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随着我国人民生活水平的提高，城市垃圾中无机物含量将大幅度下降，有机物、纸、塑料等高热值废弃物成分逐渐上升，使之具备了能源化利用的可能而成为生物质型煤原料。城市垃圾中的生物污泥、食物残渣等高水分有机废弃物则成为生物质水煤浆原料。如果我国能将垃圾分类处理并充分有效地用于发电，每年将节省煤炭5000～6000万t。若将“垃圾代油”使用，燃烧2t生物质水煤浆产生的热量大约相当于1t重油，其“资源效益”极为可观，会为企业带来巨大的经济效益。因此，垃圾发电将是形成分布式能源系统和电力生产“一次能源”多样性的重要内容。
垃圾发电，简单的讲就是将垃圾做为一种特殊燃料，充分利用其热值加热锅炉产生蒸汽，推动汽轮机发电。其核心部分是焚烧炉，在焚烧炉内采用生物质型煤、生物质水煤浆，或可燃垃圾、生物质水煤浆混烧形式，将垃圾焚化。其优势为通过水煤浆技术处理，变垃圾直接焚烧为加工利用，从而达到简化焚烧系统复杂性、提高燃烧效率和控制二次污染的多重目的。
发展适合我国国情的垃圾焚烧炉，实现设备国产化，达到低污染排放和高效率燃烧是众多科研单位和设备供应商正在研究开发的课题。采用水煤浆技术处理垃圾正是顺应了这一发展趋势。
1水煤浆技术
水煤浆技术可将高水分、多成分且热值波动的垃圾，加工成质量稳定、燃烧充分的高品质的生物质水煤浆、生物质型煤等新型燃料，变垃圾直接焚烧为垃圾加工利用，如同散煤燃烧向洁净煤技术发展一样，促使垃圾发电燃料结构的改变和用能方式的改进。目的在于提高能源效率与控制二次污染，在于促进污水处理、垃圾焚烧两要素结合成有机整体。进而产生全新的功能，并形成系统的新质，即资源、能源、环境一体化的“污水处理—煤浆制备—垃圾发电”生态产业模式。
在生态工业园区内，各家工厂以能源、水和垃圾的形式进行物质交换。例如，污水处理环节处理园区内所有污水，并向制浆环节提供制浆用污泥和废水，同时又向其它工厂提供合格中水；燃浆发电环节向用户供给热能与电力，而发电环节炉渣又提供给污水处理环节，用做污水净化处理时的吸附滤料；生态工业园内的“废液”和“废物”则直接供给制浆环节，用做煤浆制备原料。正是由于水煤浆技术的介入，进而形成一个资源梯级利用、物质能量闭环流动的工业生态系统。该系统的物流中没有废物概念，只有资源概念，各环节实现了充分的资源共享，变污染负效益为资源正效益。
水煤浆技术兼有能源与环保双重效应，不仅能使“煤代油”，而且更能使“垃圾代煤”、“垃圾代油”燃烧。随着我国治污力度的加大，城市污水净化过程中所产生的生物污泥，以及对含有重金属、病原体和其它难以实现生物降解的废水的无害化处理，成为亟待解决的难题。水煤浆技术可将其加工利用、将其一烧了之。从而将复杂的多因素环保难题大为简化，进而完整地体现出水煤浆技术广义上的环保意义，使资源、能源、环境一体化系统的目标、性质、功能从整体上得以体现出来。这是水煤浆技术最一般本质。像工业园区生态系统、现代城市生态社区模式等，都是这一本质的不同表现。
2垃圾气化熔融技术
从技术发展看，垃圾的热解或气化熔融技术受到极大的关注。在高温高压下气化，能将垃圾中的生物质完全转换成可燃气体。高温及较长的驻留时间甚至能摧毁最复杂的有机化合物而产生可回收的综合性燃气。余灰中的无机成分被熔化及淬硬而形成有用的建筑材料。
生物质水煤浆高压、高温、共气化技术，在垃圾的热分解或气化熔融方面综合优势明显。它把垃圾的焚化和余灰的熔融（液态排渣）组合在一个流程中完成，具有如下优点：
（1）可用垃圾的燃烧热来使余灰熔融，基本无需外部热源。熔渣能固化重金属，可有效地防治其迁[FS:PAGE]移。
（2）气化温度高达1000～1300℃，可使二恶英类物质热解。而且，由于前期物质减少，再合成的量也相应减少。
（3）共气化，一是可弥补垃圾成分的不稳定。二是气化质量得以改善。
3流化床混烧技术
从工艺角度看，垃圾发电技术的核心是燃烧问题，只有保证锅炉能稳定、充分、清洁地燃烧，才可能实现垃圾的无害化、减量化以及资源化。对于热值及成分多变的垃圾，可通过水煤浆技术加工，稳定其质量，提高其品质；也可利用流化床混烧具有的独特优势。尤其是在污染物控制方面，流化床同时完善了燃烧与污染物祛除过程，简化了系统的复杂性，有效地降低了设备的初投资。因此，采用流化床混烧方式，开发研制符合我国国情的国产化垃圾焚烧炉是一条合理的技术路线。
