前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇垃圾焚燒作用范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞 垃圾焚燒 二惡英 控制技術
中圖分類號:X705 文獻標識碼:A
1 二惡英的性質、結構及來源
二惡英主要是由于人類的活動而產生的一種最毒的物質,其毒性是氰化鉀的1000倍,1g二惡英可使10000人致死,此外還具有致癌性、致奇性、生殖毒性等慢性毒性。二惡英是多氯代二苯二惡英(PCDDs)和多氯代二苯呋喃(PCDFs)的總稱,根據其所含氯原子的數量和取代位置的不同,PCDDs有75種同系物,PCDFs有135種同系物,其毒性亦有極大的差異。
自然界中,二惡英來源如下:一是垃圾焚燒過程中產生的,二是有機氯化學物質合成時的副產物,三是造紙工廠在紙漿的氯氣漂白過程中產生的和煉鋼過程中產生的,四是自然產生的,如森林火災。
2 垃圾焚燒與二惡英的產生
垃圾焚燒可使垃圾減量化,減量至原量的10%左右,而且焚燒垃圾產生的蒸汽可用于發電而實現資源化,可謂一舉兩得。因此,日本、歐美等發達國家建立了大量的垃圾焚燒工廠,但是垃圾焚燒時會產生相當數量的二惡英。如日本全國一年因垃圾焚燒而排放出的二惡英達2500g, 占全國二惡英排放量的一半。這對我國推行垃圾焚燒處置法時,必須給予高度地重視,以減少二惡英的污染。
2.1 二惡英的生成機理
二惡英的生成機理,通過各國科學家近10年的研究表明,主要有如下二條生成途徑:
(1)從與二惡英結構關系不緊密的,碳水化合物開始,而生成的。二惡英的生成其碳、氯、氧、金屬是必要的,適合溫度是250~350℃,而300℃左右為其最適合,垃圾焚燒時產生的飛灰,其所含碳氧化物而分離成為具有二惡英結構的物質,而生成二惡英。(2)從具有與二惡英結構相近的氯化苯酚等而生成的。
2.2 影響二惡英生成的要因
2.2.1 粒子狀物質
垃圾焚燒爐的排放氣體中,垃圾中的無機物以飛灰、煤煙等粒子狀物質而存在。這些粒子狀物質是二惡英生成的重要條件。粒狀物質中的金屬、碳對二惡英生成反應起著非常重要的作用,而且,生成的二惡英在排放氣體中吸附粒子狀物質,凝縮成為微小粒子。
2.2.2 催化劑
飛灰中的金屬或金屬氧化物是作為催化劑參與二惡英的生成反應。其中:如銅的氯化物(CuCl2,CuCl等)起非常重要的作用,如從氯化氫和氧生成氯的催化劑,有機化合物氯化時的催化劑,從前軀物質生成二惡英的催化劑,碳氧化后生成二惡英結構時催化劑。而且,金屬氯化物在二惡英生成時也是氯的供給源。其它金屬如鐵、鎳、鋅等亦具有催化劑的作用。
2.2.3 氯
無機氯和聚氯乙烯同樣是二惡英生成需的氯的供給源。但垃圾中的氯大量存在,是否生成二惡英,取決于焚燒物中垃圾的燃燒狀態。
2.2.4 碳
垃圾焚燒生成的煤煙等是二惡英第一條生成途徑的起點物質,煤煙的結構是多種環狀結構物質的集合體,與二惡英的結構非常相近,極易變為二惡英結構。
2.2.5 焚燒爐中溫度
垃圾焚燒爐中的溫度直接影響二惡英的生成量,如前所述250~700℃易生成二惡英。
3 控制垃圾焚燒中二惡英生成的對策
3.1 焚燒垃圾前分類處理
氯是二惡英生成必要條件,重金屬在二惡英生成中起催化劑作用,所以垃圾焚燒前,應進行分類處理,可回收利用的盡量回收利用, 日本、美國、歐共體國家重視垃圾綜合處理,分類收集,資源回收利用。
3.2 二惡英生成抑制
