垃圾热解气化技术在城镇垃圾处理的应用

54发展与创新 │Development and Innovation2013.11 Shanghai Economy垃圾处理是环境建设和生态保护的重要环节，随着经济和社会的发展，生活垃圾产生量呈不断增长趋势，生活垃圾处理成为城市发展中必须解决的问题。

但是由于历史的原因,我国城市生活垃圾的处理状况还远远落后于社会和经济发展的需要,生活垃圾还在不同的范围内、不同程度的污染着土壤、水体和大气。

我国的特大城市、大城市的生活垃圾处理问题已逐步受到重视，并建成了现代化的生活垃圾处理设施。

但中小城市和乡镇、农村的生活垃圾处理问题比较突出，建设规范的生活垃圾处理设施，已经成为改善生态环境的关键。

中小城市和乡镇、农村生活垃圾处理现状近年来，随着国家对环保力度的加大，各地方也稳步推进乡镇农村环境综合整治。

逐步推进县城垃圾处理设施的统一规划、统一建设、统一管理，逐步建立“户分类、村收集、乡运输、县处理” 的乡镇农村生活垃圾收集处理体系和乡镇农村卫生保洁制度。

但我国广大乡镇农村，由于地域分散，尤其是位于丘陵、山地的偏远乡镇农村，垃圾集中处理存在许多问题。

首先是由于地形复杂运输不便，增加了处理成本；其次，垃圾在运输过程中不可避免的会产生二次污染；而且还需要大量的投资建设垃圾中转站、更新运输设备等。

垃圾如果能够就地处理、日产日清，是最佳的处理方式。

目前，我国中小城市的垃圾大多采用填埋的处理方式，但填埋面临诸多问题，首先填埋方式占据大量土地，加剧土地资源的浪费；其次造成严重的二次污染，直接威胁到空气、土壤、地下水和饮用水的安全，目前垃圾场（厂）面临的最大难题是选址问题，靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少，而且由于处理不当等问题造成的臭气也使其周围的居民对垃圾填埋场抱有极大的成见。

开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用，这样高昂的费用甚至无法承受。

随着国家对环保的重视及土地资源的稀缺，填埋处理方式已不适应发展要求。

垃圾焚烧发电是目前垃圾处理的最好方式，但在中小城市及乡镇、农村，生活垃圾数量相对较少，不能实现资源化（并网发电）收入，项目没有收益，并且这些地区的生活垃圾热值低导致设备运行费用偏高，项目单位投资成本也较大。

城镇生活垃圾热解气化处理技术及应用前景探讨作者：田新民来源：《科技与创新》2017年第11期摘要：在当前生态文明快速建设过程中，热解成为了城镇生活垃圾处理的重要方法。

通过具体分析城镇垃圾热解气化处理技术及应用前景，旨在提升城镇垃圾热解气化处理技术水平，为美化城镇环境创造良好的条件。

关键词：城镇生活垃圾；热解气化；处理技术；应用前景中图分类号：X799.3 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.11.073目前，大部分生活垃圾的无害化处理方法主要包括填埋、焚烧和堆肥3种，其中，焚烧已成为我国城镇生活垃圾处理的一种主要方法。

城镇生活垃圾在焚烧处理的过程中一般选择使用炉排炉或者循环流化床炉。

这类设备在使用的过程中具有投资大、运行成本高等特点，由于是过氧燃烧，燃烧过程中易生成二英，且烟气中含有较多的飞灰，易对整个环境造成二次污染。

热解气化技术作为一种绝氧或缺氧燃烧技术，可以降低二英的生成量，并减少飞灰排放量，成为城镇生活垃圾处理的一种重要技术。

1 城镇生活垃圾热解气化原理及技术优势1.1 热解气化原理热解气化技术可分为立式和卧式结构，以下以立式为代表进行介绍。

目前，立式旋转热解气化焚烧技术在应用的过程中采用的是二段式焚烧方法，其一燃室主要是立式旋转热解气化焚烧炉，而二燃室则是可燃气体燃烧室。

立式旋转设计是最常用的一种，从根本上解决了立式炉应用过程中布料使用不均匀的技术问题，同时，在炉体与炉篦相对转动的过程中能够有效解决连续排渣的技术问题，并且能够起到搅动垃圾的作用，从而有利于垃圾热解气化技术得到更好的应用。

