城市生活垃圾无氧热解处理技术

城市生活垃圾无氧热解处理技术
概述
随着我国经济的快速发展，城市规模的扩大和城市化进程的加速，我国城市生活垃圾的产生量和堆积量也在逐年增加。

近几年城市生活垃圾的年增长率均在5%-8%，少数大城市垃圾的年增长率达到8%-10%,人均日产垃圾量已超过 1 千克，接近中等发达工业国家水平。

我国城市垃圾产生量急剧增加，且增长速度呈现越来越快的趋势。

我国在城市生活垃圾处理方面起步较晚，长期以来，我国城市垃圾的处理方式主要以寻找合适地点加以“自然消纳”为目的。

从应用技术看，国内主要是采用填埋、焚烧、堆肥、生物处理等方式。

1、焚烧法。

焚烧法产生的热量用于发电和供暖，但最大弊端是在焚烧垃圾时产生二恶英气体，再次污染环境。

同时焚烧处理的前期投入较大，建设一个这样的工厂投资上亿，在我国中小城市无法实施，处理过程本身也会生成大量的固体、气体污染物，且能量转化效率很低。

2、填埋法
填埋法中大量垃圾污水由地表渗入地下，对城市环境和地下水源造成严重污染，气体排放也比较严重，而且占用大量土地资源，因此这种垃圾处理方式已渐渐被淘汰。

3、堆肥法。

堆肥法中因生活垃圾堆肥量大，养分含量低，长期使用易造成土壤和地下水质污染，所以，堆肥的规模不可能太大。

4、生物处理法。

生物处理法通过选择合适菌种对垃圾中的有些有机质进行生物发酵，可降解合成醇类，甲烷等燃料，残渣可在处理后部分用作肥料。

由于方法本身不可避免地生成有害和污染物质，加之生成的产品需要复杂的分离，废弃物也需要特殊的处理，且过程周期长，这些特点决定了生物处理法的局限性和高成本，因此一直不能作为主要处理垃圾手段。

寻求垃圾处理新方式、新技术已成为各国政府和科学界共同关注的课题。

但最终都是以无害化、资源化、减量化为处理目标。

城市生活垃圾无氧热解处理技术能达到目标。

此技术首先将城市生活垃圾进行筛选，筛选出无机物可运用于建筑材料，筛选出有机物可以进一步处理。

无氧热解技术是在无氧情况下，城市生活垃圾即使在10000C 下性能仍然十分稳定，相互间不会发生化学反应生成有害物质，经过热裂解、重整和合成产出有效的缓释化肥和汽、煤、柴油等。

整个处理过程无二次污染，也无任何排放，真正实现了综合利用，相对于焚烧发电方式，投资小，对垃圾处理量的规模灵活，只要日垃圾处理量达到60 吨以上，即可实现盈利营运，适用于大中
小城市，甚至乡镇。

无氧热解技术
无氧热解技术就是利用热解炉对城市生活垃圾进行裂解、过
滤、重整合成燃料油、缓释化肥和建筑材料。

垃圾进入热解炉裂解出有机气体、水蒸气和固体活性碳。

固体活性碳进入化肥合成器合成化肥，有机气体和水蒸气进入过滤装置，气体和水蒸气经过吹浮式吸附过滤器，除去含氯、硫、汞等有害物质；含氯、硫、汞的物质经回收处理工序生成氯化钠、硫酸钠、氧化锌，活性碳可以继续利用。

去除有害物质后的有机气体和水蒸气进入催化重整工序，在流化床重整工序中，有机气体与水蒸气反应，生成小分子的混合气体即H2、CO CO2和少量CH4下一步为放热反应，这些流出气体需要冷却，因而可以将该混合气体流经有机质改性装置，实现热量交换和热量利用；混合气体经热交换除去绝大部分水份后不需再分离，直接进入燃料合成工序。

该反应器中注满合成油、硅油或石蜡，混入超细铁基催化剂，在稳流状态下，由间隔层热交换回收反应的热量，以水作为热交换介质并入锅炉。

反应过程中放出的热量用于锅炉、废水处理。

经过合成的燃料混合气体，送往分馏工序的分馏塔，在不同的温度梯度下分馏出液体汽油、柴油、煤油、固体蜡和混合尾气；燃料油用于热解炉加热，混合尾气送往化肥合成工序中的化肥合成器；
为了使有机物质在热裂解工序中更好地完成裂解，可以在热裂解工序前对有机物质进行精粉碎至 5 毫米左右。

化肥合成器中固体活性碳和氨吸收混合尾气中的C02活性
碳和生成的碳酸氢铵固体再经磷酸盐的调整制成复合缓释化肥；
混合尾气中的水蒸气、CO和CH4进入热交换工序，经热交换器交换热量后，分离出水分和含有CO和CH4的可燃气体，在这里经过降温至80 度以下，将水蒸气冷凝成水，就可以送入锅炉或其他地方再次使用了，CO和CH4的可燃气体进入热裂解装
置、催化重整装置或燃料合成器中的任一装置，作为循环使用的原料。