对烟气中有害物质，特别是二恶英类物质二次污染防治措施，在整个垃圾焚烧系统中占重要地位，它的成败直接影响到垃圾发电产业化的进程。而典型的防治措施一般包括焚烧前加工、焚烧中混燃、焚烧后净化。流化床混烧技术采取三项措施，通过改善炉内燃烧状态，使其不产生二恶英类物质的前期物质。一是保持燃烧气体的充分滞留时间（＞2s）；二是保持高的燃烧温度（＞850℃）；三是使燃烧气体形成扰动，达到气体充分混合，实现完全燃烧，抑制CO的生成，从而达到抑制二恶英类物质生成的目的（二恶英类物质的发生量与CO的值成正比）。
垃圾焚烧系统采用复合流化—悬浮，粒状型煤、煤浆混烧模式。在流化床锅炉的炉膛加装水煤浆燃烧器，并使燃烧器的火焰射向流化床，从而强化燃料层的燃烧。部分燃料由水煤浆空间燃烧所代替，流化床层内的燃料相应减少，燃料在炉内停留时间延长，提高了燃烬率。流化床的高温热流有助于水煤浆着火燃烧的稳定，而水煤浆火炬的落灰掉在燃料层还得到进一步的燃烬。炉温的提高和水煤浆火炬的扰动，有利于炉内气体完全燃烧。再就是加强了炉内的传热过程，锅炉的热效率大大提高。
4高效率垃圾发电技术
对垃圾、生物质水煤浆、生物质型煤等这类新型燃料，从其高能级的状态起，顺序地按不同目的，利用不同能级形式的能，形成“高质高用、低质低用、梯级使用、综合利用”的总能利用系统，从而达到能源在总体上利用效率最佳。联合循环和多联产技术，都是总能利用系统的实例。
当今的世界，能源产业正在走向基本负荷主力电厂与小型化的分散独立供电相结合的体制。分布式的联合循环和多联产是最适合发展成为这种新型能源供给机制的技术，其意义不仅仅在于高效率垃圾发电，而是一场能源产业的技术革命。技术方案如下。
4.1热、电联产
联合循环是把在中低温区工作的蒸汽轮机的郎肯循环和在高温区工作的燃气轮机的布雷登循环叠置，组成总能系统循环。热电机组在用高温高压蒸汽发电的同时，用中低参数的抽汽或排汽，去供汽或供暖。由于实现了热能的梯级利用，其总的能源利用率为70％～80％；如果联合循环用于热、电联产，则总的能源利用效率可达80％～90％。
4.2热、电、煤气联产联供
垃圾、生物质水煤浆或生物质型煤中挥发分和部分固定碳受热后气化，产生燃气供民用；残碳燃烧后产生蒸汽，用于热、电联产。具有资源、能源、环境一体化模式的生态社区以及生态工业园区，是垃圾（生物质水煤浆、生物质型煤等）这类新型燃料的化学能和燃烧热能梯级利用的范例，是垃圾综合利用的较好方式。
4.3热、电、冷联产联供
典型热、电、冷联产联供系统一般包括：动力系统和发电机、余热回收装置、制冷系统等。针对不同的用户需求，热、电、冷联产联供系统方案的可选择范围很大：与热、电联产技术有关的选择有蒸汽轮机驱动的外燃烧式和燃气轮机驱动的内燃烧式方案；与制冷方式有关的选择有压缩式、吸[FS:PAGE]收式或其它热驱动的制冷方式；供热、供冷热源有直接和间接方式之分。
热、电、冷联产联供可提高总的能源利用效率，增加多联产联供机组的运行小时，改善居民生活质量和城市景观。近几年来，得到各国的青睐，并以城市社区及工业园区为单位，来构建资源、能源、环境一体化的生态模式。
从国际上看，当一个城市的人均收入达到一定的水准，空调就成为像冬季采暖一样的基本设施。随着人们居住条件的提高，城市社区集中空调除适应了人们住宅结构的变化、提高了人们的生活品质外，重要的是其更有利于节能和环保。以清洁燃料做能源，提供制冷、采暖、生活热水的集中空调设备，由于拥有出色的多环保技术组合（如社区生态系统、冷媒环保、燃料环保等）和节能功效，为我国的城市社区集中空调带来了前所未有的变革。
5模块化列阵热、电、冷联产联供技术
做为分布式能源多样性燃料之一的城市垃圾，相对于化石能源而言，其能流密度较低、分散性强，更适宜于社区范围分类处理，适度规模集中利用，而且能源结构与用能方式可因地制宜、因时制宜。所以，分布式能源技术为垃圾发电的发展开拓出全新的应用领域。先进的“模块化列阵热、电、冷联产联供”是提供清洁、可靠、高质量、多用途的分布式能源供给的最佳方式之一。
所谓“模块化列阵热、电、冷联产联供”就是将分类加工单元、动力发电单元、供热供冷单元以及电控单元小型化、微型化，并集成为一个可以独立运行的模块，同时具备收集、处理、发电、集中空调、自动控制、并网和安全保护等基本功能，根据需要将适当的容量组合起来，像列阵一样可以露天布置在城市社区或工业园区。通过不同循环的有机整合，在满足用户需求的同时，实现能量的梯级综合利用，并克服了冷能或热能无法远距离传输的困难。
