城市生活垃圾無害化能源化技術
城(cheng)市生(sheng)活(huo)垃圾無(wu)害化能源(yuan)化技(ji)術(shu)方法是由(you)中(zhong)南大學(xue)、重慶大學(xue)建(jian)筑材(cai)料工程學(xue)院、湖南省建(jian)材(cai)研(yan)究設計院、長沙(sha)紫宸科技(ji)開(kai)發有限公(gong)司有關專家(jia)歷經(jing)多年探索,聯合研(yan)究開(kai)發的節能環(huan)保利廢(fei)專利技(ji)術(shu)之一(yi),可有效解決城(cheng)市生(sheng)活(huo)垃圾的減(jian)量(liang)、減(jian)容、無(wu)害化、資源(yuan)化、能源(yuan)化問題。
技術背景:
我(wo)國城市(shi)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)(la)圾(ji)的(de)發生(sheng)量(liang)以年(nian)平(ping)(ping)均(jun)9%的(de)速度增大(da),部分城市(shi)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)(la)圾(ji)年(nian)均(jun)增長率達(da)15~20%,人均(jun)日(ri)產生(sheng)活(huo)垃(la)(la)(la)圾(ji)1.16kg。在城市(shi)周圍歷年(nian)堆(dui)存的(de)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)(la)圾(ji)量(liang)已(yi)達(da)60億(yi)噸以上,侵(qin)占(zhan)了(le)至少(shao)5億(yi)平(ping)(ping)方米的(de)地面,現每年(nian)全國新增加(jia)的(de)城市(shi)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)(la)圾(ji)采(cai)用簡(jian)易填(tian)埋或(huo)露天堆(dui)放在城市(shi)郊(jiao)區(qu)、江河沿岸的(de)達(da)8000萬噸以上。
生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)垃圾(ji)直接堆放(fang)和(he)簡易(yi)埋場向大(da)氣釋(shi)放(fang)出大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)有害氣體(ti),其中含有致癌、致畸物(wu),在堆放(fang)過(guo)程(cheng)中形(xing)成有機污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)、重金(jin)屬(shu)(shu)和(he)病原微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)三位一(yi)體(ti)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)。城(cheng)(cheng)市生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)垃圾(ji)是一(yi)個長期存在的(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)源,未(wei)經處理(li)或處理(li)不(bu)善會造成嚴重的(de)(de)(de)大(da)氣污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)、地下水污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)、土(tu)壤污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran),并使土(tu)地被垃圾(ji)占用(yong)、自然(ran)景觀被破(po)壞等問(wen)題日趨嚴重,生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)鏈及(ji)(ji)環境的(de)(de)(de)過(guo)重污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran),危(wei)及(ji)(ji)人類的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)存。