城市生活垃圾無(wú)害化能源化技術(shù)
城市生活垃圾無(wú)害化能源化技術(shù)方法是由中南大學(xué)、重慶大學(xué)建筑材料工程學(xué)院、湖南省建材研究設(shè)計(jì)院、長(zhǎng)沙紫宸科技開(kāi)發(fā)有限公司有關(guān)專家歷經(jīng)多年探索,聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)的節(jié)能環(huán)保利廢專利技術(shù)之一,可有效解決城市生活垃圾的減量、減容、無(wú)害化、資源化、能源化問(wèn)題。
技術(shù)背景:
我國(guó)城市生活垃圾的發(fā)生量以年平均9%的速度增大,部分城市生活垃圾年均增長(zhǎng)率達(dá)15~20%,人均日產(chǎn)生活垃圾1.16kg。在城市周圍歷年堆存的生活垃圾量已達(dá)60億噸以上,侵占了至少5億平方米的地面,現(xiàn)每年全國(guó)新增加的城市生活垃圾采用簡(jiǎn)易填埋或露天堆放在城市郊區(qū)、江河沿岸的達(dá)8000萬(wàn)噸以上。
生活垃圾直接堆放和簡(jiǎn)易埋場(chǎng)向大氣釋放出大量的有害氣體,其中含有致癌、致畸物,在堆放過(guò)程中形成有機(jī)污染物、重金屬和病原微生物三位一體的污染。城市生活垃圾是一個(gè)長(zhǎng)期存在的污染源,未經(jīng)處理或處理不善會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染、地下水污染、土壤污染,并使土地被垃圾占用、自然景觀被破壞等問(wèn)題日趨嚴(yán)重,生物鏈及環(huán)境的過(guò)重污染,危及人類的生存。但同時(shí),城市生活垃圾含有大量可燃物,又是一種總量不斷增長(zhǎng)可無(wú)限期開(kāi)發(fā)利用的貯能資源,現(xiàn)全國(guó)每年城市生活垃圾貯能總量相當(dāng)于1800~2000萬(wàn)噸標(biāo)煤。另一方面,基本建設(shè)需求的量大面廣的水泥生產(chǎn)正大量耗費(fèi)掉有限的煤碳、粘土資源及含氟、硫和金屬元素的礦化劑。
從國(guó)內(nèi)外專利與文獻(xiàn)檢索及實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看,目前開(kāi)發(fā)使用的城市固體廢棄物能源化利用技術(shù)有垃圾的熱處理技術(shù)(焚燒、熱解、氣化,包括垃圾衍生燃料RDF技術(shù))和生物轉(zhuǎn)換技術(shù)(主要是填埋氣利用),我國(guó)城市生活垃圾的處理方式有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒三種,大致構(gòu)成填埋79%、堆肥19%、焚燒2%,其中焚燒包括制造RDF燃料,F(xiàn)有技術(shù)從技術(shù)上、開(kāi)發(fā)周期上及經(jīng)濟(jì)上均存在不少問(wèn)題,如利用效率偏低、利用規(guī)模相對(duì)較小、二次污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)性差等。
衛(wèi)生填埋及填埋氣利用技術(shù):填埋處理工藝簡(jiǎn)單、成本低,其致命弱點(diǎn)就是場(chǎng)地處理和防滲施工難以達(dá)到要求,滲濾液可能對(duì)地下水造成長(zhǎng)期嚴(yán)重的難以完全預(yù)料的污染,并隨腐敗過(guò)程釋放出大量NH3、H2S、HCl等有毒有害氣體;填埋氣熱值偏低、凈化過(guò)程也易產(chǎn)生二次污染。
堆肥技術(shù):可利用腐植物肥效,但占地多、周期長(zhǎng)、受環(huán)境溫濕度影響大,放出大量有害氣體,且堆肥質(zhì)量差、重金屬含量高、病源體微生物量大,污染農(nóng)作物,進(jìn)入人類的食物鏈,進(jìn)而對(duì)人類造成危害。
