1. 我國生活垃圾的熱值與普通煤炭比是多少
日常生活垃圾的熱值水平相當於普通煤炭的1/4,具體數據熱值在4200千焦/公斤左右。
2. 固體生活垃圾怎麼成為世界性難題
固體生活垃圾,是指在日常生活中或者為日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物以及法律、行政法規規定視為生活垃圾的固體廢物。生活垃圾按其化學組分通常可大致分為有機廢物和無機廢物,前者包括廚余、紙類、塑料及橡膠製品等,後者則包括灰、渣、玻璃等。
城市化進程是人類近代社會經濟水平發展的集中體現之一。一般來說,一個國家的城市水平,是該國經濟發展水平的結果,從長期趨勢看,中國的確遵循了這樣的一般規律,隨著中國經濟水平的不斷提高,大中型高密度尤其是現代化城市不斷出現,從而也伴隨著各種固體生活垃圾的大量產生。中國城市固體生活垃圾總量已位於世界高產國前列,增長率居世界首位,全國668座城市人均產固體生活垃圾440千克,每年總量高達1.6億多噸,佔世界總量的1/4以上,且以8%~10%的速度增長,少數城市則達15%~20%。專家預計,我國城市垃圾2010年將達到2.64億噸,2030年達到4.09億噸,2050年達到5.28億噸。想想看,如此眾多的垃圾如果不能採取科學的手段加以處理的話,城市將會變成垃圾城,城市居民將會被垃圾所包圍。城市生活垃圾的處理是世界性的難題。綜觀世界各國的解決垃圾問題的辦法,主要有填埋、焚燒、堆肥和熱解等。
其中填埋處理方法最大特點是處理費用低,方法簡單,但容易造成地下水資源的二次污染。為了減少運輸成本,各城市垃圾大多露天存放或簡單填埋在城郊附近,大量佔用並破壞了人類賴以生存的土地資源。焚燒處理方法的優點是減量效果好(焚燒後的殘渣體積減小90%以上,重量減少80%以上),處理徹底,污染小。但是,它的前期投入費用極為昂貴。建設一個日處理垃圾1000噸的焚燒爐及附屬熱能回收設備,大約需要7~8億元人民幣。在西方發達國家,垃圾焚燒技術的應用已經有將近130年的歷史,而且目前仍被認為是最有效、最經濟的垃圾處理技術之一。堆肥處理方法是將混合垃圾進行靜態發酵生產堆肥。堆肥適於鄉村農家肥生產而非城市垃圾產業化處理。其缺點是有機物堆腐時間長,一般需三周至一個月,堆積污染嚴重,蒼蠅、蚊子孳生,嚴重污染周邊環境,給當地衛生防疫帶來極大隱患。有機物降解不徹底,處理不充分,殘留物仍會造成垃圾污染。有機物堆肥產品雜質多,而且對重金屬等有害物質不能有效分離,長期使用堆肥產品,會造成土壤表面沉積,破壞土壤、危害農作物。
生活垃圾是人們日常生活中產生的一種含有大量廚余物及有機廢料的混合物,它直接影響著生態環境和人民生活質量。但是隨著科學技術的提高,人們逐漸認識到垃圾是一種放錯位置的資源,它們經過一些無害化處理後,不僅可以減量,而且會成為一種新的資源。
生活垃圾的分類、中轉
為了對生活垃圾進行很好的處理和利用,就必須對它們進行分類。針對不同的類別採取不同的處理方式。垃圾分類是指按照垃圾的不同成分、屬性、利用價值以及對環境的影響,並根據不同處置方式的要求,分成屬性不同的若干種類。生活垃圾一般可分為四大類:可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。
可回收垃圾。包括紙類、金屬、塑料、玻璃等,通過綜合處理回收利用,可以減少污染,節省資源。如每回收1噸廢紙可造好紙850千克,節省木材300千克,比等量生產減少污染74%;每回收1噸塑料飲料瓶可獲得0.7噸二級原料;每回收1噸廢鋼鐵可煉好鋼0.9噸,比用礦石冶煉節約成本47%,減少空氣污染75%,減少97%的水污染和固體廢物。
