斗星垃圾碳化消解爐生活垃圾處理工程工藝研究與論證

1、遵化市斗星環(huán)保能源有限公司垃圾碳化消解爐生活垃圾處理工程工藝研究與論證公司地址：遵化市工業(yè)園區(qū)電話：傳真：網(wǎng)址：www.douxing-一、生活垃圾的現(xiàn)狀及危害隨著城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活垃圾的管理和處理現(xiàn)狀已經(jīng)不能適應(yīng)社會發(fā)展的需要，也不能滿足人民群眾對生活環(huán)境日益提高的要求,更不能滿足社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。中國每年的生活垃圾增長率已經(jīng)超過10，比世界年均數(shù)字高出大約1.5個百分點(diǎn)，每年產(chǎn)生的城市生活垃圾總量將近1.5億噸。中國除縣城之外的668個城市中，有2/3的城市處于垃圾包圍之中，1/4已經(jīng)無垃圾填埋堆放場地。全國城市垃圾堆存累計(jì)侵占土地超過5億平方米，每年的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3

2、00億元，全國城市生活垃圾累計(jì)堆存量已達(dá)70億噸。同時，隨著近年來農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)量和堆積量也在與日俱增，預(yù)計(jì)農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量每年已經(jīng)超過2億噸。生活垃圾的危害主要表現(xiàn)在：對土壤的污染與危害、對水源的污染與危害、對大氣的污染與危害。1、生活垃圾對土壤的污染在于，飽含大量有機(jī)物和病原體的生活垃圾是危險的污染源，過多的生活垃圾排入土壤，污染程度超過土壤自凈能力，會產(chǎn)生各種有害的影響。生活垃圾內(nèi)的病原體（大腸桿菌、沙門氏菌、傷寒桿菌、蛔蟲等）在土壤中的生存時間有的長達(dá)30 年，同時生活垃圾中的白色污染物（塑料、橡膠類）100年都不易降解，它們和

3、其它有毒物質(zhì)一起污染植物、蔬菜和水體，并且造成土地板結(jié)現(xiàn)象。同時生活垃圾中有許多致病微生物，且蚊、蠅、鼠大量孳生，嚴(yán)重威脅到人民身體健康。生活垃圾中含有各種重金屬和有機(jī)污染物，例如汞（廢電池等）、鉛（油漆）、鎘（顏料業(yè)）、洗滌劑（生活污水）、多氯聯(lián)苯等，這些可以引起各種難以治愈的急慢性中毒，還可以導(dǎo)致癌變，畸形等。2、生活垃圾對水源的污染形式是多種多樣的。生活垃圾中的有機(jī)質(zhì)和病原體是造成水體耗氧物質(zhì)污染、水體富營養(yǎng)化、水型流行病的主要原因。生活垃圾在水體中由于有機(jī)物在微生物參與下的分解需要大量氧（一般1噸生活垃圾需115 噸清潔河水），氧耗盡后有機(jī)質(zhì)進(jìn)入?yún)捬醴纸獠a(chǎn)生硫化氫、氨氣等有害氣體，生

4、活垃圾自身分解產(chǎn)生的滲瀝液也可導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化。生活垃圾中不但含有病原微生物，在堆放腐敗過程中還會產(chǎn)生大量的酸性和堿性有機(jī)污染物，并會將生活生活垃圾中的重金屬溶解出來，形成有機(jī)物質(zhì)、重金屬和病原微生物三為一體嚴(yán)重的污染地下水。3、生活垃圾對大氣的污染與危害也是不容忽視的。由于生活垃圾的污染，空氣中含有了各種懸浮微粒、溶膠、有毒惡臭、易燃易爆的氣體，它們的蔓延會嚴(yán)重危害自然環(huán)境、人體健康，并成為許多事故的隱患。生活垃圾簡易填埋，大量氨、硫化物等有害氣體被釋放，嚴(yán)重污染了大氣。并且隨著生活垃圾中有機(jī)物含量的提高和由露天分散堆放變成集中堆存，極易造成產(chǎn)生甲烷氣體的厭氧環(huán)境，易燃易爆，存在不安全隱患。

5、4、生活垃圾的組分影響居民生活垃圾組成和特性的變化因素很多，例如人口結(jié)構(gòu)、人民生活水平、居民生活習(xí)慣、燃料結(jié)構(gòu)、氣候條件、地理環(huán)境等。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，近年來某市生活垃圾物理組成成分如下： 組分季節(jié)廚余紙類塑料紡織物竹木其他玻璃金屬灰分水分春季28.949.817.463.240.672.971.530.7712.9321.69夏季30.940.153.021.080.5910.6632.82秋季31.913.514.50.590.373.241.430.319.634.69冬季34.356.416.650.380.373.510.510.3314.2933.21均值31.

