1、生活垃圾热裂解资源化利用技术【光大环保能源（济南）有限公司 张海元】摘要：城市生活垃圾； 资源化处理技术； 热裂解； 循环利用关键词：生活垃圾热裂解资源化利用技术，集成了垃圾的直源化和转源化综合利用技术，首先将生活垃圾利用智能分选系统，将其分选出金属、玻璃、建材、塑料等可直接循环利用的原料，实现了垃圾的直源化循环利用，再将分选剩余的有机物采用低温加中温裂解技术的特殊工艺生产再生煤进行转源化利用，成功有效地解决了人类废弃物的零公害化处理，缓解了人们对能源资源的需求，杜绝了人类废弃物对土地的占用和对水土资源、大气资源环境的侵害，在铸就了人类社会可持续发展的价值的同时，更进一步科学环保地创造了可观的
2、经济效益。正文：一、前言中国每年生产将近 2 亿吨的城市生活垃圾，而这些城市生活垃圾是城市污染的主要来源之一，据中国环境报告测算，我国城市生活垃圾污染占城市总污染的一半。如何高效合理地处理好城市生活垃圾，已不仅仅是环境和经济的问题，更重要的是它将成为 21 世纪资源循环利用中的重要一环。高效合理地处理好城市生活垃圾，不仅可以缓解环境污染的压力，还可以回收可再生能源，大量节约有限的物质资源，形成物质利用的良性循环。“垃圾无害化是最迫切、最基本的要求，而资源化是更高层面的要求，这个必须成为垃圾处理产业发展的最终目标” 。研发垃圾转化能源技术是时代的大势所趋。面对经济的发展、社会的进步，伴随着能源大
3、量消耗，资源枯竭和资源不可再生的现实，已广泛引起人类社会的共同关注， “垃圾资源化利用技术”是一项列入 21 世纪高科技前沿领域的研发项目，是继微光电、基因技术、新能源材料、纳米等七大尖端项目中位居第三位的前沿性研发项目。目前，城市生活垃圾转化能源的方法有：焚烧发电、热解技术、沼气回收发电等，但是因为种种因素而并未如人意，结果是投资巨大，运行成本高昂，回收资源率低下。而其它的垃圾处理手段也不很理想，如：卫生填埋法、好氧堆肥法、生物降解法等，这些方法在处理垃圾的同时，除了大量的浪费宝贵资源外，还大量耗费资金，不能完全达到理想的环保目标，更没有产生经济效益。面对日剧严重的垃圾围城，公众对垃圾焚烧的
4、忧虑，中国急需符合我国国情的，低成本、实用的垃圾资源化处理技术。二、生活垃圾热裂解资源化利用技术2.1 技术简介生活垃圾热裂解资源化利用技术，集成了垃圾的直源化和转源化综合利用技术，首先将生活垃圾利用智能分选系统，将其分选出金属、玻璃、建材、塑料等可直接循环利用的原料，实现了垃圾的直源化循环利用；再将分选剩余的有机物采用低温加中温裂解技术的特殊工艺生产再生煤进行转源化利用。生活垃圾热裂解资源化利用技术向世人宣告城市生活垃圾不再是困扰人类的废弃物，而是一座隐埋在城市中的宝藏,是可供进一步开发利用的庞大资源,今天的废物将会成为明天宝贵的资源。 2.2 技术的组成生活垃圾综合资源化利用技术工艺流程：
5、该组合技术采用压榨、破碎、剥离对垃圾进行有效地破碎，利用重、磁、浮分选将垃圾分为金属类、塑料纤维类、无机类和可炭化的有机类，为后续资源化处理和利用创造了条件。实施智能化、自动化、规模化作业。此项技术是国内独有的，填补了混合垃圾分类处理资源化连续智能化作业技术与装备的空白。其风力分选系统设备，轻物料分选效率90%；连续热解处理量 10t/h，能量回收率90%；各种塑料的分选效率95%，分选精度98%；处理量1103t/d。特别是其核心技术垃圾热裂解转化燃料煤的处理工艺、固体物料在裂解炉中的流动技术，实现了连续化生产，其裂解产物经检测符合国家相关标准，其裂解技术及装置，已具备了产业化应用条件，在生
