摘要：随着我国社会经济的快速发展、城市化进程不断加速，城市人口不断扩增，人民的物质生活水平也不断提高，随之而来的就是大量的城市生活垃圾（MSW）。这些垃圾占用了大量土地，对环境也有不同程度的污染破坏，对人们生活卫生环境更是造成直接威胁，对社会发展有不良影响作用。如何处理生活垃圾已经成为我国继能源、交通、工业三废后又一重大的社会难题。在相关部门不断研究下，城市生活垃圾发电已经被越来越多的城市所使用。本文旨在说明城市生活垃圾发电工艺技术主要形式使用条件，并对其优势和限制条件加以说明和总结。
关键词：城市生活垃圾；资源循环利用；垃圾发电
引言：大量的城市生活垃圾产生，不仅对我们的生产生活居住环境造成干扰和影响，也造成了一定程度上的资源浪费。目前，我国城市生活垃圾处理方式主要有直接焚烧、卫生填埋和堆肥3种。我国曾普遍采用卫生填埋的方式进行垃圾处理，但是随着国家政策改变、技术进步，城市生活垃圾资源化利用成为主要处理方式。
一、垃圾填埋气发电
垃圾填埋气发电是指讲垃圾填埋场中的有机物降解后产生的填埋气（主要成分为甲烷）作为燃料进行发电的技术，是可再生生物质能源应用的良好途径，并且能有效减垃圾填埋气在大气中的排放，是我国大部分城市垃圾发电的主要形式。
1、系统构成：垃圾填埋气系统一般由集气系统、填埋气预处理系统、燃气发电系统以及相应控制系统组成。简单而言，填埋气体经集气系统手机后，经气液分离器初步过滤，后进入凝聚过滤器进一步过滤，出去液滴和细粒后进入燃气内燃发电机做功发电。燃气以及生产废料经过排气管、换热装置、消音器、烟囱等排至大气。
2、优势条件：我国生活垃圾的组成适合实施垃圾填埋气的利用工程，并且垃圾填埋气回收利用经济效益好，也有相应国家政策支持和财政补贴，同时有利于国际合作，为垃圾填埋气的利用提供了先进经验和资金。
3、限制条件：由于垃圾填埋气发电项目建设规模受到填埋气生产量的限制，该类规模往往较小，且其固定费用方面投资较大，其建设条件要求也较高；但是该类项目上网电价较低，必须通过争取其他政策支持（如CDM）获得收益，才具有财务上的可行性，这也是该项目的经济风险；同时，在城市生活垃圾“减量化”上，该技术工艺并不明显，从推广角度来讲有一定困难。
该类项目一般用于条件较为成熟，且生活垃圾来源稳定的垃圾清理场，具体还需要根据生活垃圾种类数量、有机质的种类数量、采用地点地面处理方式、填埋深度、填埋厂实际使用年限等因素来进行综合衡量判断。
二、垃圾焚烧发电
垃圾焚烧发电是指利用垃圾焚烧炉对生活垃圾中可燃物质进行焚烧处理，通过高温焚烧后消除垃圾中大量的有害物质，达到无害化、减量化、资源化的目的，并且利用回收的热能进行供电、供热，实现资源化利用，目前这一方式在我国大中城市使用普遍。
1、系统构成：垃圾焚烧发电项目系统构成和一般火力发电项目基本相同，包括热力系统、燃烧系统、电气系统、燃料输送系统、除灰渣系统、化学水处理系统、热控系统以及供排水和消防系统等。除此外，还有主要用于处理垃圾存储过程中产生的渗沥液的渗沥液处理系统。
2、优势条件：焚烧处理可以明显减小城市生活垃圾的体积、其重量也会发生很大变化，对一些人多地少的大中城市尤为适宜；高温环境中焚烧垃圾，可以使垃圾中的病菌、细菌等几乎完全被杀死，有效控制卫生安全；垃圾焚烧处理之后，会给后续的处理环节带来好处，最明显的就是垃圾在填埋之后不会产生大量的污水以及显著降低是放在空气中的有害物质；能有效地将垃圾潜在的能量转化为热能或电能加以回收利用。
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3、限制条件：垃圾焚烧发电项目建设国模主要受到周边城市人口、垃圾收集储运量、垃圾成分（可燃物成分）以及热值条件的限制。同时进口关键设备价格昂贵，初投资大，焚烧过程中会产生二次污染物（如二恶英）等情况也限制着该类型垃圾发电工艺技术的发展；也有相关研究调查显示，根据目前电价政策，城市生活垃圾焚烧发电项目财务可行性较差，必须向当地政府申请收取一定的垃圾处理补贴费用方可维持正常运营；同时由于政府监管和技术手段相对滞后，群众对这类项目的环境影响存在较大担忧，这将给此类项目带来一定的社会风险。
