11月10日，由科技部頒發(fā)的奧運(yùn)科技先進(jìn)集體獎中，“城市垃圾污染控制戰(zhàn)略及資源化利用處理技術(shù)研究”榜上有名，該項目的主要研究方向之一是垃圾填埋氣焚燒火炬和填埋氣發(fā)電機(jī)組的研究與制造技術(shù)，這是由中國科學(xué)院工程熱物理研究所先進(jìn)燃燒技術(shù)研究發(fā)展中心研究員馬人熊課題組研發(fā)的。

垃圾填埋是世界大多數(shù)城市，也是我國城市垃圾處置的主要方式。填埋氣（沼氣）的50%左右是甲烷，甲烷易燃易爆，是強(qiáng)溫室氣體，不僅對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)是二氧化碳的21倍，同時對臭氧層有破壞作用。消納、利用垃圾填埋氣，實(shí)現(xiàn)其無害化勢在必行。

同時，正是利用該技術(shù)對溫室氣體的減排作用，深圳市東江環(huán)保再生能源有限公司根據(jù)《京都議定書》與英國方面達(dá)成CDM（清潔機(jī)制）碳貿(mào)易項目。該公司總工程師孫軍省對《科學(xué)時報》記者介紹說，從去年7月開始，其碳貿(mào)易達(dá)成3年期的合作，溫室氣體價格達(dá)到12~14歐元/噸。去年6月至11月，通過碳貿(mào)易，他們得到50萬歐元的收入，估計今年收入有望達(dá)到200萬歐元，明年能更多。因?yàn)殡S著生活水平的提高，垃圾量在逐年遞增，利用填埋氣體的發(fā)電量也會增加，氣體減排量增加。

“由于深圳人口多，生活垃圾量大，把填埋氣體中產(chǎn)生的甲烷回收利用，一方面可以遏制地球氣候變暖的趨勢，另一方面，污染環(huán)境的氣體作為可再生資源轉(zhuǎn)化成清潔能源，可為城市供熱、供電產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。”孫軍省說。

獲得合作方的大力支持

馬人熊課題組最開始關(guān)注填埋氣，是從安全角度關(guān)注它的治理問題，后來開始從溫室氣體減排角度考慮它的處置。設(shè)想采用火炬的形式，通過高溫焚燒，把危害比較大的甲烷，變成危害比較小的二氧化碳，同時也消除臭氣及其他一些有毒有害的成分，實(shí)現(xiàn)填埋氣的無害化，這也是國外普遍采用的一種方式。在此基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)一步研究了利用填埋氣發(fā)電的技術(shù)。利用填埋氣發(fā)電對于促進(jìn)填埋氣的資源化利用、改善垃圾填埋場運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)狀況等都具有特別重要的意義。填埋氣發(fā)電技術(shù)在填埋場的利用不僅提供了一定的電力，同時還消納了具有強(qiáng)溫室效應(yīng)的甲烷氣體，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會效益巨大。

馬人熊對《科學(xué)時報》記者表示，在課題立項和研究過程中，得到了科技部、北京市科委、北京市市政管理委員會、中國科學(xué)院和工程熱物理所各級領(lǐng)導(dǎo)的支持。

立題初期，中國科學(xué)院工程熱物理所的領(lǐng)導(dǎo)和馬人熊找到了當(dāng)時北京市市政管理委員會副主任梁廣生（現(xiàn)任北京環(huán)衛(wèi)集團(tuán)董事長），向他陳述了實(shí)現(xiàn)填埋氣消納利用的設(shè)想，希望得到支持。會后，梁廣生作出決定：“我們和你合作！”并很快簽訂了合作協(xié)議。

馬人熊評價說：“在這方面外國人賺了我們不少錢，其實(shí)他們有些技術(shù)也不是很先進(jìn)，但他們在儀器儀表控制方面確實(shí)做得比我們好。國外一些產(chǎn)品，買時不算太貴，但維修時要價非常高，有時也不是很及時。特別是在早期使用國外設(shè)備時，廠方在中國尚無辦事處，需跟總部聯(lián)系，再派人過來，費(fèi)時費(fèi)錢。”

后來，梁廣生找了北京市北神樹垃圾填埋場的場長何亮，協(xié)助課題組進(jìn)行示范工程的建設(shè)。一系列配合為課題的順利進(jìn)行提供了人力和物力的支持。

