·垃圾發(fā)電技術(shù)同一般的垃圾焚燒技術(shù)相比，其投資費(fèi)用可以降低50%
·徹底消除二堊因以及映喃
·熱量回收利用效率提高3倍
·降低二氧化碳的排放
·保護(hù)天然資源
德國(guó)垃圾發(fā)電技術(shù)是赫爾特環(huán)保技術(shù)集團(tuán)公司一項(xiàng)技術(shù)專(zhuān)利，通過(guò)采用垃圾發(fā)電技術(shù)可以節(jié)省投資，另一方面也同時(shí)保護(hù)環(huán)境，提高能源回收利用程度。
通過(guò)垃圾焚燒爐把垃圾轉(zhuǎn)化為高溫?zé)煔?，從而把其中含有的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。高溫的垃圾煙氣通過(guò)管路輸送到電站鍋爐的下部，替代一部分自然資源如煤炭等。
本資料由德國(guó)格蘭茨公司(GLANZ GMBH)提供
垃圾發(fā)電技術(shù)同一般的垃圾焚燒技術(shù)相比，其投資費(fèi)用可以降低50%
由于可以利用發(fā)電站下列已有的資源：
1)基礎(chǔ)設(shè)施，輔助設(shè)備
2)能源回收裝置(鍋爐，渦輪機(jī)，冷卻水)
3)尾氣處理裝置
·徹底消除二堊因以及呋喃
1)兩級(jí)燃燒，在將垃圾高溫?zé)煔鈱?dǎo)入電站高爐后，可以將溫度從900度升高到1300到1400度，促使二堊因以及呋喃分解
2)分解后的二堊因以及呋喃無(wú)法重新化合，
·充分燃燒
·游離態(tài)氯的濃度低
·冷卻階段經(jīng)歷的時(shí)間短
·熱量回收利用效率提高3倍
1) 在垃圾衛(wèi)星焚燒爐中所釋放出的熱能同電站高爐的高熱能轉(zhuǎn)換率相結(jié)合，被轉(zhuǎn)化為電能
2) 電站的熱能轉(zhuǎn)換效率達(dá)到40％，因此垃圾發(fā)電技術(shù)的熱能回收效率相當(dāng)于普通垃圾焚燒技術(shù)的3倍
·降低二氧化碳的排放
1)垃圾中所含有的能源為可再生資源，用垃圾發(fā)電就用可再生資源替代了不可再生的天然資源
2)降低二氧化碳的排放，緩解溫室效應(yīng)
3)電站高爐的高熱能轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步降低了二氧化碳的排放量.
·保護(hù)天然資源
1)利用現(xiàn)有的電站工業(yè)設(shè)備以及場(chǎng)所
2)減少占地，騰出空地
3)垃圾焚燒避免了垃圾堆肥，防止垃圾污染地表
4)可以將焚燒灰渣進(jìn)一步利用做成建材
5)避免了堆肥場(chǎng)產(chǎn)生甲烷破壞大氣
第一部分：工藝介紹
第一，工藝原理
由于垃圾處理的費(fèi)用昂貴，為了降低垃圾處理的費(fèi)用，就必須考慮進(jìn)行垃圾的材料回用或者能源回用。然而垃圾的材料回用要求相當(dāng)高的垃圾處理程度，相應(yīng)的處理費(fèi)用也較高這就違背了經(jīng)濟(jì)性的原則。相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的則是回用垃圾所含有的能源。在回用能源的各種方案中垃圾處理投資成本越低，能源回用效率越高，方案的可行性就越高。煤炭垃圾發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的方案是：
1)用日常產(chǎn)生的富含能量的生活垃圾以及工業(yè)垃圾來(lái)代替各種天然資源，如：天然氣，石油以及煤炭等等。
2)通過(guò)部分利用現(xiàn)有的發(fā)電站，將可再生的生活垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎碗娏?，從而一方面降低投資成本，另一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)垃圾的處理。
第二, 同電站相結(jié)合