廚房垃圾。包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉等食品類廢物,經生物技術就地處理堆肥,每噸可生產0.3噸有機肥料。
有害垃圾。包括廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計、過期葯品等,這些垃圾需要特殊安全處理。
其他垃圾。包括除上述幾類垃圾之外的磚瓦陶瓷、渣土、衛生間廢紙等難以回收的廢棄物,採取衛生填埋可有效減少對地下水、地表水、土壤及空氣的污染。
但是,對垃圾進行分類可不是件容易的事情,成千上萬的城市人口每天都產生巨量的垃圾,未來的城市將以現代技術為手段,建立垃圾分類收集和加工處理系統。鼓勵城市居民自覺地從垃圾中分出玻璃、金屬、織物、廢紙、家電、電池、有機垃圾等,並且將不同種類的垃圾放入不同顏色的垃圾箱內。三種顏色不同的垃圾箱,一種顏色的垃圾箱裝食品垃圾,一種顏色的垃圾箱裝普通垃圾,另一種顏色的垃圾箱裝危險垃圾。即使有的居民一時未將垃圾分類也無妨,隨著人類計算機技術的發展未來的垃圾箱將實現智能化,具有視覺、嗅覺的功能,智能垃圾桶能夠對倒入其中的垃圾進行智能識別,安裝在垃圾桶內的探測裝置能利用垃圾的某些性質方面的差異,將垃圾分類。例如利用廢棄物中的磁性和非磁性差別進行分類;利用粒徑尺寸差別進行分類;利用比重差別進行分類等,重力分選、磁力分選、渦電流分選、光學分選等。識別完畢後,通過操控系統,將垃圾自動進行分類。當垃圾快要裝滿垃圾桶時,智能垃圾桶就會對分類好的垃圾進行壓縮打包。
針對人類生活中的食品垃圾和雜草植物垃圾等有機化合物垃圾,將來每個家庭還設立專門的生物垃圾箱。生物垃圾指可降解的有機化合物,如剩餘食品、雜草植物等。這種垃圾箱對倒入其中的有機垃圾自動進行分解,變成可以施肥的肥料,城市居民可以處理垃圾的同時,免費自造化肥。
垃圾經過分類處理後,不能一直放在垃圾桶里啊,還需要轉運出去,否則城市就成垃圾山了。目前比較先進的中轉垃圾的方法是採用管道輸送。在瑞典、日本和美國,有的城市就是採用管道輸送垃圾,並已經取消了部分垃圾車。這是目前最有前途的垃圾輸送方法。智能垃圾箱的下端將與地下管道相連,四通八達的地下管道會將垃圾送往垃圾處理機構,進行回收利用。垃圾處理機構將可重復用的塑料、紙張、橡膠、金屬、玻璃等回收送往再生廠,把沒有回收價值的高熱值垃圾送往焚燒廠焚燒發電,還可以經過深加工,可以製成輔助燃料應用於其他行業;其他的東西可以送去堆肥,其中的有機物經二次發酵後再精處理,變成可應用於園林綠化的有機肥。經過這樣處理後,無機物和其他不能回收的垃圾已經大大減量並且無害化,再送往填埋場填埋。
垃圾的資源化
我國是「人口大國」,這就意味著,我們同時是個「垃圾大國」。據有關部門統計,全國每年僅城鎮垃圾總量就達1.5億噸。而對其處理,基本上採取的都是較為原始的「搬家政策」,這不僅轉播細菌,污染環境,甚至會破壞生態平衡。同時,較為原始的垃圾處理方法,還使每年因此而丟掉價值高達250億元的可再生資源。
事實上,垃圾可回收利用的東西很多,如廢紙廢鐵的再生產;一些包裝物的再重復多次使用;一些資源進行能源轉換(垃圾沼氣發電)等,都可以使之成為新的生產要素,重新回到生產和消費的循環中去,即科學合理地處理垃圾。