首先是抑制二惡英前軀物質的生成,其措施有提高燃燒溫度,延長焚燒時間,充分均勻供給氧氣等對策是非常有效果的。如焚燒爐形狀的變更和二次加氧改善爐內氧氣狀態,燃燒良好可抑制二惡英的生成。大型焚燒爐為連續投料,爐內狀態均勻,產生二惡英少,但小型焚燒爐間隙投料,易造成爐內狀態不均勻,爐內溫度易下降,氧氣供給不足,易生成二惡英。對小型焚燒爐應進行改造,采用電腦控制可使爐內溫度趨于穩定,氧氣供給充足,可抑制二惡英生成。
關鍵詞:垃圾焚燒;熱工儀表;自動化技術;DCS
引言
工業垃圾是指工業生產過程所產生的廢棄物。與生活垃圾相比,工業垃圾的破壞性更強,且工業垃圾處理過程有可能對生活環境造成破壞,因此必須高度重視對工業垃圾的處理。常見的工業垃圾處理技術包括焚燒處理、固化處理、衛生填埋等,但工業界往往把焚燒技術看作工業垃圾處理的最終選擇。若想有效控制工業垃圾焚燒處理的效果,則必須提高對工業垃圾焚燒過程的控制。隨著計算機技術的發展,自動化技術也呈現出迅猛發展的勢頭,同時工業垃圾焚燒自動化運作對熱工儀表功能及性能的要求也越來越高,如此便要求熱工儀表必須盡快從技術角度及設備角度進行改進。為此,文章作者結合實踐經驗,淺析工業垃圾焚燒熱工儀表自動化技術的應用。
1 工業垃圾焚燒熱工儀表自動化技術的概況
熱工儀表是指熱工控制儀表,此乃工業垃圾焚燒的中樞系統,同時也是實現熱工自動化的重要部件。工業垃圾焚燒的熱工儀表是指用來捕捉及調控工業垃圾焚燒運作參數的控制性儀表。此熱工儀表是由高智能型設備儀表、現代電子信息技術及熱能控制理論有機結合而成,具體包含程控儀、變換器、傳感器等部分,同時各部經電纜線連接起來,由此確保連接線路的完整性及控制系統的可靠性。據此可知,工業垃圾焚燒熱工儀表的最大優勢是把高新熱能工程理論與智能化監管能力結合起來,由此實現工業垃圾焚燒運作的科學性、可靠性、經濟性。目前,市面銷售的熱工儀表的種類較多,比如氣動型、電動型、液動型、混合型、自力型熱工儀表(按能源分類);DCS型、組裝型、單元組合型、基地式熱工儀表(按結構分類)。工業垃圾焚燒熱工儀表自動化運作是指工業垃圾焚燒過程,對數據的測量及信息的計算處理進行自動化調控,同時實現自動預警等。實踐證實,工業垃圾焚燒的熱工自動化僅依靠熱工控制儀表及相關自動化設備便可實現。因為工業垃圾焚燒運作過程,熱工儀表發揮著關鍵性的作用,因此熱工儀表的選擇必須慎重,同時必須確保所選熱工儀表的質量及性能,由此改善熱工儀表的自動化條件。為此,下文著重談論工業垃圾焚燒熱工儀表自動化技術的應用現狀。
2 工業垃圾焚燒熱工儀表自動化技術的應用現狀
跨世紀以來,我國工業經濟呈現出迅猛發展的勢頭,同時對工業垃圾的高效處理也變得十分迫切。除此以外,工業垃圾焚燒技術的改進也帶動著熱工儀表的更新換代,比如自動化控制技術,進而實現熱工儀表性能更好且運行更可靠,并最終實現工業垃圾焚燒效率最大化。
據調查結果顯示,DCS系統現已被廣泛應用到工業垃圾焚燒領域,且此系統對提升熱工儀表自動化控制的安全適用性及經濟可靠性非常重要,同時也對提高熱工儀表自動化控制水平意義重大。DCS系統(又稱集散型或分布式控制系統)是指采用計算機技術把全部二次顯示儀表集中顯示到電腦上,同時全部調節閥及一次儀表等依然分散安裝到生產現場的對應位置。由于現場控制站是DCS系統的核心,所以控制站發生的任何故障均有可能引發嚴重后果,而若想避免此情況的發生,最好采用在線冗余技術來對DCS系統進行優化升級。DCS系統采用的基礎技術包括計算機技術、控制技術、通信技術、CRT顯示技術,即DCS系統經某種通信網絡把控制室及現場控制站的工程師站和操作員站等連接起來,由此實現對現場生產設備的集中操作管理及分散控制。