6、活垃圾裂解产垃圾衍生燃料领域达国际领先水平。其裂解炉照片 裂解煤出料照片2.3 该技术转源产物以广州舒友节能环保有限公司开发的目前日处理垃圾 100 吨生产线为例，每 3 吨原始的新鲜垃圾可产生 1 吨垃圾再生燃料，燃料为黑色粉末状固体（有少量颗粒） ，经权威部门检测，高位发热量(检测方法 GB/T213-2008)2455cal/g,低位发热量)2307cal/g，全硫0.30%(检测方法 GB/T213-2007).其成分检测结果：测试项目 分析结果序号 化合物名称 含量（%）1 燃烧后剩余物元素成分含量（含碳 38%、氧 37%、铝 4%、钙 13%、硅 8%）602 裂解炭 36成分分
7、析3 裂解焦油（含 C12C21 脂肪烃、芳香族化合物）4备注（Remarks） 检测方法：重量法、GC-MS,能谱经使用民用燃煤炉试烧，燃烧过程无烟尘、无异味。其与国际上 RDF（垃圾衍生燃料）的不同之处：一般 RDF 分为 5 级，1-3 级是把垃圾中的可燃物质挑选出来，经过烘干、破碎处理加工成燃料棒，但可燃物的性质及分子结构没有变化，比如：塑料还是塑料，泡膜还是泡膜，菜皮还是菜皮，缺点是不易长时间存放，遇潮易发酵、霉变、产生沼气等，国内有的专家称其为浓缩的垃圾。4-5 级是将垃圾中的有机物变成油和气，处理过程能量消耗代价高。而该技术是将垃圾中的有机物利用中低温裂解方法，选择合适的温度把有
8、机物分子结构改变，打断分子链，把大分子变为小分子，所产生的煤炭分子结构稳定，易于储存，运输方便，可长时间存放，遇潮不发酵、霉变、产生沼气等，是一种方便实用的可再生清洁能源。2.4 转源生产过程中的环境保护在处理垃圾过程中，无论是直源利用的智能分选还是转源生产的裂解，全部在在密闭环境进行，异味得到有效控制。前一步的分选将垃圾进行了彻底的分类（将金属、含氯有机物分离出） ，切断了垃圾处理过程中二噁英的生成途径，且有机物裂解在缺氧条件也能杜绝二噁英等有害物的合成，特别是裂解温度段的选择，也有意避开处理二噁英的生成敏感温度，实现对环境的“零污染” 。裂解过程产生的烟气检测数据汇总表：序号 气体名称 含
9、量(%) 备注1 氢气 H2 0.5922 氧气 O2 1.5353 氮气 N2 78.6994 一氧化碳 CO 1.2365 二氧化碳 CO2 17.5376 甲烷 CH4 0.3557 乙烷 C2H6 0.0538 乙烯 C2H4 0.2889 丙烷 C3H8 0.00610 丙烯 CH3CHCH2 0.15611 C4C2 0.00812 硫化氢 H2S 0.013713 二氧化硫 SO2 0.003214 三氧化硫 SO3 0.001712 总硫 S 0.018613 氯化氢 HCL 0.003514 总氯 CL 0.003715 氨气 NH3 0.009216 水分 H2O 0.01
10、0217 热量 902.5 垃圾处理过程中产生的污染物控制2.5.1 异味控制措施垃圾在卸车、上料、分选、输送、烘干、破损等过程中，会产生异味，对此，该综合利用技术在垃圾转移过程中采用全封闭、全负压控制技术，对产生异味的部位利用微负压技术，将其收集起来进行除臭处理。2.5.2 渗滤液处理垃圾在压榨过程中产生的渗滤液，流入渗滤液收集池，采用最新的渗滤液处理技术达到一级 A 标准回用于烟气治理工艺中，无外排放。2.5.3 烟气治理垃圾在热裂解过程中产生的烟气，经收集后首先进入烟气储存罐，经罗茨风机加压后进入废气燃烧炉二次燃烧，目的是去除 CO 和其他可燃气体，产生的热量通过换热器加热用于烘干垃圾的
