垃圾热解气化技术在城镇垃圾处理的应用定稿版
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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。
如今环境问题越来越成为人们关注的话题,近日,郑州紧跟北上广全面实施“垃圾分类”,更让平日里随处可见的垃圾也成为人们口中的热词,“今天的垃圾你丢对了吗”也成为人们寒暄的话语,这种现象也暴露出全民对于垃圾的关注,更是国家对于生活垃圾无处可放的担忧。
随着“蓝天保卫战”“无废城市”的提出,国家层面也越来越重视固体废弃物带来的新的环境问题,垃圾围城的现象日益凸显,固体废弃物的减量化、资源化、无害化、稳定化处理亟需寻找一条新的出路。
据相关部门公开资料显示,目前我国生活垃圾无害化处理方式主要以焚烧为主,占80%,厌氧消化、卫生填埋、回收利用、堆肥等只占20%左右。
生活垃圾焚烧产生的二恶英类物质(PCDDs)是已知的毒性最大的物质之一,焚烧产生的飞灰中含有大量重金属,因此焚烧对大气环境造成比较严重的二次污染。
而厌氧消化、卫生填埋不仅需要占用大量宝贵的土地资源,并且渗滤液等有毒有害物质也造成土壤、地下水的严重污染。
塑料垃圾热解气化技术很好的解决了以往塑料垃圾处理中存在的各种环境污染问题。
采用塑料垃圾破碎→干化→热解气化的工艺将废塑料热解气化,在此系统中,废塑料经撕碎机撕碎成2 ~ 5公分的碎块(图2),然后经过滚筒干化机(图3)干化后在热解气化装置(图4)中经过高温加热热解气化,产生CO、H2、CH4 等可燃气体,这些可燃气体经过净化系统(图5)冷却净化后直接通入燃烧室进行燃烧,燃烧后的气体通入余热锅炉产生蒸汽提供给附近纸厂使用,余热气体又引入滚筒干化机,使撕碎后的塑料干燥到含水率15%~20%,最后气体脱硫后排入大气中,在这个系统中,整个反应处在贫氧、高温、密闭的条件下,因此杜绝了二恶英类物质的生成,也杜绝飞灰泄露进入大气环境中,此外气化焚烧后的残渣(图6)可以用作新型建材材料,比如新型建材砖,真正实现固废垃圾的资源化、无害化。
图1 破碎前的塑料垃圾图2 破碎后的塑料垃圾图3 滚筒干化机图4 热解气化装置图5 净化装置图6 气化炉残渣垃圾热解气化技术是近几年来世界各国为解决垃圾焚烧过程中产生二恶英类毒性物质问题而提出的一种新技术,热解气化技术是指在无氧或缺氧条件下,高温加热有机物,使有机物的大分子裂解成为小分子、甲烷和炭黑,炭黑又在气化层缺氧的条件下生成CO,最终获得可燃气体的技术。
生活垃圾热解工程实施方案一、背景介绍随着城市化进程的加快和人口数量的增加,生活垃圾处理成为一个亟待解决的问题。
传统的填埋和焚烧处理方式已经无法满足日益增长的垃圾处理需求,而且还会产生大量的污染物和温室气体。
因此,生活垃圾热解工程作为一种新型的垃圾处理技术备受关注,其实施方案对于解决城市垃圾处理难题具有重要意义。
二、热解工程原理生活垃圾热解工程是利用高温无氧或低氧条件下,将生活垃圾中的有机物质分解成可燃气体和固体残渣的一种处理方式。
其原理是通过控制温度和氧气浓度,将有机物质转化为燃料气体和固体炭,从而实现生活垃圾的资源化利用和无害化处理。
三、实施方案1. 垃圾分类收集:在生活垃圾热解工程实施过程中,首先需要对垃圾进行分类收集,将可热解的有机物质和可回收物质进行分离,以便后续的处理和利用。
2. 热解设备选择:选择适合的热解设备是实施方案的关键。
常见的热解设备包括旋转窑炉、流化床炉和固定床炉等,根据实际情况选择合适的设备进行投入使用。
3. 控制系统建设:建设完善的控制系统是保证热解工程稳定运行的关键。
控制系统需要对温度、氧气浓度、进料速度等参数进行实时监测和调控,以确保热解过程的安全和高效运行。