但同時,城(cheng)(cheng)市生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)垃圾(ji)含有大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)可燃物(wu),又是一(yi)種總量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不(bu)斷(duan)增(zeng)長可無限期開發利(li)用(yong)的(de)(de)(de)貯能資源,現全國每(mei)年城(cheng)(cheng)市生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)垃圾(ji)貯能總量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)相當于1800~2000萬噸標煤(mei)。另(ling)一(yi)方面(mian),基本(ben)建設(she)需(xu)求(qiu)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)大(da)面(mian)廣的(de)(de)(de)水泥(ni)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)正大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)耗(hao)費掉有限的(de)(de)(de)煤(mei)碳、粘土(tu)資源及(ji)(ji)含氟(fu)、硫和(he)金(jin)屬(shu)(shu)元素的(de)(de)(de)礦(kuang)化(hua)劑。
從國(guo)內外專(zhuan)利(li)(li)與(yu)文獻檢索及實際(ji)應用情況來看(kan),目前開(kai)發使(shi)用的城市固體(ti)廢棄(qi)物能源化利(li)(li)用技(ji)術有(you)垃圾(ji)的熱處理(li)技(ji)術(焚(fen)燒(shao)(shao)、熱解、氣化,包(bao)括(kuo)垃圾(ji)衍生(sheng)燃料RDF技(ji)術)和(he)生(sheng)物轉換技(ji)術(主要是填(tian)埋氣利(li)(li)用),我國(guo)城市生(sheng)活垃圾(ji)的處理(li)方式有(you)衛生(sheng)填(tian)埋、堆肥(fei)、焚(fen)燒(shao)(shao)三種(zhong),大(da)致構成填(tian)埋79%、堆肥(fei)19%、焚(fen)燒(shao)(shao)2%,其中焚(fen)燒(shao)(shao)包(bao)括(kuo)制造(zao)RDF燃料。現有(you)技(ji)術從技(ji)術上、開(kai)發周期上及經濟上均(jun)存在不少問題,如利(li)(li)用效率(lv)偏低、利(li)(li)用規模相對較小、二次污(wu)染嚴(yan)重、經濟性差等。
衛(wei)生填埋(mai)及填埋(mai)氣利用技術:填埋(mai)處理工藝(yi)簡單、成(cheng)本(ben)低,其致命弱點就是場地(di)處理和防滲施工難以達到要求,滲濾液(ye)可能(neng)對(dui)地(di)下水造成(cheng)長(chang)期嚴重的難以完全預(yu)料的污染,并隨腐(fu)敗過程(cheng)釋放出大(da)量NH3、H2S、HCl等有(you)毒(du)有(you)害氣體;填埋(mai)氣熱(re)值偏低、凈化(hua)過程(cheng)也易產生二(er)次(ci)污染。
堆肥(fei)技術(shu):可利用腐植物肥(fei)效,但(dan)占地多、周期長、受環境溫濕度(du)影響大,放出大量(liang)有害氣體,且堆肥(fei)質量(liang)差、重金屬(shu)含量(liang)高、病(bing)源體微(wei)生物量(liang)大,污(wu)染農作物,進(jin)入(ru)人(ren)類的食物鏈,進(jin)而對(dui)人(ren)類造(zao)成(cheng)危(wei)害。
焚(fen)燒(shao)(shao)及垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)發電(dian)(dian)技術(shu):城市生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)處(chu)理(li)投資大、效(xiao)率低(發電(dian)(dian)率僅10%∽15%)、無(wu)害化(hua)處(chu)理(li)率低,很(hen)難達到《生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)污(wu)染控制標準》。焚(fen)燒(shao)(shao)過程容易產生粉塵、有(you)毒(du)微量(liang)元(yuan)素、高溫氯(lv)腐(fu)蝕、有(you)機劇毒(du)有(you)害物(wu)質--二(er)惡(e)英及NOx、SOx、HCl、HF等(deng)(deng)及重金(jin)屬污(wu)染等(deng)(deng)二(er)次污(wu)染。垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)后(hou)排出的(de)灰渣(zha)通(tong)常含有(you)害金(jin)屬如汞、鉛等(deng)(deng),若處(chu)理(li)不善(shan),也會造成環境的(de)二(er)次污(wu)染。
