摘要  應用生命周期分析法（LCA）評價了以原木造紙為主的固體廢棄物能源化利用的4種方案。計算了每種方案中固體廢棄物能源化和燃煤的廢渣、CO2 、SO2、NOx排放。結果表明，固體廢棄物汽化后進入內燃機發電機組方案是最優方案，每年可以節省動力煤25824t，減少排放CO2514t、SO2343t、NOx370t。

　　關鍵詞：生命周期分析法  固體廢棄物  能源化利用  原木造紙

　　1前言

　　造紙廠固體廢棄物能源化利用，可以替代造紙工藝中的部分能源消耗。減少部分造紙廠常用的能源煤，從而也減少了這部分煤燃燒所排放的灰渣和氣體污染物，故具有一定的經濟效益。但由于固體廢棄物的焚燒（或汽化）最終也會排放一些廢渣和廢氣，所以有必要對兩者進行系統的比較。

　　本文采用生命周期分析方法[1]（LCA），分析以原木造紙為主的B造紙廠固體廢棄物能源化利用的4種方案。在分析中，由于固體廢棄物是產品紙的副產品，故不追溯其產生過程的排放。而對于煤，則要考慮其開采、運輸等過程的排放。  

　　2  造紙廠固體廢棄物能源化利用過程編目分析

　　2.1 固體廢棄物特性

　　造紙廠固體廢棄物特性如表1。

表1  B造紙廠固體廢棄物的特性1)(%)

　　1)M—水分,ar—收到基, f—外在水分（自由基）,ad—空氣干燥劑,A—灰分,V—揮發分, FC—固定碳。

　　由于造紙廠規模較大，固體廢棄物量較多，所以對其處理考慮下面4種方案：直接焚燒供蒸氣、直接焚燒后產生蒸氣進入汽輪機發電機組發電、汽化后進入鍋爐與煤混燒供蒸氣、汽化后進入內燃機發電機組發電。

　　2.2 固體廢棄物能源化利用過程的編目分析

　　2.2.1方案1：直接焚燒供蒸氣

　　若新建1臺焚燒爐和余熱鍋爐，固體廢棄物直接焚燒，為造紙工藝提供蒸氣。

　　2.2.2  燃煤生命周期過程的編目分析

表2  煤的工業分析和元素分析表1）（%）

　　1）C、H、O、N—碳、氫、氧、氮，Qnet,ar —低為熱值。 

　　2.3  直接焚燒后產生蒸氣進入汽輪機發電機組發電

　　2.3.1 固體廢棄物能源化利用過程的編目分析

　　若新建1臺焚燒爐和余熱鍋爐，固體廢棄物直接焚燒，然后進入汽輪機發電機組發電，過程如圖3所示。廢棄物焚燒煙氣復雜，水蒸氣含量高。焚燒塑料時煙氣中含腐蝕性強的HCl，而焚燒含堿污泥時煙氣中含微粒鈉化合物，將限制余熱鍋爐蒸氣參數的提高，焚燒固體廢棄物小型發電機組的各項效率[2]為：

　　焚燒爐效率 92% ，余熱鍋爐熱效率 75% ，朗肯循環熱效率 37% ，汽輪機內效率 74% ，汽輪機機械效率 93% ，發電機機械效率 94% ，汽輪機絕對電效率 24%，汽輪機汽耗率 5.0 kg/（kW.h） 。

　　3  綜合分析與比較

　　3.1造紙廠固體廢棄物的4種處理方案分析比較

　　4種處理方案煤耗、熱損失、灰渣和氣體排放比較如表5所示。

表5  造紙廠固體廢棄物的4種處理方案比較表