淺析生活垃圾焚燒的余熱利用

王紀偉

摘要：隨著社會的不斷進步和人民生活水平的提高，所產生的生活垃圾也在急劇地增加。為了更方便的處理和更好的利用好生活垃圾，目前采用的比較普遍的方式是對生活垃圾進行焚燒處理，通過回收焚燒產生的能量達到垃圾處理的減容化、無害化和資源化的效果。要充分的利用和吸收國外的先進技術，研制適合我們自己的垃圾焚燒設備，將潛藏在生活垃圾內部的能量釋放出來，為我們的生產和生活提供能源。

關鍵詞：生活垃圾；焚燒處理；余熱利用

1垃圾焚燒處理技術

目前在生活垃圾的處理的方式中比較成熟的主要有填埋、堆肥和焚燒。利用焚燒的方法處理生活垃圾可以實現徹底殺菌和消毒，并且可以產生大量的熱能，另外還能快捷有效的實現減量化，正因為如此才成為國內外主要的處理垃圾的方式。生活垃圾通常要先經過預處理，分選出可以回收的垃圾和體積較大的垃圾。在當垃圾的低位發熱值大于4180kJ/kg時，具有最好的燃燒效果；一旦低于該值，就需要添加煤、油、天然氣等輔助燃料來進行助燃。

焚燒是一種通過高溫熱化學處理垃圾的技術，也是一種將垃圾熱能進行利用的形式。在800～1000℃的溫度范圍，垃圾中的可燃部分可以與氧氣產生劇烈的化學反應，并且釋放出大量的熱量。產生大量的高溫燃燒氣和少量的穩定的固體殘渣。

1.1垃圾焚燒處理的優點

垃圾焚燒處理相比于其他垃圾處理方法有很多獨特的優點：

（1）消毒比較徹底、具有較高的穩定化程度、處理方式更衛生。城市垃圾經高溫焚燒處理后；惡臭氨氣和有機質被高溫分解；處理后的殘渣可直接填埋處置。

（2）經焚燒處理后的垃圾可以實現80%～90%的減容，減容效果更好；

（3）可以實現全天候的操作，處理起來的效率更高，受到外界的影響更??；

（4）焚燒處理的費用比較合算，而且可以實現熱能的回收利用，資源化程度高，占地面積比較少，發展前景更好。

2垃圾焚燒的余熱利用

2.1直接利用

將焚燒時產生的煙氣的余熱轉化為蒸汽、熱水和熱空氣后直接提供給外界是垃圾焚燒余熱利用最直接的形式。另外余熱后的助燃熱空氣可以把熱量帶人焚燒爐內，不僅可以提高垃圾焚燒的效率，還能提高焚燒爐體內可以有效利用的熱量。熱水，蒸汽一方面可以供給焚燒廠自身的生產需要，另一方面還可以對外供應作為生產生活的能源。

不過對于熱能的直接利用也受到很多條件的限制，包括垃圾焚燒廠自身的生產需要和與受納點的距離等因素。能夠最有效的直接利用余熱的重要的前提是焚燒廠建設和規劃必須要非常合理，不然的話可能會因為無法實現平衡的供求關系而導致余熱的白白浪費。

2.2佘熱發電

將熱能轉化為電力能夠克服因受建廠規劃的限制而不能充分直接利用余熱的缺點。余熱轉化為電力后受長途運輸限制很少，如果對小型分散的焚燒廠進行整合，還能實現規?；?。不過把余熱轉化為電力會增加焚燒廠的固定投資，整個焚燒廠的運行費用也會相應的增加，但是余熱轉化為電力后也會給焚燒廠帶來穩定的收益，相對來說經濟效益更明顯。據統計我國每年處理的生活垃圾已達到1.5億噸，若焚燒處理率為15%，按每噸垃圾250 kW.h的發電量來計算的話，通過焚燒處理的垃圾每年的發電量可以達到56.71億kW.h，可以看出垃圾作為—種新型能源來進行開發利用前景是非?？捎^的。

美國的169座垃圾焚燒設施中，就有37座設施是采用焚燒后的余熱進行發電，其每年的發電總量可以高達200MW。在日本東京的13座垃圾焚燒廠，不僅通過余熱發電帶來大量收入，同時還為居民生活提供蒸汽和熱水。北京、上海、天津、重慶、廣州、長沙、珠海等城市都在建或擬建垃圾焚燒發電廠并且對余熱發電進行了大量的可行性研究。不少國家有明確規定，垃圾焚燒廠廠家有義務回收垃圾焚燒時產生的能源，還有其他國家規定，電力公司有義務購買垃圾焚燒廠全年的電力。

2.3熱電聯供

熱能在轉化為電能的過程中，會有非常大的損失，其損失率大小由垃圾的發熱量、余熱鍋爐的熱效率以及氣輪發電機組的熱效率等決定。熱電聯供的方式，能夠將供熱和發電聯合在一起，充分的提高垃圾在焚燒時所產生的熱能的利用效率。單純的熱能轉化為電能只能有效的利用13%～22.5%的熱能，而采用熱電聯供的組合方式，對焚燒廠的熱能的利用效率卻可以提高到50%左右，如果組合的更合理甚至可以達到70%。

將發電和區域性供熱結合在一起是焚燒廠常用的熱電聯供的方式，區域性供熱又可細分為居民區供熱（冷）、工業供熱（冷）和農業供熱。目前在我國，常用的熱電聯供的模式主要有：發電+居民區供熱（冷）；發電+工業供熱（冷）；發電+農業供熱；發電+工業供熱（冷）+居民區供熱（冷）；發電+工業供熱（冷）+農業供熱；發電+居民區供熱（冷）+農業供熱等。

影響熱電供應模式的最主要的因素就是焚燒廠建設的合理性，另外還需要保證有穩定的熱（冷）商品的受納用戶。由于直接供熱時對熱能的利用效率比利用熱能發電后再輸送給最終用戶的熱能利用效率要高很多的，因此在采用熱電聯供的方式時可以采用一種近乎理想的方式來對外供應熱電。換句話說就是在滿足供熱為前提的情況下，利用剩余的熱能來進行發電，以此實現能源利用效率的最大化。

結論：對于生活垃圾的焚燒處理能夠實現廢物的充分利用，是一種變廢為寶的有效途徑。雖然在我國，大多數的中小型城市人民的總體生活水平不是很高，而且生活垃圾中的可燃、易燃的成分很少，采用垃圾焚燒法處理垃圾的一次性投資也非常高，如果建設大的焚燒廠就需要承受很大的經濟壓力，甚至會超出這些中小城市的經濟承受能力，因此并不適合采用焚燒來處理。不過隨著城市經濟水平的不斷提高，土地資源也越來越匱乏，采用焚燒的方式處理垃圾勢在必行。