系统露天布置需要设备具有布置紧凑、噪声低、结实耐用和自动化等条件，目前的分布式能源主要技术装备完全可以满足上述要求，其产品有：系列化城市污水处理系统；小型气化及炉前制浆成套装置、小型流化床混烧及炉前型煤加工成套装置；小型燃气轮机、迷你燃气轮机、微型燃气轮机、燃气内燃机、燃气外燃机、燃料电池以及小型或微型余热锅炉、集中空调机组、热泵等辅助系统。其模块化组合能够实现容量规模柔性变化，并将所有机组处于最佳状态运行，使发电效率和污染排放更加理想，经济性更加显著，实现了真正意义上的垃圾“社区产，社区销、社区用”所带来的综合效益。
该技术不仅提高了多机组组合系统的调节灵活性、能源供应可靠性，同时有效减少了其它辅助系统的投资，如热力管网、换热站等系统的配套。采用这一技术，既不需要大型厂房，也不需要建设复杂的电力接入和控制系统，施工非常简单，建设周期仅为几周或几天。
此项技术已广泛应用在分布式能源工程中的热电冷联产联供项目上。同集中供热相比，分布式供热（供冷）体系具有调节性好，易维护，损耗小，排出二氧化碳可利用等特点，并有利于推进以用户为单位按用热（冷）量计价收费的新体制。从国际上看，欧美国家近年来发展分布式热电联产和热、电、冷联产联供取得了很好的节能环保效果。日本2002年安装了至少700套微型热、电、冷联产联供系统，其中有单台运行的，但更多的是多台运行的组合系统。
6以垃圾为燃料的分布式能源供给技术
从技术发展和商业应用看，实用灵活的“污水处理—煤浆制备—垃圾发电—集中空调”模式，在资源/能源利用和环境保护方面的综合优势正日益凸显出来。其基本思想可用图2表达，并以此来构建现代城市生态社区。其优势之一，社区居民相对集中，有利于就地提供足够数量的可燃垃圾保证机组的连续运行。优势之二，有利于以家庭为基本单位，积极地实施垃圾分类。因为家[FS:PAGE]庭既是垃圾的源头，又是热、电、冷的用户。其行为直接关系到切身利益。优势之三，有利于垃圾在源头直接分拣，企业按其热值定价回购。一则，居民获得一定优惠，折抵相关费用。二则，机组直接利用，代价大大降低。
该方案在利用余热发电的同时，还可配置燃气轮机，构成余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环系统。利用燃气轮机的尾气余热使余热锅炉产生的蒸汽过热，达到更高的温度和压力，从而，提高联合循环系统的整体发电效率。再有，通过互联网和计算机的共同作用，进一步与智能家用电器实现协同优化，实现最佳范围的优化调度。并利用低谷燃气资源和低谷电力资源为用户的交通工具蓄电、储氢，实现燃气、电力、供暖、制冷和生活热水的供需平衡，使各装置都达到最优效益状态，以降低整个能源系统代价。最后将洁净烟气导入“园林式人工湿地”暖棚，实行全能量、全资源利用。
上述方案具有如下主要特征：一是燃料的多样性；二是设备的小型、微型化；三是热、电、冷联产联供化；四是网络化：五是智能化控制和信息化管理；六是高标准的资源、能源、环境一体化。从而标志着城市垃圾处理由简单的垃圾发电向以垃圾为燃料的分布式能源发展的质的飞跃。
7结语
尽管尚有某些不足，目前最有效的、可迅速产业化的城市垃圾处理方法仍是垃圾焚烧热电联产技术，它适应我国大部分城市的情况，而其它技术或者由于适用范围小、或者由于不够成熟都难以产业化。应进一步完善以垃圾为燃料的分布式能源技术。同时，针对不同地区不同垃圾条件发展有特色的处理技术。因为任何技术都有其优势与缺点，真正完美无缺的技术方案是没有的。再由于技术使用场合多种多样，使用条件、环境影响因素各异，不存在一种万能的技术可以同时完美地解决所有问题。而特色技术在一些使用场合则有可能具有更大的技术优势和更高的经济效益。这些方法通过不断的技术进步和发展，在应用上相互取长补短；在经济上相互竞争、优胜劣汰，共同解决人类面临的实际问题，这就是技术产业化发展的必由之路。( 责任编辑：管理员 ) |
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| 因地施策，破解停车难 |
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