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垃圾热解气化
知识创造未来
垃圾热解气化
垃圾热解气化是一种将固体垃圾通过高温处理转化为气体
燃料的技术。
该过程一般涉及两个步骤:热解和气化。
热解是指在高温条件下,将垃圾中的有机物分解为一系列
气体和固体产物。
这个过程主要发生在没有氧气(氧气限
制条件)的环境中。
热解会产生可燃气体(如甲烷,一氧
化碳等),以及产生固体产物(如焦炭,焦油和灰渣)。
气化是指将热解产生的气体通过反应器进一步转化为有用
气体。
在气化过程中,一些废气和灰渣会进行多种反应,
生成氢气、甲烷等可燃气体。
气化可以在合适条件下生成
高质量的气体,这些气体可以用于发电、热能或其他用途。
垃圾热解气化技术的主要优势包括能够将垃圾转化为可再
生能源,减少废弃物对环境的影响,以及解决固体废弃物
管理的问题。
然而,该技术的应用还面临一些挑战,例如
高温和压力要求、处理过程中产生的副产物处理等。
1。
可燃固废热解气化利用技术
通过热解气化过程,可燃固废体积大幅减小,有 利于减少填埋场地占用和降低处理成本。
无害化处理
在高温条件下,可燃固废中的有害物质得以分解, 实现无害化处理,减少对环境的影响。
缺点分析
技术要求较高
热解气化技术需要较高的温度和压力条件,对设备材质和制造工 艺要求较高,增加了投资和运行成本。
气体净化问题
值产品。
应用领域
热解气化技术可应用于城市生活 垃圾、工业固废、农业废弃物等 多种可燃固废的处理和资源化利
用。
热解气化技术概述
技术原理
热解气化技术是在无氧或缺氧条 件下,通过高温加热使可燃固废 中的大分子有机物裂解为小分子 气体,同时回收能量和资源的过
程。
技术优势
热解气化技术具有处理效率高、 二次污染少、资源化利用率高等 优势。通过该技术可将可燃固废 转化为合成气、燃料油等高附加
03
经济发展
热解气化技术的推广应用有助于推动环保产业发展,创造经济效益和就
业机会。
可燃固废现状及问题
01
02
03
产生量大
随着城市化进程的推进和 工业生产规模的扩大,可 燃固废产生量逐年增长, 处理压力日益加大。
处理方式落后
目前可燃固废处理方式以 填埋和焚烧为主,存在占 地面积大、二次污染严重 等问题。
可燃固废热解气化利用技术
目录
• 引言 • 可燃固废热解气化原理及工艺 • 热解气化产物特性及应用 • 热解气化技术优缺点分析 • 热解气化技术应用现状及前景 • 结论与展望
目录
• 引言 • 可燃固废热解气化原理及工艺 • 热解气化产物特性及应用 • 热解气化技术优缺点分析 • 热解气化技术应用现状及前景 • 结论与展望
(完整版)垃圾热解气化项目报告书
(完整版)垃圾热解气化项目报告书垃圾热解气化项目报告书一、垃圾热解气处理技术简介垃圾热解气是利用垃圾中有机物的热不稳定性,在对其进行加热蒸馏,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。
在运行过程中所生成的气体含有大量甲烷、一氧化碳和氢气,可以用于工业燃气,具有良好的经济效益。
垃圾热解气技术的环保特点在于:能从根本上解决二噁英的生成,同时减少空气中有毒物质的排放量,将重金属固化并有效回收利用,有利于城市环境的发展。
北京宝能科技有限公司垃圾热解气化技术是针对城市垃圾差异性较大所提出的一套低成本、适合中国国情的城市生活垃圾清洁综合利用技术,主要是让城市生活垃圾在还原性气氛下发生反应,从源头上避免二噁英的生成。
根据垃圾处理过程,可日处理100—2000吨生活垃圾,每吨生活垃圾(干基)最低可产生约1500立方米的燃气,热值约1500大卡/立方米,能够满足一般工业燃气的需要。