美國新興預測委員會和日本科技廳等協會和機構的有關專家預測:在未來三十年間,全球在能源、環境、農業、食品、信息技術、製造業和醫學等領域,將出現「十大新興技術」,其中有關「垃圾處理」的新興技術被排在第2位。隨著這類新興技術的出現、成熟和產業化,在下個世紀頭十年內,發達國家日常生活垃圾中的50%將被科學利用。
利用垃圾發電
「電」在我們現實生活中是必不可少的重要組成部分。沒有「電」的生活是不可想像的。我們知道目前「電」主要是通過煤的燃燒,在燃燒過程中將鍋爐中的水加熱為高壓水蒸氣,再由高壓水蒸氣推動蒸汽輪機高速轉動,通過聯軸帶動發電機發電。發出的「電」通過變壓器送到輸電線路再經過變壓器將電壓變為用戶使用的電壓等級,聯結到各種用電器上使之運行。
據國家資源部門介紹,我國的煤炭儲量只有40~50年的開采期。過了40~50年我國煤炭資源就枯竭了。我們將要面臨無「電」的日子。我們沒法想像沒有了「電」,我們的世界將是什麼樣子。我們的周圍將是一片漆黑,沒有電話,沒有電視,機器不能運轉,信息不能傳送,等等,所以沒有了「電」,我們的生活將會變得多麼可怕。它又將我們推到遠古的過去。所以,我們必須開發新能源。
事實上,世界各國都在面臨這個嚴峻的事實。各國科學家包括我國的科學家在內都在研究如何解決將來煤炭資源用竭之後的發電問題,以解決人們生活中不可缺少的「電」。
目前,除了利用原子能發電和可再生能源(水能、風能、太陽能、地熱能、海洋能、生物質能)發電外,還研究利用垃圾發電。垃圾發電既清潔了我們的環境,又對生活垃圾進行處理。
歐洲議會專門批准了一系列文件,要求歐盟各國的垃圾填埋氣體必須收集利用;奧地利、瑞典、法國對廢舊回收先後制定法律法規,促使垃圾回收成為一種新的產業並得到蓬勃發展;瑞士、丹麥利用垃圾焚燒發電已佔垃圾處理量的65%~75%;20世紀末,美國已有259個垃圾填埋場回收發電,裝機容量超過750萬千瓦;日本從廢品中回收的銅佔全國銅需求量的80%。
而就垃圾發電而言,其帶來的利潤也相當可觀。目前對發電來說,一噸煤產生的熱量是7000~8000大卡,垃圾只有3000大卡左右,垃圾發電在熱值上無法與煤炭相比,但跟煤炭每噸500~600元的成本比起來,垃圾幾乎不需要成本,這就讓垃圾發電的利潤回報顯得十分優厚。就當前來看,美國每噸垃圾轉換的電能在500~750千瓦左右,而在中國也已經達到400~500千瓦的轉換。垃圾發電所帶來的凈利潤在7%~9%左右。
利用垃圾發電主要的方法是焚燒發電。焚燒是一種對城市垃圾進行高溫熱化學處理的技術,將垃圾作為固體燃料送入爐膛內燃燒,在800℃~1000℃的高溫條件下,垃圾中的可燃組分與空氣中的氧進行劇烈的化學反應,釋放出熱量並轉化為高溫的燃燒氣,然後再轉化為電能。垃圾焚燒技術在西方發達國家已有很長的發展歷史,最先利用垃圾發電的是德國和法國。近幾十年來,美國和日本在垃圾發電方面的發展也相當迅速,處於世界領先行列。中國在垃圾焚燒技術的研究、開發和應用方面起步較晚,相比之下,中國的垃圾焚燒設備的設計、生產和應用的水平和規模與發達國家的差距還很大,但是潛力巨大,前景廣闊。
