垃圾热解气化总结

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。