而垃圾处理后产生5%―8%体积的固体无机物,可作为生产建筑砌块。
酸性气体作为气化剂在气化炉中得到处理。
清洁处理后的合成气可作为燃料供给锅炉,也可经过高效燃气轮机发电机系统发电。
1.1开发垃圾热解项目的市场背景1.1.1.我国垃圾资源概况垃圾是一种可再生资源,如果能够有效的资源整合利用,能够创造巨大的经济效益,目前政府部门也越来越重视垃圾资源的回收问题。
随着城镇化工业化进程加快,未来我国生活垃圾处理设施的建设力度将大幅增加。
垃圾处理行业拥有着庞大的市场容量,据统计,全球每年排放各类垃圾近5亿吨,中国主要城市年产生活垃圾1.5亿吨,并且还在以每年8%—10%的速度攀升。
建设部2010年调查结果显示,全国600多座城市中,有1/3以上正在陷入垃圾重围,垃圾堆存累计侵占土地面积5亿平方米。
中国城市每年因垃圾造成的损失高达250亿至300亿元。
受垃圾处理技术的制约影响,截至2010年,中国97%的城市垃圾只能采用堆放或填埋的方式简单处理。
城市生活垃圾的热解处理
• 低温——低速:固体含量增加。 • 高温——高速:气体组分增加。
20
三、加热时间
• 物料在反应器中的保温时间决定了物料转 化率。
• 物料的保温时间与处理量成反比例。保温 时间长,热解充分,但处理量小;保温时 间短,则热解不完全,但处理量大。
的废物燃料,且设备尺寸比固定
床小,但热损失大,气体中带走
大量的热量和较多地未反应的固
体燃料粉末。
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3、旋转窑
旋转窑是一种间接加热 的高温分解反应器。
其主要设备为一个稍微 倾斜的圆筒,在它缓慢旋 转的过程中使废料移动通 过蒸馏容器到卸料口。蒸 馏容器由金属制成,而燃 烧室则是由耐火材料砌
成。分解反应所产生的气体一部分在蒸馏器外壁与燃烧 室内壁之间的空间燃烧,这部分热量用来加热废料。此 类装置要求废物必须破碎较细,尺寸一般要小于5cm, 以保证反应进行完全。
36
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4、双塔循环式热解反应器
➢包括固体废物热分解塔和固形炭燃烧塔。特 点:将热解与燃烧反应分开在两个塔中进行。
➢热解所需的热量,由热解生成的固体炭或燃 料气在燃烧塔内燃烧供给。
惰性的热媒体
(砂)在燃烧炉内吸
收热量并被流化气
鼓动成流化态,经
联络管送到热解炉
内,热量被利用后
再返回燃烧炉被加
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三、应用实例
典型的固定燃烧床反应器
30
2、流化床反应器(流态化燃烧床反应器)
在流化床中,气体与燃料同 流向相接触;反应器中气体流速 高到可以使颗粒悬浮,使得固体 废物颗粒分散,反应性能更好, 速度快。
此工艺要求废物颗粒本身可 燃性好;温度应控制在避免灰渣 熔化的范围内,以防灰渣融熔结 块。
垃圾热解气化--生活垃圾处理新方向
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。
2024年生活垃圾无害化处理工作总结模板(三篇)
2024年生活垃圾无害化处理工作总结模板____年生活垃圾无害化处理工作总结一、工作概况____年是我国生活垃圾无害化处理工作的关键之年。
面对日益增长的垃圾数量和质量,我所积极响应党中央的号召,认真贯彻落实《关于推进生活垃圾分类制度的意见》,深入推进生活垃圾无害化处理工作。
在各级领导的正确指导下,我们充分发挥自身职能优势,广泛动员群众参与,加强宣传教育,完善垃圾分类设施建设,推进垃圾减量与资源化利用工作,取得了一定的成绩。