截至目前,DCS系統與個人計算機(PC)已經能夠經可視化操作平臺實現完美結合,因此工業垃圾焚燒熱工儀表調控過程,DCS系統的操作變得更加方便。除此以外,隨著DCS系統與PLC間共通性的增加,DCS接入PLC通訊接口的難度越來越低,如此便可實現信息參數的再加工或共享,進而方便對工業垃圾焚燒熱工儀表運作的信息化管理。然而,隨著DCS系統功能的增加,DCS系統的應用也遭遇諸多尷尬局面,例如把開關按鈕設在控制臺上會影響到DCS控制與主控室間的融洽度,進而影響到自動化控制技術的應用效果。DCS系統被廣泛應用的同時,FCS系統也被逐漸應用到工業垃圾焚燒爐熱工儀表控制領域。盡管DCS系統的應用使自動化控制系統的穩定可靠性明顯改善,但就上位機體對信息的需求而言,DCS依然存在諸多缺陷亟待完善。考慮到DCS系統的分散控制性制約著現場整體的控制,因此FCS系統的應用能夠實現上位機與熱工儀表間的數據信息交換。
3 結束語
跨世紀以來,我國工業經濟的發展持續呈現出高速發展的勢頭,但同時工業垃圾的處理也日漸緊迫。比較多種處理方法后發現,焚燒垃圾具有垃圾減量最徹底及回收熱能的優點,因此焚燒已成為處理工業垃圾的主要方式。考慮到工業垃圾焚燒過程存在諸多不確定性,因此必須切實控制好工業垃圾焚燒的運作效率,尤其是對熱工儀表運作效率的控制。由此可見,對熱工儀表自動化技術的研究具有現實意義。長期以來,DCS系統就被廣泛應用到工業垃圾焚燒控制領域。研究表明,DCS系統的應用對提升熱工儀表自動化控制的安全適用性及經濟可靠性非常重要,同時也對提高熱工儀表自動化控制水平意義重大。但是,隨著工業垃圾處理量的增加及處理要求的提高,DCS系統的應用應從兩方面進行改進,即對DCS系統進行優化升級;實現DCS系統與其他先進技術的融合,進而實現工業垃圾焚燒效率的提高。
參考文獻
[1]李大中,王晨穎,婁云,等.垃圾與煤、秸稈混燃鍋爐污染物排放優化[J].農業機械學報,2012,43(7):117-123.
[2]秦宇飛,白焰.機械爐排式城市生活垃圾焚燒爐焚燒特性的仿真[C]//2009全國博士生學術會議――電站自動化信息化論文集,2009:85-92.
[3]羅嘉.大型垃圾焚燒發電廠燃燒控制策略[J].電力自動化設備,2009,29(7):146-148.
[4]孫應淳,陳楊.垃圾焚燒的優化自動燃燒控制[J].自動化與儀器儀表,2012(3):121-122,129.
【關鍵詞】垃圾焚燒發電;自動控制
1 引言
城市生活垃圾焚燒發電是把城市生活垃圾收集后,送入垃圾焚燒發電廠進行焚燒處理。生活垃圾進行高溫焚燒,在高溫焚燒中產生的熱能轉化為高溫蒸氣,推動汽輪機轉動,使發電機產生電能的過程。
2 工程概述
垃圾焚燒發電項目一期工程由三條400t/d垃圾焚燒線和二臺12MW汽輪機發電機組以及輔助公用系統組成。
垃圾焚燒發電廠主要由垃圾焚燒系統、余熱利用系統、煙氣處理系統、污水處理系統等組成。
3 垃圾焚燒發電熱控自動化的控制方式
根據垃圾發電廠工藝流程的特點,控制系統主要由分散控制系統(DCS)、焚燒爐燃燒控制系統(ACC)、煙氣連續測量監視系統、汽輪機控制系統(DEH)、汽輪機緊急跳閘系統(EST)、汽輪機安全監視系統(TSl)、輔助車間控制系統等幾部分組成。
4 垃圾焚燒發電DCS系統的構成
DCS控制系統完成對三條焚燒線和兩臺汽輪發電機組及其輔助公用系統的監控。DCS 控制系統由服務器、現場控制站、工程師站、操作員站、冗余通訊網絡、現場儀表等成。
4.1 監控系統的功能