立式旋转热解气化焚烧炉主要分为7个层次，由上到下分别是空层、干燥层、热解层、燃烧层、燃烬层、冷却层和排渣层。

温度场的分布对垃圾热解气化处理技术的应用具有较大的影响，其主要是通过充分利用生活垃圾本身蕴含的热量达到生活垃圾热解气化的目的，从根本上降低城镇生活垃圾灰渣的热灼减率，全面提升垃圾的热回收率。

低能耗熔融气化裂解技术在城市垃圾处理中的应用城市垃圾处理一直是摆在社会发展面前的重要问题，如何有效地减少垃圾的体积、降低处理成本，并最大限度地保护环境，成为城市管理者和环境保护者共同关注的焦点。

在当前的垃圾处理技术中，低能耗熔融气化裂解技术逐渐受到了广泛的关注和应用。

低能耗熔融气化裂解技术是一种将垃圾转化为能源的方法。

其基本原理是将垃圾进行高温处理，并通过熔化和气化的方式将固态垃圾转变为气态物质和液态物质。

在这一过程中，垃圾中的有机物质会发生裂解产生气体，而无机物质则会熔化成为玻璃状物质。

同时，通过专门的设备进行气体的净化处理，可以得到高质量的燃气或燃油，这些能源可以进一步用于发电、供暖和工业生产等领域。

低能耗熔融气化裂解技术在城市垃圾处理中有以下几个重要的应用优势。

首先，低能耗是该技术的核心特点之一。

相比传统的焚烧处理技术，熔融气化裂解技术能够以较低的温度和热量将垃圾熔化和气化，从而实现能源的转化。

同时，该技术还能够利用垃圾中的有机成分产生能源，减少了对化石能源的依赖，有利于环境的可持续发展。

其次，熔融气化裂解技术在垃圾处理中还具有高效性和巨大的处理能力。

由于该技术能够将固态垃圾转变为气态和液态物质，有效地降低了垃圾体积的同时，还可以对污染物进行有效控制和处理。

据统计，使用熔融气化裂解技术处理垃圾所需的时间和空间仅为传统焚烧处理技术的十分之一，大大提高了垃圾处理效率。

再次，该技术对环境保护起到了重要作用。

在垃圾处理过程中，熔融气化裂解技术能够对排放物进行高效的控制和处理，减少了对大气、水体和土壤的污染。

与传统的焚烧处理技术相比，熔融气化裂解技术的二氧化碳排放量明显较低，有利于缓解全球变暖的问题。

此外，熔融气化裂解技术还可以从废气中回收热能，并将有害物质转化为无害物质，进一步减少了污染对环境的影响。

最后，低能耗熔融气化裂解技术还可以通过资源再利用实现可持续发展。

在垃圾气化过程中，可以回收利用产生的燃气、燃油和玻璃状物质。

缺氧热解气化法城市垃圾处理新工艺作者：蒋忠新江国防蒋颖来源：《科技创新导报》2017年第16期摘要：随着人类生活质量的提高，垃圾的种类与量也在增加。

目前国内外主要的垃圾处理方法就是填埋、焚烧与再利用。

填埋和焚烧处理垃圾的方法带来的二次污染非常严重。

焚烧垃圾产生的二噁英以及相应的其他有毒有害物质会导致严重的环境灾难，垃圾填埋后，垃圾之间所发生的化学反应以及垃圾本身的恶性转化给人类赖以生存的地球带来极大的负面影响。

为了有效解决焚烧带来的环境影响问题，在文中介绍了一种新型的缺氧热解气化法城市垃圾处理工艺，该工艺能够有效地解决垃圾焚烧带来的问题，同时与传统工艺相比该新工艺还具有更好的经济效益。

关键词：缺氧热解气化法城市垃圾垃圾处理中图分类号：X799 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（a）-0093-021997年颁布了严格控制二噁英的新标准，强制改造二噁英排放超标的垃圾焚烧厂，并开始大规模引进热解气化处理技术。

日本政府已经决定在若干年内把现有的1 900多座垃圾焚烧厂逐渐关闭。

垃圾的热解气化技术被称为第三代废物处理技术。

20世纪90年代初，法、美、英、德、瑞士、日本和瑞典共同参与了这项技术的开发，并在90年代中后期开始在发达国家采用。

如何有效处理废物并不产生有毒气体，是垃圾处理技术发展中遇到的瓶颈问题，一旦解决了这个难题，就可以在现有废物处理技术上进行改进，从而达到保护环境和人体健康的目的[1]。