二、工作亮点1. 加强组织领导,确保工作顺利推进我所高度重视生活垃圾无害化处理工作,建立了相关的工作机制,明确责任分工。
成立了生活垃圾无害化处理工作领导小组,召开专题会议,制定了详细的工作方案,并定期组织检查和评估,确保各项工作有序进行。
2. 加大宣传力度,提高群众参与度通过多种渠道开展生活垃圾分类宣传教育活动,包括设置宣传栏、发放宣传资料、组织宣传讲座等形式。
同时,加强与社区、学校、企事业单位的合作,形成共同推动垃圾分类的局面,提高了群众对生活垃圾分类的认识和参与度。
3. 完善分类设施建设,提高分类效果我所积极推进各类垃圾分类设施的建设,包括设置垃圾分类桶、垃圾分类站点等。
通过现代信息技术手段,建立了垃圾分类公告牌、垃圾分类APP等平台,方便群众进行垃圾分类投放。
同时,加大对垃圾分类设施的维护保养力度,保证设施的正常使用。
4. 推进垃圾减量与资源化利用工作通过加强生活垃圾减量宣传、推广使用可降解塑料袋等措施,有效减少了生活垃圾的产生。
并通过加强与废品回收企业的合作,推进垃圾资源化利用工作,实现了废品的再利用,减少了对环境的污染。
三、存在的问题尽管在____年的生活垃圾无害化处理工作中取得了一定的成绩,但也存在一些问题亟需解决。
1. 生活垃圾分类意识还需提高尽管通过宣传教育活动提高了群众对生活垃圾分类的认识,但仍有一部分群众对垃圾分类意识不强,没有养成良好的分类习惯。
需要进一步加大宣传力度,提高群众参与度,让垃圾分类成为每个人的自觉行为。
垃圾及生物质热解气化发电技术
国内外典型项目介绍
国内典型项目
北京某垃圾焚烧发电厂,采用热 解气化技术处理生活垃圾,年处 理规模达到30万吨,发电量约1.5 亿度。
国外典型项目
美国某生物质发电厂,利用农业 废弃物作为原料,通过热解气化 技术生产电力,年处理规模达到 50万吨,发电量约2.5亿度。
技术经济效益分析
技术优势
垃圾及生物质热解气化发电技术具有 高效、环保、可再生等优点,能够实 现废弃物的资源化利用,同时减少对 环境的污染。
对未来研究的建议
技术改进与优化
进一步研究和改进垃圾及生物质热解气化发电技术的工艺 参数、设备结构和操作条件,提高能源转化效率和气体品 质。
环境影响评价
深入研究该技术在实际应用中的环境影响,包括排放物处 理、温室气体减排等方面,为技术的可持续发展提供依据 。
资源评估与拓展
评估不同地区、不同种类的垃圾和生物质资源,研究其作 为能源利用的潜力和可行性,拓展该技术的应用范围。
垃圾及生物质热解气化发电技术
目录
• 垃圾及生物质热解气化发电技术概述 • 垃圾及生物质热解气化发电原理与工艺流
程 • 垃圾及生物质热解气化发电技术应用案例 • 垃圾及生物质热解气化发电技术挑战与展
望 • 结论
01 垃圾及生物质热解气化发 电技术概述
定义与特点
定义
垃圾及生物质热解气化发电技术是一种利用垃圾和生物质资源作为原料,通过 热解气化过程将其转化为可燃气体,再利用这些气体进行发电的技术。
经济性分析
相较于传统的垃圾处理方式,热解气 化发电技术具有更高的经济效益,能 够降低能源消耗和生产成本,提高能 源利用效率。
环境影响评价
有益影响
垃圾及生物质热解气化发电技术能够减少废弃物的堆积,降 低对土地资源的占用,同时减少温室气体排放,有助于减缓 气候变化。
垃圾热解气化之我见
一、什么是热解?热解(pyrolysis)的概念:有机物在无氧或缺氧的环境下加热,是之转化为气态、液态、固态的可燃物质的化学分解过程。
工业上称为干馏。
有机固体废物+热量(外部加热提供或者有机物固废本身燃烧一部分产生热量),在无氧或缺氧的情况下,生成可燃气+液态油+炉渣。
二、热解技术发展历程1、早期热解气化技术的开发二十世纪70年代开始出现热解技术处理固废,美国是最早开展固废热解气化处置的国家,最开始是利用热解技术处理废旧轮胎。
