燃煤耦合医疗废弃物焚烧发电系统的全流程模拟文献综述

 2022-11-26 16:41:12

文 献 综 述

1.研究背景及意义

目前,燃煤发电仍是我国的主要电力来源[1]。《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》[2]指出我国煤炭消费比重要进一步降低,清洁能源成为能源增量主体,能源结构调整取得明显进展,因此降低存量煤电煤耗成为了发展的必然选择[3]。环境保护部于2017年11月27日发布了《关于开展燃煤耦合生物质发电技术改试点工作的通知》[4],提出依托现役煤电高效发电系统和污染物集中治理设施兜底消纳农林废弃残余物、生活垃圾、污泥等生物质资源,促进电力行业特别是煤电的低碳清洁发展。发展燃煤耦合生物质发电技术成为实现低碳清洁发展的重要举措。自2019年底新冠肺炎疫情爆发以来,全国各地区医疗废弃物量与日俱增,据国家生态环境部公布的《生态环境部通报全国医疗废物、医疗废水处置和环境监测情况》数据显示[5]疫情发展较为严重的2月,单日最高可产生医疗废物2719.1吨,3月份单日最高可产生医疗废物3135.7吨。如何安全无害地处理医疗废弃物关乎人民生命安全,在重大突发卫生事件中显得更为重要。

医疗废弃物具有可回收利用的能量,可以替代部分化石能源,如果能够将传统燃煤发电和医疗废弃物焚烧耦合起来,既能够降低化石能源的消耗,也能够安全处理医疗废弃物。本课题在新冠疫情的背景下研究燃煤耦合医疗废弃物焚烧发电技术,以期能在医疗废弃物合理处置和降低燃煤比例方面提供参考方案。

2.国内外研究现状

2.1国内外燃煤耦合发电技术

火电厂燃煤耦合发电项目是利用火力发电厂现有生产线及超低排放大气污染治理设施,通过新增一定的废弃物预处理设施并对锅炉上煤系统进行改造实现的。目前研究较为成熟的有燃煤耦合生物质发电、燃煤耦合城市污泥发电等[6,7]

世界现在共有150多套大容量燃煤电厂煤与生物质耦合混烧发电的实例。荷兰最新设计投运的鹿特丹MPP3电厂是目前世界上最新建成的节能和CO2深度减排示范电厂。该电厂机组发电效率高47%,生物质混烧比例为30%,同时该电厂提供区域供热并设置了CO2捕集装置,形成了超超临界参数 生物质混烧 区域供热 CO2捕集的CO2深度减排技术路线。该电厂生物质混烧改造已于2019年投入使用[8]。芬兰建成了世界上最大的混烧生物质的循环流化床锅炉,位于Alholmens Kraft 550 MW热电厂。该热电厂燃料组成中煤、泥煤、森林废弃物、工业废木材的质量分数分别为 10%,45%,10%,35%。已经成功运行多年,生物质可以以任意比例与煤混烧,包括100%生物质[9]。欧盟资助的AD700项目的总体技术目标是分阶段开发和演示一种经济可行的、粉碎的燃煤发电厂技术,其净效率超过50%,即使与当今最先进的超临界装置进行比较,AD700的技术效率也优于6%以上[10]

我国哈电集团哈尔滨锅炉厂自主研发的垃圾焚烧与大型燃煤机组耦合发电技术结合了垃圾焚烧炉与大型燃煤机组的技术特点, 采用双链耦合, 实现垃圾发热量高效利用;烟气侧耦合将垃圾焚烧炉产生的尾部烟气引入燃煤锅炉, 节约了垃圾焚烧炉烟气净化系统设备投入。能够有效解决传统垃圾焚烧发电厂机组发电效率低、排烟温度高、飞灰沾污、二噁英等污染物处理成本高等难题, 可将垃圾焚烧发电效率提高至31.6%, 具有显著的经济效益和社会效益[11]

2.2国内外有关耦合发电的环保性与经济性

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