城鎮(zhèn)生活垃圾熱解氣化處理技術(shù)及應(yīng)用前景探討

田新民

摘 要：在當(dāng)前生態(tài)文明快速建設(shè)過(guò)程中，熱解成為了城鎮(zhèn)生活垃圾處理的重要方法。通過(guò)具體分析城鎮(zhèn)垃圾熱解氣化處理技術(shù)及應(yīng)用前景，旨在提升城鎮(zhèn)垃圾熱解氣化處理技術(shù)水平，為美化城鎮(zhèn)環(huán)境創(chuàng)造良好的條件。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)生活垃圾；熱解氣化；處理技術(shù)；應(yīng)用前景

中圖分類號(hào)：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.073

目前，大部分生活垃圾的無(wú)害化處理方法主要包括填埋、焚燒和堆肥3種，其中，焚燒已成為我國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾處理的一種主要方法。城鎮(zhèn)生活垃圾在焚燒處理的過(guò)程中一般選擇使用爐排爐或者循環(huán)流化床爐。這類設(shè)備在使用的過(guò)程中具有投資大、運(yùn)行成本高等特點(diǎn)，由于是過(guò)氧燃燒，燃燒過(guò)程中易生成二英，且煙氣中含有較多的飛灰，易對(duì)整個(gè)環(huán)境造成二次污染。熱解氣化技術(shù)作為一種絕氧或缺氧燃燒技術(shù)，可以降低二英的生成量，并減少飛灰排放量，成為城鎮(zhèn)生活垃圾處理的一種重要技術(shù)。

1 城鎮(zhèn)生活垃圾熱解氣化原理及技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.1 熱解氣化原理

熱解氣化技術(shù)可分為立式和臥式結(jié)構(gòu)，以下以立式為代表進(jìn)行介紹。

目前，立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化焚燒技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中采用的是二段式焚燒方法，其一燃室主要是立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化焚燒爐，而二燃室則是可燃?xì)怏w燃燒室。立式旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)是最常用的一種，從根本上解決了立式爐應(yīng)用過(guò)程中布料使用不均勻的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)，在爐體與爐篦相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中能夠有效解決連續(xù)排渣的技術(shù)問(wèn)題，并且能夠起到攪動(dòng)垃圾的作用，從而有利于垃圾熱解氣化技術(shù)得到更好的應(yīng)用。立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化焚燒爐主要分為7個(gè)層次，由上到下分別是空層、干燥層、熱解層、燃燒層、燃燼層、冷卻層和排渣層。溫度場(chǎng)的分布對(duì)垃圾熱解氣化處理技術(shù)的應(yīng)用具有較大的影響，其主要是通過(guò)充分利用生活垃圾本身蘊(yùn)含的熱量達(dá)到生活垃圾熱解氣化的目的，從根本上降低城鎮(zhèn)生活垃圾灰渣的熱灼減率，全面提升垃圾的熱回收率。這里，提升垃圾的熱回收率主要是增強(qiáng)垃圾焚燒后殘?jiān)奶沾商匦?，從而有效提高殘?jiān)木C合利用效率。因此，立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化焚燒技術(shù)成為了當(dāng)前城鎮(zhèn)生活垃圾處理中比較先進(jìn)和安全的一種處理技術(shù)，適用于中小規(guī)模垃圾量的處理。

1.2 熱解氣化技術(shù)優(yōu)勢(shì)