2、热解气化技术出现的背景热解气化技术是焚烧技术的替代技术,主要解决二次污染问题。
实际上是在固体废弃物焚烧处理出现很多问题以后,许多废物需要热解处置的情况下提出的。
3、例如美国这个国家是汽车轮胎上的国家,汽车业产生的最大废弃污染物就是轮胎,而轮胎的主要成分就是橡胶有机物,轮胎焚烧的情况下根本就不可能焚烧掉,而且会产生大量污染物,这个时候用热解的办法处理,不但没有二次污染,还可实现高效率的资源利用。
4、热解气化技术的发展热解气化技术在许多土地资源紧缺的国家得到重点开发,比如说日本。
日本1973年实施的Star Dust 计划,重点开发热解气化,以减少焚烧造成的二次污染、处理需要填埋处置的废弃物。
三、垃圾热解气化技术(核心技术)河南华天环保科技有限公司自主研发的热解气化技术,取得国家发明专利。
解决了垃圾处理的二噁英类致癌物质排放问题,解决了重金属的污染问题。
本技术利用有机质在高温贫氧条件下裂解的性质,将分选后垃圾投入密闭蓄热气化炉内,经过900-1300摄氏度的高温贫氧气化环境,使垃圾中的有机成分裂解挥发,转化为以一氧化碳、氢气、烷类气体为主的可燃气体,垃圾中的无机物以残渣形式排出。
四、垃圾热解气化过程•碳化段经过干馏后的垃圾,在450~1000℃高温和贫氧下,发生碳化反应,生成游离炭,这个过程叫碳化。
•气化段经过碳化后的垃圾,主要残留物是焦炭和少数粘土等不可燃物,在1100-1300℃高温下,和燃烧产生的CO2反应生成CO,部分碳化物通过水蒸气的作用,发生氧化还原反应产生一氧化碳CO、氢H2等可燃气体,从炉体下端口排出。
生活垃圾热解气化
生活垃圾热解气化
生活垃圾一直是城市管理的难题,但随着技术的发展,热解气化技术为废弃物带来了新的出路。
热解气化是一种将有机物质加热至高温,然后在缺氧或无氧条件下进行热解,产生可用的气体和固体残渣的技术。
这种技术不仅可以减少废弃物对环境的污染,还可以将废弃物转化为资源,实现资源的再利用。
热解气化技术的应用范围非常广泛,可以处理包括生活垃圾、农业废弃物、工业废料等在内的各种有机废弃物。
通过热解气化,生活垃圾中的有机物质可以转化为可用的合成气和固体残渣。
合成气可以用作燃料或化工原料,固体残渣则可以用于土壤改良或建筑材料的制备,实现了废弃物的资源化利用。
热解气化技术的推广应用,不仅可以减少城市垃圾填埋和焚烧所带来的环境问题,还可以为城市提供可再生能源和资源。
通过热解气化技术,城市可以实现生活垃圾的“零排放”,有效减少对环境的影响,同时也为城市的可持续发展提供了新的动力。
然而,要实现生活垃圾热解气化技术的全面推广,还需要政府、企业和社会各界的共同努力。
政府需要出台相应的政策支持和监管措施,鼓励和引导企业投入热解气化技术的研发和应用。
企业需要不断创新技术,提高热解气化设备的效率和稳定性,降低成本,增加可持续发展的动力。
社会各界需要加强环境保护意识,积极参与生活垃圾分类和资源化利用,共同推动生活垃圾热解气化技术的发展。
生活垃圾热解气化技术的应用,为城市废弃物管理带来了新的希望。
通过将废弃物转化为资源,实现了废弃物的减量化、资源化和无害化处理,为城市环境保护和可持续发展提供了新的解决方案。
让我们共同努力,推动生活垃圾热解气化技术的发展,为美丽的城市环境和清洁的生活空间贡献自己的力量。
第3代垃圾变能源技术——热解气化技术
Th i d Ge r to f W a t ・o- e g c o o y e Th r ne a i n o s e- ・ t En r y Te hn l g
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第3代垃 圾变能源技术—— 热解气化技术
发 电设 备 ( 0 8N . ) 2 0 o 2
