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胜分差:陳德珍:熱解氣化技術在生活垃圾領域的難點與破解思路

胜分差 www.jczyd.com 時間:2019-12-27 09:00

來源:中國水網

作者:王馨

垃圾分類和“無廢城市”的倡導對垃圾處理技術選擇和處置要求帶來了巨大的挑戰,焚燒、厭氧唱主角,熱解、氣化、堆肥等技術百花競放,各種技術“博弈競合”已成為現實。在“2019(第十三屆)固廢戰略論壇”上,同濟大學熱能與環境所所長陳德珍從技術角度詳細講解了熱解氣化工藝在生活垃圾領域應用過程中一些技術難點和破解思路的深入思考。

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陳德珍

陳德珍表示,目前大城市的垃圾焚燒項目基本已經建設到位, 并建立了成熟的商業模式,然而小城市及縣域的垃圾問題尚未解決,大型的焚燒項目并不合適這些地區。

大量工業垃圾的回收利用效應減弱,開始尋求更清潔和更加資源化的處置方法,同時我國的垃圾分類漸呈星火燎原之勢,這些條件都為廢棄物的熱解氣化處理提供了契機。

熱解、氣化、焚燒的區別

陳德珍指出,生活垃圾仍是一種潛在的可再生能源,應該被清潔利用。生活垃圾如果做焚燒處理,原始污染物濃度很高,適合回收熱能發電或者供熱。如果進行氣化處理,則有機會降低本底污染物濃度,甚至可以得到清潔氣體用于發電。而如果熱解處理,垃圾等有機廢物經過處理后可以得到諸如油、可燃氣體、生物炭這樣的資源,是一種資源化處理。

在陳德珍看來,熱解氣化技術在生活垃圾領域的應用主要有以下三個關鍵點:

1、熱解技術應用于生活垃圾處理領域的主要目的是將不均勻的垃圾“均勻化”,而不是回收“油、氣、炭”。

2、均勻化以后的成分油氣和炭,可以采用成熟的燃氣燃燒或者煤炭燃燒等技術來處理。

3、實現生活垃圾有組織的熱解是成功氣化及可控燃燒的關鍵。

熱解與焚燒

陳德珍表示,目前國際上的成熟工藝及案例證實,在垃圾焚燒過程中,一定要利用熱解這個環節將不均勻的廢物均勻化,整個工藝才能實現。

例如國際上著名的themoselect 工藝流程,利用熱解將廢物變成氣體(油、氣混合物)和炭兩股均勻物流,油、氣混合物用等離子體炬進行重整、去除焦油,炭用純氧進行氣化熔融。

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Themoselect 工藝流程圖

再例如德國EDDITh技術流程,利用熱解將廢物變成氣體(油、氣混合物)和炭兩股均勻物流。油、氣送入燃燒室燃燒給系統供熱,炭進行分選,回收金屬、玻璃等,實現資源化。

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德國EDDITh技術流程圖

陳德珍表示,目前國內熱解技術也在迅猛發展,其中利用炭催化重整焦油、將焦油轉化為可燃氣是一種非常具有前景的技術。

氣化與焚燒

氣化和焚燒一樣,也需要以熱解為基礎,帶有熱解步驟的兩步氣化比直接氣化更具有優勢。

關于氣化和焚燒的環境效益,陳德珍用焚燒和氣化兩種工藝分別對1000 ton/d的垃圾的處理效果作對比,數據顯示,氣化熔融工藝可以使垃圾焚燒后的渣更好地資源化利用,同時可以有效減少飛灰和煙氣的排放。

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熱解氣化的應用與難點

熱解氣化有兩種氣化模式,一是“熱”氣化,是氣化焚燒路線,煙氣凈化系統與焚燒系統一致;二是“電”氣化,是氣化發電路線,煙氣凈化系統被燃氣凈化系統代替。

陳德珍表示,目前“熱”氣化工藝、“電”氣化工藝都具備不同程度的難點。其中“熱”氣化技術,對于精細的送風與料層厚度調控要求較高,如果垃圾中水分含量比較高,氣化工藝就較難實現?!叭取逼鈉淥訓慊褂醒唐銼昱歐哦躍換枋┖臀露紉蟾?、同時還要注意焦油堵塞管道的問題。而對于“電”氣化工藝,燃氣凈化是難題。

熱解氣化工藝在小型垃圾焚燒爐的應用

陳德珍用實驗表明,熱解氣化工藝在小型垃圾焚燒爐應用中,熱解和炭氣化耦合燃燒時對應的本底污染物排放最低,因此為了使達標排放代價降到最低,應該采用熱解和炭氣化耦合燃燒,而不是直接焚燒。

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Table 2小型垃圾熱解氣化焚燒爐運行案例灰渣中的重金屬濃度

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對于熱解氣化工藝在生活垃圾處理領域的應用,陳德珍在最后總結了四個關鍵點:

1、熱解工藝是中小型生活垃圾處理過程中的重要環節,做好熱解環節、實現物料的均勻化是保證燃燒質量、控制排放的重要手段;

2、“熱解”是“氣化”重要組成部分,應該重視對熱解環節的控制以實現氣化目標;

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編輯:王媛媛

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