4. 燃料气体利用:热解过程中产生的燃料气体可以作为能源进行利用,可以用于发电、供热或其他工业用途,实现资源的再利用和能源的回收。
5. 固体残渣处理:热解工程产生的固体残渣可以作为土壤改良剂或建筑材料进行利用,减少对自然资源的开采和环境的破坏。
6. 环境监测与治理:在实施热解工程的过程中,需要建立完善的环境监测与治理体系,对热解过程中产生的废气、废水和固体废弃物进行监测和处理,确保不会对周围环境造成污染。
四、实施效果通过生活垃圾热解工程的实施,可以实现生活垃圾的资源化利用和无害化处理,减少对自然资源的消耗和环境的污染。
同时,热解工程还可以产生经济效益,为城市垃圾处理提供新的解决方案。
五、结语生活垃圾热解工程是一种可持续发展的垃圾处理技术,其实施方案需要充分考虑垃圾分类、热解设备选择、控制系统建设、燃料气体利用、固体残渣处理和环境监测与治理等方面的内容。
日产出1-10吨生活垃圾无害化处理热解气化技术方案一、设计依据和基本设计说明:1.1处理规模及型号处理规模:I-IO吨/日热解炉型号LJRJ-TW系列炉型归类:生活垃圾热解气化炉1.2技术简要说明:1・2.1.生活垃圾热解炉(1)生活垃圾热解炉处理系统:本系统采用热解处理运行方式,采用URJ-TW系列型热解气化炉,以按时定量作为设计原则,处理能力能满足1-10吨/日的处理吨位要求。
(2)进料系统包括输送、粉碎(可选)、进料、密封部分,实现自动进料(3)燃烧系统包括一燃室、二燃室、燃烧空气系统、助燃器等。
本系统的燃烧系统包含一燃室、二燃室、助燃系统等部分组成,其主要实现生活垃圾的热解处理。
其中一燃室及二燃室为系统的核心部件。
本系统中产生的余热用于生活用热水或配备余热锅炉利用蒸汽)。
(4)尾气处理系统包括急冷、除雾、脱酸、多级过滤等工艺。
结合该项目的特点,以及XX在生活垃圾热解工艺上对烟气净化的多年经验,本项目设计中,烟气净化系统采用急冷+脱酸+除雾+多级过滤的工艺。
此法在XX设备上已得到了广泛的应用,且技术非常成熟。
尾气净化处理系统完成烟气的冷却,脱酸和除尘,主要由急冷干燥管、半干式除酸及除雾装置、多级过滤、引风机、烟囱等部分组成。
(5)引风系统应包括引风机、烟囱等。
引风系统包含引风机和烟囱,经尾气净化处理的烟气,通过引风机从烟囱中排入大气。
(6)残渣处理系统采用定期排渣方式。
在确保残渣热灼减率<5%时,经无害化处理的残渣定期排出。
(7)辅助燃烧装置。
辅助系统为点火助燃系统,其性能描述可参见相关章节。
(8)工艺设备的设计和选型应严格执照《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)的要求进行。
1.3设计主要采用的标准■规范及规程设计、技术、资料、设备,符合最新版本的中华人民共和国国家标准(GB)。
1.4基本设计说明1.4.1基本设计参数生活垃圾混合热值:2500-3500kJ∕kg日运转时间:24h年运行时间:330d设计使用寿命:≥15a一燃室氧化温度:850-1100o C二燃室最高运行温度:HOO o C二燃室出口温度:850℃二燃室气体滞留时间:>3s处理方式:热解气化废物进料方式:自动进料出渣方式:定期自动排渣热解效率≥99.9%,炉渣热灼减率:≤5%热解炉流程图及效果图1.4.2烟气排放执行标准根据国家最新规范,本设备严格按照《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)作为本设计技术要求的相关内容进行设计,同时作为环保验收标准,有关数周氏于国家标准。
实用文档之"浅析垃圾热解气化技术"垃圾处理方式随着技术的更新和发展逐渐优化,从一开始的填埋,到生物质利用,再到现在减量化效果最好的焚烧,每一步的技术更新都引领着行业的发展方向。