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:环保 技 术与装 备 :
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第 3代 垃 圾 变 能 源技 术—— 热解 气 化 技 术
杨 成 凡 , 许 国 森
( 州龙 关清 洁能 源研 究开发 有 限公 司 , 江 杭 州 30 2 ) 杭 浙 1 0 1
摘 要 : 市 垃 圾 热 解 气 化 技 术 , 称 热 分 选 技 术 , 第 3代 垃 圾 变 能 源 的 技 术 。 它 是 一 个 完 全 无 污 染 城 又 是
a d Ga i c to c no o y n sf a i n Te h l g i
Py o y i r l ss
YANG e g f n, Ch n —a
XU Gu — e o sn
( n z o o g i la eg s ac Ha gh u L n me e n En ry Ree rh& De eo me tC .L d C v lp n o t.,Ha gh u 3 0 2 n z o 1 0 1,C ia hn )
2024年固体废物的处理与处置总结范文(2篇)
2024年固体废物的处理与处置总结范文随着全球经济的不断发展和人民生活水平的提高,固体废物的产生量也呈现出快速增长的趋势。
固体废物的处理与处置一直是一个亟待解决的环境问题,____年《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的颁布对固体废物管理提出了明确的要求。
在这个背景下,____年固体废物的处理与处置取得了一系列成果,本文将对这些成果进行总结。
首先,在固体废物的减量化方面,____年采取了一系列措施,包括加强废弃物分类、推广资源回收利用、优化生产工艺等。
废弃物分类在全国范围内得到了大力推广,在城市、农村和工业区域都建立了相应的分类收集体系。
同时,加大了资源回收利用的力度,对可回收资源进行了再利用,如废纸、塑料、金属等。
此外,还采取了优化生产工艺的措施,通过技术手段实现废弃物减量化,降低了固体废物的产生量。
其次,在固体废物的处理技术方面,____年采用了先进的处理技术,以提高固体废物的处理效率和处理效果。
其中,生物处理技术和热解技术是比较成熟的处理技术,分别应用于有机废物和固体废弃物的处理中。
生物处理技术主要包括厌氧消化和堆肥处理,通过微生物的作用分解废物,产生有机肥料。
热解技术则是利用高温和缺氧条件将固体废物转化为燃料气体或液体。
除此之外,还有固化处理技术、焚烧处理技术和填埋处理技术等,各种技术相互配合,实现了固体废物的有效处理和处置。
再次,在固体废物的处置方面,____年采取了多种措施,以确保固体废物的安全处置和环境友好。
其中,最主要的措施是加强固体废物填埋场和危险废物处理厂的建设和管理。
固体废物填埋场应用了现代化管理手段,对废物进行分类填埋,并采取了防渗、防渗漏和防臭等措施,以防止废物渗漏和二次污染。
危险废物处理厂则严格按照标准进行管理和处置,确保危险废物的安全处置,避免对环境和人体健康造成损害。
最后,____年还加强了固体废物管理的监督与执法。
固体废物管理部门对废物处理与处置情况进行了定期检查和评估,对违法行为进行了严厉打击,加大了违法者的处罚力度。
实用文档之浅析垃圾热解气化技术
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。
20150601垃圾热解气化(4)
可以把烟气中的多氯二苯并二恶英
(PCDD)、多氯二苯并呋喃(PCDE)等
有毒有害物质有效消除掉.
