垃圾氣化及綜合利用技術(shù)

河南焓晨新能源有限公司垃圾氣化及綜合利用技術(shù)一、概述城市生活垃圾是城市中的單位和居民在日常生活及為生活服務(wù)中所產(chǎn)生的廢棄物，其組成成分主要有廚余、廢紙、織物、塑料、橡膠、金屬、廢舊電器、玻璃及渣土等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)數(shù)量的不斷增加，城市生活垃圾問(wèn)題日益突出，已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。根據(jù)對(duì)我國(guó)城市生活垃圾產(chǎn)生量情況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市生活垃圾的產(chǎn)生量大約以每年 8-10%的速度增長(zhǎng)，由1980年的31.32x|06t增至1985年的44.77x|06t,增長(zhǎng)了142.94%，年均增長(zhǎng)率為7.4%;至1」1990年已達(dá)67.66x106t,1995年106.71x|06t,2000年118.19x|06t,2005年達(dá)到155.77x|06t，至2013年，我國(guó)城市生活垃圾產(chǎn)生量達(dá)到了172.39xl06t，垃圾處理率達(dá)到89.2%。我國(guó)城市生活垃圾的產(chǎn)生量迅速增加導(dǎo)致土地占用增加，另外現(xiàn)有的生活垃圾處理設(shè)施及規(guī)模依舊不能適應(yīng)城市垃圾增長(zhǎng)的需要，還有一部分生活垃圾仍呈露天集中堆放狀態(tài)，在長(zhǎng)期的自然因素作用下，垃圾中含有的有害成分通過(guò)緩慢的過(guò)程逐漸轉(zhuǎn)移到大氣、水體和土壤中，成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染“源頭”。例如生活垃圾在堆積時(shí)由于垃圾中的有機(jī)物在降雨或地下水的作用下，分解形成酸堿溶液并浸出生活垃圾中的重金屬，使得重金屬在土壤和地下水中遷移。這種垃圾的危害可能在數(shù)年甚至數(shù)十年后才能被發(fā)現(xiàn)。從某種意義上說(shuō)，生活垃圾對(duì)環(huán)境造成的危害要比廢氣、廢水和噪音造成的危害要嚴(yán)重得多。在我國(guó)，城市生活垃圾的污染狀況主要表現(xiàn)在以下方面：侵占土地，污染土壤目前，我國(guó)城市生活垃圾主要采取衛(wèi)生填埋或露天堆放的處理方式，那么填埋或堆放所需的土地面積必然隨著垃圾產(chǎn)量的增加而增大。在全國(guó)661座城市中，已有200多座城市陷入垃圾包圍之中。目前全國(guó)垃圾堆存侵占土地總面積己達(dá)5億m2,約折合75萬(wàn)畝耕地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的耕地面積有20億畝，相當(dāng)于全國(guó)每一萬(wàn)畝耕地就有3.75畝用來(lái)堆放垃圾，嚴(yán)重地破壞了人類賴以生存的土地資源。垃圾堆放或者沒(méi)有適當(dāng)防滲措施的垃圾填埋，其中的有害成分很容易經(jīng)過(guò)風(fēng)化雨淋地表徑流的侵蝕滲入土壤之中。城市生活垃圾及其滲濾液中的有害物質(zhì)會(huì)改變土壤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，并對(duì)土壤中微生物的活動(dòng)產(chǎn)生影響。垃圾中的有害物質(zhì)可能殺死土壤中原有的微生物，破壞土壤中的微生物鏈。此外，垃圾中有害成分的存在，還會(huì)在植物體內(nèi)蓄積，通過(guò)食物鏈危及生態(tài)平衡和人類健康。污染大氣環(huán)境城市生活垃圾中含有大量有機(jī)物質(zhì)，在適宜的溫度和濕度條件下，微生物能夠分解生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)并釋放出CH4和C02等溫室氣體及氨、硫化氫等惡臭氣體，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，危害人體健康。此外，以細(xì)粒狀存在的垃圾，在大風(fēng)吹動(dòng)下會(huì)隨風(fēng)飄逸、擴(kuò)散，造成粉塵污染。