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建设城市垃圾气化发电厂的必要性
1.1我国城市生活垃圾处理现状
随着城市人口数量的增加和人们生活水平的提高，城市生活垃圾的产量也日益增加。据统计，全国688座城市中有2/3城市被垃圾包围，全国垃圾堆存占地累计达75万亩，且有1/4的城市已发展到无适合场所堆放。全国城市垃圾正以每年8～10％的速度增长，至2000年已达到1.4亿吨，城市人均垃圾日产量已达1kg，目前垃圾无害化处理率平均不到5％。至今我国常用的垃圾处理方法有：卫生填埋法、堆肥法和直接焚烧法等。这三种垃圾处理方法的基本特征如下：
卫生填埋法：无害化低，占地面积大，垃圾分解速缓慢，一般需10～20年。填埋区易产生沼气、含毒污水，对空气、土壤和地下、地表水产生污染，而且易造成城市垃圾无处堆放。但其初始投资和运行费用较低。
堆肥法：采用微生物的生化作用，将垃圾中的有机质分解腐烂转换成肥料。该法对垃圾成分有较高要求，产品肥效低、建造期长，不适应城市生活垃圾的迅速增长。其初投资和运行费用较卫生填埋法高。
直接焚烧法：可实现城市生活垃圾的无害化、减量化和资源化。目前国内垃圾直接焚烧主要采用机械炉排焚烧炉和循环流化床焚烧技术。直接焚烧法具有以下特点：
（1）垃圾可直接焚烧，处理简单、速度快、处理量大。
（2）垃圾焚烧后减容效果显著，垃圾中可燃成分被燃烧，水分被蒸发排入大气，作为残渣部分的不燃成分和灰分只有原容积的20～10％。
（3）在垃圾焚烧过程中，焚烧炉炉温高，垃圾所携带的大量病菌和各种有害物质、臭气均会发生高温热分解，从而达到垃圾无臭、无害化处理，有效改善城市卫生条件，保护环境。
（4）垃圾燃烧产生的高温烟气可以用来产生蒸汽发电、供城市制冷和其他需要蒸汽的场所使用。实现了废热利用，回收能源。
但是，直接焚烧最大的、也是致命的缺陷，就是其焚烧产物中的SOx/NOx/HCl、粉尘和残渣中的重金属，特别是氧化反应产生的剧毒有机污染物二恶英含量较大。如果对这些所排放的有毒有害物质不能进行严格的处理，达不到规定的排放标准，将对周围环境带来严重的二次污染。
我国和世界上其他国家一样，对垃圾直接焚烧处理后产生的有害有毒废弃物越来越重视，国家和政府都规定了相关严格的排放标准加以控制，籍以保护我们赖以生存和发展的环境。
1.2自20世纪70年代以来，随着城市和人口规模的急增，生活垃圾产量也快速增长，使原有的垃圾填埋场趋于饱和，而垃圾焚烧技术可以最大限度地延长垃圾填埋场的寿命，使垃圾得以减量、无害和资源化的综合利用。人民生活水平提高，使生活垃圾中可燃、易燃物含量增加，垃圾热值提高，为垃圾焚烧技术应用和发展提供了条件。因此垃圾焚烧处理正逐步成为许多城市解决垃圾出路问题的主要措施。
针对垃圾直焚烧所带来的三次污染等问题，美国EPI（Energy product idaho）公司研究开发了技术更为先进的阶台式垃圾热解气化流化床技术。这种处理工艺的技术原理，是将一般垃圾在缺氧还原性气氛中气化后，热分解气和碳分等被送到后燃烧室内燃烧。
其具体的优点为：
（1）烟气中二恶英浓度极低，极大降低处理后的二次污染；
（2）燃烧空气少，烟气排放量少；
（3）发电效率较高；
（4）辅机耗电量较小；
（5）处理垃圾的容量更大；
（6）处理成本降低，提高了垃圾的利用率。
美国EPI公司拥有多项将垃圾综合利用转变为能源的技术。