和垃圾焚烧一样,能做到真正3R原则的处理方式,是垃圾热解法。
但据统计,国内垃圾主要以填埋、焚烧和堆肥为主。
填埋是目前的主要处理方式,占比近一半,焚烧占12%左右,堆肥不到10%,仍有30%的生活垃圾未能处理。
那么为什么和垃圾焚烧一样能达到3R原则的垃圾热解技术却没能占得市场先机呢?我们先来了解什么是垃圾热解技术。
定义及作用原理:热解法和焚烧法是两个完全不同的过程。
焚烧是一个放热过程,而热解需要吸收大量热量。
焚烧的主要产物是二氧化碳和水,而热解的主要产物是可燃的低分子化合物:气态的氢气、甲烷、一氧化碳;液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等。
固态的主要是焦炭和炭黑。
热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏,使有机物产生裂解,经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体,从中提取燃料油、可燃气的过程。
热解产率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度与速度。
热分解过程由于供热方式、产品形态、热解炉结构等方面的不同,热解方式各异。
按热解温度不同,1000ºC以上称为高温热解,600 -700ºC称为中温热解,600ºC以下称为低温热解。
按供热方式不同,分为直接加热法和间接加热法。
直接加热法指垃圾部分直接燃烧,或向热解反应器提供空气、富氧或纯氧作为补充燃料。
纯氧作催化剂会产生CO2、H2O等气体,其混在热解可燃气中,稀释了可燃气,会降低热解气的热效应。
采用空气作催化剂则含大量N2,更稀释了可燃气,使热解可燃气的热值大大降低。
以美国城市垃圾实验数据为例,用空气作催化剂其热值一般在5500KJ/m3左右,而采用纯氧一般在11000KJ/m3左右。
间解加热法可利用干墙式导热或一种中间介质来做传热。
城市生活垃圾自供能热解气化处理综合利用技术可行性报告目录一、简述项目提出的背景、技术开发状况、现有产业规模二、项目产品的主要用途、性能三、投资的必要性四、项目的技术路线和关键技术的先进性效果论述五、产品技术性能水平与国内外同类产品的比较六、项目成熟程度七、市场需求情况和风险分析八、环境保护措施九、劳动保护和安全十、社会经济效益十一、单机经济效益。
十二、工厂用地情况十三、用户的选择前言人人都讨厌垃圾、人人都制造垃圾、垃圾如何处理的问题是伴随着人类文明史的一个‘世界性难题’。
垃圾是放错位子的有效资源。
垃圾是一座永不枯竭的矿藏。
为切实加大城市生活垃圾处理工作力度,提高城市生活垃圾处理减量化、资源化和无害化水平,改善城市人居环境,国务院于2011年4月19号下发的国发{2011}第9号文件指出,城市生活垃圾处理是城市管理和环境保护的重要内容,是社会文明程度的重要标志,关系人民群众的切身利益。
近年来,由于城镇化快速发展,城市生活垃圾激增,垃圾处理能力相对不足,一些城市面临“垃圾围城”的困境,严重影响城市环境和社会稳定。
各地区、各有关部门要充分认识加强城市生活垃圾处理的重要性和紧迫性,进一步统一思想,提高认识,全面落实各项政策措施,推进城市生活垃圾处理工作,创造良好的人居环境,促进城市可持续发展。
综合利用,变废为宝。
坚持发展循环经济,提高生活垃圾中有机成分和热能的利用水平,全面提升生活垃圾资源化利用工作。
城市生活垃圾处理要与经济社会发展水平相协调,注重集中处理与分散处理相结合,提高设施利用效率,扩大服务覆盖面。
要科学制定标准,注重技术创新,因地制宜地选择先进适用的生活垃圾处理技术。
