日本垃圾衍生燃料_RDF_的研究开发

文章编号:1004-0366(1999)03-0066-07

收稿日期:1998-12-28

日本垃圾衍生燃料(RDF )的研究开发

张焕芬1,喜文华2

(1.中国科学院广州能源研究所,广州　510070;2.甘肃省科学院自然能源研究所,兰州　730000)

摘　要:　综述垃圾衍生燃料(Refuse Deriv ed Fuel,RDF)的性能、研究开发概况,介绍了日本几个有代表性的垃圾衍生燃料生产利用设备关键词:　垃圾;垃圾衍生燃料;废弃物;RDF 生产设备分类号:　X 706 文献标识码:　A

可燃垃圾是有用资源,但在小规模处理中,由于燃烧不稳定,会产生二恶英类有毒物质,设备成本增高等问题。因此,在各种小自治体特别是人口在10万以下的地区,已不用直接燃烧方法。有效控制垃圾处理中产生的二恶英类物质和将垃圾作为能源利用的垃圾处理方法之一,是垃圾衍生燃料(Refuse Deriv ed Fuel,RDF),以下简称RDF 。RDF 富于运输性、贮藏性等,容易搬运,可进行集中处理,与单纯的焚烧处理相比,不仅燃烧温度高,而且燃烧性能稳定。城市垃圾及产业废弃物的衍生燃料已成为垃圾和废弃物处理的焦点,引人注目。日本各研究组织已对此进行了详细的研究开发。设备厂家在进行产品开发的同时,实施有关RDF 的调查和研究开发计划,各地都在计划建设RDF 生产、利用设备。如:川崎重工业公司、新明和工业公司、神户制钢所、田熊公司、住友金属公司等许多厂家都进行了RDF 的研制开发。

日本的垃圾衍生燃料的生产利用设备,自1990年以后迅速增加,至1996年底,达到19处(运行中11处,建设中5处,计划中3处)。

1　垃圾衍生燃料(RDF )的概要

RDF 是由废弃物制造出的燃料。欧美各国将RDF 分为7种类型(见表1)。现在,第3类,由于垃圾中水分较少,可作发电设备燃料使用。日本垃圾中多为厨芥类必须进行破碎、干燥、压

表1　RD F 的产品分类(A ST M )

类　别性 状

备 注

RDF -1是分离除去粗大垃圾的一般城市垃圾

RDF-295%是方形约15cm 的细粒度疏松RDF,也用没有分离金属类的情况。疏松RDF RDF-395%是约5cm 四方形细粒度RDF,除去金属类、玻璃或不燃物质。

RDF-495%是通过10号筛眼(2mm 过滤网)的粉状RDF ,将金属类或玻璃类进行分类,使其干燥的物质

粉状-RDF RDF-5颗粒状,方型等形状成型的RDF 成形-RDF RDF-6液状RDF RDF-7

气体状RDF

第11卷　第3期1999年9月 甘肃科学学报J ournal of Gansu Sciences

Vol.11　No.3

Sep.1999

缩成形等工序,使其成为(表1中的RDF-5)具有优良运输性、保存性的衍生燃料。RDF 要求的基体质量如下:

能量密度高,容易贮藏;长时间贮藏时,产生的腐败等化学变化稳定;燃烧时,可提供的能量稳定;排气状况良好,残渣少,容易处理。

RDF 的特征如下:运输性　由于是固体,提取容易,可用一般的运输车辆运输;贮存性　由于是干燥物,不会发生垃圾的特异臭味,可长期贮存;燃烧性　由于形状和性状均一,可保持一定的燃烧性能,低位发热量稳定,可望提高热效率;排气对策　发生的气体稳定,容易定出排气处理对策。由于进行稳定的燃烧,可减少二恶英类有害物质的产生;改善居住环境　由于实施可燃垃圾的再循环,可有效利用垃圾所持有的能量,推进再循环及有效进行垃圾处理;缺点:①与石油或城市煤气相比,有提取难的问题(必须要有搬运装置,载重卡车等);②燃烧时发生残留物质问题(由于使用的炉不同,残渣发生量也不同,有必要进行残渣的处理);③必须有专烧锅炉。

2　城市垃圾衍生燃料系统

以下介绍几个有代表性的RDF 化系统2.1　川崎重工业公司的设备

该公司开发的垃圾处理技术是以破碎、分选、燃烧、热利用技术为基础,多年来,不断进行包含燃烧试验在内的有关RDF 大规模研究开发。于1996年建设了20t /d RDF 制造设备。从1997年1月以后,顺利地进行了制造试验。

(1)制造设备概要　该设备由破袋、干燥、分选破碎、成形等工序构成。各工序处理程序内容如下:

破袋工序:将收集到的袋装垃圾破袋并破碎成适宜于干燥的大小;干燥工序:利用高温热风干燥垃圾并除臭;

分选破碎工序:将不适宜于燃料化的物质(铁、铝、石等)分选、除去、破碎成适宜于成形的大小;

成形工序:为了防止腐败,加添添加剂。通过成形,成为具有优秀运输性、贮藏性、燃烧性的高密度、高强度RDF 燃料。

(2)设备规格　垃圾处理能力为2.5t /h;处理垃圾种类为一般废弃物(家庭垃圾);干燥用燃料为煤油;产品收量为1.25t /h (根据垃圾的水分变动而定);尺寸为16mm Υ,长约50mm;产品假比重约为0.6;工厂建筑物结构为钢筋混凝土结构;工厂建筑物总面积为1459m 2。(3)原料垃圾及产品性状　该设备使用城市垃圾连续不断地进行RDF 制造试验。垃圾性状分析结果之一例如表2。城市垃圾的性状差异较大,即使是同一天的垃圾样品,其垃圾性状也有很大的差异。在该设备中,即使垃圾的质有很大的变动,产品的质量都能保持一定。产品的强度和性状,如表3和表4。

(4)防止公害对策　生产试验设备满足设置场所防止公害对策基准值。由于采用以下对策,干燥机排气、工厂房子外的臭气、噪音测定结果符合规制基准值,有效防止公害。

①从原料垃圾储留槽抽吸空气,进行除臭处理,然后排放于大气;②对干燥机的排气进行除臭,然后排放于大气;③干燥机用煤油做燃料;④作业环境:厂房的各部分有充足的空气,进行除尘、除臭处理,后排放于大气;⑤风力分选用的空气采用内部循环方式;⑥工厂所有房屋采

67第11卷 张焕芬等:日本垃圾衍生燃料(RDF )的研究开发