生活垃圾熱解氣化處理是垃圾處理界的夢想,與傳統(tǒng)的垃圾焚燒相比,垃圾氣化處理沒有灰和二噁英等排放;與過去的垃圾填埋相比,不會占用土地,更不會造成土壤和地下水污染。
一、生活垃圾目前處理的現(xiàn)狀
在垃圾處理方式上,我國之前以衛(wèi)生填埋、直接焚燒和有機堆肥為主,其中填埋是主要的處理方式,占比達50%;焚燒占比12%;堆肥則不到10%,且仍有近30%的生活垃圾尚未處理。
垃圾填埋和焚燒,一直是傳統(tǒng)的垃圾處理方式,但垃圾填埋不僅大量占用士地面積,也容易對生態(tài)環(huán)境造成負面影響,大量垃圾長期堆存,
產(chǎn)生的滲濾液對周邊環(huán)境造成污染,而垃圾直接焚燒處理,產(chǎn)生的二噁英含量嚴重超出我國環(huán)保標準,損害人體健康。生活垃圾圍城現(xiàn)象的日趨嚴重,目前,急需適合我國生活垃圾特性與國情的處理方式,使垃圾無害化、資源化、減量化處理,從根本上解決垃圾處理的二次污染問題。
長期以來,由于大噸位(500噸/天以上的大型垃圾焚燒廠)的垃圾焚燒發(fā)電是國企、央企的領域,于是,洛陽建材建筑設計研究院將眼光瞄向了中小噸位(350噸以下/天)生活垃圾處理市場,用了十幾年的時間自主研發(fā)出生活垃圾熱解氣化技術(shù),破解了國內(nèi)大噸位生活垃圾處理投資大、二次污染嚴重的行業(yè)難題。以下我們來了解一下生活垃圾熱解氣化的工藝及技術(shù)。
二、生活垃圾熱解氣化發(fā)電技術(shù)概述
熱解氣化技術(shù)被稱為第三代廢物處理技術(shù),是當前興的垃圾處理的方法。熱解
生活垃圾氣化發(fā)電技術(shù)在爐體設計上采用獨特的專有技術(shù)。“垃圾運到發(fā)電廠后,堆放3天至5天進行進一步發(fā)酵,之后垃圾將被送入爐體的燃燒室,在這里進行干燥,熱解氣化成可燃氣體,燃燒室溫度為600-800攝氏度;之后,可燃氣體進入二燃室,并在此進行充分燃燒。有機物在無氧和缺氧狀態(tài)下加熱,使之分解為可燃性氣體。熱解氣化過程中還可以發(fā)電,平均一噸垃圾可發(fā)320千瓦時的電,之后產(chǎn)生的余渣可用于建材行業(yè)。整個工藝流程中所產(chǎn)生的氣體、固體物和水都能經(jīng)過處理回收,垃圾處理后的排放量大幅度減少?!斑@種技術(shù)有效地避免了垃圾遠距離運輸,實現(xiàn)就地處理,非常適合中小城市。
三、生活垃圾熱解氣化處理工藝
垃圾熱解氣化(資源化)處理系統(tǒng)主要包括:接收與進料系統(tǒng)、熱解氣化爐系統(tǒng)、余熱利用(發(fā)電)系統(tǒng)、煙氣凈化處理系統(tǒng)、灰渣處理收集系統(tǒng)、垃圾滲濾液處理系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等。
四、生活垃圾回轉(zhuǎn)式熱解氣化工藝特點
