城市生活垃圾的熱解處理設備
成果與項目的背景及主要用途: 隨著經濟的飛速發展和生活消費水平的提高,城市生活垃圾大量增加,垃圾 的堆放不僅占用大量土地,而且嚴重地污染環境,破壞生態平衡。 目前城市生活垃圾采用的處理方法多為:填埋處理、堆肥、焚燒與熱解。綜 合環境、經濟、社會等各方面效益考慮,衛生填埋法工藝簡單但占用大量土地, 而且周圍環境惡劣,對復原土地的使用和填埋后可能的污染問題也值得推敲。堆 肥法只能處理垃圾中的有機質,垃圾必須經過分揀,肥料可以肥田植樹,美化環 境。焚燒法處理垃圾速度快,無害化減量化徹底,但其排放污染情況嚴重,對人 類健康構成威脅。熱解法可為人類提供清潔能源,方便生活,具有廣泛前途,但 對垃圾熱值的要求較高。 天津大學在天津市科委的支持下,研制的新型城市生活垃圾熱解處理裝置填 補了國內空白,國際上也剛剛開始研究。在長期實驗的基礎上開發出第三代垃圾 熱解處理裝置。 技術原理與工藝流程簡介: 熱解法也稱為裂解法,是把有機廢棄物在無氧或貧氧條件下加熱 600~900℃, 用熱能使化合物的化合鍵斷裂,由大分子量的有機物轉化成小分子量的可燃氣體、 液體燃料和焦碳的過程。垃圾的熱解處理是利用其中有機廢物成分的熱不穩定性, 在無氧或缺氧的條件下加熱,使之在高溫下分解,最終成為可燃氣、液態焦油和 少量炭狀殘余物形式的過程。這是一種清潔的處理方法,且減量化程度高。這種 技術與焚燒法相比溫度較低,無明火燃燒過程,重金屬等大都保持原狀在殘渣之 中,可回收大量的熱能。尤其是此種方式具有二惡英產生的逆條件,較好的解決了 垃圾焚燒技術的最大難題。 天津大學研制的新型垃圾熱解資源化處理技術,其裝置采用固定床爐型, 屬 151天津大學科技成果選編 于上吸式熱解制氣。供給一定量的空氣和水進入反應器,使廢物部分自燃,生成熱 量將支持熱解反應。在垃圾熱值足夠高時,整個過程可以自動連續運行而無須外 界熱量供應。工藝將氧化、還原、裂解及相關技術有機結合,垃圾依次經過干燥 層、干餾層、還原層和氧化層,與氣體在逆向運動中進行充分熱交換,在不增加烘 干設備和前分選處理設備的情況下對垃圾進行資源化處理,將有機廢物在較高溫 度下轉變為氣體燃料,熱值接近城市煤氣熱值,經凈化回收裝置可加以利用。剩余 物僅為 5 %~8 %的無機灰。900 ℃ 的最高處理溫度可基本消滅任何病菌,達到 無害化的處理效果。 成果水平及主要技術指標: 針對不同生活垃圾日處理量可定制不同處理能力的裝置設備,以日處理量 15 噸生活垃圾的熱解處理設備為例: 1.垃圾熱解處理裝置每日處理 15 噸生活垃圾,可產生約 2500~3000 立方米 可燃氣(前期的試驗已經獲得此數據),熱值約 2000 大卡/立方米(已經檢驗部 門驗證); 2.垃圾處理后產生 5-8%左右體積的固體無機物,擬用做為小區花草的養殖 土; 3. 垃圾處理過程產生的二惡英低于國際最低標準 0.1ng TEQ/m3,我國制定 的標準是 1.0 ng TEQ/m3。 應用前景分析及效益預測: 以 15 噸裝置為例,設備每年產生的經濟效益分析指標: 1.15 噸裝置的全年生活垃圾處理量為 5,000 噸(按 330 天計算),可獲得 825,000m3 的可燃氣,折合人民幣 40 多萬元(按 0.5 元/m3 計); 2.全年 5,000 噸垃圾就地處理可節省運輸車輛 6,000 臺次/年,節省交通費 用約 30 萬元(按 50 元/臺車計); 3.全年節省垃圾處理費用 15 萬元(按 30 元/噸垃圾計)。 每年總計產生經濟效益約 85 萬元。 主要設備:設備本體、控制系統、垃圾存儲倉、垃圾上料系統及相應的附屬 設備等; 152天津大學科技成果選編 153 主要原材料及來源:金屬、自控; 設備投資:每臺 15 噸垃圾處理量的設備約計價格 100 萬元; 總投資:總計消耗費用約 116 萬元,估計兩年運行即可收回成本。 合作方式及條件:技術轉讓
天津大學
2021-04-11