數據采集系統(DAS)具有圖形顯示功能、報警管理、制表記錄、歷史數據存儲和查詢功能;模擬量控制系統(MCS)能滿足焚燒爐、鍋爐和汽機及其輔助系統安全可靠、穩定高效運行;順序控制系統(SCS)以程序控制為基礎,對焚燒爐聯鎖控制、焚燒爐爐排的控制、汽機聯鎖保護等。
4.2 監控系統的構成
(1)現場控制站
控制站由主控單元控制器、模擬量輸入輸出卡件、開關量輸入輸出卡件、網絡通訊等單元構成。主控單元控制器采用雙機熱備冗余結構, 通訊系統也為雙網冗余。
(2)操作員站
操作站、工程師站平時各自完成所控的對象,需要通過密碼身份驗證登陸,賦予相應權限。
(3)打印機
控制系統設一個打印機(用于事件、報警、圖形、數據等打印),安放在工程師站內。
(4)GPS裝置
GPS裝置與DCS系統的服務器連接。
(5)電源
電源柜內配置冗余電源切換裝置和回路保護設備。
4.3 監控系統可靠性措施
設備冗余配置,鍋爐和機組的重要保護和跳閘功能采用獨立的多個測量通道,跳閘回路采取三取二邏輯、十取三等邏輯。當主控系統發生全局性或產生大故障時,為確保機組緊急安全停機,設置獨立于主控系統的緊急停機按鈕。
4.4 DCS監控系統通訊網絡
DCS系統外部設備通訊網絡設有并支持,RS323 RS422/485接口MODBUS協議、及PROFIBUS -DP現場總線、HATE協議等。 DCS與廠級監控信息系統(SIS)配置一臺數據采集接口相連,數據采集接口功能由獨立操作員站完成并設防火墻。
4.5 垃圾焚燒余熱鍋爐控制方式
以 DCS 為核心的監控系統,同時提供MODBUS 和PROFIBUS-DP 兩種通訊協議與控制子系統進行通訊。焚燒爐綜合燃燒控制系統(ACC)與焚燒余熱鍋爐主控系統通訊通過 PLC(S7-300)實現爐排液壓系統自動控制并接受 DCS 來的含氧量、爐膛溫度和主汽流量信號,可實現自動燃燒控制。
4.6 煙氣凈化處理系統
布袋除塵控制系統配一套PLC,通過RS485接口與 DCS系統通訊,氣力輸灰系統直接進入DCS系統進行監視和操作。
4.7 輔助車間控制系統
污水處理控制系統是一套完整獨立的控制系統(DCS),只將必要的監視控制通過OPC協議通訊到主DCS系統監控。垃圾抓斗控制系統,系統采用PLC控制 ,在垃圾吊主控室實現設備操作,DCS不設控制監測。
4.8 煙氣在線監測系統(CEMS)
煙氣在線監測系統在每套焚燒線的煙氣出口安裝了獨立的監測探頭,配置獨立的監測分析設備。
4.9 余熱鍋爐吹灰系統
焚燒余熱鍋爐乙炔脈沖吹灰系統自帶PLC控制系統,由PLC控制吹灰時間、頻率。
5 焚燒爐燃燒控制子系統
焚燒爐燃燒控制子系統包括:鍋爐給水三沖量串級調節系統 ,過熱蒸汽溫度串級調節系統 ,爐膛負壓調節系統,煙氣凈化處理控制系統,順序控制系統(SCS),鍋爐聯鎖保護系統 (MFT),綜合燃燒控制裝置 (ACC)。
6 汽輪機控制系統構成
以DCS為核心的汽輪機監控系統包括:汽機危急跳閘系統(ETS)、汽機安全監視系統(TSI)、汽機數字電液調節系統(DEH)、凝汽器熱井水位自動調節系統、疏水調節系統、射水真空調節系統、軸封調節系統、循環水調節系統、除氧器模擬量控制系統(MCS)、除氧器液位自動系統,除氧器壓力自動調節系統。
7 工業電視監控系統
工業電視監控系統服務器置于電子間,在中控室設置監視器,工業電視系統設置一套服務器可通過網絡實時查詢監視。基本監視對象有:門衛室、地磅房、垃圾卸料平臺、垃圾進料斗、爐膛火焰監視、汽包水位、出渣口、煙囪、廠區等重要的設備安全及保安管理點。
關鍵詞:焚燒爐;結焦;積灰