长沙加中环保科技有限公司和湖南大学化学化工学院经过长达5年的研发，获得了适合垃圾处理的缺氧热解气化法城市垃圾处理新工艺。

1 缺氧热解气化技术缺氧热解气化技术是一种全新的废物处理方法，它的最大优点是克服了用焚烧方法产生二噁英以及其他有毒有害物质的缺点，克服了垃圾深埋所产生的负面影响。

该技术经过实验室研发、经过技术熟化、通过工业化验证，创造出了一个新的工艺流程。

该工艺结合了创新的高温分解技术和传统的高温缺氧气化技术，不用传统的锅炉，模拟了地层中的化工过程将废物气化。

山南市生活垃圾热解气化处理项目山南市生活垃圾热解气化处理项目是指在山南市建设一个生活垃圾处理厂，采用热解气化技术将生活垃圾转化为可再利用的能源和有机肥料的项目。

该项目旨在解决山南市面临的生活垃圾处理难题，减少对环境的污染，提高资源利用率。

一、项目背景山南市是一个人口密集的城市，每天产生大量的生活垃圾。

传统的填埋和焚烧处理方式存在着一些问题，如占地面积大、污染环境、资源浪费等。

建设一个高效、环保的生活垃圾处理项目势在必行。

二、项目目标1. 实现生活垃圾零填埋：通过热解气化技术将生活垃圾转化为可再利用的能源和有机肥料，减少对土地资源的占用。

2. 减少环境污染：热解气化技术可以有效降低废气排放量和温室气体排放量，减少对大气和水源的污染。

3. 提高资源利用率：将生活垃圾转化为能源和有机肥料，实现资源的循环利用，减少对自然资源的消耗。

三、项目规模和技术方案1. 项目规模：建设一个生活垃圾热解气化处理厂，处理能力为每天500吨生活垃圾。

2. 技术方案：采用先进的热解气化技术，将生活垃圾在高温条件下进行分解和转化。

该技术可以将有机物质转化为可再利用的合成气和焦油，同时产生热能供厂区使用。

四、项目实施步骤1. 前期准备：确定项目地点、进行环境评估、制定项目计划等。

2. 设备采购与安装：根据项目规模和技术方案，采购并安装热解气化设备、废气治理设备等。

3. 厂区建设：建设垃圾存放区、设备安装区、办公区等厂区基础设施。

4. 运营管理：组建专业团队进行日常运营管理，包括生活垃圾收集、处理过程监控、维护保养等。

5. 能源利用与销售：将产生的合成气和焦油用于供热、供电等，同时将剩余的能源进行销售。

6. 有机肥料利用与销售：将产生的有机肥料用于农田施肥，并进行销售。

五、项目效益1. 环境效益：通过热解气化技术处理生活垃圾，减少了填埋和焚烧对环境的污染，降低了温室气体排放量，保护了环境。

2. 资源效益：将生活垃圾转化为能源和有机肥料，实现资源的循环利用，减少了对自然资源的消耗。

凡是可进行焚烧处理的废物都可以进行热解处理，尤其是高分子有机废物(塑料、橡胶)的热解处理，可获得高热值的能源物质。

1城市垃圾的热解随着人们生活水平的提高，垃圾中可燃组分日趋增长，纸张、塑料、合成纤维等占有很大比重。

因此，热解城市垃圾，回收燃料油、燃料气是一种新的垃圾能源回收技术。

城市垃圾热解产物主要是热值较低的燃气，若供用户使用需进一步提高热含量。

垃圾焚烧的问题：垃圾易腐烂，释放恶臭，导致运输难和贮存难；垃圾中的氯化物燃烧后产生腐蚀性的氯化氢；焚烧发电效率仅10-15％；产生二恶英；焚烧灰渣含重金属，易导致二次污染。

为此，人们开展了垃圾热解、气化的研究和实践。

美国最早开始固体废物热解技术的开发。

1975年，epa选择回转窑式laNdgard工艺来实现有机物气化的热解目标，建立了1000t/d的生产性设施。

1977年，epa选择CCideNtal工艺作为有机物液化的热解目标，投资1440万美元建立了200t/d的生产性设施，只在设计处理能力20%时运行了225miN，后终止运行。

