論“滑移式新型常壓垃圾氣化焚燒爐”
其實垃圾發電廠就是電力公司采用氣輪機組發電的小電廠,只因改變了燒鍋爐燃料,從原來是燒煤粉,改為燒垃圾,因而就稱垃圾發電廠。
而發電廠改燒垃圾,實際只需改造燒鍋爐的“爐房”而改造后的爐房,實際就是這個“滑移式新型常壓垃圾氣化焚燒爐”。其結構功能特點就是令其能燒含水份很高的濕垃圾,使到垃圾運來不管它含難燃的廚余等有機物,及不燃的砂石、玻璃、金屬等無機物,以及含水份很高的濕垃圾,都不需分揀及任何處理,便可以即時從車上直接倒入爐內,自動關上爐門,便基本完成任務。往后的將垃圾滅菌除臭及干燥、氣化焚燒、熱能利用、煙氣收集進行熱解及水解以及化學分解、活性碳吸濾等無害化處理、余熱循環再利用、爐渣排出等全部工序,就由爐內設置的無需人員操控的機械自動化去完成。除了要清走爐內自動排出的爐渣,再利用來實現零廢物排放外,其余就不需人工勞動,連司爐工都不需要,避免工人要在不衛生的環境工作,并能做到完全無煙、臭氣及溫室氣體排放和降酸雨危害、空氣中無塵粒、無需建煙囪、成為完全無環境污染,及無危害身體健康的垃圾發電廠,并能做到利用垃圾發電收入能足夠償還建廠投入資金本息,及支付該廠所有全部費用支出,并有盈余來達到資源增值的目的。
本來利用垃圾發電來處理固體生活垃圾,既可環保,又可將垃圾減量到零及增值,以及不會留有后患,又可將垃圾變成能源,應該是目前最理想的做法。
但客觀上垃圾又存在不利燃燒因素,給利用垃圾焚燒發電帶來了很多難題。例如①垃圾又臟又臭、細菌和病毒都有,及物種多、化學成份復雜,故燃燒時定會產生惡臭;②燃燒時有有害的二惡英等煙氣影響健康及污染環境;③垃圾當中其實只有約50-55%是可燃物,35-40%是廚余等有機物,由于含水量大,故是難燃物,約有5%是泥,砂石等是不燃物,而且垃圾一般是含水量大,故不加處理是很難燃燒;④垃圾當中,一些很快就燒完,而一些就要燒長時間才能燒盡,故實難同時間把它燒盡,加上燒垃圾難燒旺火,以及燃點溫度及熱值也低,因而難有足夠的爐溫及熱量來供鍋爐產蒸汽來推動氣輪發電機組來發電等4個不利燃燒因素,給垃圾焚燒發電帶來很大困難,故解決的方法,應該根據上述不利因素,采用有針對性的克服措施及處理方法來改造爐房,才能解決。
而目前所建的垃圾發電廠做法是,垃圾運來要先卸下來進行分揀處理后,再將垃圾堆放在場內進行自然干燥,或將垃圾放進坑內進行發酵“冷焗”5-7天,待垃圾干燥后,才能放進爐內焚燒,而且燃燒垃圾方法是用抓斗機將垃圾放入爐內,吹入大量空氣來焚燒,靠大煙囪抽排煙氣的傳統直接燃燒方法,只在煙道處噴灑石灰水及袋式過濾煙氣,就作為煙氣處理。結果就產生以下情況:
1、在將垃圾進行分揀處理、自然干燥、發酵冷焗、及在燃燒垃圾時,會發出大量惡臭及有害的煙臭氣味,做成環境十分惡劣,令方圓幾公里也聞有煙、臭氣味,及有溫室氣體排放和降酸雨危害。另外,要很多人負出健康代價在這垃圾叢中工作,也顯得十分不文明,而且有辱國家形象,應該是屬于未能解決環境污染問題。
2、由于要進行這樣反復的處理工序,就必然令處理垃圾費用支出大量增加,加上這樣的處理方法,定必要占用場地特別大,建廠資金投入也特別多,令垃圾所發出的電,成本價也超出電力公司的正常收購價3倍有多,做成垃圾發電廠要大量虧損,故在經濟上是得不償失,從而加重人民和政府財政負擔。
3、由于他的燃燒方法,是無可能將垃圾中存在的客觀不利燃燒的因素加以克服,及無法將垃圾完全燒盡,也無法充分利用燃燒垃圾發出的熱值,以及會做成鍋爐產蒸汽量不足或不穩定,令氣輪發電機運轉不正常,甚至會發生故障。
其實以上問題,一直困擾著研究利用垃圾發電來處理固體生活垃圾的工作者,也妨礙著利用垃圾發電的事業發展。因此本人憑借在機械及化工行業從事30多年的技術改革工作經驗,解決了垃圾焚燒發電的存在問題,發明了滑移式新型常壓垃圾氣化焚燒爐。其功能達到完全無煙、臭氣及溫室氣體排放和降酸雨等危害,空氣中無塵粒、達到完全無污染及無需建煙囪排煙氣,還創造了垃圾發電廠能燒濕垃圾,以及四處都清潔干凈,無感覺有垃圾煙、臭氣味,令空氣清新、衛生整潔,一點都不像垃圾發電廠,完全達到理想的環保要求。
在技術措施方面:我將發電廠爐房建在地下,并將爐體密封,及在爐內將從車上直接倒進的垃圾壓實、滅菌除臭、脫水干燥、氣化焚燒、熱能利用、將煙氣收集進行還原成水,令煙氣消失的技術處理、爐渣排出等各工序全部在爐內密封進行,避免垃圾在處理及燃燒過程所產生的煙、臭等氣體,散發出爐外污染環境及影響人體健康,也便于提高處理質量及工作效率,以及降低處理費用。
