正確利用垃圾所代理的用處，又關垃圾的新管理措施有哪些呢?同時在當前垃圾的新應用措施技巧對新能源的發展上有何推動作用呢?本文就做了詳細的介紹。本文發表在：《山東電力技術》,《山東電力技術》山東電力集團公司主管，由山東電機工程學會與山東電力研究院聯合主辦、公開發行的電力技術刊物。《山東電力技術》主管單位：山東電力集團公司，主辦單位：山東電機工程學會山東電力研究院，國內統一刊號：37-1258/TM，國際標準刊號：1007-9904
摘要：城市垃圾發電是近30年發展起來的新技術，特別是20世紀70年代以來，由于資源和能源危機的影響，發達國家對垃圾采取了“資源化”方針，垃圾處理不斷向“資源化”發展，垃圾電站在發達國家迅猛發展。最先利用垃圾發電的是德國和美國。1965年，西德就已建有垃圾焚燒爐7臺，垃圾焚燒量每年達7.8 105噸，垃圾發電受益人口為245萬;到1985年，垃圾焚燒爐已增至46臺，垃圾年焚燒量為8 106噸，可向2120萬人供電，受益人口占總人口的34.3%。法國共有垃圾焚燒爐約300臺，可以燒掉40%的城市垃圾。
關鍵詞：垃圾處理,發電應用,新能源論文
垃圾處理目前主要有填埋法、堆肥法、焚燒法等。下面就其中幾種方法介紹如下：
1.1 填埋法
根據工藝的不同，又分傳統填埋法和衛生填埋法兩類。
1.1.1 傳統填埋法
這種方法實際上是在自然條件下，利用坑、塘、洼地將垃圾集中堆置在一起，不加掩蓋，未經科學處理的填埋方法。
1.1.2 衛生填埋法
衛生填埋法是采用工程技術措施，防止產生污染及危害環境土地的處理方法。
此二種填理法處理量大，方便易行，投資省，是我國目前處理城市垃圾的一種主要方法。但此法缺點是填理后易造成二次污染(污染地下水源)，被填埋的垃圾發酵產生的甲烷氣體易引發爆炸等，還占用大量農田面積，垃圾填埋場周圍臭氣等嚴重影響大氣環境。
各國工業的迅猛發展，人口的大量集中，城市越來越多、越來越大，人類生活水平的不斷提高，造成地球上的垃圾越來越多，已成為一大公害。據1996年有關資料統計表明，目前全球每年排放垃圾近100億噸。產垃圾最多的國家是美國，每年已超過2億噸。德國人均年產垃圾為世界之最，為800公斤。日本東京日產垃圾已達1.2萬噸。我國已有660個城市，其中已有200個城市陷入垃圾包圍之中，垃圾產量正向1億噸邁進。
1.2 堆肥法
堆肥法就是把城市垃圾運到郊外堆肥廠，按堆肥工藝流程處理后制作為肥料，成本低、產量大。由于經濟實用的化肥大量普及，堆肥量大，勞動強度大，全面比較后，市場越來越小。北京市不少堆肥廠已難于走出困境。
1.3 焚燒法
按焚燒原理不同，全世界又主要分為爐排爐焚燒、流化床焚燒、熱解法三種。
1.3.1 爐排爐焚燒
就是將城市垃圾運到焚燒廠的垃圾池，經抓吊入料斗，慢慢進入爐堂，經過干燥、燃燒、燃燼三個階段，在大量氧氣(空氣過剩系數等于1.8)的助燃條件下，垃圾在爐排中用不同方法攪動下，充分燃燒，燒燼的爐渣入渣池冷卻后，運往廠外填埋，垃圾燃燒后產生的大量高溫煙氣(850-900℃)進入余熱鍋爐換熱，過熱蒸氣再進入汽輪發電機組發電。
爐排爐根據結構的不同，又分為爐排爐、滾筒爐等很多種爐型，但是德國爐排爐(又稱馬丁爐)最著名，焚燒效率最高，質量最好。
