城垃圾熱解氣化方案

1、城市垃圾熱解氣化方案城市垃圾熱解氣化方案前言：垃圾無(wú)時(shí)無(wú)刻不伴隨著人類社會(huì)生活而存在，垃圾處理也是一個(gè)隨之不斷變革、持續(xù)發(fā)展的行業(yè)。從另一個(gè)角度講，在技術(shù)條件足夠完善的情況下，垃圾是一種永不枯竭的可利用型資源。本文著重介紹一種新型垃圾處理技術(shù)，該技術(shù)不但能有效克服當(dāng)前國(guó)內(nèi)垃圾處理技術(shù)的環(huán)保缺陷，還能夠同時(shí)獲得幾倍于前者的經(jīng)濟(jì)效益，真正實(shí)現(xiàn)變廢為寶，引領(lǐng)未來(lái)垃圾處理行業(yè)發(fā)展方向。一、國(guó)內(nèi)垃圾現(xiàn)狀與亟待解決的問(wèn)題1,伴隨著城市化進(jìn)程加快，全國(guó)各地垃圾產(chǎn)生量急劇增加。根據(jù)中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒報(bào)告，全國(guó)655個(gè)設(shè)市城市生活垃圾清運(yùn)量由1980年的3132萬(wàn)噸增加到底的1.52億噸，平均每年增長(zhǎng)速度約為

2、9%中國(guó)當(dāng)前的垃圾年產(chǎn)量占全球比重已經(jīng)超過(guò)30%中國(guó)已經(jīng)成為“垃圾圍城”最嚴(yán)重的國(guó)家。2,城市垃圾的處理水平偏低。很多地方采取露天堆放、自然填溝和填坑等原始方式消納城市垃圾，部分河流沿岸成為天然垃圾堆放場(chǎng)。該種處理方式對(duì)土壤、河流、地下水、大氣等都造成了嚴(yán)重的影響和危害。3.國(guó)內(nèi)城市垃圾無(wú)害化處理設(shè)施極度缺乏，已建成的垃圾處理設(shè)施又有相當(dāng)部分達(dá)不到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)城市的垃圾對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重。5億多平方米的城市地面被垃圾侵占，每天向大氣釋放多達(dá)100多種有害、致癌氣體。以北京市為例，當(dāng)前全市日產(chǎn)垃圾18400噸，其中90%;填埋處理，每年約占用土地五百畝。在這種處理方式單一、有效的垃圾分

3、類又較難實(shí)現(xiàn)的情況下，沒(méi)有高效能技術(shù)和設(shè)施的建設(shè)應(yīng)用，四年后北京就將面臨垃圾無(wú)法處理的局面。上海市全市日產(chǎn)垃圾近2萬(wàn)噸，在全市垃圾處理廠超負(fù)荷運(yùn)行的情況下，按當(dāng)前現(xiàn)有的處理能力，到2020年，全市混合垃圾處理能力及資源化處理能力缺口總計(jì)將擴(kuò)大到約11700噸/日?？梢?jiàn)，對(duì)城市垃圾實(shí)施有效處理，改進(jìn)城市衛(wèi)生環(huán)境，實(shí)現(xiàn)垃圾減量化、無(wú)害化、資源化已成為保障國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題。日前住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)保部等15部委聯(lián)合制定的“關(guān)于推進(jìn)城市生活垃圾處理工作的意見(jiàn)”（以下簡(jiǎn)稱“意見(jiàn)”）已報(bào)國(guó)務(wù)院審批，于初下發(fā)?！耙庖?jiàn)”出臺(tái)后，將大力推動(dòng)城市生活垃圾處理工作，同時(shí)城市生活垃圾處理也將成為地方政府城市管理考核

