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垃圾与生物质混合燃料分布式发电系统技术分析
摘要:随着中国城市的迅速发展,城市环境污染问题也日益严重,所谓的垃圾围城现象就是描述目前城市发展带来的环境污染问题。目前大部分城市的生活垃圾处理方式都是通过焚烧进行处理,该处理方式具有运行不经济以及焚烧技术带来环境二次污染等问题。为了更好地解决城市生活垃圾,我们提出了一种城市垃圾与农林废弃物混合燃烧分布式发电系统的垃圾处理方式。该方式是使用分布式发电系统来实现对城市生活垃圾的减量化,资源化,无害化,不产生第二次污染的处理。与垃圾焚烧发电系统相比,城市垃圾与农林废弃物混合燃料分布式发电系统具有效率高性,系统灵活,产品丰富,经济效益好的特点。
 
关键词:垃圾;生物质;分布式发电;内燃机
 
一、城市垃圾与生物质混合燃料分布式能源系统总体方案
 
焚烧的处理方式是目前处理垃圾围城现象的主要方式之一,但是我国部分地区对于垃圾焚烧发电出现了避邻效应。也就是说,人们担心垃圾焚烧发电运行过程中产生的物质对环境和人们的身体健康产生消极影响,所以都不希望焚烧的工厂建设在自家门口,因此导致了垃圾焚烧项目落地难的现象。与此同时,垃圾焚烧运行过程中需要外加化石燃料,这在一定程度上增加了能源需求的负荷量,使得进行垃圾焚烧处理成本居高不下。本文所介绍的生物质燃料属于一种可再生资源,它可以使用生物字进行发电,而且还可以对新能源进行开发。用该方式进行垃圾处理,不仅可以对我国的能源结构进行改善,减少污染物的排放,还可以增加当地农民的收入,对于我国的企业经济效益和生存能力来说具有重大意义。
 
1.1系统总体方案
 
在用户附近进行分布式能源系统的布置,同时采用发电机组进行发电用发电余热进行功能工业的能源系统就是本文所介绍的城市垃圾与生物质混合燃料分布式能源系统。该系统的设备主要包括余热利用装置,发电机组,垃圾气化装置等,这些装置的合理分布都是整个分布式供能系统能成功运行的关键因素。该系统具体操作如下,首先将干燥后的混合颜料送入到气化炉当中,并将生产过程中产生的气体进行净化处理,然后将洁净的气体输入到内燃机进行发电,最后利用内燃机高温排气以及缸套冷却水产生的丰富余热为周边居民和工厂供热。
 
1.2分布式发电能源系统的优势
 
与传统的垃圾焚烧发电方式相比,分布式发电系统纯发电效率高于垃圾焚烧发电,系统操作的灵活性相对高,并且余热产品丰富,经济效益好。除此之外,利用分布式发电进行垃圾处理不仅没有二次污染,还能变废为宝。
 
二、分布式发电能源系统关键工艺分析
 
2.1燃料预处理系统
 
城市生活垃圾与生物质燃料混合之后,可以根据垃圾平均热值的波动,向垃圾中掺混入热值较高的生物质燃料,最终达到燃料热值恒定的目标,这就是燃料预处理系统的操作过程和操作目的。
 
为了实现燃料幼稚稳定的目标,在进行垃圾与生物质燃料混合时,可以采用5:5或者4:6的比例进行掺混操作,该操作步骤无需加入化石燃料。
 
2.2气化炉工艺系统
 
目前大部分生物质燃料气化炉的系统主要是双流化床运行系统,但除了双流化床系统之外,还有单流化床系统和循环流化系统都能进行生物质燃料气化的操作。利用双流化床气化装置进行操作,可以使物料的气化和染料进行分开,所以气化步骤产生的气体不会与燃烧烟气相混。
 
2.3内燃机系统
 
与传统的燃汽轮机相比,燃气内燃机具有更好的负荷特点,体现的内容主要包括燃气内燃机的余热利用效率会随着内燃机负荷率的降低有所提高。但是使用燃汽轮机进行此项操作时,它的余热利用效率会随着原动机负荷率的降低而降低。因此,为了能让城市垃圾与生物质燃料混合的方法能够有更广阔的前景,我们可以将设备进行全国化生产。
 
三、垃圾焚烧与分布式能源系统技术经济对比
 
3.1发电参数与效率对比
 
目前,我国大部分垃圾焚烧发电厂使用的发电方式,仍然是传统的蒸汽发电法,该方法在使用过程中存在大量低温损失的特点。特别是在进行冷凝操作过程中,需要利用大量的冷却水进行操作,该项步骤会将冷源损失的比率达到最高,导致垃圾焚烧厂的蒸汽参数低于分布式能源系统技术。利用垃圾与生物质混合分布式能源系统的方法进行此项操作,可以使冷端高温排气的废热用于制冷或者供热。
 
3.2二次污染控制技术对比
 
在进行垃圾焚烧处理过程中,垃圾焚烧处理的温度变化会使得大量有毒气体生成。只有在采用特殊的污染物净化设备进行处理之后才能进行排放,这样才不会对环境造成污染,并且影响周边居民的身心健康。而是用分布式发电机系统进行城市垃圾与生物质混合气化的方式并不会使有毒物体产生。
 
3.3系统运行对比
 
在常见的垃圾焚烧处理过程中,垃圾种类多、热值变化大的问题始终是垃圾焚烧发电厂存在的主要问题。这些因素的存在使得大部分焚烧炉的整体运行非常不稳定,这就使得系统的效率以及单位燃烧发电量受到极大的影响。而使用分布式发电系统进行此项操作可以使系统平稳运行,而且保证系统设计的效率。
 
结语
 
相比于2015年底产生的垃圾焚烧发电装机容量来说,最近几年的垃圾焚烧发电装机容量达到了2015年的五倍。特别是本文所介绍的分布式发电能源项目,是我国目前最有效的垃圾处理工艺系统,应用前景十分广泛。
 
参考文献:
 
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