在采用最新的阶台式气化流化床技术后，燃烧效率提高，气化发电过程更容易控制，能达到最有效地处理城市生活垃圾利用热能发电的目的，工艺超前，优于垃圾直接焚烧发电，特别在二次污染问题上有不可比拟的优势。
1.3美国阶台式垃圾气化发电技术和直接焚烧发电技术的分析比较
采用美国EPI公司的垃圾气化发电技术建设城市垃圾发电厂，与目前国内许多城市在建或筹建的直接焚烧垃圾发电厂工程相比较，优点如下：
1.3.1垃圾处理过程中的二次污染极少
（1）烟气中有害排放物大大减少
在无氧热分解过程中，因缺乏氧气且相对低温的气化处理，加上高温燃烧，将使得多氯联苯无法产生含剧毒的二恶英、呋喃等致命物质，甚至连氮氧化物（NOx）与硫氧化物（SOx）的产生机会也大大地降低。二恶英排放浓度远低于10PPM。其烟气排放浓度远远低于北美现今的排放标准。以下提供采用EPI气化流化床技术目前仍在运行之“State of Caiifornia化热电厂的排放数据作为参考进入锅炉的热源体是经垃圾气化装置处理并经净化后所获得的可燃气体，几乎不含飞灰，这样就保证了烟气排放的无害化，而直接焚烧产生的烟尘中含有活性金属、SOx、NOx、HCl、HF，飞灰上还附着有残存的二恶英，必须经过复杂的除尘和烟气净化装置的后处理才能达到排放标准。
（2）灰渣排放无害化和综合利用
气化设备一般皆能减量至10％以下，由于焚烧原理不同，气化后即排放灰渣，避免了如直接焚烧过程可能产生的有害物质与灰渣一起排放的可能。气化设备生成的灰渣为良性黑色残渣，经固化后可制成具有高经济价值的高级砖瓦作为建材。此技术在美国已属于成熟技术。而直接焚烧后的炉渣和飞灰均有重金属和未燃物成分甚至残存的二恶英成分，因此必须对炉渣进行熔融处理。其中的飞灰，按我国有关规定视其为危险固废，须经固化等处理，且需另选一个固定的填埋场予以填埋。
（3）无废水排放问题
垃圾储存库皆为封闭集水设计，集水后则统一通过标准净化处理（配合生物处理及物化处理），绝无三次废水污染问题。
处理过程中的用水则主要用于冷却系统及蒸汽锅炉所用的循环水，其废热皆回收循环利用，并无对外排放。而且所有用水皆经标准净化处理后再循环使用，因此不存在废水排放的问题。
采用垃圾气化焚烧发电技术，有效地防止环境造成的二次污染，尤其“二恶英”力投入巨大，尾气处理达标排放较难；垃圾气化焚烧发电无垃圾渗透液向外排放，杜绝垃圾渗透液对江河和地下水造成的严重污染，而直接焚烧发电产生的渗透液仍需利用现有配套污水处理厂进行处理，达标排放困难；垃圾气化焚烧发电灰渣排放无害化并能减量至10％以下，可制成具有经济价值的高级砖瓦作为建材使用不再填埋，且直接焚烧发电排放灰渣有毒，仍需进行卫生填埋。
1.3.2垃圾处理规模大，热利用充分
垃圾气化处理装置能长期稳定运行，回收能源效率高。垃圾气化焚烧发电采用阶台式气化流化床技术，由于空气被预热后有助于提高阶台式气化流化床的温度，使得气化燃烧速率大大提高，进而提高燃烧温度，增加余热。
锅炉蒸气产量，提高资源综合利用率，比直接焚烧发电的热能利用率提高30％左右，同时生产稳定，操作简便，维护成本低，发电设备获多项专利，技术超前，年运行时间可达7200h（300d左右），比垃圾直接焚烧发电年运行时间5000h（208d左右）长。因此，可以达到最大发电量，具有较好的经济效益，以福州市日处2000t城市生活垃圾为例，经估算垃圾气化焚烧发电平均单位垃圾经营成本仅为27.45元/t垃圾（未包括折旧费用），二者相差38.79元/t垃圾、设资1.2亿美金、发电量为3万kW、日处理垃圾规模2000t的垃圾气化焚烧发电厂，每年盈余可达700万元左右。