4、的重要內(nèi)容。二、國(guó)內(nèi)垃圾處理技術(shù)簡(jiǎn)介當(dāng)前國(guó)內(nèi)垃圾處理主要使用以下幾種技術(shù)：.衛(wèi)生填埋處理：這種方法是大量消納城市垃圾的有效措施。但占地面積大，使用年限短，垃圾分解速度慢（10-20年），填埋區(qū)易產(chǎn)生沼氣、含毒污水，對(duì)空氣、土壤和地下、地表水產(chǎn)生污染。大城市周邊由于土地資源緊張，更限制了此類方法的應(yīng)用。1 .堆肥處理：該方法經(jīng)過(guò)微生物的生化作用，將垃圾中的有機(jī)質(zhì)分解腐爛，轉(zhuǎn)換成肥料。但該法對(duì)垃圾成分有較高要求，產(chǎn)品肥效低、制造期長(zhǎng)，不適應(yīng)城市生活垃圾的迅速增長(zhǎng)。堆肥法對(duì)塑料、金屬等減量程度不高，后續(xù)處理量大，運(yùn)行費(fèi)及垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用高。由于國(guó)內(nèi)未能實(shí)現(xiàn)有效垃圾分揀，垃圾中含有重金屬和有毒化合物等污染

5、物，導(dǎo)致此種肥料不能進(jìn)入食物鏈，因此堆肥產(chǎn)品尚面臨銷路問(wèn)題。2 .垃圾焚燒發(fā)電：該法是指使用特殊的垃圾焚燒設(shè)備，以城市工業(yè)和生活垃圾為燃燒介質(zhì)，在對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒處理的同時(shí),利用其產(chǎn)生的能量發(fā)電的一種新型發(fā)電方式。直接焚燒法可實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾的減容化和資源化。但其致命缺陷是其焚燒產(chǎn)物中的SOXNOXHCl、粉塵和殘?jiān)械闹亟饘?。特別是氧化反應(yīng)產(chǎn)生的劇毒有機(jī)物二嗯英含量較大。以上三種垃圾處理方式中，當(dāng)前發(fā)展最為迅速的是垃圾焚燒發(fā)電。與其它處理方法相比，垃圾焚燒發(fā)電具有占地少、能最大程度減害化、資源化利用程度高等優(yōu)點(diǎn)。但其面臨的主要問(wèn)題表現(xiàn)為：直接引進(jìn)國(guó)外成熟的垃圾焚燒處理技術(shù)價(jià)格昂貴，從投資經(jīng)濟(jì)性

6、的角度來(lái)看，國(guó)內(nèi)典型的引進(jìn)日處理量1000噸的垃圾焚燒電廠總投資將達(dá)5-7億元人民幣，普通城市很難承受。同時(shí)垃圾廠運(yùn)行成本也較高，需要高額的政府補(bǔ)貼。中國(guó)的生活垃圾大多為沒(méi)有經(jīng)過(guò)分揀含水量高的廚余垃圾，不同的地方垃圾的組成與特性也呈現(xiàn)較大差異。而國(guó)外成熟技術(shù)主要針對(duì)當(dāng)?shù)責(zé)嶂递^高、含水率較低的生活垃圾而言處理效果好，在面對(duì)中國(guó)生活垃圾的焚燒處理效果卻不盡理想。無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的“清潔”焚燒。國(guó)內(nèi)垃圾焚燒廠燃燒溫度標(biāo)準(zhǔn)在850度焚燒排放的煙氣中含有SO2HCl、HF、Hg、Pb、Cd、NOx二嗯英和重金屬等多種有害有毒物質(zhì)，會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染。生活垃圾焚燒發(fā)電效率有待提高。中國(guó)垃圾焚燒廠普遍都在摻煤