垃圾首先在同電站高爐平行的衛(wèi)星焚燒爐中點(diǎn)燃。在衛(wèi)星焚燒爐中燃燒形成的高溫垃圾煙氣被導(dǎo)入電站高爐中，同原來(lái)高爐中天然燃料燃燒產(chǎn)牛的煙氣混合，共同實(shí)現(xiàn)能量的回收利用，從而也保證了垃圾煙氣達(dá)到電站天然燃料的熱能回收效率。在總的燃燒煙氣中垃圾燃燒的煙氣所占比例是以不對(duì)電站高爐產(chǎn)生負(fù)面影響以及不影響高爐燃料的利用效率為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定的。在不對(duì)電站高爐以及煤炭輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何改建的情況下，垃圾煙氣所回收的能量占總回收能量的比例應(yīng)保持在l0 —15％。
這一結(jié)合一方面使垃圾能量的回收效率達(dá)到電站熱能回收效率，另一方面也使垃圾作為一種可再生資源部分替代了不可再生的天然燃料。同普通的垃圾焚燒爐相比，采用垃圾發(fā)電技術(shù)后同樣數(shù)量的垃圾所產(chǎn)生的電力是前者的兩到三倍。
垃圾發(fā)電技術(shù)同其他普通的垃圾焚燒技術(shù)相比，其最大的優(yōu)勢(shì)在于保證垃圾的充分燃燒，并且使垃圾的能量回收利用效率達(dá)到40％。
第三, 垃圾的配送
最簡(jiǎn)單的一種情形是把垃圾直接輸送到建有垃圾衛(wèi)星焚燒系統(tǒng)的電站。一座10萬(wàn)噸級(jí)的垃圾焚燒處理設(shè)備可以處理40萬(wàn)人口所產(chǎn)生的垃圾，按照人口的密度不同，苯本相當(dāng)于方圓15至25公里左右的居住面積。因此要進(jìn)行垃圾的處理就需要建立相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施。又由于垃圾的配送都是間歇性的，一般分布在上午或者下午的一定時(shí)段，因此在垃圾衛(wèi)星焚燒爐前應(yīng)建造一座垃圾預(yù)選堆放設(shè)施，它一方面負(fù)責(zé)把陸續(xù)運(yùn)到的垃圾連續(xù)的輸送進(jìn)垃圾焚燒爐，另一方面也對(duì)垃圾進(jìn)行分選，去除垃圾中含有的有害以及對(duì)高爐會(huì)產(chǎn)生損害的成分，并把垃圾進(jìn)行粉碎，混合，從而盡可能保證垃圾的均質(zhì)，提高燃燒的效率。
第二部分： 垃圾發(fā)電技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)
垃圾發(fā)電技術(shù)從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，總體上具有以下三方面的優(yōu)點(diǎn)：
1)可以把垃圾焚燒設(shè)備的投資降低50—60％
2)縮短垃圾焚燒設(shè)備的建設(shè)周期
3)創(chuàng)造新的工作崗位
第一,降低投資額度
垃圾焚燒技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面設(shè)備的總投資額相對(duì)于普通的垃圾焚燒設(shè)備明顯降低；另一方面也由于設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中增加了對(duì)垃圾熱能的回收效率，從而增加了項(xiàng)目的投資回報(bào)。
以下是一筆簡(jiǎn)單的演算：
一個(gè)10萬(wàn)噸級(jí)的垃圾處理設(shè)備每年處理的垃圾位10萬(wàn)噸，通過(guò)采用垃圾發(fā)電技術(shù)可以回收能量65萬(wàn)GJ，若每GJ能量的價(jià)格為2馬克，那么就可以保證回報(bào)130萬(wàn)馬克。
10萬(wàn)噸級(jí)的垃圾焚燒設(shè)備(采用垃圾發(fā)電技術(shù))設(shè)備投資： 58，000，000馬克
每年的設(shè)備折[日(折舊期限為15年，利息10％) 7，600，000馬克
減去：每年的能量回收回報(bào)： 1，300，000馬克
每年10萬(wàn)噸垃圾的總處理費(fèi)用： 6，300，000馬克
每一噸垃圾的處理費(fèi)用： 63馬克
普通的垃圾焚燒設(shè)備的處理成本比較：
10萬(wàn)噸級(jí)垃圾焚燒設(shè)備投資： 165，000，000馬克
每年的設(shè)備折舊(折舊期限為15年，利息10％] 2l，700，000馬克
