城市生活垃圾的常用處理方法有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒和熱解4種，其中垃圾焚燒發(fā)電被認(rèn)為是今后處理城市垃圾的重要發(fā)展方向。垃圾在高溫下焚燒，其中的有害物質(zhì)被分解，焚燒后的殘渣只有原來容積的10%～30%，垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量又轉(zhuǎn)化為電能服務(wù)于社會。真正實現(xiàn)了固體廢物處理的無害化、減量化和資源化，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    但是，由于目前我國城市生活垃圾熱值低、含水率高、灰土含量大、成分復(fù)雜，造成在爐膛內(nèi)燃燒時燃燒效率低、爐膛溫度低、煙氣成分復(fù)雜等問題。在垃圾燃燒工況不好的情況下，經(jīng)常要適當(dāng)噴入燃油助燃，這樣在處理垃圾的同時浪費了其他資源，運行成本較高，經(jīng)濟(jì)效益較差。
    隨著能源問題的提出，作為可再生能源，生物質(zhì)能在能源結(jié)構(gòu)中的地位越來越重要；另外，相對于煤、石油等常規(guī)能源，生物質(zhì)的燃燒過程具有C02零排放的特點。因此，世界各國相繼興起開發(fā)和利用生物質(zhì)能新技術(shù)的熱潮。但是，有關(guān)垃圾與生物質(zhì)混燒的研究鮮有報道。
    為此進(jìn)行了秸稈與城市生活垃圾混燒實驗，測量并分析了有關(guān)燃燒特性和污染物排放參數(shù)，以期對垃圾焚燒發(fā)電廠的運營提供一定的指導(dǎo)。
1、可行性分析
本研究選用秸稈作為與垃圾混燒的生物質(zhì)，這是因為秸稈具有以下優(yōu)點：
    1)資源豐富：我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)6億t，資源擁有量居世界首位。據(jù)統(tǒng)計，35%秸稈未被合理利用，而是被農(nóng)民就地焚燒，造成了極大的資源浪費。
    2)品質(zhì)高：秸稈是一種很好的清潔可再生能源，其平均含硫量只有0. 38%，而煤的平均含硫量約達(dá)1%。而且秸稈熱值約為15000 kj/kg，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的50%。
    3)支撐性好：由于秸稈的支撐性好，可以提高整體混合燃燒物的蓬松性，使一次風(fēng)順利地進(jìn)入爐膛助燃，從而保證了高效充分燃燒，提高了燃燒溫度。
2、實驗部分
2.1實驗設(shè)備
    本實驗是在華北某垃圾焚燒發(fā)電廠進(jìn)行的，該電廠的主要設(shè)計參數(shù)見表l。
2.2實驗材料
    本實驗摻混的秸稈以棉花桿為主，且棉花桿收集到廠后未做預(yù)處理。從進(jìn)廠的垃圾和秸稈中抽取20個樣品，應(yīng)用Vario EL型元素分析儀進(jìn)行元素分析，分析結(jié)果（取平均值）如表2所示。
2.3實驗方法
    對不同棉稈質(zhì)量百分含量的混和垃圾進(jìn)行了燃燒實驗，同時連續(xù)監(jiān)測并記錄了反映機(jī)組運行效率的主要參數(shù)（爐膛溫度、燃燒效率和發(fā)電量等）和鍋爐污染物排放濃度，以分析混燒比對各種參數(shù)的影響。所有實驗中過量空氣系數(shù)(a=1.7)、脫酸反應(yīng)劑（熟石灰）加入量等保持不變。
3、實驗結(jié)果與分析
3.1混燒對爐溫的影響
    圖1為爐膛溫度隨秸稈質(zhì)量百分含量的變化。從圖1中可以看出，爐膛溫度隨秸稈量的增加而增大。這是由于進(jìn)廠生活垃圾的熱值較低(只有5400kj/kg)，所以其燃燒的爐膛溫度較低，在沒有燃油助燃的情況下，一般維持在600℃左右。隨著棉稈摻入量的增多，混合物熱值相應(yīng)的增大，因此爐膛溫度逐漸變大。當(dāng)棉稈的質(zhì)量百分含量為14%左右時，混合物的熱值達(dá)到6780kj/kg，接近鍋爐的燃燒設(shè)計工況，鍋爐的燃燒狀況最佳。