爐排爐垃圾焚燒發電工藝流程見圖1。
1.3.2 流化床焚燒
就是將城市垃圾運到焚燒廠倒入垃圾池后，經抓吊入料斗，垃圾從焚燒爐的頂端投放進爐內后，落在活動床的中央，然后慢慢通過熱砂床(600-700℃)，其結果是垃圾被熱砂焙燒而失去其水分變脆，繼之分散到活動床兩側的流化床。在流化床內，脆而易碎的垃圾被劇烈運動的砂粒擠成碎片而很快燃燒掉。另一方面，垃圾中的不燃物則與砂粒一起移動到焚燒爐兩側，通過不燃物排出孔，與砂粒一起自動排出爐外。
流化床垃圾焚燒發電工藝流程見圖2～3。
此種新型流化床焚燒爐能夠在不經事先處理(破碎)的情況下直接進行焚化，是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司，目前單臺日處理量已達390t/d。但它的價格仍然和爐排爐一樣很高。
1.3.3 熱解法
熱解法是在隔絕空氣的條件下，垃圾在熱解裝置中受熱而使有機質分解，轉化成燃氣。燃氣進入余熱鍋爐換熱后，過熱蒸氣進入汽輪發電機發電。
此種方法是近10～20年研制出來的，是這三種焚燒法中最新焚燒理論。由于此種爐型結構簡單，無運動件，設備技術投資比較前二種便宜約50%，很有發展前途。它的產品以美國和加拿大公司為代表。
2.我國垃圾發電的必要性和可能性
2.1 垃圾發電必要性
目前，法國首都已建有一個較完善的垃圾處理系統，有4個垃圾焚燒廠，處理垃圾已超過170萬噸/年，產生相當于20萬噸石油能源的蒸氣，供巴黎市使用。美國自80年代起投資70億美元，興建90座垃圾焚燒廠，年處理垃圾總能力達到3000萬噸，90年代將新建402座垃圾焚燒廠;90年代初，美國垃圾焚燒發電占總垃圾處理量的18%，預計2000年可達40%。在美國的底特律市擁有世界上最大的日處理垃圾4000噸的垃圾發電廠。日本城市垃圾焚燒發電技術發展很快，1989年焚燒處理的比例已占總量的73.9%，90年代將升至84%，到2000年將完全采用垃圾焚燒法。
保護環境是我國的一項基本國策，隨著我國城市的發展和人民物資生活水平的提高，妥善處理垃圾已成為當務之急。據統計，我國人均生活垃圾年產量為440kg，且每年以8-10%的速度在遞增，大量的垃圾被運到城郊裸露堆放，已成為公害。全國歷年垃圾堆存量已高達60億噸，堆占耕地5億m2，直接經濟損失達80億元人民幣。因此，垃圾滋生已成為我國繼能源、交通、工業三廢之后又一重大難題，形勢嚴峻，刻不容緩。目前我國城市已發展到660個，城鎮人口2.6億，按每人每年產生440kg垃圾計算，則產生垃圾量為1.14 104萬噸，是可以使100萬人口的城市覆蓋1米。但另一方面，如果將其全部利用，則相當于1340萬噸石油的能量，可見垃圾處理對我國來講，意義更重大。我們相信，隨著我國城市居民生活水平不斷提高及人們環保意識的增強，垃圾焚燒發電的前景充滿希望。特別是1998年國家計委關于新能源建設項目審批通知中指出，垃圾發電也是一種新型能源，給予了大量的優惠政策支持，綜合考慮其社會效益，環保效益及經濟效益，建設垃圾電廠是非常必要的。
2.2 垃圾發電的可行性