自“八五”起,中国农业机械科学研究院北方机器厂、中国环境科学研究院、清华大学、中国农业大学等多家科研单位合作,开展城市生活垃圾(污泥)减量化、无害化和资源化处理技术方面的研究。
在总结吸收国内外垃圾(污泥)处理技术的基础上,根据我国城市生活垃圾无机物质含量高、含水率高、热值低、多为混合垃圾等物性和特点,开发研制出具有国际领先水平的“城镇生活垃圾和污泥自供能热解气化处理综合利用技术”,并制造出关键设备。
30T/D生活垃圾碳化热解无害化处置工程项目设计方案目录第一章总论 (1)1.1 项目名称、建设地点、建设规模、主管单位及业主 (1)1.2 编制依据、原则、范围及执行标准、规范 (1)1.3 项目建设的必要性 (3)1.4 项目概况 (3)第二章热解处置技术方案及工程设计 (5)2.1.焚烧热解设备比选 (6)2.2 工程设计 (11)第三章生活垃圾(30t/d)热解气化处理厂 .................... 错误!未定义书签。
3.1工厂简介 (17)3.2生活垃圾来源及成分................................................ 错误!未定义书签。
3.3主要工艺设备简介.................................................... 错误!未定义书签。
3.4活性炭过滤塔: (37)3.5排气系统 (28)3.6控制系统简介 (28)3.4生活垃圾的接收及储存系统 (32)3.5 SRF型立轴复式生活垃圾热解处置系统设备清单 (33)第四章环境保护措施 (35)4.1大气污染物控制措施 (39)第一章总论1.1 项目名称、建设地点、建设规模、主管单位及业主1.1.1 项目名称: *** 30T/D垃圾处理项目1.1.2 项目建设地点:1.1.3 项目建设规模: 30吨/日处理1.1.4 项目主管单位:1.1.5 项目业主:1.2 编制依据、原则、范围及执行标准、规范1.2.1 编制依据1.2.2 编制原则1)在城市总体规划的指导下, 工程按照全面规划、分期实施的原则, 以适应社会经济和环境保护的协调发展, 实现城市的生活垃圾处理无害化、减量化和资源化, 提高本项目的投资效益和社会效益;2)遵守国家有关的法律、法规, 执行国家关于环境保护、节约土地、劳动保护、安全卫生和节能等有关规定;3)采用高效节能成熟的、简单易行适用的先进技术、工艺、材料和设备, 节省工程投资, 降低运行成本, 确保垃圾的三化处理效果;4)采用可靠的控制系统, 做到技术可靠, 经济合理。
河南焓晨新能源有限公司垃圾气化及综合利用技术一、概述城市生活垃圾是城市中的单位和居民在日常生活及为生活服务中所产生的废弃物,其组成成分主要有厨余、废纸、织物、塑料、橡胶、金属、废旧电器、玻璃及渣土等。
随着我国经济的快速发展和城镇数量的不断增加,城市生活垃圾问题日益突出,已经引起人们的广泛关注。
根据对我国城市生活垃圾产生量情况的调查统计,我国城市生活垃圾的产生量大约以每年8-10%的速度增长,由1980年的31.32×l06t增至1985年的44.77×l06t,增长了142.94%,年均增长率为7.4%;到1990年已达67.66×106t,1995年106.71×l06t,2000年118.19×l06t,2005年达到155. 77×l06t,到2013年,我国城市生活垃圾产生量达到了172. 39×l06t,垃圾处理率达到89. 2%。
我国城市生活垃圾的产生量迅速增加导致土地占用增加,另外现有的生活垃圾处理设施及规模依旧不能适应城市垃圾增长的需要,还有一部分生活垃圾仍呈露天集中堆放状态,在长期的自然因素作用下,垃圾中含有的有害成分通过缓慢的过程逐渐转移到大气、水体和土壤中,成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。