每一噸垃圾的處理費(fèi)用： 217馬克
通過(guò)應(yīng)用垃圾發(fā)電技術(shù)每噸垃圾處理費(fèi)用可以節(jié)?。?nbsp; 154馬克
第二,縮短投資以及建設(shè)周期
通過(guò)把垃圾焚燒設(shè)備同發(fā)電站相結(jié)合可以利用發(fā)電站現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施以及部分能量回收設(shè)備，因此可以減少建設(shè)范圍, 大大縮短建設(shè)周期。按照以上計(jì)算得出的費(fèi)用節(jié)省額度,一個(gè)年處理10萬(wàn)噸垃圾的設(shè)備就可以每年節(jié)省出1500萬(wàn)馬克，而用于其他方面的投資。或者換一種方法計(jì)算，若普通的垃圾焚燒設(shè)備可以在15年內(nèi)回收投資，那么采用垃圾發(fā)電技術(shù)后，同樣的垃圾處理項(xiàng)目就可以在3至4年內(nèi)回收投資，剩余的年數(shù)中市民就無(wú)需繼續(xù)背著償還投資的包袱了。
當(dāng)然每一個(gè)國(guó)家的物價(jià)水平都有差異，以上所計(jì)算的垃圾處理絕對(duì)數(shù)字可能會(huì)有所偏差，但是垃圾發(fā)電技術(shù)同普通的垃圾焚燒技術(shù)的投資比例關(guān)系基本一定，采用垃圾發(fā)電技術(shù)后，一方面大大降低投資成本，另一方面也縮減了建設(shè)周期。
第三,創(chuàng)造新的工作崗位
任何一項(xiàng)投資都會(huì)在建設(shè)期創(chuàng)造出新的工作崗位。根據(jù)垃圾焚燒項(xiàng)目的規(guī)模不同，建設(shè)周期長(zhǎng)短不同，以及考慮到各工種的工作同時(shí)性要求不同，一個(gè)垃圾焚燒項(xiàng)目可以創(chuàng)造100到300個(gè)新的工作崗位。更重要的是垃圾發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用所創(chuàng)造出的工作崗位是新興的，與未來(lái)接軌的，長(zhǎng)期性的工作崗位，是有支付來(lái)源的工作崗位。已有的垃圾處理行業(yè)的工作崗位不會(huì)受影響，而一個(gè)10萬(wàn)噸垃圾處理設(shè)施的運(yùn)營(yíng)從長(zhǎng)期來(lái)看至少需新增30個(gè)工作崗位(4班倒，買(mǎi)辦5人，再加上維修保養(yǎng)人員)，另外還未包括垃圾收集以及運(yùn)輸?shù)膷徫粩?shù)。
第三部分：垃圾發(fā)電技術(shù)在生態(tài)環(huán)保角度的優(yōu)勢(shì)
垃圾發(fā)電技術(shù)除了在投資以及回報(bào)方面占有較大優(yōu)勢(shì)外, 在生態(tài)環(huán)保角度的優(yōu)點(diǎn)也不容忽視，它主要表現(xiàn)在：
第一, 二堊因以及呋喃的排放，二堊因以及呋喃的排放是采用垃圾焚燒技術(shù)時(shí)討論最多的一個(gè)問(wèn)題，而通過(guò)應(yīng)用垃圾發(fā)電技術(shù)，二堊因以及呋喃的問(wèn)題就迎刃而解了：
1)當(dāng)溫度升高到1400到1500度(電站高爐中的溫度)時(shí)，即使是最穩(wěn)定的氯碳?xì)浠衔镆矔?huì)被分解。
2)碳氯氫化合物被分解后，要重新化合所需的溫度為200到500度，而氣體在這一溫度段的時(shí)間極短，不足以讓分解后的物質(zhì)重新化合。
3)之所以無(wú)法重新化合的另一重要原因是氣體中含有的游離態(tài)的碳元素以及氯元素的數(shù)量不足。在充分燃燒的條件下，游離態(tài)存在的碳元素?cái)?shù)量極小，二氯元素在以上溫度段大多會(huì)化合為氯化氫。
第二,重金屬
垃圾中含有的重金屬是以化合物的形態(tài)存在，如氧化物，亞硫酸鹽，硫酸鹽以及氯化物等等。垃圾在衛(wèi)星焚燒爐中燃燒時(shí)，以上化合物就轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，同垃圾高溫?zé)煔庖黄?，被?dǎo)入電站高爐，在遇到高溫爐壁以及高爐灰時(shí)凝結(jié)成固態(tài)或者分解，從而同高爐灰渣一起被運(yùn)出焚燒系統(tǒng)。