2002年,中國共有660個城市,年垃圾清運量為1.365億噸,考慮垃圾的平均熱值4200千焦/千克,則垃圾作為能源資源年總量為573太焦。根據國家環保總局預測,2010年中國城市垃圾年產量將為1.52億噸,2015年和2020年將分別達到1.79億噸、2.1億噸。根據專家估計,2005年大中城市垃圾中有機物含量將達到70%以上,含水率在50%左右,並配合垃圾分類等措施,到2010年大中城市的生活垃圾基本能夠達到直接焚燒的要求,屆時能夠達到這一要求的垃圾如考慮占總量的50%的話,熱值按5000千焦/千克計算,則垃圾能源資源總量為760太焦,可利用量380太焦,可利用的垃圾發電裝機潛力為2500兆瓦,提供電力約18太瓦時;2020年如考慮同樣的比例,垃圾能源資源總量為1050太焦,可利用量525太焦,可利用的垃圾發電裝機潛力為3450MW,提供電力約25TWh。據了解,到目前為止,已有深圳、上海、珠海等15個城市的20座垃圾焚燒發電廠建成並投入運行,而有每天焚燒1000噸垃圾發電規劃的城市就有數十座之多。因此垃圾焚燒發電從資源角度來說潛力很大。
另外一種利用垃圾發電的技術就是,垃圾沼氣發電。這種就是將有機物集中放在沼氣池中進行發酵產生能燃燒的沼氣,然後輸送到電廠進行發電,發酵完的有機物可以當成肥料,真是一舉兩得。
垃圾發電將環境保護和節約能源有機地結合起來,因而將有很好的發展前景。
把垃圾轉變成肥料
城市生活垃圾中的有機物成分比如剩菜剩飯等,既不能用於重復使用又不能用於發電,因為它們的燃燒值很低,水分很大,即便如此,我們也不能將它們倒掉,這樣會滋生各種細菌和蒼蠅、蚊子之類,對城市環境會造成破壞。目前人類對於這種垃圾主要是採用堆肥的方式進行發酵處理,堆肥處理方法是將混合垃圾進行靜態發酵生產堆肥。堆肥適於鄉村農家肥生產而非城市垃圾產業化處理。其缺點是有機物堆腐時間長,一般需3周至1個月,堆積污染嚴重,蒼蠅、蚊子孳生,嚴重污染周邊環境,給當地衛生防疫帶來極大隱患。有機物降解不徹底,處理不充分,殘留物仍會造成垃圾污染。有機物堆肥產品雜質多,而且對重金屬等有害物質不能有效分離,長期使用堆肥產品,會造成土壤表面沉積,破壞土壤,危害農作物。
隨著人類生物技術的迅速發展,人類將把微生物技術廣泛地應用到有機垃圾肥料化處理的過程之中。微生物垃圾處理技術是在餐廚有機垃圾中加入微生物固菌發酵劑,讓有益菌「吃垃圾」,我們吃剩的飯,細菌接著吃,細菌吃掉的餐廚垃圾變成一袋袋淡黃色的粉末,這種粉末就是高能量的有機肥料。袋子里還有細菌吃不掉的骨頭、塑料袋、筷子。這些處理不掉的垃圾僅占餐廚垃圾總量的2%~3%。
在這個「化腐朽為神奇」的工程中功勞最大的是微生物技術,把復合微生物菌撒到垃圾上,經過6~8小時,在一定溫度濕度的作用下,復合微生物菌就能吃干凈垃圾,將動植物蛋白全部轉化為菌體蛋白。這種菌體蛋白既可以做飼料,又可以做肥料,可真正實現變廢為寶。
利用微生物技術實現垃圾處理的無害化達到100%、資源化95%。今年北京奧運會期間與運動員餐廳一牆之隔的微生物垃圾處理站就是將餐廚垃圾就地處理,實現了垃圾無運輸、氣味零排放。據介紹,很多城市的市長都參觀過奧運會垃圾處理站,稱其跳出了「將一種垃圾形式轉化為另一種垃圾形式」的怪圈。同時,還取得了另一種良好的效果。比如,微生物菌劑不斷對土壤進行改良,提高土壤有機質含量,平衡土壤酸鹼度。這些雖然無法用價錢衡量,但科學研究證明,土壤中每平方米的有機質提高0.1%就可以減少2.25噸二氧化碳排放量。據此推算,如果2000多平方千米的果菜基地都採用這種微生物垃圾處理技術,每年可以減少800萬噸的二氧化碳排放量,這樣「沃土工程」的實現將不再遙遠。
未來的每個城市家庭中都會有這種運用了微生物處理技術的小機器,人們用餐後把剩菜剩飯喂到小機器里,這台小機器吐出來的是可供家庭花園使用的袋裝肥料,「這太神奇了!」未來的城市居民將擺脫剩菜剩飯等有機垃圾帶來的煩惱。
3. 垃圾焚燒發電效率一般多少