例如生活垃圾在堆积时由于垃圾中的有机物在降雨或地下水的作用下,分解形成酸碱溶液并浸出生活垃圾中的重金属,使得重金属在土壤和地下水中迁移。
这种垃圾的危害可能在数年甚至数十年后才能被发现。
从某种意义上说,生活垃圾对环境造成的危害要比废气、废水和噪音造成的危害要严重得多。
在我国,城市生活垃圾的污染状况主要表现在以下方面:(1)侵占土地,污染土壤目前,我国城市生活垃圾主要采取卫生填埋或露天堆放的处理方式,那么填埋或堆放所需的土地面积必然随着垃圾产量的增加而增大。
在全国661座城市中,已有200多座城市陷入垃圾包围之中。
目前全国垃圾堆存侵占土地总面积己达5亿m2,约折合75万亩耕地。
第三代垃圾热解气化技术江苏长江机械集团前言:资源与环境是21世纪的两大主题,城市生活垃圾处理是这两大主题中的重要课题。
随着人们环境资源意识的增强,各国政府对垃圾处理技术标准的提高,传统的垃圾处理主要方法填埋、堆肥、焚烧三种技术日益显示出其缺陷,如垃圾填埋占用大片土地,堆肥法处理量小、效率低,焚烧法容易产生二次污染,特别是二恶英(Dioxins)的污染问题,使其在工业应用方面受到阻碍。
垃圾热解技术具有二次污染小,无害化彻底,资源化程度高的特点,是处理垃圾的重要技术之一,正引起世界各国研究者的广泛重视。
我公司以城市生活垃圾典型有机组分作为研究对象,主要从以下几个方面开展研究: 深入探讨了城市生活垃圾热解的原理、工艺与反应过程,全面总结了垃圾热解技术国内外的研究现状与进展以及城市生活垃圾热解技术的优点,对国外典型垃圾热解工艺作出了科学的分析与比较; 采用TG-DTG分析方法对典型的有机垃圾组分:木屑,废纸张,织物以及废塑料PVC的热失重特性作了详细深入的分析,并建立了多阶段一级反应模型,获取了各组分在各温度区间内的热解动力学参数; 在自行设计的外热式热解炉装置平台上对城市生活垃圾的热解做了大量的实验研究,深入分析了城市生活垃圾外热式热解在不同工况下的产物分布情况、产气特性、热解气体性质、热解溶液以及热解残留半焦的特性,结果表明热解温度是影响城市生活垃圾热解过程的最重要的参数;随着温度的上升,气体产率迅速增加,热解溶液产率和半焦产率则呈下降趋势。
热解气体主要由CO、H2、CH4、CO2组成,随着热解温度的升高,CO、H2的含量逐渐升高;热解气体的热值并不随着热解温度升高而升高,而是有一个最大值;随着热解温度的升高,热解半焦的热值呈上升的趋势;热解溶液中绝大部分是水分和挥发分,固定碳和灰分含量很低,二者之和也不足3%。
建立了垃圾热解焦油的成分分析方法:液液分离——GC/MS,通过蒸发、萃取和分离等化学分离方法将城市生活垃圾热解产生的焦油分成酸性组分、碱性组分、非极性、极性中性物等几个大类之后利用GC/MS来进行分析,获得焦油组分的构成信息。
垃圾处理的气化技术
嘿,朋友!你能想象咱们每天扔出去的那些垃圾,居然能通过一种神奇的技术变成有用的东西吗?今天我就来给你讲讲这个叫做垃圾处理气化技术的玩意儿。
就说前段时间吧,我去了一个垃圾处理厂参观,那可真是让我大开眼界。
刚到那儿的时候,我心里还犯嘀咕,这垃圾成堆的地方能有啥好看的。
一进去,就碰到了一个热心的工作人员大哥,他笑着跟我说:“小姑娘,别瞧不上这垃圾,等会让你见识见识厉害的。
”
跟着他,我们来到了一个巨大的车间,里面堆满了各种各样的垃圾,那味道,真的是让人忍不住捂鼻子。
这时候,另一个工作人员大姐走过来,一边戴着手套一边说:“这还不算啥,等会处理起来,那才叫壮观。
”
只见他们把垃圾送进了一个巨大的机器里,然后机器就开始嗡嗡作响。
大哥跟我解释说:“这就是气化技术的关键设备啦,能把垃圾变成气体。
”我一脸懵地问:“这气体能干嘛呀?”大姐接过话茬:“这气体用处可大了,能发电,能供热,可神奇啦!”