城市生活 垃圾焚烧 炉技术特 点及分析
2014-89
天津泰新垃 圾发电有限
公司
李蕊
垃圾焚烧炉发展至今已 100 多年的 历史,目前已趋于成熟。世界上主 流的焚烧炉分为四大类型:炉排 型、流化床型、回转窑型和热解气 化型焚烧炉。本文介绍了主要的垃 圾焚烧炉炉型技术特点,并对适用
广州大学土 木工程学 院; 广东工 业大学环境 科学与工程
学院
唐兰; 黄海涛; 郝海青; 赵矿美;
热等离子体具有极高的反应温度、 超快的反应速度和高焓,在热解/气 化系统中引入热等离子体作为热 源,可以显著提高热解/气化强度和
效率。
中国科学院
热解温度、加热速率对热解产物产
广州能源研
量及产物分布的影响,气化温度、
值由 3500kJ/m3 降至 1450kJ/m3, 气化温度由 530℃增加至 900℃。 同时,过量空气系数在 40%至 45%条
件下,合成气可采用燃气蒸汽联合
循环的方式加以利用,并且对过量
空气系数 45%的条件下,产生的合
成气净化、提纯后作为车用燃料,
其经济收益显著优于直燃发电。
热重-质 谱联用研 究城市生 活垃圾热 解特性
提高。
城市生活 垃圾热解 一气化一 体化处理 新工艺
201404-28
城市生活垃圾热解一气化一体化在
温州公路管 理局; 诺丁 汉大学工程 系建筑环境
学院
张光杰; 张啸宇;
缺氧状态下进行,较好地杜绝了二 恶英的产生,同时其随时处理、彻 底处理的特点使其避免了恶臭产 生、节约了大量的土地。福建某地 2 年的半工业化实验证明本工艺是 目前比较可行的一种生活垃圾处理
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1. 固废管理的原则减量化:减量化是指在生产、流通和消费等过程中减少资源消耗和废物产生,以及采用适当措施使废物量减少(含体积和重量)的过程。
资源化:将废物直接作为原料进行利用或着对废物进行再生利用,也就是采用适当措施实现废物的资源利用过程,其中再利用是指将废物直接作为产品或者经修复、翻新、再制造后继续作为产品使用,或者将废物的全部或者部分作为其他产品的部件予以使用。
分为三种类型:①保持原有功能和性质,直接回收利用;②不再保持其原有的形态和使用性能,但还保持利用其材料的基本性能,如废金属回收利用、废纸再生、玻璃再生等;③不再保持其原有的形态、使用性能和材料的基本性能,但还保持利用其部分分子特性等如生物质有机垃圾的好氧堆肥、厌氧发酵等。
无害化:在垃圾的收集、运输、储存、处理、处置的全过程中减少以至避免对环境和人体健康造成不利影响。
2. 固废处理方法垃圾焚烧,或称垃圾焚化,是一种废物处理的方法,通过焚烧废物中有机物质,以缩减废物体积。
焚烧与其他高温垃圾处理系统,皆被称为“热处理”。
焚化垃圾时会将垃圾转化为灰烬、废气和热力。
灰烬大多由废物中的无机物质组成,通常以固体和废气中的微粒等形式呈现。
废气在排放到大气中之前,需要去除其中污染气体和微粒。
其余残余物则用于堆填。
在某些情况,焚化垃圾所产生的热能可用于发电。
焚化是其中一种将垃圾转换成能源的技术,其他如气化、等离子弧气化、热解和厌氧消化。
垃圾焚化会减少原来垃圾80%~85%的质量和95%~96%的体积(垃圾在垃圾车里已经过压缩),减少程度取决于可回收材料的成分和其回收的程度,如灰烬中有可回收的金属。
这意味着,尽管焚化不能完全取代堆填,但它却可以大大减少垃圾量。
垃圾车一般在运送垃圾至焚化炉前,会以内置压缩机内压缩以减少垃圾的体积。
或者,未经压缩运输的垃圾可以在填埋场进行压缩,减少体积近70%。
很多国家常在堆填区作简单的垃圾压缩。
另外,垃圾焚烧在处理某些类型的垃圾,如医疗垃圾和一些有害废物时有很大的优势,因为焚烧过程的高温能销毁垃圾中的病原体和毒素。
综合而言,垃圾焚烧处理的减量化效果最好,但存在燃烧产生污染物的环境风险。
卫生填埋法是指采取防渗、铺平、压实、覆盖等措施对城市生活垃圾进行处理和对气体、渗滤液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法。
该方法采用底层防渗、垃圾分层填埋、压实后顶层覆盖土层等措施,使垃圾在厌氧条件下发酵,以达到无害化处理。
卫生填埋处理是垃圾处理必不可少的最终处理手段,也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。