6、556.489.131.070.314.3730.61二、我國目前生活垃圾處理的現(xiàn)狀生活垃圾處理，在整個城鎮(zhèn)生活垃圾管理中占有重要位置，能否處理好將對城鎮(zhèn)環(huán)境和居民的健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。我國城市生活垃圾現(xiàn)在主要采用填埋、焚燒、堆肥及綜合處理的方式。截至2010年9月26日，全國設(shè)市城市、縣及部分城鎮(zhèn)共建成生活垃圾無害化處理設(shè)施849座，其中衛(wèi)生填埋場676座，堆肥廠7座，焚燒廠90座，綜合處理廠76座。處理能力399702噸/日，其中衛(wèi)生填埋281927噸/日，堆肥1950噸/日，焚燒68865噸/日，綜合處理46960噸/日。1、衛(wèi)生填埋：衛(wèi)生填埋是世界上處理生活垃圾量

7、最大的方法。哈佛大學(xué)研究人員的試驗(yàn)證明，生活垃圾中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)20時，1噸有機(jī)生活垃圾產(chǎn)生甲烷100立方米，若處理不當(dāng)，會發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。同時，甲烷氣還是重要的溫室氣體，其影響甚至超過二氧化碳，并且，填埋場占地大，填埋噸生活垃圾需占地立方米。另外，除了發(fā)生瀝液污染外，填埋挖土、覆土等的費(fèi)用也較高，嚴(yán)格地講，填埋是消納，與資源化、無害化、減量化還有很大的距離。有機(jī)質(zhì)含量大于5的生活垃圾直接進(jìn)入填埋場也是資源的浪費(fèi)。2、焚燒發(fā)電：焚燒發(fā)電是目前世界各國廣泛采用的城市生活垃圾處理技術(shù)。焚燒法是一種建立在政府向居民高額收費(fèi)、政府大量補(bǔ)貼、生活垃圾源頭嚴(yán)格分類、垃圾熱值較高的情況下的一種較為理想的處

8、理方式。焚燒發(fā)電廠的建設(shè)和生產(chǎn)費(fèi)用昂貴，焚燒處理要求生活垃圾的熱值大于3.35MJ/kg，否則，必須添加助燃劑，這將使運(yùn)行費(fèi)用增高到一般城市難以承受的地步；對于生活垃圾焚燒發(fā)電存在最大爭議的，還在于如果解決不好排煙凈化問題，很容易使得垃圾這種固體污染轉(zhuǎn)化成氣體污染，同時垃圾焚燒過程中會釋放出幾十種乃至上百種的金屬“飛灰”和酸性氣體，特別是焚燒爐爐溫在小于850時釋放二惡英，它具有致癌、致畸性及生殖毒性，影響人體健康。由于我國城市生活垃圾中有機(jī)物含量高，含水量高，因此生活垃圾的熱量值低，所以一般生活垃圾焚燒需要加助燃劑（煤、電、油等），這樣就會有大量的二氧化碳排放。全球氣候變暖，其主要原因就是溫

9、室氣體（CO2、CH4、N2O）排放，破壞大氣層與地面間紅外線輻射正常關(guān)系，吸收地球釋放出來的紅外線輻射，阻止地球熱量的散失，使地球發(fā)生可感覺到的氣溫升高的氣體。1998年開始，各國簽訂了京都議定書就是對各個國家二氧化碳排放量規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)。因此，垃圾焚燒發(fā)電不符合國際國內(nèi)的大環(huán)境。三、生活垃圾碳化綜合處理技術(shù)本著生活垃圾處理“資源化、無害化、減量化”的三化原則，我們推出了以碳化消解爐為主體的生活垃圾綜合處理技術(shù)。1、生活垃圾碳化綜合處理工藝?yán)M(jìn)廠后，首先將垃圾傾倒在垃圾集料池后，由抓斗送入板式給料機(jī)上，由于在板式給料機(jī)的前端加了一臺可調(diào)節(jié)式破袋布料機(jī)，與板式給料機(jī)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動，并且高度可調(diào)節(jié)，從而

10、有效地解決了處理量不同時料層厚度不均勻這一問題，同時可將袋裝垃圾破成散狀垃圾并可做到均勻給料，確保了后續(xù)設(shè)備能夠正常、高效的工作。經(jīng)過破袋布料機(jī)破袋均勻布料后的垃圾由皮帶輸送機(jī)輸送到人工分選臺，由人工將垃圾中的大塊建筑垃圾及大件其他垃圾分揀出來置于儲料箱，其余垃圾由皮帶機(jī)送入雙重滾筒篩分機(jī)中進(jìn)行篩分處理。在進(jìn)入篩分機(jī)之前生活垃圾先要經(jīng)過磁選機(jī)，把可回收的含鐵金屬自動挑選出來。滾筒篩分機(jī)的孔徑分別是80mm和30mm。（1）大于80mm的物料，我們稱為篩上物，包括紙、塑料、木頭、玻璃、有色金屬等。這些篩上物經(jīng)皮帶機(jī)輸送到風(fēng)選機(jī)，該風(fēng)選機(jī)屬于正壓風(fēng)選，通過風(fēng)力作用將輕物料與重物料有效的分開。重物料