过了一会儿,机器旁边的仪表上数据开始跳动,大哥兴奋地说:“成啦,垃圾气化成功!”我看着那些原本脏兮兮的垃圾就这么变成了有用的气体,心里别提多惊讶了。
从垃圾处理厂出来的时候,我一直在想,这气化技术可真是个好东西,把让人头疼的垃圾变成了宝贝。
所以说呀,这垃圾处理的气化技术,就像是一个神奇的魔法,把没用的垃圾变得有价值,让咱们的生活变得更美好啦!。
垃圾转化为能源的技术与应用研究在当今社会,随着城市化进程的加速和人们生活水平的提高,垃圾的产生量也日益增加。
如何有效地处理这些垃圾,不仅是环境保护的重要课题,也是实现可持续发展的关键。
垃圾转化为能源的技术应运而生,为解决垃圾处理问题提供了新的思路和途径。
一、垃圾转化为能源的主要技术1、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。
这种技术的优点是处理量大、减容效果显著,能够有效地减少垃圾的体积,同时还能产生一定的经济效益。
然而,焚烧过程中可能会产生二噁英等有害物质,需要严格的尾气处理措施来控制污染物的排放。
2、厌氧消化技术厌氧消化是在无氧条件下,利用微生物将有机垃圾分解为甲烷和二氧化碳等气体。
产生的甲烷可以作为能源用于发电或供热。
厌氧消化技术不仅能够实现垃圾的能源化利用,还能产生有机肥料,具有较好的环境效益。
但该技术对垃圾的成分和预处理要求较高,处理周期相对较长。
3、热解气化技术热解气化是在缺氧或无氧的条件下,将垃圾加热分解为可燃气体和固体残渣。
可燃气体可以用于发电或作为燃料,固体残渣则可进一步处理或利用。
热解气化技术具有污染小、能源回收率高的优点,但设备投资较大,运行成本较高。
二、垃圾转化为能源技术的应用现状1、国外应用情况在一些发达国家,垃圾转化为能源的技术已经得到了广泛的应用。
例如,瑞典通过先进的焚烧技术,将垃圾转化为能源,不仅满足了国内部分地区的供电和供热需求,还实现了垃圾的零填埋。
德国则在厌氧消化技术方面取得了显著成就,大量的有机垃圾通过厌氧消化转化为生物燃气。
2、国内应用情况我国在垃圾转化为能源领域也取得了一定的进展。
许多城市建设了垃圾焚烧发电厂,通过焚烧垃圾实现发电和供热。
同时,一些地区也开始尝试厌氧消化和热解气化等技术,但总体应用规模和技术水平与发达国家相比仍有差距。
三、垃圾转化为能源技术应用中面临的挑战1、技术难题虽然垃圾转化为能源的技术不断发展,但仍存在一些技术难题需要攻克。
垃圾热解气化技术在城
镇垃圾处理的应用
HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
垃圾热解气化技术在城镇生活垃圾处理中的应用
热解气化工艺作为一种新型的焚烧处置工艺,其经济环保的特性正在逐渐吸引市
场。目前,国内省会城市及大部分地市级城市的生活垃圾多采用填埋及炉排炉、流化床焚
烧发电技术进行集中处理,县级城市的生活垃圾大部分以填埋为主,无害化处理率较低,
焚烧发电的比例不足10%。
随着生态文明建设的快速推进,为满足新型城镇化建设过程中生活垃圾处理的需