7、燃燒。國(guó)家規(guī)定允許的摻煤量為20%Z下，而實(shí)際很多廠子都超過(guò)30%甚至有的達(dá)到40%Z上，以這種方式發(fā)電再去享受國(guó)家的補(bǔ)貼電價(jià)，嚴(yán)重降低了垃圾處理廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。三、垃圾熱解制氣技術(shù)簡(jiǎn)介1.“熱解”說(shuō)明熱解在英文中使用“Pyrolysis”一詞，在工業(yè)上也稱為干儲(chǔ)。它是將有機(jī)物在無(wú)氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之分解為：a）以氫氣、一氧化碳、甲烷等低分子碳?xì)浠衔餅橹鞯目扇夹詺怏w；b）在常溫下為液態(tài)的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在內(nèi)的可燃油；c）純碳與玻璃、金屬、土砂等混合形成的炭黑的化學(xué)分解過(guò)程。垃圾的熱解法和焚燒法是兩個(gè)完全不同的過(guò)程。焚燒是一個(gè)放熱過(guò)程，而熱解是吸熱過(guò)程。焚燒的主要產(chǎn)物是

8、二氧化碳和水，而熱解的主要產(chǎn)物是可燃的低分子化合物：氣態(tài)的氫氣、甲烷、一氧化碳；液態(tài)的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機(jī)物及焦油、溶劑油等；固態(tài)的主要是焦炭和炭黑。熱解法是利用垃圾中有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在對(duì)其進(jìn)行加熱蒸儲(chǔ)，使有機(jī)物產(chǎn)生裂解，經(jīng)冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體，從中提取燃料油、可燃?xì)獾倪^(guò)程。垃圾熱解氣化是將含有有機(jī)可燃物的垃圾在缺氧的條件下利用熱能使化合物的化合鍵斷裂，由大分子量的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿恿康腃OH2、CH4等可燃?xì)怏w。具抑制二嗯英的途徑主要有：減少了二嗯英前體物的生成垃圾中的有價(jià)金屬?zèng)]有被氧化，垃圾中的Cu.Fe等金屬不易生成促進(jìn)二嗯英生成的催化劑。同時(shí)垃圾的熱解氣化還有

9、其優(yōu)點(diǎn)：制備出可燃?xì)怏w。熱解氣體燃燒時(shí)空氣過(guò)剩系數(shù)較低，能大大減低排煙量、提高能量利用率，降低NOx排量、減少煙氣處理設(shè)備投資和處理費(fèi)?，F(xiàn)有國(guó)際國(guó)內(nèi)熱解技術(shù)研究主要停留在等離子體快速熱解工藝，這種工藝運(yùn)行成本非常高，現(xiàn)在還無(wú)法做成大型化的工業(yè)裝置。本公司設(shè)計(jì)建造的裝置突破了現(xiàn)有研究方向，實(shí)現(xiàn)了熱解裝置工業(yè)化首次運(yùn)行。2,城市垃圾分級(jí)熱解氣化處理技術(shù)簡(jiǎn)介在充分分析中國(guó)垃圾品質(zhì)和生物質(zhì)快速熱解設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對(duì)城市垃圾與生物質(zhì)的不同，我們創(chuàng)新出一套低成本、適合中國(guó)國(guó)情的城市生活垃圾熱解氣化的清潔綜合利用技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)以循環(huán)流化床分級(jí)熱解氣化技術(shù)為核心，配以煙氣干燥、特殊的進(jìn)料和排渣系統(tǒng)，并從源頭上對(duì)二嗯英的污染進(jìn)行了有效地控制，從而實(shí)現(xiàn)垃圾資源化利用。洛胃4串化嘉朱垃瓶鞘化裝置工藝流程圖7HuuJ-口城市垃圾循環(huán)流化床分級(jí)熱解氣化工藝流程框圖經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后提升到上部料倉(cāng)的城市垃圾經(jīng)星型進(jìn)料器進(jìn)入旋筒干燥器與氣化燃?xì)鈸Q熱干燥后，經(jīng)過(guò)中間料倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)加入到氣化爐中部，與循環(huán)上行的熱灰和高溫燃?xì)庋杆賹?shí)現(xiàn)摻混；較細(xì)顆粒垃圾向上流動(dòng)，升溫、溫度700c左右高溫?zé)峤夂兔撀?，消除了垃圾受熱后快速熱解產(chǎn)生的焦油、酚和輕油等，主要