污染水體城市生活垃圾在堆放過(guò)程中由于雨水的作用會(huì)產(chǎn)生大量酸性或堿性有機(jī)污染物，并將生活垃圾中的重金屬溶解出來(lái)，形成含有有機(jī)物、重金屬和病原微生物的污染源。當(dāng)生活垃圾產(chǎn)生的滲濾液流入周圍地表水體和滲入土壤，會(huì)造成地表水和地下水的嚴(yán)重污染。影響環(huán)境衛(wèi)生，傳播疾病城市生活垃圾產(chǎn)生量是指在一定區(qū)域范圍內(nèi)居民在生活和社會(huì)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾量；而城市生活垃圾清運(yùn)量是指在一定區(qū)域范圍內(nèi)的城市生活垃圾被運(yùn)出區(qū)域范圍的質(zhì)量。根據(jù)300個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)資料，我國(guó)城市生活垃圾的清運(yùn)量?jī)H占生活垃圾產(chǎn)生量的82%左右。由于管理和環(huán)境意識(shí)的薄弱，城市中的一些死角便成了垃圾堆放的“理想”場(chǎng)地，嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)坐。到處可見(jiàn)的白色垃圾對(duì)市容和景觀產(chǎn)生嚴(yán)重的“視覺(jué)污染”。此外，不加處理而露天堆放的城市生活垃圾極易發(fā)酵腐化，產(chǎn)生惡臭，是招引老鼠、孽生蚊蠅和病原體的良好環(huán)境，也是一些傳染病暴發(fā)的根源。二市場(chǎng)前景城市生活垃圾既是環(huán)境的污染源，又是可再生利用的資源，而且其總量還在不斷增長(zhǎng)中。城市生活垃圾處理的目標(biāo)是減量化、無(wú)害化和資源化。在目前城市生活垃圾處理與處置的方法中，城市生活垃圾熱處理技術(shù)（熱解、氣化、焚燒等）是目前城市生活垃圾處理與處置的主要手段。1、國(guó)家政策層面城市生活垃圾問(wèn)題伴隨著城市化進(jìn)程日趨尖銳，已成為一個(gè)人民關(guān)心、新聞媒體關(guān)注、對(duì)政府部門壓力較大的社會(huì)問(wèn)題，不僅對(duì)城市環(huán)境造成了巨大的壓力，而且也制約了城市的發(fā)展。對(duì)此，國(guó)家政府為促進(jìn)垃圾無(wú)害化處理快速良好發(fā)展，陸續(xù)出臺(tái)了一系列優(yōu)惠、鼓勵(lì)政策，如：《節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（國(guó)發(fā)[2007]15號(hào)），《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》（2007年6月4日），《全國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)“十一五“規(guī)劃》，《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作的意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)[2011]9號(hào)），《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價(jià)格政策的通知》（發(fā)改價(jià)格[2012]801導(dǎo)）等?！度珖?guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃（2011~2015）》已進(jìn)入實(shí)施階段。根據(jù)該規(guī)劃，〃十二五〃期間我國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)投資總量將達(dá)2600億元。而“十一五”期間，垃圾處理行業(yè)的總投資僅700多億元。國(guó)務(wù)院總理溫家寶于2011年3月23日主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，研究部署進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作會(huì)議指出，到2015年，全國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到80%以上，50%的設(shè)區(qū)城市初步實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾分類收運(yùn)處理。