求,经济环保的中小吨位垃圾处置技术装备将成为城镇环境基础设施建设的首选。本文从
立式旋转热解气化技术原理出发,针对该技术的特点及其主要应用情况进行一定的分析及
阐述,为未来城镇的垃圾处理技术转型提供参考,并结合当前市场的实际情况对其产业化
前景做出预测。
1. 立式旋转热解气化技术介绍
1.1 技术原理
垃圾热解指将垃圾在无氧或缺氧条件下加热分解产生(氢气、一氧化碳、甲烷及其他
烃类等)可燃气体、(有机酸、焦油等)有机液体和炭黑等物质的过程,在相同热解条件
下,不同物质其热解的速率、热解的温度等各不相同。垃圾热解的主要温度区间在250℃
-650℃。与传统炉排炉技术、流化床技术将垃圾进行直接燃烧不同,泰来环保自主研发的
“立式旋转热解气化技术”利用热解气化技术原理采用二段式处理工艺,先将垃圾在一燃
室进行热解气化,再将气化后产生的小分子可燃气体在二燃室进行富氧燃烧。由于二燃室
燃烧的是小分子可燃混合气体,燃烧温度高,其产生的污染物,如:SOx、NOx、二恶英、
重金属等含量极少非常少,尤其是飞灰量不到垃圾量的1%,远低于炉排炉技术、流化床
技术所产生的飞灰量,大大减轻了垃圾处置对环境造成的二次污染,同时也降低了尾气处
理的成本。具有显着的环保优势及经济优势。
1.2 工艺流程
垃圾热解气化(资源化)处置系统主要包括:接收与进料系统、热解气化炉系统、余
热利用(发电)系统、烟气净化处理系统、灰渣处理收集系统、垃圾渗滤液处理系统、自动
控制系统等。
垃圾由收集车送至热解气化处置厂,通过卸料门卸入垃圾贮坑。热解气化所需的空
气从垃圾贮坑内抽取,使其呈负压状态,防止臭气外逸。垃圾在贮坑内经由5~7天的堆存
发酵后由行车抓斗吊入步进式给料机后均衡水平地推入垂直料仓内,经双辊加料装置送至
一燃室进行热解气化。燃尽后的结焦状残渣受到一燃室底部的一次供风冷却,经一燃室炉
排的机械挤压、破碎成100mm以下的块状物排出至一燃室炉底的水封槽内,最后通过湿式
出渣系统排出。处置后产生的具有类陶瓷体特性的残渣可直接作为制砖材料、路基使用或
进行卫生填埋处理。
在一燃室内热解气化后产生的小分子可燃气体(如氢气、一氧化碳、甲烷等气态烃类
物质)进入二燃室经二次风补氧充分燃烧,温度控制在950℃~1100℃,烟气停留时间大于
2秒,有效控制二恶英的合成。燃烧后的高温烟气可通过余热锅炉进行热能回收,产生的
高温蒸汽可用于发电或供热。
经余热利用后的烟气,温度降到200℃左右流入脱酸塔与喷入的氢氧化钙和水接触,
除去烟气中的有害酸性气体;再通过烟道喷入活性炭进入布袋除尘器,活性炭充分吸附烟
气中的重金属和少量二恶英等有害物质,最终的烟气排放优于国家标准及欧盟标准。
2. 市场应用
自2002年第一台25t/d立式旋转热解气化医疗废弃物焚烧炉的研制并成功应用后,
该技术便开始走向产业化道路。经过十余年的努力,热解气化技术已经作为一种新型的垃
圾处置技术被推向废弃物处置市场,为国内的垃圾处置提供了一种新的选择。目前,该技
术已在城镇生活垃圾、医疗垃圾、水泥窑协同处置产业废弃物等项目中得到了成功的应
用。
2.1 国内市场应用
