浅析生活垃圾焚烧的余热利用

王纪伟

摘要：随着社会的不断进步和人民生活水平的提高，所产生的生活垃圾也在急剧地增加。为了更方便的处理和更好的利用好生活垃圾，目前采用的比较普遍的方式是对生活垃圾进行焚烧处理，通过回收焚烧产生的能量达到垃圾处理的减容化、无害化和资源化的效果。要充分的利用和吸收国外的先进技术，研制适合我们自己的垃圾焚烧设备，将潜藏在生活垃圾内部的能量释放出来，为我们的生产和生活提供能源。

关键词：生活垃圾；焚烧处理；余热利用

1垃圾焚烧处理技术

目前在生活垃圾的处理的方式中比较成熟的主要有填埋、堆肥和焚烧。利用焚烧的方法处理生活垃圾可以实现彻底杀菌和消毒，并且可以产生大量的热能，另外还能快捷有效的实现减量化，正因为如此才成为国内外主要的处理垃圾的方式。生活垃圾通常要先经过预处理，分选出可以回收的垃圾和体积较大的垃圾。在当垃圾的低位发热值大于4180kJ/kg时，具有最好的燃烧效果；一旦低于该值，就需要添加煤、油、天然气等辅助燃料来进行助燃。

焚烧是一种通过高温热化学处理垃圾的技术，也是一种将垃圾热能进行利用的形式。在800～1000℃的温度范围，垃圾中的可燃部分可以与氧气产生剧烈的化学反应，并且释放出大量的热量。产生大量的高温燃烧气和少量的稳定的固体残渣。

1.1垃圾焚烧处理的优点

垃圾焚烧处理相比于其他垃圾处理方法有很多独特的优点：

（1）消毒比较彻底、具有较高的稳定化程度、处理方式更卫生。城市垃圾经高温焚烧处理后；恶臭氨气和有机质被高温分解；处理后的残渣可直接填埋处置。

（2）经焚烧处理后的垃圾可以实现80%～90%的减容，减容效果更好；

（3）可以实现全天候的操作，处理起来的效率更高，受到外界的影响更小；

（4）焚烧处理的费用比较合算，而且可以实现热能的回收利用，资源化程度高，占地面积比较少，发展前景更好。

2垃圾焚烧的余热利用

2.1直接利用

将焚烧时产生的烟气的余热转化为蒸汽、热水和热空气后直接提供给外界是垃圾焚烧余热利用最直接的形式。另外余热后的助燃热空气可以把热量带人焚烧炉内，不仅可以提高垃圾焚烧的效率，还能提高焚烧炉体内可以有效利用的热量。热水，蒸汽一方面可以供给焚烧厂自身的生产需要，另一方面还可以对外供应作为生产生活的能源。

不过对于热能的直接利用也受到很多条件的限制，包括垃圾焚烧厂自身的生产需要和与受纳点的距离等因素。能够最有效的直接利用余热的重要的前提是焚烧厂建设和规划必须要非常合理，不然的话可能会因为无法实现平衡的供求关系而导致余热的白白浪费。

2.2佘热发电

将热能转化为电力能够克服因受建厂规划的限制而不能充分直接利用余热的缺点。余热转化为电力后受长途运输限制很少，如果对小型分散的焚烧厂进行整合，还能实现规模化。不过把余热转化为电力会增加焚烧厂的固定投资，整个焚烧厂的运行费用也会相应的增加，但是余热转化为电力后也会给焚烧厂带来稳定的收益，相对来说经济效益更明显。据统计我国每年处理的生活垃圾已达到1.5亿吨，若焚烧处理率为15%，按每吨垃圾250 kW.h的发电量来计算的话，通过焚烧处理的垃圾每年的发电量可以达到56.71亿kW.h，可以看出垃圾作为—种新型能源来进行开发利用前景是非常可观的。

美国的169座垃圾焚烧设施中，就有37座设施是采用焚烧后的余热进行发电，其每年的发电总量可以高达200MW。在日本东京的13座垃圾焚烧厂，不仅通过余热发电带来大量收入，同时还为居民生活提供蒸汽和热水。北京、上海、天津、重庆、广州、长沙、珠海等城市都在建或拟建垃圾焚烧发电厂并且对余热发电进行了大量的可行性研究。不少国家有明确规定，垃圾焚烧厂厂家有义务回收垃圾焚烧时产生的能源，还有其他国家规定，电力公司有义务购买垃圾焚烧厂全年的电力。

2.3热电联供

热能在转化为电能的过程中，会有非常大的损失，其损失率大小由垃圾的发热量、余热锅炉的热效率以及气轮发电机组的热效率等决定。热电联供的方式，能够将供热和发电联合在一起，充分的提高垃圾在焚烧时所产生的热能的利用效率。单纯的热能转化为电能只能有效的利用13%～22.5%的热能，而采用热电联供的组合方式，对焚烧厂的热能的利用效率却可以提高到50%左右，如果组合的更合理甚至可以达到70%。

将发电和区域性供热结合在一起是焚烧厂常用的热电联供的方式，区域性供热又可细分为居民区供热（冷）、工业供热（冷）和农业供热。目前在我国，常用的热电联供的模式主要有：发电+居民区供热（冷）；发电+工业供热（冷）；发电+农业供热；发电+工业供热（冷）+居民区供热（冷）；发电+工业供热（冷）+农业供热；发电+居民区供热（冷）+农业供热等。

影响热电供应模式的最主要的因素就是焚烧厂建设的合理性，另外还需要保证有稳定的热（冷）商品的受纳用户。由于直接供热时对热能的利用效率比利用热能发电后再输送给最终用户的热能利用效率要高很多的，因此在采用热电联供的方式时可以采用一种近乎理想的方式来对外供应热电。换句话说就是在满足供热为前提的情况下，利用剩余的热能来进行发电，以此实现能源利用效率的最大化。

结论：对于生活垃圾的焚烧处理能够实现废物的充分利用，是一种变废为宝的有效途径。虽然在我国，大多数的中小型城市人民的总体生活水平不是很高，而且生活垃圾中的可燃、易燃的成分很少，采用垃圾焚烧法处理垃圾的一次性投资也非常高，如果建设大的焚烧厂就需要承受很大的经济压力，甚至会超出这些中小城市的经济承受能力，因此并不适合采用焚烧来处理。不过随着城市经济水平的不断提高，土地资源也越来越匮乏，采用焚烧的方式处理垃圾势在必行。