焚燒及垃圾焚燒發(fā)電技術(shù):城市生活垃圾焚燒處理投資大、效率低(發(fā)電率僅10%∽15%)、無(wú)害化處理率低,很難達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。焚燒過(guò)程容易產(chǎn)生粉塵、有毒微量元素、高溫氯腐蝕、有機(jī)劇毒有害物質(zhì)--二惡英及NOx、SOx、HCl、HF等及重金屬污染等二次污染。垃圾焚燒后排出的灰渣通常含有害金屬如汞、鉛等,若處理不善,也會(huì)造成環(huán)境的二次污染。
垃圾衍生燃料(RDF)技術(shù):RDF技術(shù)第一步必須對(duì)生活垃圾進(jìn)行嚴(yán)格的分選,以去掉絕大部分不燃物,并須經(jīng)干燥、粉碎至細(xì)的粒徑,其分選、干燥、粉碎能耗高,還必須添加 10%~40%的優(yōu)質(zhì)煤或焦油等,以確保能穩(wěn)定燃燒,其焚燒過(guò)程存在二惡英污染、高溫氯腐蝕、重金屬污染等,其投資及運(yùn)行成本高;分選的廢渣含腐敗物二次污染仍須填埋,灰渣亦需妥善處理。我國(guó)城市生活垃圾熱值較發(fā)達(dá)國(guó)家偏低、波動(dòng)大、在1850~6500kJ/kg范圍,水份亦高,RDF技術(shù)的應(yīng)用通常須加30%左右的優(yōu)質(zhì)煤,制造過(guò)程能耗大、二次污染更嚴(yán)重。
今天,面對(duì)一個(gè)底子薄、人口眾多、資源相對(duì)匱乏、能源消耗巨大、城市化擴(kuò)張迅速的發(fā)展中國(guó)家,大量增長(zhǎng)的城市生活垃圾的無(wú)害化、能源化處理尤顯重要,迫切需要一種投資較少,使用簡(jiǎn)單,利用面廣,并能充分利用城市生活垃圾中可燃物能量及無(wú)機(jī)不燃物中的可用成份,且能消除二次污染的新技術(shù)新方法。
技術(shù)特點(diǎn):
1、不需要建焚燒爐等垃圾后處理系統(tǒng),完全可就近利用現(xiàn)有的量大面廣的水泥制造企業(yè)的立窯或旋窯處理,且基本無(wú)須進(jìn)行改造;
2、僅需做簡(jiǎn)單的分選,且粉碎要求不高,利廢能耗低;
3、生活垃圾得到了充分利用,其中的有機(jī)物作為燃料煅燒熟料,無(wú)機(jī)物作為生產(chǎn)水泥的原料,可為水泥廠節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)煤和部分粘土、石灰石及礦化劑原料;
4、可消除氟化物、氯化物、硫化物、二惡英及重金屬污染,并利用了其中的熱量和氟氯硫重金屬元素的礦化作用,利于水泥熟料燒成;
5、可確保垃圾的中低壓成型固化及自然干燥,多孔固化燃料便于搬運(yùn)及使用,且易于燃燼;
6、可完全消除病原體微生物污染,加石灰消毒后,再加含強(qiáng)氧性助燃劑,可完全達(dá)到徹底滅菌要求,并能確保加工及干燥過(guò)程中可燃物不腐敗浪費(fèi);
7、加工處理能耗少,加工能耗較現(xiàn)有的焚燒技術(shù)(包括RDF技術(shù))低得多,能源利用效率高,且投資少、工藝簡(jiǎn)單。
本專利技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)于一個(gè)100萬(wàn)人口的中等城市,其每天的生活垃圾廢棄物可為水泥廠節(jié)省約200噸實(shí)物煤,并節(jié)省500噸以上石灰石、粘土、礦化劑原料,且能有效地消除二次污染,可更為實(shí)際地實(shí)現(xiàn)城市垃圾無(wú)害化、資源化、能源化目的。
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