垃(la)圾衍生燃料(RDF)技術:RDF技術第(di)一(yi)步必須(xu)對生活(huo)垃(la)圾進行嚴格的(de)分(fen)選,以去掉絕(jue)大部分(fen)不燃物,并須(xu)經干燥(zao)、粉碎(sui)至細(xi)的(de)粒徑,其(qi)分(fen)選、干燥(zao)、粉碎(sui)能(neng)耗(hao)高(gao),還必須(xu)添加 10%~40%的(de)優質(zhi)煤(mei)或焦油等,以確保(bao)能(neng)穩定燃燒(shao),其(qi)焚燒(shao)過(guo)程(cheng)(cheng)存在(zai)二(er)(er)惡英污染(ran)、高(gao)溫(wen)氯(lv)腐蝕、重(zhong)金屬污染(ran)等,其(qi)投資及運行成本高(gao);分(fen)選的(de)廢渣(zha)含腐敗物二(er)(er)次(ci)污染(ran)仍須(xu)填埋,灰渣(zha)亦需(xu)妥善處理。我國(guo)城市(shi)生活(huo)垃(la)圾熱值較發達國(guo)家偏低、波動(dong)大、在(zai)1850~6500kJ/kg范圍,水(shui)份亦高(gao),RDF技術的(de)應用通常須(xu)加30%左右的(de)優質(zhi)煤(mei),制造過(guo)程(cheng)(cheng)能(neng)耗(hao)大、二(er)(er)次(ci)污染(ran)更嚴重(zhong)。
今天,面(mian)對(dui)一個底子薄、人口眾(zhong)多、資源(yuan)相對(dui)匱(kui)乏、能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)巨大(da)(da)、城市化擴張(zhang)迅速的(de)發展中國家,大(da)(da)量增長的(de)城市生活(huo)垃圾的(de)無(wu)害化、能(neng)(neng)源(yuan)化處理(li)尤顯重要,迫切需要一種投資較少(shao),使用(yong)簡單,利用(yong)面(mian)廣,并(bing)能(neng)(neng)充分利用(yong)城市生活(huo)垃圾中可燃物能(neng)(neng)量及(ji)無(wu)機不燃物中的(de)可用(yong)成份(fen),且能(neng)(neng)消(xiao)除二次污(wu)染的(de)新(xin)技術新(xin)方法。
技術特點:
1、不需要建焚燒爐等垃圾后處理(li)系統,完全可就近(jin)利用現(xian)有的(de)量大(da)面(mian)廣的(de)水泥(ni)制造(zao)企業的(de)立窯(yao)或旋窯(yao)處理(li),且基(ji)本無須進行(xing)改造(zao);
2、僅需做簡單的分選(xuan),且粉碎要求不高,利廢能耗低;
3、生活垃圾得(de)到了充分利(li)用(yong),其中的(de)有(you)機物作(zuo)(zuo)為燃料(liao)(liao)煅燒熟(shu)料(liao)(liao),無機物作(zuo)(zuo)為生產(chan)水(shui)泥(ni)的(de)原料(liao)(liao),可為水(shui)泥(ni)廠節約大量的(de)優(you)質(zhi)煤和(he)部分粘土、石灰(hui)石及(ji)礦化劑原料(liao)(liao);
4、可消(xiao)除氟(fu)化物、氯(lv)化物、硫化物、二惡英及(ji)重金(jin)屬污染,并利(li)用了其(qi)中的熱量和氟(fu)氯(lv)硫重金(jin)屬元素的礦(kuang)化作用,利(li)于水泥熟(shu)料燒成;
5、可(ke)確(que)保垃圾(ji)的中(zhong)低壓成型(xing)固化及(ji)自然干燥(zao),多孔(kong)固化燃料(liao)便于(yu)搬運及(ji)使(shi)用(yong),且(qie)易于(yu)燃燼(jin);
6、可完全(quan)消除(chu)病原(yuan)體微生物污(wu)染,加石灰(hui)消毒后,再加含強氧(yang)性助燃劑,可完全(quan)達到徹底滅菌(jun)要求,并能確保加工及干燥過程中可燃物不腐敗浪(lang)費;
7、加工處理(li)能耗少,加工能耗較(jiao)現有(you)的焚燒技術(shu)(包括RDF技術(shu))低得多,能源利用(yong)效率高,且投資(zi)少、工藝簡(jian)單。
本(ben)專利技術的應(ying)用,對于一個(ge)100萬人口(kou)的中等城(cheng)市,其每天的生活垃(la)圾廢棄(qi)物可(ke)為(wei)(wei)水(shui)泥廠節省(sheng)約200噸實(shi)(shi)物煤,并節省(sheng)500噸以上石(shi)灰石(shi)、粘土、礦化劑原(yuan)料,且(qie)能有(you)效地消除二次(ci)污染,可(ke)更為(wei)(wei)實(shi)(shi)際地實(shi)(shi)現城(cheng)市垃(la)圾無害化、資源化、能源化目(mu)的。

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