城鎮(zhèn)生活垃圾熱解氣化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①設(shè)計(jì)較為科學(xué)，結(jié)構(gòu)布局統(tǒng)一、緊湊，具有質(zhì)量輕、布置簡(jiǎn)單和建設(shè)周期短等特點(diǎn)。②在低溫區(qū)域合理地進(jìn)行爐排工作，能夠從根本上避免爐排受到高溫的影響，這樣有利于從根本上降低設(shè)備制造的成本，從而全面提升設(shè)備在使用過(guò)程中的可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期。③由于熱解氣化焚燒室中燒的是氣體，且過(guò)量空氣系數(shù)小，所以這種熱解氣化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中所產(chǎn)生的煙氣量比直接焚燒少，尤其是煙氣中所含的SOx、NOx、HCl、HF以及重金屬等污染物非常少，這樣對(duì)煙氣具有較強(qiáng)的凈化作用，且能夠在一定程度上降低垃圾二次污染的產(chǎn)生和治理成本。④整個(gè)熱解氣化處理過(guò)程均是在低氧的環(huán)境中進(jìn)行的，這樣能夠有效降低二英前驅(qū)體的生成量，且整個(gè)二燃室內(nèi)的溫度高達(dá)1 100 ℃左右；煙氣停留的時(shí)間較長(zhǎng)，基本上超過(guò)了2 s，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)分解產(chǎn)生二英前驅(qū)體的元素，從根本上減少垃圾焚燒后的重金屬含量，有效降低甚至避免垃圾熱解處理對(duì)環(huán)境造成的二次污染。⑤爐體與爐篦在運(yùn)行的過(guò)程中是相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的，能夠有效解決爐進(jìn)料均勻和連續(xù)排渣的技術(shù)問(wèn)題，以確保熱解氣化處理過(guò)程的穩(wěn)定性，促使進(jìn)料量和出料量能夠被更好地控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

2 城鎮(zhèn)垃圾熱解氣化處理技術(shù)的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)研究表明，立式熱解焚燒爐應(yīng)用于城鎮(zhèn)垃圾處理過(guò)程中時(shí)，焚燒爐的二燃室溫度基本上都在850 ℃以上，且煙氣停留的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于2 s。這時(shí)，燃燒灰的熱灼減率基本上低于3%.通過(guò)在廢氣排放口進(jìn)行成分含量測(cè)試，其數(shù)據(jù)顯示所有有害氣體的含量能夠更好地滿足當(dāng)前城鎮(zhèn)垃圾處理的“3T”要求。也就是說(shuō)，整個(gè)城鎮(zhèn)垃圾燃燒區(qū)的溫度基本上高于850 ℃，而停留的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于2 s，這樣便能夠充分?jǐn)_動(dòng)二燃室，從而真正達(dá)到混合的目的。這種技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中所排出的尾氣中含有的有害氣體量非常少，能夠完全滿足GB 18485—2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的排放要求。

3 城鎮(zhèn)垃圾熱解氣化處理技術(shù)的應(yīng)用前景

目前，《“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》提出，到2020年年底，我國(guó)直轄市、計(jì)劃單列市和省會(huì)城市（建成區(qū)）生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到100%，其他設(shè)市城市生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到95%以上（新疆、西藏除外），縣城（建成區(qū)）生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到80%以上（新疆、西藏除外），建制鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到70%以上。當(dāng)前，全國(guó)城鎮(zhèn)新增生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施能力為3.4×105 t/d。到2020年年底，全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力占無(wú)害化處理總能力的50%以上，其中，東部地區(qū)達(dá)到60%以上。因此，按照這樣的速度，預(yù)計(jì)在3～4年期間，我國(guó)的城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)及運(yùn)營(yíng)發(fā)展的速度將呈現(xiàn)猛增的趨勢(shì)。因此，城鎮(zhèn)垃圾熱解氣化處理技術(shù)將有可能在大范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

總之，通過(guò)充分利用熱解氣化方法來(lái)處理城鎮(zhèn)生活垃圾，能夠更好地實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)生活垃圾的無(wú)害化、資源化和減量化。通過(guò)在城鎮(zhèn)垃圾熱解氣化處理過(guò)程中采用雙回路系統(tǒng)，利用燃燒之后的煙氣對(duì)入爐垃圾進(jìn)行烘干處理，能夠有效提高進(jìn)入爐內(nèi)的生活垃圾的熱值，從而更好地適應(yīng)我國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾熱值低、含水率高且不易燃燒的特點(diǎn)。同時(shí)，采用回轉(zhuǎn)預(yù)烘干系統(tǒng)，充分利用水冷板式耐高溫布料器和低溫出渣等先進(jìn)的技術(shù)，有利于保障設(shè)備的可靠性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。這種技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高我國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾熱解氣化處理技術(shù)水平，改善城鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)量

具有非常重要的作用。

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〔編輯：劉曉芳〕