11、由輸送機(jī)運(yùn)送至人工分選室，操作工人把可作為打包物的塑料、紙和可回收的玻璃、金屬、織物以及污染物電池等分別挑選出來，置于分選室下的儲存間，待儲存到一定量時打包外運(yùn)銷售；經(jīng)過風(fēng)選機(jī)風(fēng)選出來的輕物料大部分是塑料和紙張，打包外運(yùn)銷售；其他的剩余物料送入垃圾碳化消解爐中做碳化處理。（2）篩下物有兩部分：一部分是小于30mm的物料，主要成份為土、砂粒等，這部分可分流送入建筑材料工廠作為原材料或送至好氧發(fā)酵倉作為有機(jī)肥的灰粉質(zhì)配比；另一部分是大于30mm小于80mm的篩下物，這部分的主要成份是有機(jī)物和類似紙片的細(xì)小塑料，這部分送至好氧發(fā)酵倉進(jìn)行堆肥處理，處理后可作為種植土用于園林綠化等。工藝流程圖2、核心技

12、術(shù)碳化消解爐生活垃圾碳化消解爐是用磁芯組件及電磁波產(chǎn)生的負(fù)離子的原子波動，利用磁的能量轉(zhuǎn)換功能和磁共振效應(yīng)，磁力學(xué)效應(yīng)，磁阻效應(yīng)和霍爾效應(yīng)等，使高、低碳分子與燃燒物充分混合排序，準(zhǔn)確切割高碳液化分子，提高燃燒物碳分子的親氧性，使?fàn)t內(nèi)溫度大于850，去除有機(jī)廢棄物的水分后進(jìn)行碳化處理。碳化消解爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）碳化過程中不使用電、油、煤等任何能源做助燃劑；（2）單位投資最小，國外設(shè)備一般投資60100萬/噸，國內(nèi)技術(shù)工藝相差很遠(yuǎn)的設(shè)備一般投資在4060萬/噸，碳化消解爐設(shè)備投資20-25萬/噸；（3）使用壽命長，爐體使用壽命在20年以上，核心部件能量源裝置使用壽命為永久性；（4）運(yùn)行成本低，

13、碳化消解爐的運(yùn)行費(fèi)用在50元/噸以內(nèi)；（5）產(chǎn)品型號多，日處理能力從1噸到25噸不等，因此適用范圍廣，適用于作為景區(qū)、醫(yī)院、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級的生活垃圾處理設(shè)施；（6）減量化效果好，固體有機(jī)廢棄物經(jīng)過碳化消解后，減量化程度可達(dá)到1/200500，碳化后的碳灰可以用于制肥；（7）占地面積小，建設(shè)場地選址簡單方便；（8）碳化過程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過水洗、催化、還原及吸附幾道處理工序，排放的煙氣遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)生的熱量經(jīng)過熱交換后，可以進(jìn)行再利用；碳化后的碳灰，直接進(jìn)入好氧發(fā)酵倉發(fā)酵，作為有機(jī)肥處理。碳化消解爐工作原理圖3、生活垃圾碳化綜合處理廠除臭設(shè)計(jì)垃圾揮發(fā)的臭氣由通風(fēng)管道引導(dǎo)到除臭系統(tǒng)，由4臺風(fēng)機(jī)

14、將氣流引到系統(tǒng)中，通過加濕塔進(jìn)行溫度和濕度調(diào)節(jié)，經(jīng)過溫度和濕度調(diào)節(jié)后的臭氣流進(jìn)入生物過濾池，由布風(fēng)裝置均勻地流過濾池中的富有豐富微生物的過濾介質(zhì)，臭氣組份與介質(zhì)表面上生長的微生物接觸反應(yīng)而降解為無臭無害的物質(zhì)，處理后的清潔氣體從生物過濾池的頂部排放到大氣中去。為防止高溫和過于干燥的環(huán)境情況造成過濾介質(zhì)干結(jié)，在生物過濾池的頂部安裝一個水噴淋裝置，必要時進(jìn)行加濕。整個系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行，還可以根據(jù)用戶要求實(shí)現(xiàn)SCADA監(jiān)控。生物除臭系統(tǒng)示意圖 四、生活垃圾處理技術(shù)對比論證以規(guī)模為日處理200 噸，使用期10年的生活垃圾處理廠為例，對碳化綜合處理、焚燒發(fā)電及衛(wèi)生填埋三種技術(shù)比較如下：碳化綜合處理焚燒發(fā)電衛(wèi)生填埋投資小，投資成本低，單位投資20 25萬元。投資規(guī)模大，單位投資4070萬元以上。投資大，單位投資20 30萬元。配合好氧發(fā)酵技術(shù)同時使用，占地小于50畝。占地面積大占地大，占地約200300 畝。運(yùn)行費(fèi)用低運(yùn)行費(fèi)用高運(yùn)行費(fèi)用高建場周期短建設(shè)周期長建場周期長，11.5年。選址容易，占地小，沒有污染。選址困難選址困難，適用的填埋場地愈來愈少，建場困難、技術(shù)要求高。污染小，碳化消解過程中只產(chǎn)生少量的煙氣，完全達(dá)到國家煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。煙氣處理費(fèi)用高，