欧洲固体废物热解系统以10t/d以下为多，以城市垃圾为对象生产气体产物，伴生的油类在后续反应器进一步裂解。

日本于1973年开始热解技术的研究。

新日铁于1979年建成两座50t/d的热解设备，至今已运行30余年，1996年兴建二期工程。

1981年，我国农机科学研究院开展了低热值农村残余废弃物的热解研究，小型农用气化炉已投入生产。

在垃圾热解方面，清华大学与一家环保公司采用lsf立式炉热解垃圾，热解气体进行二次燃烧；浙江大学与某研究所试验研究沸腾锅炉；1）．新日铁系统垃圾由炉顶投料口进入炉内，为了防止空气的混入和热解气体的泄漏，投料口采用双重密封阀结构。

进入炉内的垃圾在竖式炉内由上向下移动，通过与上升的高温气体换热，垃圾中的水分受热蒸发，逐渐降至热解段，在控制的缺氧状态下有机物发生热解，生成可燃气和灰渣。

有机物热解产生可燃性气体导人二燃室进一步燃烧，并利用尾气的余热发电。

城市垃圾处理的新技术有哪些随着城市的快速发展和人口的不断增长，城市垃圾的产生量也在日益增加。

如何有效地处理这些垃圾，已经成为了城市管理和环境保护的重要课题。

近年来，随着科技的不断进步，出现了许多新的城市垃圾处理技术，为解决垃圾问题提供了更多的可能性。

一、垃圾热解技术垃圾热解是一种在无氧或缺氧的条件下，将垃圾中的有机成分加热分解的技术。

在这个过程中，垃圾被加热到一定温度，有机物质发生热分解反应，产生可燃气体、液体燃料和固体残渣。

可燃气体可以作为能源用于发电或供热，液体燃料经过进一步处理后可用于内燃机，而固体残渣则可以用于建筑材料或进行填埋处理。

与传统的焚烧技术相比，热解技术产生的污染物更少，因为它避免了燃烧过程中氮氧化物和二噁英等有害物质的大量生成。

二、生物处理技术1、堆肥法堆肥是利用微生物将垃圾中的有机物质分解转化为稳定的腐殖质的过程。

城市垃圾中的厨余垃圾、园林废弃物等有机物含量较高的部分适合采用堆肥处理。

经过堆肥处理后的产物可以作为土壤改良剂或有机肥料，用于农业生产，实现垃圾的资源化利用。

然而，堆肥过程需要控制好温度、湿度、通风等条件，以确保微生物的活性和堆肥的质量。

同时，堆肥处理需要较长的时间，而且对于垃圾中的有害物质需要进行前期筛选和处理，否则可能会对土壤造成污染。

2、厌氧消化技术厌氧消化是在无氧的条件下，利用厌氧微生物将垃圾中的有机物分解为甲烷和二氧化碳等气体的过程。

产生的甲烷气体可以用于发电或作为燃料，具有较高的能源回收价值。

这种技术适用于处理高含水率的有机垃圾，如厨余垃圾和污水处理厂的污泥等。

但厌氧消化设施的建设和运行成本较高，而且对垃圾的预处理和操作条件要求较为严格。

三、等离子体气化技术等离子体气化技术是利用等离子体炬产生的高温等离子体将垃圾迅速加热至高温，使垃圾中的有机物气化，生成合成气（主要成分是一氧化碳和氢气），无机物则转化为熔融态的炉渣。

合成气可以进一步用于发电、生产化学品或作为燃料使用，炉渣可以用于建筑材料。

生活垃圾处理的资源化技术与应用在当今社会，随着城市化进程的加速和人们生活水平的提高，生活垃圾的产生量日益增加。

如何有效地处理这些垃圾，实现资源的回收利用，已经成为一个亟待解决的重要问题。

生活垃圾处理的资源化技术为解决这一问题提供了可行的途径，并在实际应用中取得了显著的成效。

一、生活垃圾的现状与挑战我们生活在一个物质丰富的时代，消费的增长带来了生活垃圾数量的急剧上升。

据统计，一个中等规模的城市每天产生的生活垃圾可达数千吨甚至上万吨。

这些垃圾成分复杂，包括有机物、无机物、可回收物、有害垃圾等。

如果不能得到妥善处理，不仅会对环境造成严重污染，还会浪费大量的资源。

垃圾填埋曾经是主要的处理方式，但这种方法占用大量土地资源，且可能会产生渗滤液和填埋气等二次污染。

垃圾焚烧虽然能够实现减量化，但如果处理不当，会排放有害气体，对大气环境造成影响。

因此，寻找更加环保、高效的生活垃圾处理方式势在必行。

二、生活垃圾处理的资源化技术1、垃圾分类与回收利用垃圾分类是实现垃圾资源化的基础。

通过将垃圾分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾等不同类型，能够有针对性地进行处理和回收。