受经济、地域、人口等因素的制约,部分地区(如中小城镇、海岛地区)的垃圾处理
面临着分类不明确、处理不及时、处理技术落后等问题,甚至于出现了“垃圾围城”的现
象。中小城镇垃圾污染问题和相应规模垃圾处置设备缺乏的矛盾逐渐显现。热解气化炉恰
好弥补了中小吨位垃圾焚烧处置技术设备的空白,在中小吨位的垃圾处置项目中凸显优
势。典型海岛地区舟山市嵊泗县嵊山镇生活垃圾处置项目选用泰来环保25t/d热解气化
炉,项目建成启用后可有效保护和改善生活及生态环境,防治污染,改变传统发展模式,
使经济发展与环境保护相协调。
浙江舟山市嵊泗县嵊山镇生活垃圾处置项目25t/d
山东济南生活垃圾处置项目 2*100t/d
济南生活垃圾处置项目采用两台100t/d的炉型进行处理,年处理生活垃圾73000
吨,垃圾处理过程中每小时可产生蒸汽6吨,蒸汽年产量可达52560吨。如今,该项目已
稳定运行近十年,处理生活垃圾的同时,可将产生的蒸汽供应给周边厂区/住宅区,经济
效益良好。
热解气化技术适用性广,既能处理生活垃圾,也能处理一般工业垃圾及市政污泥,
目前国内许多县域城市在生活垃圾处理时指定采用热解气化技术,采用PPP模式建设.由
于该项技术显着的环保性,在处理生活垃圾时深受当地政府及老百姓的欢迎,项目落地阻
力小。2016年7月,泰来环保与浙江衢州龙游县正式签订生活垃圾热解气化发电PPP项
目特许经营协议,这标志着热解气化工艺作为新一代的垃圾处置技术,以PPP模式应用于
固废处理领域已被政府广泛认可。
2.2 国外市场应用
着眼海外市场,热解气化技术在欧洲和日本等发达国家已有近10年的商业化运行经
验,其显着的环保优势已被中东、东盟、南亚、拉美等国的政府广泛接受。立式旋转热解
气化技术也凭借其显着的经济、环保优势走向海外市场,成为上述地区国家大力发展城市
环境基础设施建设的首选。
德黑兰生活垃圾热解气化发电示范项目(2*100t/d+3MW)
另一方面,国家对节能环保等战略性新兴产业给予了极大的支持,在中国政府倡导
“一带一路”,鼓励拥有核心技术装备企业走出国门的背景下,国内企业自主研发的垃圾
热解气化技术装备在海外市场也将拥有更为光明的未来。
3. 结语
以垃圾热解气化代替燃煤,不仅节约了煤(不可再生能源)的消耗,在一定程度上降
低碳排放及二次污染,更重要的是实现了垃圾的资源化再利用,将垃圾本身蕴含的能量用
于发电或者供热,充分体现了可持续发展战略的落实。相较于普通的焚烧或填埋处置,对
垃圾进行热解气化处置更有利于促进目标产物高值化,抑制其它产物及污染物的生成。显
着的环保优势使得该技术被越来越多的国家、政府接受。
尽管该技术在国内外已有多个成功运行案例,但就当前情况而言,我国在垃圾热解
气化技术推广方面明显落后于发达国家,垃圾热解气化处置在其产业化应用上仍处于起步
阶段。事实上,国内的企业已拥有自主研发的垃圾热解气化技术,其处置后的排放标准能
达到国家标准和欧盟标准,而且和发达国家的热解气化技术相比,更能凸显其经济优势。
因此,在大力开展垃圾热解气化技术的研究和创新的同时,也应当加强自有技术的推广应
用工作。