機械爐排爐的結焦、積灰會導致焚燒爐前、后拱處形成的“喉口”部位通流面積變小甚至堵塞,從而造成停爐檢修;另外如果過熱器管外壁沾污、腐蝕,過熱器第一、二管屏間隙變小甚至堵塞,降低鍋爐運行經濟性和安全性,因此必須從機械爐排爐運行中的煙氣流速和流動方向,煙溫、壁溫、飛灰濃度、配風情況等考慮影響受熱面結焦、積灰的重要因素,分析導致鍋爐煙道沾污、積灰的主要原因,研究影響爐內結焦、積灰的影響規律。
當灰粒溫度低于軟化溫度時,在受熱面上,一般只能形成疏松的弱粘聚形灰渣,易脫落;當灰粒溫度高于軟化溫度時,灰將以粘聚性較強的渣型粘附于受熱面上;灰層表面溫度進一步升高時,就可能形成熔渣。
對于煙道積灰,由于其熔融溫度遠高于通過煙道的煙氣溫度,所以煙道中只有少量積灰,未發生熔融,易用吹灰器吹掉。經檢測,飛灰的各熔融特征溫度接近 1500℃,分析認為這可能與加入的脫酸物質 Ca(OH)2有關。另外,流動溫度與初始變形溫度差值與灰渣形態有關。當該溫差小時,管壁上可形成薄層熔渣,粘結牢固,吹灰器難于吹掉;當溫差大時,灰渣層會較厚,在灰渣熔融前對管壁的粘附作用小,用吹灰器較易清除。對比以上各熔融溫度,渣塊熔融溫度最低,與喉口處的嚴重結渣情況相對應,且 t2-t1=4℃,t4-t3=6℃,渣塊達到變形溫度后,迅速地軟化,流動,更加重了結渣,并難以清除。
1.垃圾飛灰的熔點特性研究
垃圾焚燒與一般燃料燃燒相比,垃圾焚燒具有發熱值低、灰份高、熱值變化大卻含水量高等特點,因此垃圾在焚燒過程中情況也較為復雜,具有氣、液、固體多項反應混合發展,多介質中的傳遞、同相和異相間傳遞交替發生的特點,并受晶界過程、電化學過程和應力演變過程等多重因素的影響;
所以,垃圾焚燒環境中發生的結焦、結灰比一般燃料燃燒過程中更復雜。
在垃圾飛灰實際測量的灰熔融特性來看,其變形、軟化、熔融溫度均低于粉煤灰的溫度,這決定了垃圾焚燒爐易于結焦的特點,根據深能環保武漢廠取灰樣的情況,t1=950℃,t2=980-990℃。
由于垃圾的組成復雜,灰渣在管壁(水冷管壁、過熱器管壁)上沉積存在兩個不同的過程:第一個沉積過程是初始沉積層的形成過程。初始沉積層為化學活性高的薄灰層,它由尺寸很小的灰顆粒組成。第二個沉積過程是較大灰粒在慣性力作用下沖擊到管壁的初始沉積層上(慣性沉積),當初始沉積層具有粘性時,它捕獲慣性力輸運的的灰顆粒,并使渣層厚度迅速增加。由于初始沉積層主要是由揮發分灰組分的冷凝及微小顆粒的熱遷移而引起,在實際運行中很難防止初始沉積層的形成。一旦初始沉積層形成后,往往造成爐內結焦迅速增加,并對鍋爐安全運行構成威脅。
2. 垃圾焦樣的熔點特性研究
分析焦樣成分中可知,單項氧化物的熔點溫度較高。在實踐生產中爐膛出口結焦嚴重,說明焦渣的熔融特性與其組分有關。因為僅僅從焚燒爐出口處煙氣溫度是低于氧化物熔點溫度,理論上分析是不會結焦。基于煤結焦的大量試驗數據,給出了結焦的各個判別指數。雖然煤和生活垃圾差異很大,但生活垃圾與煤結焦的焦樣成分相似,用煤結焦判別指數判別生活垃圾的結焦程度也有很大參考價值。
通過硅鋁比、堿酸比等積灰判別數據的分析可以得出垃圾焚燒飛灰有嚴重的積灰、積焦的傾向,且垃圾灰的積灰趨勢高于煤灰。而實際運行中的垃圾焚燒爐由于運行工況、垃圾成分變化較大,積灰往往較嚴重。粘結性積灰對受熱面的影響更大,生長較快且難以清除,粘結性積灰主要發生在從過熱器一段、二段、三段以及省煤器前部區域。松散性積灰主要發生在垃圾焚燒爐尾部煙道受熱面上。