科学合理地选择卫生填埋场场址,可以有利于减少卫生填埋对环境的影响。
场址的自然条件符合标准要求的,可采用天然防渗方式。
不具备天然防渗条件的,应采用人工防渗技术措施。
场内实行雨水与污水分流,减少运行过程中的渗沥水产生量,并设置渗沥水收集系统,将经过处理的垃圾渗沥水排入城市污水处理系统。
不具备排水条件的,应单独建设处理设施,达到排放标准后方可排入水体。
渗沥水也可以进行回流处理,以减少处理量,降低处理负荷,加快卫生填埋场稳定化。
设置填埋气体导排系统,采取工程措施,防止填埋气体侧向迁移引发的安全事故。
尽可能对填埋气体进行回收和利用,对难以回收和无利用价值的,可将其导出处理后排放。
填埋时应实行单元分层作业,做好压实和覆盖。
填埋终止后,要进行封场处理和生态环境恢复,继续引导和处理渗沥水、填埋气体。
卫生填埋技术开始于20世纪60年代,它是在传统的堆放、填坑基础上,处于保护环境的目的而发展起来的一项工程技术。
卫生填埋的处理能力大,成本较低,但是占用土地,选址困难,直接产生的填埋气主要成分为甲烷,容易发生爆炸等危险。
目前大多填埋厂将填埋气排空,不仅提高了温室气体的排放,而且浪费了能源。
固体废弃物热解是指在无氧或缺氧条件下,使可燃性固体废物在高温下分解,最终成为可燃气体、油、固形碳的化学分解过程,是将含有有机可燃质的固体废弃物置于完全无氧的环境中加热,使固体废弃物中有机物的化合键断裂,产生小分子物质(气态和液态)以及固态残渣的过程。
固体废物热解利用了有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下使得固体废物受热分解。
热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程,焚烧是放热的,热解是吸热的;焚烧的产物主要是二氧化碳和水,而热解的产物主要是可燃的低分子化合物:气态的有氢、甲烷、一氧化碳,液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等,固态的主要是焦炭或碳黑。
焚烧产生的热能量大的可用于发电,量小的只可供加热水或产生蒸汽,就近利用。
而热解产物是燃料油及燃料气,便于贮藏及远距离输送。
热分解过程由于供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同,热解方式各异:1.按供热方式可分成内部加热和外部加热。
外部加热是从外部供给热解所需要的能量。
内部加热是供给适量空气使可燃物部分燃烧,提供热解所需要的热能。
外部供热效率低,不及内部加热好,故采用内部加热的方式较多。
2.按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行,热分解过程可分成单塔式和双塔式。
3.按热解过程是否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型。
4.按热解产物的状态可分成气化方式、液化方式和碳化方式。
5.按热解炉的结构将热解分成固定层式、移动层式或回转式。
由于选择方式的不同,构成了诸多不同的热解流程及热解产物。
综合而言,热解方法适用于城市固体废弃物、污泥、工业废物如塑料、橡胶等。
热解法其优点为产生的废气量较少,能处理不适于焚烧和填埋的难处理物,能转换成有价值的能源,减少焚烧造成的二次污染和需要填埋处置的废物量。
热解处理缺点是技术复杂,投资巨大。
3. 热解的减量化、资源化与无害化固废的减量比是衡量减量化的重要指标,减量比为处理后残余固体量/固废量。
固废热解过程中,有机物热解为合成气,无机物成为飞灰和炉渣,因此减量化处理是针对飞灰和炉渣的回收利用,针对飞灰与炉渣的处理方式主要是熔融技术,在高温下使得炉渣熔融液化,金属由于重力较大,沉积在熔融体液体的底部,上部为无害的玻璃体,通过激冷的方式使之冷却后,金属被回收,玻璃体制成建筑材料,从而实现接近100%的回收利用。
资源化是固废热解的推进因素,针对热解,能量利用率是重要的指标,利用效率越高,收益越高,焚烧能量利用率为20~30%,而垃圾热解的能量利用率高达80%。
固废无害化关键点在于烟气与飞灰中二噁英的含量,是工艺处理的难点与重点。
二噁英生成的温度区间为200-400℃之间,而当温度高于850℃,将会破坏二噁英结构,将其裂解为小分子有机物与HCl,HCl可以通过碱液吸收除去。