可回收物如纸张、塑料、金属等经过回收加工，可以重新制成各种产品；厨余垃圾则可以通过堆肥等方式转化为有机肥料。

2、生物处理技术（1）堆肥法堆肥是利用微生物将有机垃圾分解转化为稳定的腐殖质的过程。

堆肥后的产物可以改良土壤，提高土壤肥力。

但堆肥过程需要控制好温度、湿度、通风等条件，以确保微生物的正常活动。

（2）厌氧消化厌氧消化是在无氧条件下，利用厌氧菌将有机物分解产生沼气的过程。

沼气可以作为能源用于发电或供热，剩余的沼渣也可以作为肥料使用。

3、热解气化技术热解气化是在高温缺氧的条件下，将垃圾转化为可燃气体和固体残渣的过程。

可燃气体可以用于发电或供热，固体残渣可以进一步处理或用于建筑材料等领域。

4、焚烧发电技术焚烧发电是将垃圾在高温下燃烧，产生的热能转化为电能。

专业技术・Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　Ｓｋｉｌｌ８５ 大陆桥视野・２０１６年第２期热解气化技术是一种新兴的垃圾处理方法。

它将有机物在无氧和缺氧状态下加热，使之分解为可燃气体、可燃油和炭黑。

热解气化所产生的气体、固体和水都能经过处理回收，垃圾处理后的排放量大幅度降低。

垃圾热解气化是固体废物处理的一个新方向，我国的学者也在这方面展开了大量的研究。

１．　研究进展１．１二噁英垃圾直接焚烧易产生二噁英类物质，作为一级致癌物，还具有生殖毒性和遗传毒性。

这也是垃圾焚烧调来的负面影响中最为严重的一种。

２０１１年的“北京六里屯垃圾焚烧厂事件”凸显了垃圾焚烧对于人们生活的影响［１］。

热解气化技术从二噁英的形成源头解决了这一问题。

二噁英的形成需要四个基本条件：氯、氧、较低温度和催化剂存在。

热解气化反应过程中的高温和缺氧条件都遏制了二噁英的生成。

为避免生产过程中存在的人为操作错误以及设备故障等原因导致问题的发生，对二噁英的研究仍在开展。

倪余文等［２］将研发的二噁英连续采样装置与Ｇ４型常规烟道气等速采样器同步采样，通过示范运行，考察该连续采样装置的长期采样性能。

试验表明，２种采样设备同步采集的样品具有一致性，其二噁英指纹、二噁英浓度和毒性当量相符合。

李煜婷等［３］研究表明垃圾烟气从出口到大气环境二噁英类气－固分配存在动态平衡。

１．２　重金属迁移的研究热解处理对固体废弃物的资源化利用程度更高，污染小，能有效控制二噁英等有毒物质的排放。

但是由于固体废弃物组分复杂，废弃物热解后产生的灰渣含有一定量的重金属等污染物，为了使采用热解处理固体废弃物的达到无害化的目的，了解热解过程中重金属的迁移特性十分必要。

董隽等［４］的研究结果表明，高温及还原性条件促进了Ｃｄ、Ｐｂ及Ｚｎ的挥发，而氧化性气氛有利于Ｃｕ的迁移；大部分以气相形式挥发的重金属易在降温过程中冷凝并富集于飞灰。

于洁［５］对武汉市某一流化床垃圾焚烧炉产生的底灰和飞灰的物理化学特性的研究表明，重金属主要富含在较细的底灰以及飞灰中；随着底灰粒径的增加，元素镉、铅和锌的析出率大幅增加，而铜的析出率则小幅降低，铅主要存在于残留态中，从而不易析出到自然环境中，而镉则容易析出到自然环境中；根据飞灰的重金属含量分析得出，底灰可以直接填埋并不会对环境造成大的危害，飞灰在填埋前必须进行预处理。