用三種結焦判別指數判斷,生活垃圾結焦程度都屬嚴重結焦狀態。深能環保在南山、寶安、武漢等幾個垃圾發電廠焚燒爐爐膛出口結焦情況普遍存在。情況嚴重時,需一個月打焦一次。一般 1.5-2 個月左右打焦一次,屬正常狀態。運行調整較好時,打焦時間稍長,在 2.5-3 個月左右。
在垃圾焚燒爐實際運行中,燒結是一個復雜的理化過程,微粒表面自由能的降低,向自由能和表面積最小狀態進行是燒結反應的原始推動力,在熱力學上是不可逆過程。因此燒結固相反應與焚燒爐高溫粘結灰的發展密不可分。
在研究過程中,我們認為積灰的燒結一般在低于灰熔點的溫度下進行,主要的以固相反應為主,但積灰中仍然可能有熔融相的存在,但少量的液相成分可能對固相反應和燒結過程起到重要影響。大量不同的小顆粒或更小的亞微顆粒在高溫多相反應和表面熔融相共同作用,是造成燒結團聚的驅動力,并在積灰內部呈現致密的燒結結構。在積灰中液相的主要原因是由于低熔點共熔體熔融和氣態凝結共同造成的。液相的存在為灰顆粒的附著提供了較強的化學力,而且可能在毛細作用下使顆粒重新排列而加快顆粒間的致密化,同時使強烈燒結和快速化學反應成為可能。
在垃圾積灰燒結過程主要包括固-固反應和氣-固反應,其中硅鋁酸鹽礦物與堿金屬生成低熔點共熔物的反應是固相參與的化學反應主要形式,堿金屬和堿土金屬在煙氣中的硫酸鹽化反應是氣-固反應主要形式。在垃圾焚燒過程的燒結積灰分析中,垃圾焚燒飛灰和積灰除了含有多個晶相,往往還會含有液相和玻璃相。積灰中 Ca主要以硫酸鹽的形式存在,以Ca SO4為主。
綜上所述,垃圾焚燒爐在對流受熱面Ca-S型燒結積灰形成問題的分析可以概括為:在垃圾焚燒過程中產生的以 CaO亞微小顆粒為主的灰顆粒在接觸到擴散到其表面的SO2等氣體的情況下,開始硫酸鹽化過程,與 Si O2 等發生固相化學反應生成少量鈣的硅酸鹽。如果運行中燃燒溫度控制不當,過高溫度造成Ca SO4 和鈣的硅酸鹽等表面產生熔融相,融入的顆粒之間接觸,加之反應后反應物擴大的體積,加速了積灰的燒結固化速度。垃圾焚燒環境中發生的結焦、積灰結渣比一般燃煤機組、煤粉爐燃燒過程中更復雜,更容易產生。
武漢深能環保新溝垃圾發電有限公司的2#鍋爐于2016年4月19日停爐檢修,檢查發現爐膛結焦非常嚴重,結焦部位主要集中在焚燒爐出口前后拱處(厚度約 1.5 米),延伸至焚燒爐出口后墻水冷壁 7.8-9 米高度(第一垂直煙道),二次風口幾乎被焦塊掩埋,風口呈鼓泡狀。焦塊質地非常堅硬,強度超過混凝土,除焦難度非常大,我們主要采取用風鎬打和大錘敲的方法,危險性也很大,清焦的時間為4天。
魯家山垃圾場并非北京市“十一五”規劃中確定要建的四座垃圾場之一,北京市原來規劃的四座垃圾處理中心可能會瘦身為三座,到2015年三座垃圾分類處理焚燒中心將解決北京市40%的生活垃圾
北京第二座垃圾焚燒場將在兩年后開始運行。
10月24日,北京市規模最大的垃圾分類處理焚燒場――魯家山垃圾焚燒發電場在昔日首鋼魯家山石灰石礦區奠基。出人意料的是,魯家山垃圾場并非北京市“十一五”規劃中確定要建的四座垃圾場之一。
此前,北京市在規劃中將建成北部阿蘇衛、東部高安屯、西部六里屯、南部南宮等大型垃圾綜合處理中心。但由于選址困難,及周邊群眾對垃圾焚燒不理解,目前只有高安屯垃圾焚燒場建成投入使用。
但是垃圾圍城的現實迫使北京市不得不做出選擇,7月底,北京市市政負責人面對媒體強硬表態:“北京要再不建焚燒場,垃圾真的處理不了了。”魯家山垃圾場就是北京市今年新選址的垃圾場,據《北京日報》的報道,原需一年的各項前期審批、準備工作,僅用三個月便全部完成,使整個項目得以提前開工。
高安屯垃圾焚燒發電廠,北京的樣板間?