1.3.3美国EPI公司一直致力于控制各种二次污染问题的研究，拥有的研究测试设备、流化床测试设备及监控系统皆是为彻底防止二次污染所建造。目前设计建造的近百个电厂中，其各项排放标准皆能顺利达到、甚至远远优于世界各国及已建此技术所在国（包括美国、加拿大、日本、意大利等先进国家）规定的排放标准。
该项垃圾气化焚烧发电技术能及时对垃圾气化炉等分系统进行实时在线控制、监测和连续运行，不断地将监测结果以电信号形式输送给计算机系统，计算机利用设定的程序自动对监测结果进行分析、判断、并发出指令信号，完成相应操作，掌握垃圾气化焚烧的运行状态，并在不良情况下随时调整操作系数，使系统处于最佳运行状态，由于该系统高度自动化，全厂四班倒，操作人员仅需66人，从而实现了现代化花园式垃圾气化焚烧发电厂的长期目标。
综上所述，采用《美国EPI阶台式垃圾气化发电新技术》建设城市生活垃圾处理厂，符合国家对生活垃圾处理提出的无害化、减量化、资源化的方向，适合我国国情和目前排放浓度远低于10PPM，比北美现行排放标准15PPM低，比中国现行排放标准更低，而直接焚烧发电二次污染严重，且需建立符合国家烟气排放标准的废气处理装置系统，对生活垃圾混合收集的现状，具有适用性，可以做为城市生活垃圾处理的首选方案。这项国际领先水平的新技术，不仅成为国内解决垃圾出路变废为宝的主要手段，也是治理生活垃圾达到无害化、减量化、资源化及其建设生态城市的必然趋势。
1.4采用《美国EPI阶台式垃圾气化发电技术》建设垃圾气化发电厂的必要性
《美国EPI阶台式垃圾气化焚烧发电技术》是当前国际领先水平的新技术，基于城市生活垃圾采用气化焚烧先进技术，改变了过去采用垃圾在炉内直接燃烧的传统王艺方法，成功应用高温缺氧状态下实现了垃圾气化后燃烧对环境最有利的处理方式，有效防止对环境选成二次污染，美国EPI在国外已有相类似83座工厂成功建设和运行实例，上述工艺具有先进性。采用这项新技术，建成的现代化花园式气化焚烧发电厂具有显著的社会、环境效益。2存在的问题及解决办法
目前城市实施垃圾发电这样一个系统工程，主要有三个难题。①资金问题；②技术问题；③垃圾发电电力上网电价差额合理补贴问题。政府作为行政主管部门，无法拥有足够的技术力量、专项经验及垃圾处理先进成熟的技术，自行实施这种系统较复杂的过程项目有相当的难度。根据国外经验以及国内该行业的发展趋势，将本项目推向市场，采用引进的《美国EPI阶台式垃圾气化发电技术》及美国投资建设并运行管理垃圾气化发电厂（BOT），可以妥善解决基建投资资金和技术问题，是政府比较现实的选择，也是一种双赢选择。
至于垃圾发电电力上网电价差额部门合理补贴问题，政府完全可以根据国家垃圾发电优先上网的有关政策，在省（市）一级范围内的电价给以合理调整解决，由垃圾产生者承担垃圾发电电力上网差额电价是合理的，没有必要由政府财政支付这笔费用。
3结论与建议
垃圾治理的根本途径是实现垃圾处理的产业化、市场化。垃圾处理过去一直被作为社会公益事业由政府包揽，环境卫生部门既是监督管理部门，又是经营执法部门，政企合一不利于形成有效的监督管理机制、竞争机制及运营机制，效益、效率低下。在我国加AWTO的有利形势下，垃圾产业的放开将不可避免，为此，采用有识人士引进的垃圾气化发电新技术及利用外资以BOT方式实行企业化管理，解决垃圾发电基建投资资金和技术问题，至于垃圾发电电力上网差额部分合理补贴问题，地方政府完全可以根据国家垃圾发电优先上网的有关政策，在省（直辖市）范围内的电价给以合理调整，解决垃圾发电电力上网电价补助问题，是城市处理垃圾的首选方案。