現代生活垃圾包羅萬象、應有盡有，但可概括為可燃垃圾和不可燃垃圾兩部分。其中可燃垃圾包含紙布、皮革、塑料、橡膠、竹木、動植物殘體、樹葉、果皮、廚余等，由有機物和可燃物構成城市生活垃圾的主體。而不可燃垃圾專指各類金屬、玻璃、石陶瓷等無機物。根據我國大中城市垃圾熱值均在800kcal/kg～1500kcal/kg，這些垃圾均能自燃，均能發電。燃燒一噸城市生活垃圾可發電300～400kw。而且垃圾焚燒處理后的灰渣呈中性，無氣味，不會引發二次污染，且體積減少90%，重量減少75%以上，明顯減容減量。直接通過垃圾焚燒，產生高溫煙氣進入余熱鍋爐產生蒸氣，進入汽輪發電機發電，在國外早已是成功的經驗，國內深圳垃圾電廠七年的實踐也證明了垃圾發電的可行性。
3. 垃圾焚燒廠建設的幾點建議
3.1 建設垃圾焚燒發電廠的指導思想應是實現垃圾處理的無害化，減量化，資源化。它們的相互關系是以無害化為核心，垃圾資源化是企業生存發展的條件，減量化是目的。
3.1.1 一個垃圾焚燒廠是否成功?第一、看它是否做到了無害化，即它的焚燒爐污染排放物是否達到國家規定的標準。我國目前僅有一個城鎮垃圾焚燒污染物排放標準(征求意見稿)，標準是偏低的。目前世界上城鎮垃圾焚燒污染物排放標準最高的為德國、瑞士等。越高投資越大。本人認為美國、加拿大標準比較適中，二惡英為I-TEQ 0.5ng/m3.我國征求意見稿是參考美國標準制訂的,但目前二惡英暫不監督,僅供考慮。現實要求我國應盡早制訂國定標準，工程設計才能有法律依據。如果一個垃圾焚燒廠污染排放物超過國家標準的規定，造成二次污染，那它就是失敗的。
3.1.2 垃圾處理必須減量化，最好的高效堆肥廠也只能把垃圾中50%左右的有機物變為肥料，另50%未處理。目前，最差的垃圾復合肥僅用有機物垃圾的百分之幾，(不到10%)，其余送去填埋。未達到減量化目的。只有焚燒處理后，重量減少到25%，體積減少到5～10%，才真正做到了減量化。
3.1.3 垃圾處理必須資源化。因為垃圾處理是一個高投入低產出的行業，如果連這么一點低收入都不去爭取，政府就沒有那么多錢來支持垃圾焚燒廠，企業就虧損或建不起來。只有在對垃圾進行綜合治理后，如垃圾焚燒后，熱能發電，廢渣中金屬回收，廢渣制磚作建筑材料，臭氣吸入焚燒爐燃燒，污水作為冷卻廢渣水循環，少量無用污水經污水處理合格后排放。垃圾資源得到綜合利用后，產生較好經濟效益，支持了企業生存和發展，再加上政府優惠政策，企業才有光明前途。
3.2 發展垃圾焚燒發電事業，必須立足我國國情。
我國目前在垃圾處理上的國情又是什么呢?我認為我國城市生活垃圾處理目前主要是填埋和堆肥，而且堆肥成功的也較少。我國目前垃圾熱值較低，僅為800～1500kcal/kg，政府拿不出那么多錢來處理垃圾，所以全國660個城市都存在著不同程度的垃圾山包圍著城市。填埋帶來的二次污染，非改不可。堆肥是利用垃圾中的有機物質發酵而成，而垃圾中占一半以上的無機物又如何處理呢?也只有焚燒利用。而垃圾中有機物資中常常由于垃圾源頭不能嚴格分選，不少有害物質如重金屬進入有機物中一起成為堆肥。如果堆肥中重金屬含量超標，種出的蔬菜、莊稼，人們吃了有害身體健康。外國只要把堆肥用來種花、種草、種樹。我們中國人堆肥的目的就是施肥于農作物，堆肥中重金屬不能超過國家規定的標準，應引起重視。所以，垃圾堆肥前景有限。還是應該走垃圾焚燒處理之路。