在此前針對垃圾焚燒處理的爭議聲中,高安屯垃圾焚燒發電廠是北京唯一一座建成并投入使用的大型生活垃圾焚燒廠,目前已運行兩年,它的運營現狀也成為北京使用焚燒作為垃圾處理方式的樣本。
走近這家垃圾焚燒發電廠,想象中的撲鼻臭氣、冒著黑煙的煙囪并沒有出現。取而代之的是干凈寬敞的馬路、郁郁蔥蔥的樹木、湛清碧綠的草坪、清澈的魚塘、假山石圍成的小型瀑布景觀,還有池塘內一群戲水的野鴨。組織宣教科的科員楊漾告訴記者:“這可是‘純’野鴨,自己飛來的,一只就招來一群。”兩座圓拱形的灰白色建筑便是垃圾焚燒廠,繪有紅色火焰圖案的煙囪內并未冒出明顯的煙氣。
焚燒廠平日實行封閉式管理,在廠區入口處,工作人員刷卡才可進入大門。記者在楊漾的引導下,得到廠區管理部門的批準才得以“放行”。焚燒廠建設投資近9億元。高安屯垃圾焚燒發電廠總經理助理王勇告訴記者,焚燒廠與北京市政府簽有協議,每日向焚燒廠額定配送垃圾450車左右,日處理垃圾1600噸。
王勇說,現在所焚燒的垃圾為居民生活混合垃圾,由于剛入廠的垃圾,水分含量非常大,約為55%,所以垃圾在焚燒前必須在垃圾池內存放5~7天,使垃圾充分發酵,滲掉水分,以此來提高其熱值。
對于是否會因爐內垃圾燃燒不充分而導致二惡英排放的問題,循環經濟產業園管理中心黨總支書記郭團會告訴記者,現在投放給高安屯焚燒發電廠的垃圾都是朝陽區比較優質的垃圾,所含可燃物本身就比較多。朝陽區一些試點社區已開始展開垃圾分類工作,將干濕垃圾分開,從源頭上提高了垃圾的熱值。此外,還有一部分垃圾是經過小武基垃圾分選站分選過的。垃圾的熱值得到了保證,已經不需要投放油等助燃劑,因此也不存在工廠偷工減料的可能性。
王勇證實,現在入廠垃圾有500噸是經過分選的。
在廠內的中控室,記者看到10塊屏幕分別監測著卸料平臺、垃圾坑、料斗、爐內燃燒等操作環節。中控室的張值長說,通過監測,可以看到目前爐內的實時燃燒溫度為883℃,“我們通常將溫度控制在900℃左右,因為只要溫度達到850℃以上,就沒有二惡英的排放。此外我們還通過活性炭的吸附作用,來吸附二惡英和重金屬。”
在廠區門口,樹有一塊LED電子顯示屏,用以對外公示包括氮氧化物、二氧化硫、氯化氫、一氧化碳、氟化氫、粉塵、黑度在內的7項污染物排放數據,王勇告訴記者,排放數據已和北京市環保局聯網,進行實時監測,24小時不斷更新。對于二惡英的排放監測,由于國際上還沒有實時監測的技術,目前主要由北京市環保局委托中科院二惡英實驗室進行檢測。北京市環保局在廠內安裝有二惡英在線取樣儀,對二惡英排放情況進行在線取樣,通常一個月化驗一次,三個月實地檢測一次。目前廠內二惡英的平均排放數據是0.05納克。高安屯垃圾焚燒發電廠副總李義達解釋說,他聽聞這樣的排放量相當于烤羊肉串排放的量,后來他曾去檢測單位求證,但沒有得到準確的數據。
據郭團會介紹,焚燒廠采用BOT的運營模式,即私人資本參與基礎設施建設,向社會提供公共服務的一種特殊的投資方式,包括建設(Build)、經營(Operate)、移交(Transfer)三個過程。
目前焚燒廠的收入有兩部分,一是政府補貼的每噸150元的垃圾處理費;二是回收發電,政府回收一度電的價格為0.595元。目前焚燒廠年處理生活垃圾53.3萬噸,年上網電量1億多度。在不考慮日常運營成本的情況下,粗略計算焚燒廠每年可收入1.39億元,每年運營成本則占去一半,投資回收期至少需13年時間。
三座垃圾焚燒廠將成北京垃圾處理主力軍
從2009年7月份開始,北京高安屯垃圾焚燒廠首次設置市民開放日并實時公布其污染物排放數據后。10月14日,北京環衛集團下屬的7座生活垃圾處理設施也定期于每周四開放,邀請市民親身參觀。
在開放的背后,則是北京垃圾圍城的現實與垃圾處理場的環保之憂已越來越引發大眾的關注。來自麥子店社區的居民代慶國寫道:“通過這次參觀,想象中垃圾處理應該是很臟、味很大的。可是我們所到之處,看見是干凈,沒有一點異味,很滿意。”在組織宣教科科長王振軍出示的“園區對外開放參觀人員意見反饋登記表”中,大多數參觀者對園區環境、管理現狀給予了積極評價,迄今已有3300余人來“眼見為實”了。