全國范圍內目前一般在20-23%。國內垃圾焚燒發電工藝系統定型於1996年7月,由當時的建設部科技司驗收了全國、全球發展中國家第一座垃圾焚燒發電廠——深圳市市政環衛綜合處理廠的國家「八五」科技攻關專題成果,研發、反求、創新了十八台套裝備和三個系統,85%以上國產化,工藝裝備建設投資下降約67%,備件費用下降約87.5%,發電上網收入增長800多倍,成為中國垃圾焚燒發電的奠基石。成果獲國家八五攻關重大科技成果獎和1998年度國家科技進步二等獎,成為建國五十年內全國環衛行業唯一的高等級科技獎勵,當年全國科技進步成果排序第11位,在核電之前。當時的發電效率從進口垃圾焚燒發電工藝裝備系統的3%以下提高到18%以上。二十多年來,垃圾熱值從1000大卡/公斤上升到1800大卡/公斤,垃圾發電的DCS、噴水減溫、前壓調節等基本未變,發電主蒸汽參數從2MP/350℃(受限於進口焚燒鍋爐的壓力等級)提高到4MP/450℃。近期消息是因垃圾發電補貼政策優惠下降並可能取消,繼續提高垃圾發電參數尤其是壓力參數漸成趨勢,6.4MP、10MP、134MP、164MP等壓力時有提及,最高的垃圾發電效率已達29.6%。未來二十年內,結合碳達峰和碳中和,煙氣低溫排放、熱泵熱管、垃圾分類與燃料化等理念和技術的應用,有可能將垃圾發電效率提高到40%以上。
4. 垃圾的燃燒發電和利用它來沼氣發電誰的效率更高
一般城市生活垃圾熱值約1000大卡每公斤(比較理想狀態),每公斤垃圾正常產沼氣的話能產出0.5方左右(也是比較理想狀態),熱值大概2000大卡左右。從這一點看,產沼發電總量稍好。但是產沼是個漫長的過程,直接焚燒是個快速過程,其時間差別近1000倍。也就是可輸出的功率差別巨大,通常垃圾焚燒電站裝機2萬千瓦,相應的沼氣電站裝機只有1千千瓦左右。
垃圾焚燒發電系統效率決定於鍋爐及汽輪機等,總體效率不會超過40%,沼氣發電形式多樣,常見的內燃機效率約35-40%,國產的差些,30%以上吧。
其實你問的太籠統。
5. 我國生活垃圾的構成是什麼
隨著城市規模的擴大和城市化進程的加速,中國城鎮垃圾的產生量和堆積量逐年增加。城鎮生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商業、服務業垃圾和少量建築垃圾等廢棄物所構成的混合物,成分比較復雜,其構成主要受居民生活水平、能源結構、城市建設、綠化面積以及季節變化的影響。中國大城市的垃圾構成已呈現向現代化城市過渡的趨勢,有以下特點:
(1)垃圾中有機物含量接近1/3甚至更高。
(2)食品類廢棄物是有機物的主要組成部分。
(3)易降解有機物含量高。
目前中國城鎮垃圾熱值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右。
6. 生活垃圾的熱量最多能達到多少卡
生活垃圾的熱量與垃圾成分構成相關,不同地區、不同城市、不同季節的垃圾成分構成差別很大,根據一些分析檢測數據,未經分選的生活垃圾大約是1500~2200千卡/公斤。
7. 研究表明:生活垃圾的平均熱值為6.27×10∧6J﹨kg,每燃燒一噸垃圾可以發電8.64×10∧8J。建一所發電廠用
一頓垃圾的熱值,平均是 6.27x10^6J/kg x 1000kg = 6.27x10^9 J,可以發電 240x10^3 J/s x 3600s = 0.864x10^9 J。
所以,燃燒垃圾發電的效率 大約是:0.864x10^9/6.27x10^9 = 13.78%
即,燃燒垃圾發電的平均效率大約是13.78%。