國(guó)家也修訂了已經(jīng)頒布的《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2001沖的二惡英排放標(biāo)準(zhǔn)。由原來(lái)的1ng-TEQ/Nm3提高到0.1ng-TEQ/Nm3，與國(guó)際接軌?！笆濉陂g，國(guó)內(nèi)垃圾處理的主要推廣途徑漸漸轉(zhuǎn)向焚燒處理，迎來(lái)了垃圾焚燒的黃金時(shí)期。垃圾焚燒設(shè)備未來(lái)5年的市場(chǎng)總需求約為300億元。我國(guó)垃圾處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)，/\\\?分類綜合處理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的垃圾處理模式；集中產(chǎn)業(yè)化處理模式代替分散處理模式；全方位的環(huán)境保護(hù)模式代替但簡(jiǎn)單的污染控制模式；高科技深入模式代替低水平處理模式。如采用現(xiàn)代化機(jī)械進(jìn)行垃圾分選，應(yīng)用生物工程技術(shù)減低填埋場(chǎng)的滲濾液濃度，大力發(fā)展垃圾氣化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)垃圾資源他。2、環(huán)保領(lǐng)域有市場(chǎng)我國(guó)城市生活垃圾處理存在的主要問(wèn)題是：垃圾產(chǎn)生量大、垃圾處理能力不足、處理率偏低；垃圾處理效果差、超標(biāo)現(xiàn)象普遍、二次污染明顯；居民環(huán)保意識(shí)偏低、垃圾分類收集管理有難度；垃圾處理技術(shù)待完善、垃圾處理場(chǎng)管理有漏洞。現(xiàn)在主要的垃圾處理方法有以下三種：(1)衛(wèi)生填埋法衛(wèi)生填埋是利用一定的工程手段，采取有效技術(shù)措施，防止?jié)B濾液及有害氣體對(duì)水體和大氣造成污染。衛(wèi)生填埋具有技術(shù)成熟、一次性投資額低、處理量大以及可接受各種類型的生活垃圾而不需要對(duì)其進(jìn)行分類等優(yōu)點(diǎn)。但是填埋處理同樣存在著處理周期長(zhǎng)、場(chǎng)地占用逐年增大及存在潛在的二次污染等問(wèn)題。⑵堆肥法堆肥是控制一定的條件，利用微生物促進(jìn)生活垃圾發(fā)生生物穩(wěn)定作用，使可被生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過(guò)程根據(jù)堆肥過(guò)程中微生物對(duì)氧氣需求情況的不同，可以把堆肥分成好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。目前在工程中常用的工藝主要有高溫好氧靜態(tài)堆肥、間歇?jiǎng)討B(tài)料倉(cāng)式堆肥等。好氧堆肥具有有機(jī)物分解速度快、降解徹底、堆肥周期短等優(yōu)點(diǎn)，而且好氧堆肥過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生難聞的臭氣。但是由于我國(guó)城市生活垃圾采取混合收集的方式，造成堆肥原料中無(wú)機(jī)組分的含量較高，即使采用先進(jìn)、可靠的堆肥方式，也不可避免地會(huì)產(chǎn)生堆肥產(chǎn)品雜質(zhì)多、有機(jī)質(zhì)徊營(yíng)養(yǎng)成分低、堆肥殘?jiān)a(chǎn)率高、重金屬含量高等一系列問(wèn)題。(3)焚燒法城市生活垃圾焚燒技術(shù)是將待處理的生活垃圾與過(guò)量的空氣或氧氣在垃圾焚燒爐中進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，同時(shí)釋放出能量的過(guò)程，在焚燒過(guò)程中，垃圾中的有毒有害物質(zhì)在高溫下氧化、燃燒而被破壞。