人類在垃圾如何處理上已經走了幾十年的歷程，首先摸索了各種爐排爐焚燒建設，逐步發展完善而成為今天各種應用的爐排爐，最高水平為德國，熱效率達到0.8以上。日本三菱公司購買德國專利，目前設計爐排爐熱效率僅為0.63。其次摸索了流化床焚燒理論，逐步發展完善到垃圾不用分選直接入新流化床焚燒，以日本任原公司為最高水平。最后摸索了熱解法焚燒原理，運動件少，設備簡單些，成本僅為以上二種的一半，熱效率也在0.8以上，以美國、加拿大為代表。我認為，我國應首先引進一批垃圾焚燒處理設備，從中摸索經驗再發展我國自己的產品。但應從原理和結構，成本上全面分析后，找到達到同樣目的，設備簡單、成本低的設備作為我國發展方向。目前深圳、上海浦東、浦西及北京朝陽垃圾焚燒發電廠等均選用的是爐排爐，結構復雜，成本高，而且沒有一家選用德國的，如我國有的工廠，按日本三菱公司專利產品設計，熱效率較低。如果選德國專利設計不就提高了很高水平嗎?我院這次設計常德垃圾發電廠就選用加拿大瑞威公司產品，長沙垃圾發電廠就選用美國垃圾熱解法發電，熱效率均在 0.8以上，整個電廠投資比爐排爐減少一半。
3.3 如何走中國人自己的路
我認為，城市垃圾處理應從源頭抓起，即各個城市市長應重視這個環保問題。
3.3.1 從源頭抓起，對垃圾進行分選，除對市民進行教育外，要求環衛部門具體落實，每一個垃圾收集點，分別玻璃類桶、金屬類(各種易拉罐等)桶，有害物質(電池、日光燈、油漆、藥品等)桶，石、磚、爐渣類桶，廚余等有機物捅，分選分裝分運。玻璃、金屬回收利用，有害物資再分選利用后填埋，石、磚、爐渣類桶送填埋，其余送垃圾焚燒發電廠。這樣，大大減少了垃圾焚燒廠投資，進行了廢物回收利用，創造了資源財富，是大有經濟效益的工作。
3.3.2 垃圾焚燒設備廠必須和設計院、焚燒廠合作，全面跟蹤焚燒設備工程設計、安裝調試運行中的優缺點，然后全面分析經驗和教訓及具體技術問題，尋找新的解決辦法、途徑，再設計更加先進、更加完善、更符合實際的焚燒設備來，才成為可能。如果單靠制造廠引進外國一個專利或一部分專利，照著干，是遠遠不夠的，因為中國的垃圾有它的特色。哪個工廠也沒有經濟實力搞幾套焚燒廠作試驗。最省錢的辦法是主動找上設計院和焚燒廠一道合作，發揮各自優勢，注重各自側重點，全面跟蹤項目全過程，有志者事竟成。
3.3.3 廣泛調查分析，找到焚燒熱效率最高，污染排放標準達到國家要求的，投資、運行成本最低的焚燒設備，才能具有競爭力，才有好的經濟效益和社會效益。
因為目前全世界垃圾焚燒設備有好多種，每一種都是從一定的條件下產生發展起來的，都有自己的特長和存在的意義。不能一聽就信，就跟著干，應該首先多花些時間，多作些調查研究分析，先把國外幾種主要類型焚燒設備弄清其原理、結構、價格后，再結合我國垃圾情況研究對策。一定能找到焚燒熱效率最高，污染排放物達到國家標準的、投資運行成本低的焚燒設備。這是一個對市場分析的過程，是一個對技術掌握運用的過程，是一個真正具有技術和價格競爭實力的過程。
3.3.4 垃圾焚燒爐煙氣凈化裝置投資占總投資的近三分之一，排放標準越高，投資越大，國內有關專業生產廠家應盡快重視這一工作的研究設計開發新產品。在滿足污染排放物達到國家標準的前提下，設備越簡單，運行費用越低，投資越省越好。一定要占領這個市場急需新產品的新領域。大有可為的市場!