3.2混燒對燃燒效率的影響
    圖2為燃燒效率隨秸稈質(zhì)量百分含量的變化。從圖2中可以看出，隨棉稈摻燒量的增多，燃燒效率增加。這主要是由于棉稈中揮發(fā)分含量高，使得燃料的不完全燃燒熱損失減少。
3.3混燒前后污染物排放濃度對比
3.3.1顆粒物的排放
    從圖3可以看出，棉稈質(zhì)量百分含量增加，顆粒物濃度明顯降低。從元素分析中可以看出，棉稈的灰份含量遠(yuǎn)小于垃圾中灰份含量，因此，棉稈摻燒比例增加，燃燒產(chǎn)生的灰的總量減小，顆粒物排放濃度也相應(yīng)減小。
3.3.2S02的排放
    從圖4可以看出，棉稈質(zhì)量百分含量增加，SO2的濃度略有增加，這是由于棉稈中硫元素的含量大于垃圾中硫元素的含量，因此隨棉稈摻燒比例增加．SO2的排放值大于混燒前排放量。
3.3.3  NOx的排放
    從圖5可以看出，棉稈質(zhì)量百分含量增加，NO；的濃度略有增加。雖然棉稈的含氮量略低于垃圾的含氮量，使得燃料型NO，生成量減小，但由于隨棉稈摻燒比例增加，爐膛溫度快速上升，導(dǎo)致熱力型NOx產(chǎn)量增大，從而NO，總排放量略有增加。
3.3.4  CO的排放
    從圖6可以看出，棉稈質(zhì)量百分含量增加，CO排放濃度略有降低。這是由于棉稈中揮發(fā)分含量高，燃料的燃燒較充分，因此CO的排放量減小。
3.3.5二惡英的排放
    從表3中可以看出，混燒后煙氣中的二惡英濃度有很大的降低，這一方面是由于爐膛內(nèi)較高的燃燒溫度（大于850℃）能有效抑制二惡英的生成；另一方面是由于棉稈比垃圾中二惡英的前驅(qū)物要少。
3.4經(jīng)濟(jì)分析
    比較摻混秸稈前后電廠的各經(jīng)濟(jì)參數(shù)指標(biāo)。
    實驗過程中的棉稈收購價格為200元／t，消耗量為4. 25 t/h，；燃油價格為4940元／t，密度為0.84kg/m3；上網(wǎng)電價為0.5元/kWh;垃圾補貼費167元/t。在這種情況下，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算：
    棉稈成本：4. 25 x 200= 850元/h
    節(jié)約燃油：82/1 000 x0. 84 x4 940 =340元／h
    增加發(fā)電量：(5 810 -4 200) x0.5 =805元/h
    增加垃圾焚燒量：(( 31.6 -4.25) - 20. 6)×167 =1 127.3元/h
    單爐直接經(jīng)濟(jì)效益：(340+805 +1127.3 -850)/2 =711. 15元/h
4、結(jié)論
    本文作者對秸稈與城市生活垃圾混燒進(jìn)行了廣泛的實驗研究，得出如下主要結(jié)論：
    1)當(dāng)生物質(zhì)的摻燒質(zhì)量百分比為14%時，本垃圾發(fā)電機(jī)組的效率達(dá)到最佳；
    2)通過測量混燒前后各種污染物排放濃度，發(fā)現(xiàn)混燒后煙氣中的顆粒物濃度和二惡英濃度有很大的降低，SO2和NOx等酸性氣體的濃度略有增加，但仍滿足排放要求；
    3)比較了混燒前后垃圾發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過計算得出混燒后單爐直接經(jīng)濟(jì)效益711.15元/h。
    本課題的研究成果對垃圾發(fā)電廠的運營和生物質(zhì)能的利用具有一定的工程參考價值。
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