垃圾衍生燃料技术发展概况
随着社会经济的发展,城市生活垃圾产量日益增加,垃圾处理已成为许多国家及大城市发展中必须解决的问题。目前全国城市人均生活垃圾产量为440 kg/年,城市生活垃圾总量已达1.5亿t/年以上。据国家环境保护总局预测,到2010 年全国城市垃圾产量达1.52 亿t,2015 年为1.79 亿t。因此,对垃圾的处理就极为重要。
一、我国城市生活垃圾处置现状
城市生活垃圾中可燃组分主要为塑料、纸张、草木、布、橡胶、皮革和厨余等7类。解决城市生活垃圾处理问题的目标是将垃圾减容化、减量化、资源化、能源化及无害化处理。目前主要有三种方法:一是卫生填埋。二是堆肥。三是焚烧处理(后发展为焚烧发电、供热)。
对垃圾进行焚烧处理,能更好地达到垃圾处理资源化及无害化的治理目标,并具有占地面积小、运行稳定、对周围环境影响较小等特点。但是,垃圾成分十分的复杂,且具有综合利用价值,直接焚烧和简单破碎不仅不利于设备的安全运行,还增加了垃圾处理的难度,而且浪费了一些可回收利用资源。我国在垃圾处理领域起步较晚,目前已建成或在建的垃圾焚烧厂,基本上为国外引进技术,部分采用国产设备,城市垃圾一般未经处理或仅仅是简单分拣即入炉焚烧,无论从资源再利用角度还是从设备运行的经济性来讲,都存在不足之处。发展新的垃圾处理技术优为重要。城市生活垃圾的焚烧处理在垃圾综合处理中的比重逐年增加,垃圾衍生燃料 (RDF)有燃烧稳定,二次污染低,便于运输和储藏等特点而日益受到关注,但热值相对较低,不易成型,而在煤中混烧已被证实是可行有效的为提高衍生燃料热值,减少和二恶英的排放。
二、垃圾衍生燃料技术(RDF)简介
“垃圾衍生燃料”一词来自英文Refuse Derived Flue,直译为:源于垃圾的燃料。垃圾衍生燃料垃圾经分拣、破碎、涡电流除铝、磁选除铁,再破碎、风选、压缩和干燥等工序制成的一种固体燃料,简称为 RDF。垃圾衍生燃料技术RDF是一种将垃圾经不同处理程序制成燃料的技术。生活垃圾经破碎、分拣、干燥、添加助剂、挤压成型等处理过程,制成固体形态 (圆柱条状)燃料,其特点:大小均匀、所含热值均匀,易运输及储备,在常温下可储存几个月,且不会腐败。可以临时将一部分垃圾存贮起来,以解决锅炉技术停运或因旺季而导致垃圾产出高峰时期的处置能力问题。这种燃料可以单独燃烧,也可根据锅炉工艺要求情况,与煤燃油混烧。
三、中国RDF技术的发展
各国的技术必须针对各国的具体特点,从中国的垃圾成分分析看,中国垃圾中的可燃成分普遍比发达国家少,中国垃圾无机不可燃成分,特别是灰土砖石比较多。鉴于垃圾成分的这个特点,中国垃圾应该走综合治理这条路:把垃圾中的灰土砖石部分分开后进行填埋处理,提高热值之后的垃圾可以用于直接热处理。垃圾成分受季节波动较大,水分含量高,有时高达80%,直接焚烧可能出现各种问题。
四、国外应用RDF技术的动向
衍生燃料 RDF—5技术的应用,在欧洲、澳洲皆逐施行,日本最为积极。日本电源开发公司在上世纪九十年代就着手开发RDF—5燃料试验,得到日本政府通产省的资助,从1997年进行设备设计、制造和安装等,1998年实施燃烧试验,试验结果:发电效率达到35%,比焚烧原生垃圾提高了130%,并大幅度降低二次污染程度,在能源、资源回收及生态效益上具有绝对竞争优势。此举引起政府高度重视,并从国库资助,以推动RDF技术的应用,鼓励中小型焚化炉改建为联合处理方式的废弃衍生燃料的制造中心。
五、垃圾衍生燃料技术环境影响分析
垃圾衍生燃料技术对环境的影响主要涉及RDF 的制备过程中产生的噪音、粉尘, 燃烧过程中产生的有害气体和温室气体,以及灰渣中残留的重金属等有害物质。
1.RDF制备过程的环境影响
RDF的制备工艺主要是物理过程,干燥温度在100~120℃之间,一般不会产生有害物质。秦成、田文栋等对国内第一条RDF生产线生产过程气体分析,未发现Hcl 和SO2等有害气体。RDF制备过程中对环境的主要影响是噪音、粉尘以及垃圾腐烂产生的恶臭。通过密封、加入添加剂等手段予以消除。
2.RDF 燃烧产生的有害气体
RDF的燃烧方式一般包括两种,一是RDF单独燃烧,另一种方式是与其它物质(如煤)混合燃烧。美国环保署在一份对于燃烧城市废弃物草案指南中指出,持久有机污染物的形成主要包括三个方面,一是通过废弃物带入焚烧炉系统,是在燃烧过程中形成,三是在燃烧区后重新合成。魏小林等对硫化床RDF烧、与煤混合燃烧进行了研究, 其中No随RDF的增加而增加,但增加量不大。混合燃烧CO、N2O、SO2、Hcl 浓度比单独燃烧低, 而均比煤高。
3.灰渣处置
垃圾焚烧产生的底灰中重金属含量较少,尤其是易浸出重金属Hg、Pb、 Cd、Zn 含量较少,主要是一些亲岩性元素如Si、Al、Ca 等,飞灰中重金属含量Pb、Cd等含量较高,目前对于灰渣的资源化处理主要用于生产建筑材料、路基材料等。
4.可吸入颗粒物
大气可吸入颗粒物(PM)的污染已成为中国城市大气环境污染的突出问题,由于可吸入颗粒物十分细小,比表面积较大,通常富集各种有毒有机物、重金属元素、酸性氧化物和细菌等,对人体健康危害极大。王小刚、李海滨等用高密度聚乙烯(30%)、丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯(10%)、聚氨酯发泡沫塑料(35%)以及纸张(15%)、木屑(10%)作为原料,制备了RDF,与纸屑、甘蔗渣、木粉、谷壳分别燃烧, 比较了烟气中PM10 的浓度。研究表明,由于RDF比较致密,内部孔隙少,接触空气少,产生的可吸入颗粒物最多。
六、结语
从世界各国城市垃圾处理的历史来看,随着城市化的发展,土地日益紧张,征地费用和运输费用逐年增加,传统填埋技术的成本逐渐加大,向焚烧处理成本靠近,因而焚烧处理的比例逐年增加,选择的处理方法会因地理环境、垃圾成分、经济发展水平等因素的不同而有很大的差异。将垃圾制成垃圾衍生燃料(RDF)后,是一种适合于目前中国大多数城市垃圾的处理方法,该方法投资省、污染低、还可盘活已关闭或即将关闭的中小电站,对中国的环境卫生建设和经济建设有着重要的意义。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴— 2004[Z].北京:北京数通电子出版社,2004.
[2]秦成,田文栋,等.中国垃圾可燃组分RDF化的探索[J].环境科学学报,2004,24(1):36.
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