另外如果把(德國(guó))煤炭中所有的微量元素同生活垃圾中所含的微量元素相比較，生活垃圾中含有的某些微量元素甚至于達(dá)到煤炭中含量的兩倍。垃圾中鈣的含量比煤炭整整大了一個(gè)數(shù)量級(jí)，而氟的含量則比煤炭小了百分之十，垃圾中重金屬的含量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于煤炭戶重金屬的含量。
在垃圾焚燒煙氣回收的能量占總回收能量10至15％的情況下，垃圾中含有的重金屬完全在電站高爐對(duì)燃料中重金屬含量的要求范圍之內(nèi)。
第三,高溫腐蝕
一般的垃圾焚燒爐中的設(shè)計(jì)溫度約為400攝氏度，設(shè)計(jì)壓力為40巴，以防止高溫腐蝕。這種腐蝕主要是由于氯化鈣造成。當(dāng)硫的含量足夠的情況下，一般不會(huì)生成氯化鈣，而是生成硫酸鈣或者亞硫酸鈣。然而由于垃圾中硫的含量很低，焚燒過(guò)程中鈣元素會(huì)和氯元素結(jié)合而形成氯化鈣。在把垃圾焚燒爐灰從管道輸送出焚燒爐的過(guò)程中，如果溫度超出400度，那么氯化鈣就會(huì)腐蝕管壁，而牛成氯化鐵。
第四, 垃圾焚燒爐灰
垃圾焚燒之后，大部分物質(zhì)(約90％到95％)均作為焚燒爐灰或爐渣被輸送出系統(tǒng)，或者顆粒小的爐灰就回落到爐柵下面，同樣通過(guò)管道輸出系統(tǒng)。輸出后的爐灰由于有害物質(zhì)含量極小，因此可以直接冷卻并進(jìn)一步加工成建筑材料。僅有5—10％的灰塵隨著煙氣進(jìn)入高爐中，并同高爐中的其他燃料燃燒生成的高爐灰通過(guò)高爐尾氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾凈化。由于垃圾中的大部分爐灰已經(jīng)從衛(wèi)星焚燒爐中輸出系統(tǒng)，而垃圾高溫?zé)煔庥痔娲瞬糠值娜剂贤度?，因此總體上高爐尾氣中的粉塵量降低，從而也減輕了尾氣過(guò)濾系統(tǒng)的負(fù)荷。
第五, 減少二氧化碳的排放
每燃燒一公斤煤炭，就會(huì)生成2．5倍的二氧化碳。這些二氧化碳是通過(guò)燃燒幾百萬(wàn)年以來(lái)分解成的碳元素而生成的，并非來(lái)源于日常生活中的二氧化碳循環(huán)。在日常生活中，通過(guò)吸收二氧化碳，形成有機(jī)物和氧氣，有機(jī)物分解過(guò)程中，又消耗氧氣，并釋放出二氧化碳。在自然界中，這一過(guò)程循環(huán)往復(fù)，但總體保持平衡。但是這一平衡卻被燃燒化石燃料所破壞，從而到環(huán)境中的二氧化碳量不斷增加與使用化石燃料相反，采用垃圾作為發(fā)電的燃料，來(lái)源于生活中產(chǎn)生的各種有機(jī)物，是屬于自然界二氧化碳循環(huán)中的有機(jī)物，因此它的燃燒不會(huì)增加大氣中的二氧化碳絕對(duì)含量，而有利于緩解溫室效應(yīng)。
具體來(lái)講，要產(chǎn)生l千瓦的電力，約需要燃燒350克的煤炭，同時(shí)產(chǎn)生l千克的二氧化碳。若通過(guò)垃圾發(fā)電技術(shù)，用垃圾來(lái)替代煤炭，由于垃圾的單位熱值較低，同等的電力所需的垃圾的量相當(dāng)于煤炭的二倍。然而由于垃圾中所含有的碳含量也僅有煤炭中的三分之一，因此所排放的二氧化碳量還是l公斤，但是由于這些有機(jī)物原先就是從二氧化碳合成，因此并不增加大氣中二氧化碳的總量。
同樣數(shù)量的電力若通過(guò)普通的垃圾焚燒設(shè)備來(lái)產(chǎn)生，則會(huì)由于普通垃圾焚燒設(shè)備的熱量利用效率過(guò)低，而需要燃燒二倍數(shù)量的垃圾(同垃圾發(fā)電技術(shù)相比)，從而產(chǎn)牛三倍數(shù)量的二氧化碳。
圖4中表示的是每產(chǎn)生l千瓦的電力二氧化碳的排放量。從中可以看出：即便是熱量回收效率很低的垃圾焚燒爐，所產(chǎn)生的非自然界循環(huán)內(nèi)的二氧化碳量也要低于常規(guī)的發(fā)電站。其中垃圾中化石燃料所產(chǎn)生的二氧化碳量占總產(chǎn)生的二氧化碳的百分比假定為15％。