技術(shù)優(yōu)勢

課題組獲得了4項專利，研發(fā)的低壓頭、多管組合式填埋氣焚燒火炬采用了與國外不同的技術(shù)路線，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，不僅性能比國外進(jìn)口的好，價格還便宜1/2到1/3�；鹁鏋榉忾]式，外部不見明火，控制系統(tǒng)工作可靠，可無人值守。同時火炬具有高穩(wěn)定性、超寬負(fù)荷調(diào)節(jié)比，能適應(yīng)較寬的流量變化和氣體成分的變化。

垃圾填埋場一般規(guī)模比較大，每小時有幾千立方米氣體的排放，如果做幾千立方米的火炬，幾乎是不可能的，花費(fèi)也會很大。課題組的研發(fā)思路是化整為零，著重攻克了小火炬的燃燒技術(shù)，風(fēng)吹不滅，雨澆不滅，燃燒完全、穩(wěn)定，排放也很好。通過集成，數(shù)十個小火炬最終成為符合設(shè)計要求的大火炬。這樣，雖然試驗(yàn)規(guī)模很小，投入也很少，但最終解決了一個大問題。正因?yàn)槿绱耍@個火炬有比較寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)比。看起來是一個整體，其中分了多組，通過開啟不同的閥門，調(diào)節(jié)其負(fù)荷。低壓頭、多管組合式填埋氣焚燒火炬的負(fù)荷調(diào)節(jié)比可以大于100∶1，而國外一般是十幾比一。示范工程的填埋氣焚燒火炬能適應(yīng)垃圾填埋場建成后填埋氣從少到多再到少的各個時期，自始至終在不同的情況都可以用，減少了投入，管理上也比較方便。

項目在2005年底完成驗(yàn)收，專家對項目驗(yàn)收的評價是：高性能填埋氣焚燒技術(shù)、大功率填埋氣發(fā)電技術(shù)以及相應(yīng)設(shè)備在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)，實(shí)現(xiàn)了兩項重大環(huán)保設(shè)備的國產(chǎn)化。其共同特點(diǎn)是：性能可靠，價格低廉，運(yùn)行費(fèi)用低，售后服務(wù)好，比進(jìn)口產(chǎn)品有競爭力，預(yù)期可在國內(nèi)市場占據(jù)較大份額。由于具有明顯的價格優(yōu)勢，還可向國外出口。

課題組開發(fā)的火炬在全國一共做了10多臺，占據(jù)了國內(nèi)市場的主要份額。其中，在北京做了7臺，在3個垃圾填埋場、1個餐飲垃圾處理廠和3個糞便處理廠使用。

馬人熊說：“我們有完整的技術(shù)。先通過濕解，把原生垃圾通過蒸汽加熱，殺死有毒有害的病菌諸如衣原體、病原體等，之后分選，有一部分可以作為肥料，有一部分適合燃燒的放到爐子里去燒，不適合燒的諸如建筑垃圾則直接填掉。”

在城市垃圾污染控制及資源化利用中，采用他們的熱解焚燒技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)少添加或不添加輔助燃料低污染排放的垃圾焚燒，適應(yīng)大中城市目前以及以后發(fā)展的要求。

遺憾和期待

目前國家對垃圾填埋氣的處置還沒有強(qiáng)制性要求，一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的地方垃圾填埋場會購買火炬處理填埋氣，但并不是很多。

課題負(fù)責(zé)人馬人熊表示：“我們感到自己的力量比較單薄，把技術(shù)變成生產(chǎn)力，到全國去推廣，光有技術(shù)還不夠，應(yīng)該與有工程實(shí)力和資金實(shí)力的單位合作，才能把推廣工作做得更好！”馬人熊設(shè)想：有投資方介入，通過做CDM項目，垃圾填埋場不用負(fù)擔(dān)很多資金，還能通過碳貿(mào)易有收益，大家就會更有積極性。

填埋氣發(fā)電技術(shù)已具備了工程應(yīng)用條件，下一步要繼續(xù)完善該項技術(shù)，加快推廣應(yīng)用，為促進(jìn)國內(nèi)填埋氣的發(fā)電利用和溫室氣體減排作出貢獻(xiàn)。填埋氣發(fā)電有上網(wǎng)的問題，有些填埋場附近沒有電，上網(wǎng)又很遠(yuǎn)。馬人熊考慮，能不能把填埋氣轉(zhuǎn)化成方便儲存、方便運(yùn)送的其他能源�；诖�，經(jīng)過多次論證，課題組制定了用填埋氣作為原料生產(chǎn)二甲醚的技術(shù)路線，并且已經(jīng)在北京市科委申請立項。

二甲醚是液化石油氣理想的替代品，目前課題組已形成垃圾填埋氣生產(chǎn)二甲醚的完整技術(shù)，正在與北京市環(huán)衛(wèi)集團(tuán)合作，即將啟動相關(guān)示范工程。

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