與傳統(tǒng)的直接楚燒方法(如爐排、回轉(zhuǎn)窯、固化床等)所不同的是,固體廢棄物熱解氣化處理工藝的基本原理,是采用在無氧或缺氧條件下,使固體廢棄物得到完全處理并充分回收能源。燃料到煙氣在高溫下進行循環(huán)的工藝包括以下步驟:干燥、熱解、氣化和燃燒。前面三道工序是在一燃室進行,而氣體燃燒是在二燃室發(fā)生的。熱分解是在無氧或缺氧的還原條件下進行,一燃室充滿了悄性可燃氣體,并始終保持負壓環(huán)境,以防垃圾直接在爐內(nèi)燃燒,保證內(nèi)部的惰性狀態(tài),使垃圾能充分熱解,因此,與傳統(tǒng)的垃圾直接焚燒相比,產(chǎn)生的NO、HCL等公害物質(zhì)大大減少,從而廢氣量也較少。洛陽建材建筑設計研究院研發(fā)的垃圾熱解氣化工藝是將垃圾在高溫缺氧條件下熱解氣化,產(chǎn)生氣體主要成分為CO、H2和CH4的可燃氣體,可直接用于內(nèi)燃機發(fā)電。系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱可通過循環(huán)冷卻系統(tǒng)和余熱鍋爐等設備回收,實現(xiàn)能源的梯級利用,系統(tǒng)效率提高95%,同時系統(tǒng)產(chǎn)生的廢料可作為建材原料再利用。與傳統(tǒng)的固定式氣化爐相比,回轉(zhuǎn)式熱解汽化爐采用的是回轉(zhuǎn)床技術(shù),系統(tǒng)可連續(xù)運轉(zhuǎn),可高精度穩(wěn)定地控制爐內(nèi)物料量、停留時間、氣化程度,達到廢物充分利用,發(fā)電量高的特點。同時,洛陽建材建筑設計研究目前采用國際的氣體凈化及除焦技術(shù),燃氣滿足國際各項排放標準以及燃氣發(fā)電系統(tǒng)使用要求,達到含焦廢水零排放。
模塊式組合結(jié)構(gòu)
生活垃圾熱解氣化系統(tǒng)的另一特點是采用模塊組合式結(jié)構(gòu),單元設備結(jié)構(gòu)簡單,可按處理規(guī)模要,選定單元、數(shù)量、使總體建設成本較低。對中等處理量(如300噸天以下)以下的配置,比其它傳統(tǒng)的直接焚燒系統(tǒng)更具靈活性和適應性。熱解氣化爐的處理規(guī)??勺?,可以是單體、雙體或多體,目前,目前使用較多的熱解氣化裝置,其單個標準模塊的處理能力為25噸天,可依據(jù)要求處理量的多少,單個或多個模塊組合配置,以達到處理與經(jīng)濟效果。在實際運行中,可根據(jù)垃圾處理量的變化或維修保養(yǎng)的需要,可按需調(diào)整單元運行模塊數(shù)量,這樣,可節(jié)約運行成本。
洛陽建材建筑設計研究院根據(jù)市場需要,單月設備處理能力已可達到60噸/天。氣化裝置放置在大小為40GP的標準集裝箱內(nèi),具有可移動,分布式、布局靈活、因地制宜、垃圾源頭處理的特點。
此外,熱解氣化技術(shù)可適應多種固體廢棄物的處理,即:不僅可處理生活垃圾,還可處理工業(yè)及醫(yī)療拉圾,特別能處理不適合直接焚燒,或直接焚燒難以應付的各種(包括醫(yī)療垃圾)危險性固體廢物。尤其對醫(yī)療垃圾及其它要求在完全密封條件下進行處理的危險性廢棄物來說,傳統(tǒng)的在有氧條件下直接燃燒處理方法難以做到這一點,不僅可能產(chǎn)生二次污染,危及具體操作人員的健康,并且會増加有害物質(zhì)或氣體的處理難度,及増加處理成本,而這種新型的垃圾管理與處理概念(即各種垃圾先行打包、封裝,而后進行熱解氣化處理均可在一個完全密封的條件下進行)可以滿足各種危險廢棄物的處理要求。甚至,農(nóng)村地區(qū)大量的(小麥、玉米等)秸桿也可采用此項技術(shù)加以處理。
綜上所說,我們認為,生活垃圾熱解氣化技術(shù)特別適合中、小城市及大城市的一些區(qū),縣和開發(fā)區(qū)各種中、小規(guī)模固體廢棄物的處理。