理论教育 从垃圾中发现能源:城市垃圾的资源化利用与回收

从垃圾中发现能源:城市垃圾的资源化利用与回收

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:特别是罗马、巴黎和芝加哥等城市,在处理和加工城市垃圾方面处于世界领先地位,已基本上实现了垃圾的商品化、能源化、资源化,利用率接近100%。日本厚生省计划今后将从垃圾中每年回收相当于1.6亿吨标准煤的能量,相当于日本年耗煤的2/3。可见,垃圾废物循环利用的潜能是可观的,这也是我们从垃圾中获取能源的另一种形式。

从垃圾中发现能源:城市垃圾的资源化利用与回收

垃圾是各种废弃物的总称。随着社会的发展,人口和工业的高度集中,城市垃圾的数量也与日俱增。面对堆积如山的垃圾,以及它对城市生态环境的危害,人们一直在寻求妥善的处理手段。

由于科学技术的发展,社会对资源的需求,人类对资源的理解不断加深,利用资源的范围也不断扩大,人们对垃圾废物的认识发生了根本的变化,垃圾已不再被看作是无用的废物。如今,不少国家都在研究对城市垃圾的处理和利用,不仅获得了大量的能源,用于供暖、供气、发电,还生产出不少肥料和其他资源。特别是罗马巴黎芝加哥等城市,在处理和加工城市垃圾方面处于世界领先地位,已基本上实现了垃圾的商品化、能源化、资源化,利用率接近100%。

城市垃圾,可以说就是一座露天矿山,除含有约8%的金属,6%的废玻璃和1%的砂石等二次资源物质外,还蕴藏着大量(约80%)的二次能源物质——有机可燃废物,平均含热值约为1.4万千焦/千克。我们暂且不提可以从垃圾中回收的资源物质,单就这垃圾中含有丰富的生物质能就值得我们大加重视。

在美国等生活消费水平较高的国家中,每年垃圾中的可燃有机废物有1亿吨之多,相当于5000万吨中等品质的煤炭。而且这种能源跟常规煤矿比较不单易于提取,而且是一种可再生的资源,可以连续无限期的开采。利用垃圾中的生物质能主要有两种方式:一种是如上所述的发酵生成沼气,这种处理方法有一定的现实意义,但因为其生产过程较长,所以在大城市中更倾向于另一种方法即焚烧垃圾,生产蒸汽来供热和发电。这在一些工业发达的国家已取得了一定的成绩和经验。目前,全世界已有垃圾供热和发电的工厂500余座,主要分布在欧美和日本

垃圾焚烧可以借助辅助燃料,也可完全靠垃圾本身自燃。如果采用后一种方法,燃烧的垃圾热值需达到3350千焦/千克以上。目前一般国家的垃圾中有机废物约占60%~80%,其燃烧值一般在8000~2.5万千焦/千克,最低的也在4000千焦/千克左右,因此垃圾焚烧工艺一般是完全靠垃圾自燃。以垃圾热值的下限计算,10吨垃圾可抵1吨石油。在目前西欧普遍采用的水冷壁焚烧炉中,焚烧垃圾产生蒸汽的转化率可达75%左右。在应用此项焚烧工艺规模最大、历史最久的德国,已拥有几十座这样的垃圾提能装置,其中有16座用来发电,能够满足德国全年能耗的4%,垃圾发电已成为其电网中不可缺少的组成部分。德国八大电力公司之一的汉堡电力公司拥有垃圾电厂36万千瓦,实施热电联供后,供热面积达800平方公里。最近,汉堡电力公司又收购了一座32万千瓦的退役热电厂,准备改造成为发电能力为10万千瓦的垃圾电厂,并相应供热。

在巴黎,只有53名职工的垃圾焚烧场,生产实现了全自动化,靠垃圾发电可满足全市能需的20%。垃圾焚烧后,重量减轻80%,体积减少84%,他们还利用烧过的炉渣加上沥青后制成炉渣砖,用于铺路。在罗马,垃圾处理场将全市40%多的垃圾焚烧,生产蒸汽供热,每年可节省燃油3万吨。(www.daowen.com)

日本能源缺乏,土地紧张,垃圾却不少,因此早建有垃圾焚烧炉1900座,在1975年就开始利用垃圾焚烧来供热并逐步发展发电。日本厚生省计划今后将从垃圾中每年回收相当于1.6亿吨标准煤的能量,相当于日本年耗煤的2/3。

当前,各国关注得是如何完善垃圾焚烧的技术,进一步提高提能效率,同时防止焚烧垃圾排放出的烟气污染环境,造成二次公害。在我国,利用垃圾制取沼气的局面已经打开,但是随着生产与生活状况的变化,我国的垃圾结构也在发生迅速的变化。因此,有必要研究我国城市垃圾的变化趋向和多种利用途径。

我们不单要看到垃圾废物中的生物质作为能源物质直接回收利用的效果,还要进一步体会到从垃圾中提炼其他再循环材料的节资省能效果。从研究和实践表明,从再循环材料中生产一吨铝比从铝矿石中提炼一吨铝要节约近97%的能量;生产一吨钢,可节约50%以上的能量;生产一吨纸,可节约近70%的能量。可见,垃圾废物循环利用的潜能是可观的,这也是我们从垃圾中获取能源的另一种形式。

随着人口的增长,工农业生产的发展,特别是包装、食品工业的发展,城市垃圾每年都以一定的比例增加,垃圾资源能源化的潜力也会愈来越大,加上再循环技术的进展,能量转换效率的提高,城市垃圾将成为一种不容忽视的现实能源。

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