焚燒可以實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減容、減量，焚毀垃圾中的有毒有害物質(zhì)，并能部分回收垃圾中蘊(yùn)含的能量，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)減量化、無(wú)害化和資源化的生活垃圾處理技術(shù)。但焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸性氣體、未完全燃燒的有機(jī)組分、粉塵、灰渣等物質(zhì)，如不進(jìn)行必要的處理必然會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染。其中二惡英類物質(zhì)和重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康危害極大，HCL、NOX、S02等酸性氣體也是產(chǎn)生酸雨的主要原因。隨著人們環(huán)境資源意識(shí)的增強(qiáng)，各國(guó)政府對(duì)垃圾處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的垃圾處理主要方法填埋、堆肥、焚燒三種技術(shù)日益顯示出其缺陷，如垃圾填埋占用大片土地，堆肥法處理量小、效率低，焚燒法容易產(chǎn)生二次污染，特別是二惡英(Dioxins)的污染問(wèn)題，使其在工業(yè)應(yīng)用方面受到阻礙。因此開(kāi)發(fā)垃圾適應(yīng)性強(qiáng)、高效潔凈的城市垃圾處理技術(shù)是垃圾處理問(wèn)題的關(guān)鍵，也是世界各國(guó)發(fā)展垃圾處理技術(shù)的大趨勢(shì)。城市生活垃圾氣化處理技術(shù)是一種新型的垃圾處理技術(shù)，它控制污染敖果好、減容效果顯著、資源回收率高，被認(rèn)為是城市生活垃圾焚燒最有潛力的替代技術(shù)。垃圾熱解技術(shù)在實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化、減量化和資源化處理的同時(shí)，能有效克服垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英污染問(wèn)題，因而成為新興的、具有較大發(fā)展前景的垃圾處理技術(shù)。熱解技術(shù)在處理城市垃圾方面的應(yīng)用和發(fā)展歷史較短，但與直接焚燒法相比，具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：在熱解過(guò)程中廢棄物的有機(jī)物成分能轉(zhuǎn)化成可利用能量形式，經(jīng)濟(jì)性更好；熱解產(chǎn)生的燃?xì)庖暺錈嶂档母叩涂芍苯尤紵蚝推渌邿嶂等剂匣旌先紵磻?yīng)過(guò)程產(chǎn)生焦油視其性質(zhì)可制成燃料或提取化工原料。熱解焚燒系統(tǒng)的二次污染小，可簡(jiǎn)化污染控制問(wèn)題，對(duì)環(huán)境更加安全；熱解法產(chǎn)生的煙氣量比直接焚燒法少，特別是煙氣中重金屬、二惡英類等污染物的含量較少，有利于煙氣的凈化，降低了二次污染物的排放水平，因而是一種安全的垃圾處理方法。因此焓晨新能源公司著眼未來(lái)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)減量化、無(wú)害化和資源化的垃圾處理目標(biāo)，針對(duì)城鄉(xiāng)生活垃圾，著手開(kāi)發(fā)新型垃圾氣化工藝技術(shù)。1、焓晨新能源公司垃圾氣化技術(shù)過(guò)程如下：第一步，城鄉(xiāng)生活垃圾無(wú)需進(jìn)行分揀，經(jīng)過(guò)適當(dāng)破碎后送入氣化爐進(jìn)行氣化；第二步，針對(duì)不同組成的垃圾適當(dāng)性通入蒸汽，利用太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)逐步升溫進(jìn)行氣化，最高溫度可達(dá)1200^?？僧a(chǎn)生CO、h2、ch4等可燃?xì)怏w，還有微量的焦油、h2s，二惡英等有毒有害物質(zhì)；第三步，導(dǎo)出焦油在吸附爐中被吸附，利用太陽(yáng)能供熱，其溫度控制在700^-950^的溫度曲線中精確控溫，催化劑正負(fù)溫差小于101的條件下，使焦油完全裂解。