸垃圾也可節省1噸煤,假使全年城市垃圾的一半用作焚燒,則可省煤2000多萬噸。
垃圾焚燒發電污染物如何處理?
污水怎么處理?
垃圾儲坑產生的污水(即“滲濾液”)約占垃圾總量的25%,含有高濃度的有機物,經過“厭氧發酵+好氧反應+超濾+納濾+反滲透”組合工藝處理才能達標排放。垃圾源頭干濕分類,可以減少末端滲濾液產生量。
煙氣怎么凈化?
垃圾燃燒產生大量的煙氣,通過向爐膛內噴灑尿素溶液,向煙道內噴灑熟石灰粉末(或石灰漿)、活性炭粉末,通過布袋除塵器過濾和氫氧化鈉溶液洗滌,實現對煙氣中粉塵、NOx、HCl、SOx等污染物的去除。
飛灰怎么穩定化?
飛灰主要是布袋除塵器過濾下來的粉塵,約占垃圾總量的1~3%,吸附了大量的重金屬,是國家規定的危險廢物,必須經過穩定化處理。常用方法是利用化學螯合劑“鎖住”重金屬元素,使其不能釋放到土壤和地下水中。
爐渣怎么處理?
垃圾焚燒產生的爐渣經過高溫無害化處理,再經過磁選等分離后,可對爐渣進行綜合利用,比如可以作為路基材料或制作砌塊、行道磚,不能綜合利用部分可送至衛生填埋場填埋。