①將爐房分成兩個功能區,前區用作將垃圾滅菌除臭及干燥,后區用作氣化焚燒,令到垃圾運來,不管其中含難燃物及不燃物,以及含水份多高,都不用任何分揀及處理,便可即時直接從車上倒入爐內,自動關上爐門便基本完成任務,往后的各項處理工序,就由爐內設施一體化自動完成,從而避免污染環境;
②利用鍋爐后余熱燒石灰及制活性碳,結合將煙氣與鈣化學分解成無害煙氣,反過來用石灰及活性碳處理煙氣及污水,達到兩全其美的效果:
③利用斜面重力下滑作動能,解決爐內因濕熱影響而不能用電的難題;
④將原來是把垃圾直接燃燒,靠煙囪抽排煙氣的燃燒方法,改為管內氣化焚燒,以便密封及提高燃燒熱值利用率,及擴大燃燒發熱面,來提高爐溫及增加熱量,以及將煙氣還原成水,令煙氣消失來創造無煙氣排放;及無需建煙囪;
⑤利用爐渣余熱、氣輪發電機部份尾氣、化學熱分解后的熱煙氣、焚燒爐下熱氣等余熱全部送回前爐來將垃圾進行滅菌除臭及干燥,結合將煙氣處理;
⑥利用擴大燃燒發熱面,進行集熱來提高爐溫及增加熱量,來滿足鍋爐所需熱量,避免要加燃油助燃而要增加費用支出,并將垃圾氣化焚燒,及煙氣處理等全部工序,實現機械自動化完成,從而提高工效,及處理質量和降低發電成本
其實以上技術措施,不但能實現無需人員操控的機械自動化焚燒處理垃圾,及能達到完全無污染環境的目的,并能大量降低建廠造價及處理垃圾費用;并可從現在垃圾發電廠每噸處理費要105元,降為0.66元,及令建廠造價只是目前造價的1/8份,處理垃圾費用1/160份,建廠用地1/6份,并能令垃圾運來,不管它其中含難燃物及不燃物,及含水份很高的濕垃圾,都可不用分揀及任何處理便可直接從車上倒入爐內,自動關上爐門,便已完成任務,往后就無需人員操控和勞動及司爐人員的情況下,由爐內設施自動化完成,故是相當理想。
在經濟方面:由于可令垃圾發電廠設備及工序大量簡化,令到只需要氣輪發電機組,及配電設施、鍋爐、以及這個滑移式新型常壓垃圾氣化焚燒爐之外,就不需要其他輔助設施,從而可以大量減少資金投入,及降低處理費用和提高工效,因而可以將垃圾發電廠從現在要大量虧損,改變成為可以有盈利,來達到資源增值的目的。從而創造了利用垃圾焚燒發電可以有盈利的歷史。
另外,這個滑移式新型常壓垃圾氣化焚燒爐,是可以直接替代垃圾壓縮站及取代垃圾填埋場使用。原因它可以燒濕垃圾,令垃圾運來不管干與濕,及含難燃物及不燃物,都可以直接倒入爐內,自動關上爐門,便基本完成任務。往后就由爐內設置的機械自動化操控完成;又由于該爐是完全無煙、臭氣排放及無污染,及可將爐建在地下,令地面只有倒垃圾口和發電房,因而占地很少,在倒垃圾口處也設有吸臭裝置,這樣在倒垃圾時也不會有臭氣味散發出來污染環境,故在環保方面也比垃圾壓縮站及填埋場好得多,處理垃圾費用也比壓縮站及填埋場少,及可以就地將垃圾處理,從而節省很多運輸垃圾費用,及避免運輸垃圾途中污染。再者,這個爐是全部建在地下,因而地面可以有75%的空地用來綠化,用來吸收二氧化碳氣體,及將垃圾發電廠成為公園,令環境幽雅。
聽去過日本考察的朋友講,日本處理垃圾廠就建在城區,他的爐也是無煙氣、臭氣發出污染環境,所產出的熱能也是就地供給居民使用。其實我創造發明的這個垃圾爐比日本處理方法好很多,因日本只用活性炭過濾及水解來處理煙氣。而我就用密閉燃燒,及多層水膜過濾,以及石灰水解和活性炭過濾后,循環回爐再燒來處理煙氣,其實效果是遠優于日本,而且處理費用比日本少很多。
再談該“滑移式新型常壓垃圾氣化焚燒爐”的經濟及社會效益。以建日處理壹千噸的垃圾發電廠為例:該爐能令垃圾發電廠從原來要大量虧損,改變成為有盈利,雖然盈利看來不多,但投資商以銀行15年按揭貸款方式投資壹億元,每年就可以從盈利收入358.932萬元,政策性提高電力收購價收入每年有2937.6萬元,每年提取本金加利息收入951.48萬元,三項收入合計是每年可收回4248.012萬元,這樣2年4個月零7日便可以把投入的資金全部收回,往后每年就可純收入4146.012萬元,直至經營期滿為止,故經濟效益是相當好,吸引力亦相當大。至于社會效益方面:既能環保,又能將垃圾減量及增值,并可將垃圾成為資源,又可減輕人民和政府財政負擔,故其社會效益其實是相當大的。
再談發展前景:現在世界及我國都要環保,而利用垃圾發電來處理固體生活垃圾,既環保又可減量及增值,廠房占地少,及不會留有后患,是個好辦法,以前因是技術問題制約著發展,現在技術問題解決了,故發展前景也非常樂觀。
專利號:ZL200420000582.5
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