11、热风，废气通过烟气净化系统：双湿法+布袋除尘器+活性炭吸附，达到欧盟2000 标准后排放，且吨垃圾裂解过程中的产生的烟气量不到焚烧发电烟气量的 1/10，污染物排放总量大大降低。3、该技术的特点该技术彻底解决了垃圾填埋占地面积大、使用时间短、占用时间长、污染地下水、污染土壤、污染大气的问题；纯焚烧发电 工艺运行费用昂贵、焚烧产生的有毒气体难以处理的问题；堆肥产品肥质低劣难以资源化、堆肥处理厂苍蝇蚊子孳生，残留二次污染问题。 。3.1：快速：投料 40 分钟出产品，当天垃圾，当天处理，达到日产日清。3.2：无害：全封闭作业，故无臭气外溢；无塑料焚烧，故无有害废气生成或少生成有害废气；处理快速，渗
12、滤液产生少或不产生渗滤液。3.3：几乎无剩余：所有垃圾全部循环利用，处理彻底。3.4：适应性强 ：生活垃圾、食品行业废弃物、农业废弃物等。3.5：占地面积小：建设周期短，占地面积小，所用土地可永久使用。3.6：资源化、产业化程度高：因前分选分类彻底、故可回收物资全部再生利用，同时减少了垃圾热处理量、也减少了有害气体产生量（特别是减少了焚烧炉二恶英的产生量，比纯焚烧工艺减量近 95%） 。3.7：设备先进：主要设备大部分为经多年现场经验凝练、实践验证而研制的专利设备，故障率低，使用效果好，特别适合中国国情城镇生活垃圾的处理。3.8：成本低：垃圾处理过程中用能少，吨垃圾综合用电 3040 度，不用
13、水，能源循环利用，以垃圾处理垃圾，处理成本远低于其他处理技术。3.9：投资回报高：垃圾分选彻底，物资回收再利用率高，社会效益与经济效益好，产出远大于投入。4、结论垃圾作为人类活动的产物已成为地球的负担，成为阻碍人类社会科学发展的严重障碍。随着社会的进步，可持续性发展成为人类追求的目标。资源化利用垃圾，消除垃圾对环境的污染刻不容缓。广州舒友节能环保有限公司开发的生活垃圾热裂解综合利用技术，变环境污染为获取能源；整个过程全部实现自动化；不产生污染物，不造成二次污染；与传统的垃圾填埋相比，节约了大量土地资源；经济效益高，社会效益显著。2014 年 11 月 5 日该示范项目通过了中国循环经济协会组织
14、的专家鉴定，专家一致认为，该技术找到了一条城镇生活垃圾综合资源利用的科学途径，开发了一项符合中国国情的生活垃圾资源化综合利用新技术。生活垃圾热裂解资源化利用技术向世人宣告城市生活垃圾不再是困扰人类的废弃物，而是可以为我们的所利用来制造可完全替代天然煤炭的再生能源。实现了人类生活废弃物的零公害化处理，它不仅缓解了废弃物对土地的占用和对水土资源、大气资源环境的侵害，同时还可满足人们对清洁能源资源的需求。 大规模推广生活垃圾热裂解资源化利用技术，把生活垃圾从“污染源”的位置，还原摆正到“资源”的位置，把垃圾几乎全部转化为再生资源，循环使用，真正实现了国家提出的“无害化、减量化、资源化”的目标要求，为城市生活垃圾从产生到处理找到了一种通畅之路动态良性循环之路。该技术的推广应用，必将为我国建设美丽中国、建设资源型节约型社会， 以及循环经济的发展做出更大的贡献。