该项目适合于人口密度大、生活垃圾生产量较多、垃圾收运体系较为完备的经济较为发达的大中型城市。同时还要注意垃圾中有机成分可燃物质成分比例较高，满足一定的热值需要。
三、气化发电
垃圾气化是指在高温气化炉内，垃圾中的有机物与空气（氧气）及争气反应而生成燃气，燃气产品应用面广、机动性强，反应生成的燃气经过净化后用于发电的技术即为气化发电技术。垃圾气化工程主要有直接气化、熔融气化、RDF混气化、煤混气化、垃圾气化燃气化等方式。直接气化工艺类似物质气化，垃圾气化后通过锅炉产生蒸汽发电，对燃料稳定性要求较高，运行难度较大；熔融气化二恶英、飞灰等污染物产量较低，金属回收率高；RDF混气化和煤混气化可以通过添加物使炉垃圾燃料热值含水率等特性更稳定，提高运行的稳定性和系统能效；垃圾气化产燃气气工程可将气化所得合成气分离制取气体燃料。
1、技术流程：城市生活垃圾经过机械分选出去不可燃物质，并被破碎成为一定粒径大小的颗粒（即废物衍生燃料），由给料装置送入气化反应器，在高温下经气化反应转化为气体。气化过程产生的灰渣在反应器底部被收集进一个封闭的系统内，产生的气体经由反应器顶部进入气体净化装置，然后经过一系列清洗装置以脱除气体中携带的焦炭、微粒和未反应完的固体颗粒，随后气体由换热器冷却至燃气轮机或燃气锅炉所要求的温度。气体中的油和焦油通过一个静电除尘器脱除并由一个自备的油/焦油/水分离系统收集，脱除的油和焦油呗重新送回反应器内分解，燃气最终进入燃气轮机，燃烧产生动力，带动发电机发电。另一方案是将燃气送入燃气锅炉，燃烧产生蒸汽，通过蒸汽带动发电机发电。燃气燃烧后产生的废气寒二氧化硫、一氧化碳、碳氢化合物等，通过烟气净化装置使这些物质的浓度下降到允许范围内。
2、优势条件：相对而言，气化发电中极大程度上避免了二次污染的产生，城市生活垃圾资源化得到充分利用，并且对于运行稳定性和系统能效方面有着更为直观的优势；从经济学角度分析，通过相关敏感性因素分析可知，投资额和上网电价对垃圾处理价格的影响较大，可通过调整投资额和上网电价来提高项目可行性；部分气化技术已经迈入产业化阶段，如美国西屋等离子体公司的等离子体辅助热解气化技术。
3、限制条件：目前来看，气化发电技术在国内均属于新型技术，尚无明确成型的体系研究和大规模使用，且其项目建设早期投入巨大，尚无财政或政策支持补贴，和其他两种城市垃圾发电技术相比，经济优势并不明显。
结语：城市垃圾被称为“城市矿藏”，是现阶段唯一持续增长的资源，如何合理利用城市生活垃圾进行发电、并且逐步完善相关工艺技术是我们需要研究和发展的方向。我国各地方各城市发展视屏不一、居住环境和生态环境不尽相同，在垃圾发电的工艺选择上必然各有千秋，不可一概而论。且由于相关技术水平、设备引进相关政策、民众认知等多方面因素干预，我国现阶段仍是以垃圾填埋气发电和垃圾焚烧发电作为城市垃圾发电技术的主要技术项目，垃圾气化发电在我国仍处于起步和发展阶段。随着我国相关工艺不断进步，城市生活垃圾发电工艺技术种类会更加适合各地方面发展，适合我国国情，为资源化利用的发展作出相应的贡献。
参考文献：
[1]陈付山等.城市生活垃圾发电项目可行性研究工作要点浅析[J].可再生能源，2013（04）
[2]王希等.垃圾等离子气化：机遇、挑战和对策[J].东方电气评论，2014（12）
论文作者:程钦龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
标签：垃圾论文; 生活垃圾论文; 城市论文; 填埋论文; 系统论文; 燃气论文; 条件论文; 《电力设备》2018年第5期论文;