此時(shí)焦油氣化氣的成分中含有苯類芳香族物質(zhì)；第四步，將第二步產(chǎn)生的氣體和第三步產(chǎn)生的氣體同時(shí)加入到催化罐中，在催化劑的作用下使苯類芳香族物質(zhì)徹底加氫催化，此步驟過(guò)后苯類、二惡英等有機(jī)致癌、治病類物質(zhì)已處于基本檢測(cè)不到的含量；第五步，利用微生物將硫化氫、氨氣、氮氧化物等有害氣體吸收并脫除，并再次經(jīng)過(guò)除苯類芳香族物質(zhì)(包括二惡英等)的微生物處理裝置進(jìn)行保險(xiǎn)性消除，以確保整套裝置生產(chǎn)的氣體做到真正的無(wú)毒無(wú)害。2、焓晨新能源公司垃圾氣化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：(1)連續(xù)不斷生產(chǎn)：生活垃圾連續(xù)進(jìn)入熱解氣化爐全過(guò)程可采用全天24小時(shí)不間斷作業(yè)，生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)氣連續(xù)，對(duì)用戶可連續(xù)不斷供應(yīng)燃?xì)?資源化效果最好：生活垃圾采用熱解氣化工藝處理前，無(wú)需經(jīng)過(guò)分選工序。全部垃圾進(jìn)入氣化爐，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w可形成商品氣體。廢渣可用于建筑填料或者用于制作肥料，資源化利用率最為徹底，可達(dá)到75%以上；減量化顯著：城市生活垃圾采用熱解氣化工藝處理后，可一次性減量80%以上；無(wú)害化徹底：原生垃圾經(jīng)過(guò)熱解氣化處理，即可完成100%殺滅各種有害菌，完全去除臭味。；可實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)有利于環(huán)境保護(hù)：在處理工藝流程中所有生產(chǎn)過(guò)程均可以形成清潔生產(chǎn)，所有氣體，液體，廢渣全部達(dá)標(biāo)排放；垃圾氣化燃?xì)饽芰康睦?，可以?jié)約大量的煤炭、石油、天然氣等一次能源，其節(jié)約的一次能源當(dāng)量碳排放，可以在國(guó)際市場(chǎng)上進(jìn)行碳匯交易，獲得良好的收益；⑺處理工藝可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)、且可實(shí)現(xiàn)全封閉，不會(huì)影響周邊環(huán)境。其專業(yè)化設(shè)計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備，可以組成各種規(guī)模的生產(chǎn)線，生產(chǎn)線設(shè)施全部封閉，并全部采用計(jì)算機(jī)DCS自動(dòng)化控制；(8)工藝系統(tǒng)和設(shè)備適應(yīng)能力強(qiáng)：一臺(tái)機(jī)器日處理垃圾能力可達(dá)二百四十噸；熱解氣化法工藝適用性廣，操作靈活，既可建完整的垃圾燃?xì)獍l(fā)電廠，也可建單一的垃圾綜合處理廠(此時(shí)可燃?xì)怏w制成商品RDF燃料出售)。3、焓晨新能源公司垃圾氣化產(chǎn)品用途：直接用于電站鍋爐的單獨(dú)加熱，或者部分補(bǔ)充加熱。采用垃圾發(fā)電，國(guó)家每度電補(bǔ)貼0.25元上網(wǎng)電費(fèi)，在已有電廠或者因容量太小需關(guān)停的火電廠進(jìn)行技術(shù)改造成為垃圾熱能發(fā)電廠，不僅可以繼續(xù)常年發(fā)電，而且還能得到電價(jià)補(bǔ)貼和碳匯交易獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益。燒磚：民用建筑周磚市場(chǎng)需求量大，有條件的地方可以同時(shí)上制磚、燒磚生產(chǎn)線。將垃圾處理站篩下的固體不可燃物連同氣化后剩余的殘?jiān)尤胝惩?、白矸石、粘土等，?jīng)過(guò)破碎，制成建筑用磚，通過(guò)隧道窯1000-1200^燒成，垃圾中的細(xì)菌等有害物質(zhì)可以完全殺滅。不但解決了篩下物、灰渣的去處，燃?xì)庖灿辛擞锰?，通過(guò)出售建筑用磚可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)初步測(cè)算，每日處理100噸垃圾可以燒成26000塊磚。依次類推。工業(yè)用商品燃?xì)饫鴼饣?/p>