也有周邊居民仍對焚燒廠持不樂觀的看法。家住柏林愛樂小區的趙蕾是高安屯周邊反建焚燒廠的居民代表,她曾先后三次進廠參觀。盡管廠區干凈、優美的環境也讓她感到欣慰,但她仍有疑慮:“垃圾分類還是沒有真正實施,我們并不是非要反對垃圾焚燒這門技術,而是強調在分類沒有做好的前提下,焚燒堅決不能進行。”
北京市人大代表、北京市市政市容管理委員會副總工程師王維平曾因支持垃圾焚燒而被居民冠以綽號“王焚燒”。但王維平卻說,他既不是“主燒派”也不是“反燒派”,他認為對待垃圾焚燒應公正客觀。在他看來垃圾焚燒技術已歷經百年,技術在不斷完善和提高,迄今已經成為垃圾處理的主流技術之一。
“垃圾焚燒作為一門技術,沒有問題。但客觀上垃圾焚燒目前同樣存在著環境污染的風險。”王維平說,因為迄今為止,我國垃圾焚燒廠的選址標準、工程標準、工藝設備標準、操作運行標準均未制定,唯一落實的只有環境污染控制標準。
王維平說:“從管理角度看,多數的標準還未制定,缺乏監管機制,環境污染的風險就存在。現在的垃圾焚燒廠多是企業運作,而企業以追求經濟利益為目標,有可能為省錢該裝的設備不裝,該用的耗材不用,而我們的監管機制又沒有形成,就帶來了最大的風險。”
王維平認為,為降低垃圾焚燒可能帶來的二次污染風險,應呼吁國家建設部、環保部等相關部門盡快出臺有關標準,建立執法監督的機制。
垃圾焚燒的第二個風險,來自焚燒爐的起爐、停爐過程。王維平說,焚燒爐的啟爐停爐通常各需要5、6個小時,而全世界任何一種焚燒技術設備在啟爐停爐的過程中都達不到煙氣排放的標準。所以現在要求焚燒廠一但啟爐就不能停,至少持續燃燒半年時間,避免在啟爐、停爐過程中造成污染。據王勇透露,目前高安屯垃圾焚燒發電廠就是每6個月停爐一次,用來檢修設備,維持設備的正常運行。
王維平告訴《小康》,北京現有垃圾填埋廠將在約三年半的時間內全部填滿,根據北京市的規劃,未來40%的生活垃圾將通過焚燒方式處理。高安屯垃圾焚燒發電廠日后還將擴建,達到日處理垃圾3000噸。魯家山垃圾焚燒廠的日處理量的規模也有3000噸。此外正在準備建設的還有位于北京南部的南宮垃圾焚燒廠,日處理量2000噸,目前設備談判、資金落實已到位,正在進行環評,預計兩年內投產。
北京市現日產垃圾1.7萬噸,三座垃圾焚燒廠加起來日處理垃圾8000噸,在2015年基本能實現北京市規劃目標。
垃圾的減量化、資源化才是垃圾處理的上策
在王維平看來,北京市垃圾處理的上策在于重心前移,即把關注重點放在垃圾的減量化、資源化中。“與其忍受巨額投資,大規模建設垃圾處理廠,長期背負沉重的運營負擔,就不如少產生垃圾。這是垃圾對策的第一要務。”他說在1995年頒布的《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》中已明確規定垃圾對策的第一要務是減量化。
如何減少垃圾?王維平說:“比如限制包裝、凈菜進城、舊貨交易、廢品回收、垃圾分類。”據他考察,在日本和歐洲,通過這些做法都達到了垃圾年產量0或負增長。在日本東京,1989年垃圾產量曾達到高峰,通過垃圾減量,到2009年,東京垃圾產量已減少了44%。
“但在我們國家,一直沒這么做。究其原因,是因為部門分割。比如舊貨交易歸發改委管,限制包裝歸商務局管,各項工作都不是一個部門管理。以前,垃圾減量化工作作為法律規定的垃圾對策的第一要務實際上沒人抓,所以垃圾的產生量與日俱增。”王維平說。
垃圾的資源化則是指將垃圾當作可以回收物,在經濟容忍的情況下,合理、合算的情況下,將垃圾回收作為再制造的工業原料。“不僅可以減少末端的運輸、處理費用,從而減少環境污染的風險,同時可以再生資源,把大量自然資源留給后代使用。”王維平說。