同樣數(shù)量的垃圾若通過(guò)堆肥的方法處理，這種厭氧的處理方法在堆肥過(guò)程中會(huì)不斷釋放出甲烷氣體，這種氣體對(duì)大氣的破壞性相當(dāng)于二氧化碳的30倍，是形成溫室效應(yīng)的一大因素，一公斤的垃圾在五年的推肥過(guò)程中所產(chǎn)生的二氧化碳相當(dāng)于垃圾焚燒所產(chǎn)生的二氧化碳的量的6倍。因此垃圾堆肥往往需要對(duì)產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集，但是還是無(wú)法避免其中的一部分(40—50％)散失到大氣中。
第六, 其他生態(tài)方面的優(yōu)點(diǎn)
占用面積小
同一個(gè)計(jì)劃使用25年的垃圾堆肥場(chǎng)比較，采用垃圾發(fā)電技術(shù)僅需要堆肥場(chǎng)十分之一的面積，而且由于能夠利用電廠的現(xiàn)有土地以及部分設(shè)備，因此無(wú)需為項(xiàng)目另外開(kāi)辟土地。
·避免了產(chǎn)生垃圾堆肥場(chǎng)的滲透水，而污染地下水
·有害物質(zhì)的排放(如二氧化硫，氮氧化物，氯化氫，氟化氫，二堊因以及呋喃) 在電站的控制指標(biāo)之內(nèi)。通過(guò)垃圾代替天然燃料并不增加污染。
·通過(guò)把垃圾焚燒設(shè)備同現(xiàn)有的電廠相結(jié)合，并利用電廠的現(xiàn)有資源，避免重復(fù)建造，節(jié)省投資，可以把有限的資金花到更多的環(huán)保項(xiàng)目中。
第四部分：垃圾作為燃料的預(yù)處理
在大部分情況下無(wú)法做到把垃圾直接從居民區(qū)送至電廠的垃圾焚燒爐，一方面由于一個(gè)居民區(qū)的垃圾量太小，另一方面也由于垃圾的運(yùn)送的距離過(guò)長(zhǎng)。因此可以考慮的是先將幾個(gè)小區(qū)的垃圾收集后進(jìn)行分揀，然后再將垃圾運(yùn)送到垃圾焚燒場(chǎng)。
這里便有以下的問(wèn)題：是否把所有的垃圾都運(yùn)送到垃圾焚燒場(chǎng)，還是僅僅運(yùn)送熱值較高的部分垃圾?
垃圾可以按直徑分為兩類(lèi)，直徑大于100MM的垃圾相對(duì)熱值較高，小于100MM的相對(duì)熱值較低，因?yàn)橹睆叫∮?00M的垃圾大多為有機(jī)垃圾以及較濕的廚房垃圾，這些垃圾往往還較有可能含有有害物質(zhì)，因此從生態(tài)以及衛(wèi)生角度講不宜堆肥，然而從經(jīng)濟(jì)角度講，這一些垃圾燃燒的費(fèi)用相對(duì)較高，必須政府從環(huán)保角度加以支持，才有可能對(duì)著一些垃圾也進(jìn)行焚燒處理。
在垃圾總量中大約25％的垃圾是廢紙，紙板，塑料，紡織品等等，其重量較輕，熱值較高，部分還是可回收資源。但若是之前垃圾未分類(lèi)收集，那么可以通過(guò)垃圾分選回收的資源最多可能就只有鐵。如果要考慮對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理，主要是從節(jié)省運(yùn)費(fèi)角度出發(fā)的。
按照垃圾的成分不同，處理后帶來(lái)的收益以及處理成本，運(yùn)輸費(fèi)用的具體情況不同，一般情況下當(dāng)垃圾運(yùn)送距離超過(guò)200公里后，宜進(jìn)行垃圾預(yù)處理。在垃圾運(yùn)送距離較短的情況下，可以建立垃圾收集站，在垃圾收集站再把垃圾壓縮裝入集裝箱車(chē)，直接運(yùn)送到帶有垃圾焚燒系統(tǒng)的發(fā)電廠。這種定點(diǎn)收集垃圾的辦法從物流角度來(lái)看較有優(yōu)勢(shì)，可以按照具體的垃圾產(chǎn)生數(shù)量情況選取重要的垃圾收集站點(diǎn)。
大家可以看到，處理垃圾技術(shù)上有非常多的可能途徑，重要的是確定垃圾處理的基本決策標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)一步考慮當(dāng)?shù)氐木唧w情況以及今后的可持續(xù)發(fā)展，以避免決策的錯(cuò)誤。
