浅析城市生活垃圾焚烧发电厂沼气利用工艺

郭海涛

摘 要 近年来，我国的城市化进程有了很大进步，城市对电能的需求也在不断增加，城市生活垃圾焚烧发电厂建设也越来越多。本文针对城市生活垃圾焚烧发电厂沼气利用工艺进行分析，为城市生活垃圾的处理效果提供有效保障。

关键词 城市生活;生活垃圾;焚烧发电厂;沼气利用;利用工艺

引言

我国作为生活垃圾产生量最大的国家，预计2030年，生活垃圾的总产量将会是美国的2倍。在这种趋势下，必须加大研发科学技术的力度，确保生态环境不会受到污染。为保证生活垃圾可以得到二次利用，应该积极研发焚烧垃圾发电技术，提高应用技术水平，从而有效处理生活垃圾，降低生态环境压力，促使人与自然和谐共处。

1沼气发电预处理系统的特点分析

沼气发电预处理系统在构建和具体应用过程中，对生活垃圾处理可以起到良好的辅助作用。为了保证该系统在实际应用过程中的有效性，必须要对该系统在应用时的优势特点进行分析，并且将这些特点合理的应用到实践中，这样才能够实现对生活垃圾的有效处理。沼气发电预处理系统在实际应用过程中，通常系统都会选择利用防爆的设计方式，同时还要在其中对防爆设备仪表进行合理的配置。与此同时，还要对不锈钢设备进行科学合理的利用，这样做的根本目的是为了最大限度保证设备的使用年限可以得到有效延长。除此之外，要结合实际情况，对在线监测系统以及紧急旁路进行科学合理的设置，这样做的根本目的是为了最大限度保证系统在处理过程中的安全性和稳定性。同时，还可以与发动机自身的用气量进行有效结合，实现自动变频，同时还可以尽可能减少辅机对电量的整体消耗情况，对运行费用也可以起到良好的控制作用[1]。

2城市生活垃圾焚烧发电厂沼气利用工艺措施

2.1 设置沼气燃烧器，回焚烧炉焚烧

该方案是将渗沥液厌氧处理过程中产生的沼气经沼气燃烧器送入焚烧炉燃烧，整套系统的热量增加，实现了对资源的回收利用。沼气燃烧器位置一般设在辅助燃烧器附近。沼气喷入焚烧炉内燃烧，增加了锅炉的蒸发量，相应地也增加了汽轮发电机组的发电量。

2.2 将沼气排放入坑并通过抽风机回炉焚烧

这种方式在提出以及具体应用过程中，其主要是对现有的渗沥液进行有效收集，同时还要对通风设施进行科学合理的设置。通过这种方式在其中科学合理的利用，其根本目的是为了直接将渗沥液处理过程中的沼气，以及其他一些有毒有害气体，全部都直接有效地排放到垃圾坑内部进行处理。在这种形势下，必须要保证垃圾坑内部具有非常良好的负压状态，这样抽取之后可以立即进入到焚烧炉内部进行燃烧处理。这种方式在实际应用过程中，从理论角度出发，发现沼气在进入到焚烧炉内部之后，就会将其自身的热量全部都释放出来。但是这种方式在应用时，仍然存在问题，比如垃圾坑当中原本的垃圾势必会产生沼气。众所周知，沼气的主要成分就甲烷，甲烷会与空气当中的氧气产生氧化反应，同时在完全反应的状态下，甲烷与氧气相互之间的反应体积在经过计算分析之后确定是1∶2。在這种形势下，与空气当中的氧气含量进行结合分析时，发现1LCH4在燃烧过程中需要空气的含量大概是9.5L。所以，甲烷在整个混合气体当中的占比大概是9.5%。如果甲烷在空气当中的体积分数已经达到或者是超过9.5%的时候，那么就会立即引起爆炸的现象。生活垃圾在堆放过程中，如果堆放得过于集中，那么势必会在实践中形成一种厌氧的环境状态。这样就会导致垃圾当中的沼气会呈现出持续不断积累的状态，同时还会一直释放。这种形势下，甲烷在空气当中的含量就会越来越高，一直达到爆炸的极限，甚至在遇到明火时，会引起严重的爆炸事故[2]。

2.3 通过装置沼气发电燃气内燃机发电机组进行回炉焚烧

沼气脱硫后通过储气罐向燃气发动机运输，驱动发电机产生电力。通过热回收装置对沼气发动机排出的冷却水和散发的热量进行回收后作为热源。燃气内燃机适用于沼气产量相对较小的场所，以沼气为燃料，使内燃机和发电机持续发电。根据国内外机组的运行经验，假定燃气内燃机发电机组的热效率为33%，那么每小时发电量就为687kWh，沼气上网发电量约为583kWh，年上网总发电量为4.66×106kWh，则每年收入可以增加302万元。与前3种方案不同，该方案的30年特许经营期总额为9060万元。

3提高焚烧发电技术水平的策略

我国各个城市垃圾的构成比较复杂，大部分为厨余垃圾，剩余垃圾为纸张类、塑料类、纤维类，不同种类的垃圾热值差比较大。在这种情况下，我国应该积极借鉴参考国外发达国家处理垃圾的模式，减少产生垃圾的数量，积极落实垃圾分类工作，从分类的垃圾中选择热量较高的垃圾，落实焚烧发电的工作，剩余垃圾按照其他方法实施。我国已经引进大量的设备和技术，详细分析焚烧设备工艺流程，根据我国垃圾分类的水平，优化调整焚烧垃圾流程，带动国内焚烧垃圾发电事业的快速发展。生活垃圾“焚烧发电技术”是环保产业和新能源产业的结合，既可以实现生活垃圾的减量化，又可以在回收能源方面发挥积极作用。发达国家的焚烧发电技术比较成熟，我国发电技术正在由固废处理向持续发展的方向转变，尽管已经取得较大的进步，但是在今后发展中仍需要改进及完善[3]。

4结束语

在对城市生活垃圾焚烧厂的运营情况进行结合分析时，发现由于现阶段人们日常生活过程中的生活垃圾量越来越大，所以生活垃圾的处理难度也越来越大。为了实现对生活垃圾的有效处理，提高生活垃圾焚烧发电厂的正常运作效率，可以对沼气工艺手段进行科学合理的引进和利用。沼气在经过燃烧器回炉燃烧之后，可以对沼气的热量进行回收利用。这样不仅可以促使生活垃圾焚烧发电厂自身的经济效益得到有效提高，而且在对垃圾进行处理时，可以保证可靠性和稳定性。

参考文献

[1] 黄和平，胡晴，王智鹏，等.南昌市生活垃圾卫生填埋生命周期评价[J].中国环境科学，2018，38（10）：3844-3852.

[2] 孙翔，黄如晖，朱婧霖，等.基于DEA模型的农村生活垃圾处理工程环境及经济效益评估[J].农业工程学报，2018，34（16）：190-197.

[3] 姚远，刘政，涂为民，等.成都市生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理现状分析[J].水处理技术，2018，44（2）：128-132，139.