城市生活垃圾能源再生及无废综合利用生产中有机物质在热裂解装置中的反应为流化沙浴反应。

反应过程热传递速快、效率高，和传统方法相比热解速度提高了近十倍，因此能耗大幅度得到了降低，为热裂解技术的应用提供了保障。

技术的创新
本项目开发人员通过和在美国高校的合作，前后经过30 多位专家的共同努力，经历了无数次反复论证。

在完成了实验室规模的试验优化之后，又成功地进行了中试放大，结果令同行十分振奋。

在中试过程中，收集了大量的数据，获得了工艺运行的优化条件。

在福建平和建设的垃圾处理厂的成功运行已经充分证明了这一技术的先进性，实用性和可行性。

生活垃圾无害化综合处理生产线的自主创新点首先体现在高速、高效、连续运行功能。

固体混合垃圾送至粉碎机，将非金属无机物质粉碎，将水份和垃圾分离出液体垃圾和固体垃圾。

液体垃圾中的废水经净化处理后排放、利用。

压碎后的固体垃圾，通过振动筛将石
块、砖头、玻璃、煤渣非金属无机物分离出来，经有氧高温装置进行无机物改性成建筑用砖，再利用。

余下的垃圾经吹浮分离出塑料、纸张、织物和金属，直接回收利用。

其余的有机物质经裂解、过滤、重整合成燃料油。

有机物质的副产物，经磷酸盐调整制成复合缓释化肥。

如此垃圾废弃物的无害化热解处理过程在20 分钟之内进行，实施智能化、流水线运作，应用效率高，能源消耗低，高速、高效、连续自动运行。

生活垃圾无害化综合处理生产线的自主创新点二，能有效实施垃圾的无害化处理。

工艺流程连续化、成套化、自动化、全封闭，高温灭菌与除臭率达100%，避免污染物的外泄，实行清洁化生产，杜绝了二次污染。

是其它任何处理方法无法实现的。

生活垃圾无害化综合处理生产线的自主创新点三，能有效实施变废为宝的综合利用。

如前所述，分离出来的废水净化处理后排放，分离出来的有机物质经无氧热解、过滤、重整合成燃料油，回收利用。

分离出来的有机物质副产物再经磷酸盐调整制成复合缓释化肥。

城市干基固体生活垃圾有效资源利用率接近100%，
合成燃油为高效纯净燃料，所产缓释复混肥为生态清洁、无害缓释肥，作物吸收快，具有解除土地结块和改良土壤的功能。

整个固体垃圾的回收处理过程达到了国际上提出的减量化、无害化、资源化的高难度要求。

是目前国际国内最理想的垃圾处理方法。

四、中试放大2009年初我司决定新建福建平和垃圾处理厂，经过一年多的努力，该垃圾处理厂自2010年6月局部投产运行以来，
已累计处理、降解城市生活垃圾 2.4 万吨，并通过综合利用变废为
宝，生产出无机建筑材料600多吨、高效缓释有机复混肥11000 多吨，创造了一吨城市生活垃圾降解半吨有机复混肥废弃资源利用价值。

其干基固体垃圾有效资源利用率接近100%，项目投资仅有国内投资发电工程的二分之一，对发展地方经济推进当地国家级卫生城市和文明城市发挥了积极作用。

目前该系统的应用技术与设备已获得多项国家专利，整体技术装配达到国内领先水平。

生产出的有机复混肥使用效果十分理想，和目前市场上的同类产品相比，表现出卓越的促进植物健康成长的功效，抗流失能力突出，对多种植物表现出优越的性能，显著地改善了土壤性能，有效地降低了化肥对地下水的影响。

五、技术成熟性无氧热解垃圾处理生产技术属全新实用型，而并非是全新的研究型概念。

其中有机质热裂解和汽油合成技术已有几十年的历史，早就在很多方面有应用，已经被证明是成熟的技术。

本技术的创新之处在于，传统的热裂解需要很高的温度，并且效率偏低，通过使用研制的催化剂和改进的工艺，反应温度得到了降低，裂解效率得到了提高，因此能耗得到了有效的改善。

这样的提高，并
不会在技术的应用上出现风险，尤其是通过中试放大之后，更
具可靠性。

零散的技术整合到一起，控制和选择产品，对原料的
非特定选择是本项目的技术要点之一。

能量、物料的管理使得这一技术具备了实用性。

整个生产无害排放和缓释化肥的合成是本技术的完全创新之处。

之所以成为可以广泛推广的技术，关键在于这个创新改
变了过去单纯合成汽油或者氢气的高造价和不具备商业价值的局面。

至于整合过程中许多条件的变化，和配伍因素在中试和商业化实际生产中已经得到了充分验证。

因此可以说
本技术的基础是成熟、扎实可靠的。

在过去的几年里，在相关会议、专题讨论、能源部门技术论证等过程中都表述过，得到了多方面的专家的好评和认可。

考虑到我国是个农业和人口大国，并且近年来经济的高速增长，对环境保护已迫在眉捷，许多城市的生活垃圾处理一直是个严峻考验，正亟待解决。

城市生活垃圾已
成为大、中、小城市发展的一块拌脚石，所以，中国是最适合这一技术的应用和推广的国家之一。