早在2004年中國就已經超越美國,成為世界第一垃圾制造大國。隨著中國城市化進程越來越快,中國每年產生約4億噸生活垃圾,并以8%左右的年速率增長。以填埋方式處理垃圾不僅占用大量的土地,還會嚴重污染土壤和地下水源。因此,垃圾焚燒取代垃圾填埋是大勢所趨。
為此,國家倡導企業和個人做好垃圾分類。從2019年7月1日起,上海已率先實施了“垃圾強制分類”。
然而,垃圾焚燒的過程中會產生二噁英等有害物質。要將焚燒后產生的這些有害物質降至最低,就需要對垃圾在焚燒前進行分類,比如,氯元素燃燒后會產生二噁英,通過垃圾分類可以在焚燒之前篩選出廚余垃圾中的鹽分-氯化鈉和塑料制品里的氯乙烯。
垃圾通過干燥、燃燒到燃燼,將不耐腐蝕性的有機物燃燒成為無機物,同時消除病原性生物。有了垃圾分類這種有效的事先控制手段,再加上對整個焚燒過程的控制,二噁英等有害物質的產生及回收得到了進一步抑制,垃圾焚燒對環境不再造成二次污染。
壓縮空氣系統助力垃圾發電
把各種垃圾收集后,先進行分類處理。一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒,將產生的熱能轉化為高溫蒸氣,推動渦輪機轉動,使發電機產生電能。二是對不能燃燒的有機物進行發酵、厭氧處理,最后干燥脫硫,產生沼氣。再經燃燒,把熱能轉化為蒸氣。推動渦輪機轉動,帶動發電機產生電能。
不過,由于我國的生活垃圾含水率平均超過55%,個別甚至高達75%,高含水率會降低焚燒能量回收效率。因此在垃圾抵達垃圾儲坑之后,需先進行垃圾生物干化。可通過鼓風機充分通風供氧,促進垃圾生物降解,降解產生的生物熱能促使水分轉化為水蒸氣。接著,再將干燥空氣吹入垃圾堆體,從而實現連續不斷的脫水干化。
垃圾運輸及轉運過程中部分水分從垃圾中滲出,這時需要通過真空泵組成的真空收集裝置進行承接及預存。垃圾貯存坑的底部也設有真空吸水管與滲瀝液密封罐和抽真空泵連接,避免垃圾滲濾液中有毒有害物質揮發至空氣中或滲入地下污染土壤及地下水源。
而壓縮機組成的空氣系統主要負責給煙氣處理系統、垃圾門、化學水處理、儀表閥門提供強勁高效的壓縮空氣動力。壓縮空氣經過干燥處理進入空氣母管。煙氣處理、飛灰輸送、化學水處理及儀器儀表所需空氣都來自空氣母管。其中煙氣處理系統采用氫氧化鈣作為吸收劑,由壓縮空氣將氫氧化鈣均勻地送至反應塔,與煙氣中的酸性氣體產生反應,達到中和酸性氣體的目的。
市場前景廣闊
近年來隨著城鎮生活垃圾強制分類、“無廢城市”的持續助推,讓整個垃圾焚燒發電行業急速前行。來自國家統計局的公開數據顯示,2014年—2017年,逐年增長的垃圾焚燒產能增長速率高達88%,衛生填埋無害化處理僅為12%。僅在2018年,全國共有超過80個生活垃圾焚燒項目公開招標,全年新增垃圾焚燒發電處理規模近10萬噸/日。也就是說,平均4.2天開標1個項目。截至2018年底生活垃圾焚燒發電項目多集中于華東、華南板塊。其中浙江、江蘇、廣東三省垃圾焚燒產能超過3萬噸/日。
不過,隨著國家逐步推進垃圾分類政策,將會有越來越多的城市加入其中。6月28日,住房和城鄉建設部在北京召開新聞發布會,介紹垃圾分類工作情況。住房和城鄉建設部城市建設司副司長張樂群介紹,2016年年底,住房和城鄉建設部開始開展垃圾分類工作,截至目前,134家中央單位、27家駐京部隊和各省直機關已全面推行生活垃圾分類。46個重點城市分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理的生活垃圾處理系統正在逐步建立。
同期,住房和城鄉建設部印發《關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》,部署全國地級及以上城市要全面開展生活垃圾分類的各項工作。《通知》要求,到2020年底,先行先試的46個重點城市,要基本建成垃圾分類處理系統;2025年前,全國地級及以上城市要基本建成垃圾分類處理系統。
46個重點城市包括:北京、天津、上海、重慶、石家莊、邯鄲、太原、呼和浩特、沈陽、大連、長春、哈爾濱、南京、蘇州、杭州、寧波、合肥、銅陵、福州、廈門、南昌、宜春、鄭州、濟南、泰安、青島、武漢、宜昌、長沙、廣州、深圳、南寧、海口、成都、廣元、德陽、貴陽、昆明、拉薩、日喀則、西安、咸陽、蘭州、西寧、銀川、烏魯木齊。
目前,中國垃圾發電技術經過20年的發展,項目積累更加扎實的龍頭企業逐步確立了市場主導地位,十幾家企業累計市占率達到58%。鑒于各家企業垃圾處理儲備產能(訂單或在建、籌建項目)規模體量約11.6萬噸與現有的34.3萬噸垃圾處理產能,合計達到45.9萬噸,與“十三五”對于垃圾焚燒行業的垃圾處理量的目標仍有一定差距。因此,預計未來3-5年,各家企業會進一步擴大產能,對空壓機產品需求也會進一步增大。