新能源概論-課件3-城市生活垃圾能源利用技術(shù)

城市生活垃圾能源利用技術(shù)12能源何博城市生活垃圾能源利用技術(shù)一、城市生活垃圾的定義二、城市生活垃圾的主要成分三、我國(guó)城市生活垃圾現(xiàn)狀四、城市生活垃圾處理的原因及背景五、城市生活垃圾處理方法一、城市生活垃圾的定義城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或?yàn)槌鞘腥粘Ｉ钐峁┓?wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢棄物，是固體廢棄物的主要組成部分之一。其成分主要包括廚余物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、糞便、廢舊家具等。二、城市生活垃圾的主要成分城市垃圾的構(gòu)成特性與地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民消費(fèi)水平、消費(fèi)結(jié)構(gòu)以及城市居民燃?xì)饣实纫蛩赜嘘P(guān)。我國(guó)城市的垃圾在產(chǎn)量迅速增加的同時(shí)，垃圾的構(gòu)成及特性也發(fā)生了很大的變化。城市生活垃圾中有機(jī)成分占總量的60％，無(wú)機(jī)物約占40％，其中廢紙、塑料。玻璃、金屬、織物等可回收物約占總量的20％。垃圾中的可燃物增多，可利用價(jià)值增大，因此隨著今后我國(guó)大城市，尤其是北方城市隨著城市燃?xì)饣实牟粩嗥占埃鞘猩罾械挠袡C(jī)物含量及垃圾的熱值將進(jìn)一步增加。三、我國(guó)城市生活垃圾現(xiàn)狀城市生活垃圾清運(yùn)量逐年增長(zhǎng)大城市垃圾清運(yùn)量所占比重較大城市生活垃圾成分不斷變化城市生活垃圾無(wú)害化處理能力嚴(yán)重不足生活垃圾引起的環(huán)境污染較為嚴(yán)重城市生活垃圾治理資金比重較小四、城市生活垃圾處理的原因及背景1.城市垃圾混合回收的方式加大了垃圾資源化的難度。2.城市垃圾資源化技術(shù)較落后。我國(guó)城市垃圾中的無(wú)機(jī)成分多于有機(jī)成分，不可燃成分多于可燃成分，不可堆腐成分多于可堆腐成分，且大中小城市又各有不同，因而資源化難度大，經(jīng)濟(jì)效益較差。3.城市垃圾資源化的資金不足。我國(guó)城市垃圾處理費(fèi)用主要來(lái)自于政府，金額有限，而建大型的衛(wèi)生填埋廠或焚燒發(fā)電廠均需大量資金，從而造成城市垃圾資源化基礎(chǔ)設(shè)施差。4.法規(guī)不健全，管理不善。當(dāng)前，我國(guó)把垃圾處理的重點(diǎn)放在減量上，對(duì)垃圾資源化不夠重視，無(wú)相應(yīng)的資源回收法，管理差，且目前的管理體制不利于垃圾的資源化。5.資源化意識(shí)淡薄。隨著生活水平的提高，人們的消費(fèi)觀念隨之改變，資源的回收觀念淡薄，回收難度增大。五、城市生活垃圾處理方法填埋處理焚燒處理堆肥處理熱解處理填埋處理衛(wèi)生填埋通常是用來(lái)處置一般固體廢物主要是生活垃圾的一種方法。相對(duì)于另外兩種方法而言，垃圾填埋處置方式具有投資少、處理費(fèi)用低、處理量大、操作簡(jiǎn)便、能處理處置多種類型的廢物，且能回收沼氣、恢復(fù)利用土地等優(yōu)點(diǎn)。因此，填埋處置是現(xiàn)階段我國(guó)城市生活垃圾處理的最主要方式，約占全部處置量的70％以上，且在今后較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，仍將是我國(guó)城市生活垃圾的主要處置技術(shù)。焚燒處理焚燒是處理許多有機(jī)固體廢物最有效的方法，是一種有氧條件下的高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)。有機(jī)固體廢物送入焚燒爐，在高溫和有氧條件下，廢物中的可燃成分與空氣中的氧氣進(jìn)行氧化燃燒分反應(yīng)，放出熱量，轉(zhuǎn)化為高溫的燃燒煙氣和性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘?jiān)?，體積大幅度減小。燃燒煙氣以熱能形式回收利用（如發(fā)電，供熱等），性質(zhì)穩(wěn)定的殘?jiān)梢蕴盥裉幹没蜃鳛榻ú睦?。?jīng)過(guò)焚燒處理后，廢物中許多有害有毒化學(xué)物質(zhì)和有害的病原物在高溫下被氧化分解和破壞，惡臭和有機(jī)廢氣也被高溫分解。因此，固體廢物焚燒也是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、減量化和資源化的處理技術(shù)。焚燒處理焚燒的目的主要有三個(gè)方面：一是使固體廢物最大限度上減容。通過(guò)焚燒后，其體積一般可減少90%以上；二是使廢物無(wú)害化，焚燒可徹底破壞廢物中病原物和有機(jī)污染物等有毒有害物質(zhì)；三是可回收利用焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱能。固體廢物焚燒相對(duì)于其他處置方法，其優(yōu)點(diǎn)有：可大大減容；處理時(shí)間斷，占地小；灰燼或殘?jiān)€(wěn)定，無(wú)害化程度高；可回收利用熱能，減少運(yùn)行成本等。但該技術(shù)往往投資成本高；技術(shù)要求高；不能用來(lái)處理含有機(jī)物很低的固體廢物。堆肥處理將生活垃圾堆積成堆，保溫至70℃儲(chǔ)存、發(fā)酵，借助垃圾中微生物分解的能力，將有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)養(yǎng)分。經(jīng)過(guò)堆肥處理后，生活垃圾變成衛(wèi)生的、無(wú)味的腐殖質(zhì)。既解決垃圾的出路，又可達(dá)到再資源化的目的，但是生活垃圾堆肥量大，養(yǎng)分含量低，長(zhǎng)期使用易造成土壤板結(jié)和地下水質(zhì)變壞，所以，堆肥的規(guī)模不易太大。熱解處理定義：在無(wú)氧參與的情況下，通過(guò)加熱垃圾使其在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行熱分解從而將垃圾中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成低分子量的氣體、液體和炭黑等。熱解處理分類：按熱解的溫度不同分為：高溫?zé)峤?/p>

