淺析城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣利用工藝

郭海濤

摘 要 近年來，我國的城市化進程有了很大進步，城市對電能的需求也在不斷增加，城市生活垃圾焚燒發電廠建設也越來越多。本文針對城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣利用工藝進行分析，為城市生活垃圾的處理效果提供有效保障。

關鍵詞 城市生活;生活垃圾;焚燒發電廠;沼氣利用;利用工藝

引言

我國作為生活垃圾產生量最大的國家，預計2030年，生活垃圾的總產量將會是美國的2倍。在這種趨勢下，必須加大研發科學技術的力度，確保生態環境不會受到污染。為保證生活垃圾可以得到二次利用，應該積極研發焚燒垃圾發電技術，提高應用技術水平，從而有效處理生活垃圾，降低生態環境壓力，促使人與自然和諧共處。

1沼氣發電預處理系統的特點分析

沼氣發電預處理系統在構建和具體應用過程中，對生活垃圾處理可以起到良好的輔助作用。為了保證該系統在實際應用過程中的有效性，必須要對該系統在應用時的優勢特點進行分析，并且將這些特點合理的應用到實踐中，這樣才能夠實現對生活垃圾的有效處理。沼氣發電預處理系統在實際應用過程中，通常系統都會選擇利用防爆的設計方式，同時還要在其中對防爆設備儀表進行合理的配置。與此同時，還要對不銹鋼設備進行科學合理的利用，這樣做的根本目的是為了最大限度保證設備的使用年限可以得到有效延長。除此之外，要結合實際情況，對在線監測系統以及緊急旁路進行科學合理的設置，這樣做的根本目的是為了最大限度保證系統在處理過程中的安全性和穩定性。同時，還可以與發動機自身的用氣量進行有效結合，實現自動變頻，同時還可以盡可能減少輔機對電量的整體消耗情況，對運行費用也可以起到良好的控制作用[1]。

2城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣利用工藝措施

2.1 設置沼氣燃燒器，回焚燒爐焚燒

該方案是將滲瀝液厭氧處理過程中產生的沼氣經沼氣燃燒器送入焚燒爐燃燒，整套系統的熱量增加，實現了對資源的回收利用。沼氣燃燒器位置一般設在輔助燃燒器附近。沼氣噴入焚燒爐內燃燒，增加了鍋爐的蒸發量，相應地也增加了汽輪發電機組的發電量。

2.2 將沼氣排放入坑并通過抽風機回爐焚燒

這種方式在提出以及具體應用過程中，其主要是對現有的滲瀝液進行有效收集，同時還要對通風設施進行科學合理的設置。通過這種方式在其中科學合理的利用，其根本目的是為了直接將滲瀝液處理過程中的沼氣，以及其他一些有毒有害氣體，全部都直接有效地排放到垃圾坑內部進行處理。在這種形勢下，必須要保證垃圾坑內部具有非常良好的負壓狀態，這樣抽取之后可以立即進入到焚燒爐內部進行燃燒處理。這種方式在實際應用過程中，從理論角度出發，發現沼氣在進入到焚燒爐內部之后，就會將其自身的熱量全部都釋放出來。但是這種方式在應用時，仍然存在問題，比如垃圾坑當中原本的垃圾勢必會產生沼氣。眾所周知，沼氣的主要成分就甲烷，甲烷會與空氣當中的氧氣產生氧化反應，同時在完全反應的狀態下，甲烷與氧氣相互之間的反應體積在經過計算分析之后確定是1∶2。在這種形勢下，與空氣當中的氧氣含量進行結合分析時，發現1LCH4在燃燒過程中需要空氣的含量大概是9.5L。所以，甲烷在整個混合氣體當中的占比大概是9.5%。如果甲烷在空氣當中的體積分數已經達到或者是超過9.5%的時候，那么就會立即引起爆炸的現象。生活垃圾在堆放過程中，如果堆放得過于集中，那么勢必會在實踐中形成一種厭氧的環境狀態。這樣就會導致垃圾當中的沼氣會呈現出持續不斷積累的狀態，同時還會一直釋放。這種形勢下，甲烷在空氣當中的含量就會越來越高，一直達到爆炸的極限，甚至在遇到明火時，會引起嚴重的爆炸事故[2]。

2.3 通過裝置沼氣發電燃氣內燃機發電機組進行回爐焚燒

沼氣脫硫后通過儲氣罐向燃氣發動機運輸，驅動發電機產生電力。通過熱回收裝置對沼氣發動機排出的冷卻水和散發的熱量進行回收后作為熱源。燃氣內燃機適用于沼氣產量相對較小的場所，以沼氣為燃料，使內燃機和發電機持續發電。根據國內外機組的運行經驗，假定燃氣內燃機發電機組的熱效率為33%，那么每小時發電量就為687kWh，沼氣上網發電量約為583kWh，年上網總發電量為4.66×106kWh，則每年收入可以增加302萬元。與前3種方案不同，該方案的30年特許經營期總額為9060萬元。

3提高焚燒發電技術水平的策略

我國各個城市垃圾的構成比較復雜，大部分為廚余垃圾，剩余垃圾為紙張類、塑料類、纖維類，不同種類的垃圾熱值差比較大。在這種情況下，我國應該積極借鑒參考國外發達國家處理垃圾的模式，減少產生垃圾的數量，積極落實垃圾分類工作，從分類的垃圾中選擇熱量較高的垃圾，落實焚燒發電的工作，剩余垃圾按照其他方法實施。我國已經引進大量的設備和技術，詳細分析焚燒設備工藝流程，根據我國垃圾分類的水平，優化調整焚燒垃圾流程，帶動國內焚燒垃圾發電事業的快速發展。生活垃圾“焚燒發電技術”是環保產業和新能源產業的結合，既可以實現生活垃圾的減量化，又可以在回收能源方面發揮積極作用。發達國家的焚燒發電技術比較成熟，我國發電技術正在由固廢處理向持續發展的方向轉變，盡管已經取得較大的進步，但是在今后發展中仍需要改進及完善[3]。

4結束語

在對城市生活垃圾焚燒廠的運營情況進行結合分析時，發現由于現階段人們日常生活過程中的生活垃圾量越來越大，所以生活垃圾的處理難度也越來越大。為了實現對生活垃圾的有效處理，提高生活垃圾焚燒發電廠的正常運作效率，可以對沼氣工藝手段進行科學合理的引進和利用。沼氣在經過燃燒器回爐燃燒之后，可以對沼氣的熱量進行回收利用。這樣不僅可以促使生活垃圾焚燒發電廠自身的經濟效益得到有效提高，而且在對垃圾進行處理時，可以保證可靠性和穩定性。

參考文獻

[1] 黃和平，胡晴，王智鵬，等.南昌市生活垃圾衛生填埋生命周期評價[J].中國環境科學，2018，38（10）：3844-3852.

[2] 孫翔，黃如暉，朱婧霖，等.基于DEA模型的農村生活垃圾處理工程環境及經濟效益評估[J].農業工程學報，2018，34（16）：190-197.

[3] 姚遠，劉政，涂為民，等.成都市生活垃圾焚燒發電廠滲濾液處理現狀分析[J].水處理技術，2018，44（2）：128-132，139.