实现二噁英的国内排放指标的条件为3T,即温度(temperature)、时间(time)、湍流(turbulence)。
同时从炉内释放后,需要快速降低温度至200℃以下。
通常,生活垃圾焚烧炉中的烟气冷却速率在100℃/s-200℃/s范围内,对应炉膛出口二恶英的浓度一般为5ng1-TEQ/m3.要达到低于0.1ng1-TEQ/m3标准,烟气冷却速率必须在500℃/s-1000℃/s。
3. 固废热解技术3.1 流化床气化固体废弃物难以利用传统气化炉,主要原因在于垃圾热值较低,为维持炉内高温,稳定炉内工况,需要掺混大量的煤。
而流化床由于炉内存有大量高温底料与循环分离下的高温飞灰,能够燃烧低热值垃圾,同时可以实现炉内脱硫脱酸。
垃圾经过分选、破碎为10mm以下,利用给料装置,加入流化床内,有机物在炉内高温物料与湍流的作用下,快速升温气化,而无机物成为大块炉渣沉在底部,由于底料在高温炉内长时间停留,进行高温无害化处理,大块炉渣从排渣口排出炉内,经冷却成为无害炉渣。
飞灰被旋风分离器捕集,通过返料器送回炉内。
以此保证炉内物料平衡。
流化床炉内温度一般维持在850~950℃之间,且处于还原性气氛,能够有效抑制二噁英的产生。
在炉内物料中加入CaCO3更能够实现炉内脱酸,从源头上降低了有害气体的产生。
目前,垃圾流化床气化系统有日本荏原双塔循环式流动床热解工艺。
优点是燃烧的废气不进入产品气体中,因此可得高热值燃料气(1.67×104~1.88×104kJ/m3);在燃烧炉内热媒体向上流动,可防止热媒体结块;因炭燃烧需要的空气量少,向外排出废气少;在硫化床内温度均一,可以避免局部过热;由于燃烧温度低,产生的NOx少,特别适合于处理热塑性塑料含量高的垃圾的热解;可以防止结块。
图1 双塔循环式流动床热解工艺3.2 等离子体气化等离子体(Plasma)技术最早是由美国科学家Lang-muir于1929年在研究低气压下汞蒸气中放电现象时提出的。
等离子体技术应用于污染治理的研究开始于20世纪70年代。
90年代,美国、加拿大、德国等发达国家将该技术应用于废物处理并取得了不俗的业绩。
等离子体是物质的第四态,是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态。
等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体,低温等离子体又分为热等离子体和冷等离子体,热等离子体温度在103~106 K,接近热力学平衡,电子温度和重粒子温度相同。
等离子气化技术的原理,简而言之,即利用等离子体的高温高能,在气化剂的辅助作用下,将垃圾废物进行高温气化和熔融,垃圾中的有机物被气化形成以CO 和H2为主的合成气,而无机物则被熔融后急冷形成无害的玻璃体渣。
等离子体技术分为直接等离子体气化与气化+等离子体重整技术。
直接等离子体气化,纯热解技术,电耗较高,1000℃以上。
等离子体直接作用在垃圾上,气化过程中加入少量空气或水蒸气作为氧化剂和气化剂,气体产物以CO和H2为主。
气化+等离子体重整技术,垃圾首先在650℃左右的常规气化炉内热解形成合成气,等离子体(900℃)作用在合成气上,使之重整,可有效降低能耗和气体焦油量3.3 熔融气化技术熔融气化技术。
垃圾在贫氧条件下气化,生产可燃气体;飞灰或底渣经过高温熔融固化处理后作为水泥、铺路砖等原料,不仅能欧股将重金属稳定在晶相中而不会浸出,彻底分解二噁英,符合固废处理的减量化、资源化、无害化的要求。
分为间接熔融气化技术和两步法气化熔融(热分选技术)、直接气化熔融技术。
间接熔融气化技术先在传统炉内气化,而后将灰渣置于1350-1500℃的熔融炉内进行高温熔融处理,以消除灰渣中的二噁英,因此也成为灰渣熔融技术。
充分利用了原有的垃圾气化装置,弥补了传统的不足,但二者缺乏有机的联系,紧密性差;两步法气化熔融技术先将固废在500至600℃下气化,形成可燃气体和金属残留物,然后再进行可燃气焚烧的高温熔融技术;直接气化熔融是指固废的干燥、气化、燃烧和灰渣的熔融等过程均在同一炉内进行,工艺简单,工程投资和运行费用低。
4. 公司工艺分析(1)BellwetherBellwether公司利用(Integrated Multifuel Gasification)IMG技术进行垃圾气化发电,工艺流程图如图1所示,其核心技术为等离子体气化技术。