中溫?zé)峤?/p>

低溫?zé)峤獍垂岱绞娇煞譃椋褐苯蛹訜?/p>

間接加熱按熱解爐的結(jié)構(gòu)可分為：固定床

移動(dòng)床

流化床

旋轉(zhuǎn)爐

直接加熱法供給被熱解物的熱量是被熱解物（所處理的廢物）部分直接燃燒或者向熱解反應(yīng)器提供補(bǔ)充燃料時(shí)所產(chǎn)生的熱。由于燃燒需提供氧氣，因而就會(huì)產(chǎn)生CO2、H2O等惰性氣體混在熱解可燃?xì)庵?，稀釋了可燃?xì)?，結(jié)果降低了熱解產(chǎn)氣的熱值。如果采用空氣作氧化劑，熱解氣體中不僅有CO2、H2O，而且含有大量的N2，更稀釋了可燃?xì)?，使熱解氣的熱值大大降低。因此，采用的氧化劑是純氧、富氧或空氣，其熱解可燃?xì)獾臒豳|(zhì)是不同的。采用純氧作氧化劑熱解，其熱解氣熱值可達(dá)11000kJ/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。直接加熱法的設(shè)備簡(jiǎn)單，可采用高溫，其處理量和產(chǎn)氣率也較高，但所產(chǎn)氣的熱值不高，作為單一燃料直接利用還不行，而且采用高溫?zé)峤猓贜Ox產(chǎn)生的控制上，還需認(rèn)真考慮。

間接加熱法是將被熱解的物料下直接供熱介質(zhì)在熱解反應(yīng)器（或熱解爐）中分離開(kāi)來(lái)的一種方法。

高溫?zé)峤鉄峤鉁囟纫话愣荚?000℃以上。高溫?zé)峤夥桨覆捎玫募訜岱绞綆缀醵际侵苯蛹訜岱āＨ绻捎酶邷丶冄鯚峤夤に嚕磻?yīng)器中的氧化-熔渣區(qū)段的溫度可高達(dá)1500℃，從而將熱解殘留的惰性固體（金屬鹽類及其氧化物和氧化硅等）熔化，以液態(tài)渣形式排出反應(yīng)器，清水淬冷后?；?。這樣可大大減少固態(tài)殘余物的處理困難，而且這種?；牟ＡB(tài)渣可作建筑材料的骨料。中溫?zé)峤鉄峤鉁囟纫话阍?00～700℃之間，主要用在比較單一的物料作能源和資源回收的工藝上，象廢輪胎、廢塑料轉(zhuǎn)換成類重油物質(zhì)的工藝。所得到的類重油物質(zhì)既可作能源，亦可做化工初級(jí)原料。低溫?zé)峤鉄峤鉁囟纫话阍?00℃以下。農(nóng)業(yè)、林業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工后的廢物用來(lái)生產(chǎn)低硫低灰的炭就可采用這種方法，生產(chǎn)出的炭視其原料和加工的深度不同，可作不同等級(jí)的活性炭和水煤氣原料。固體廢物的熱解與焚燒相比有以下優(yōu)點(diǎn)：可以將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃料氣、燃料油和炭黑為主的貯存性能源；由于是缺氧分解，排氣量少，有利于減輕對(duì)大氣環(huán)境的二次污染；廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在炭黑中；由于保持還原條件，Cr3+不會(huì)轉(zhuǎn)化為Cr6+；NOx的產(chǎn)生量少

熱解法和焚燒法比較熱解法和焚燒法是兩個(gè)完全不同的過(guò)程。焚燒的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，而熱解的產(chǎn)