垃圾衍生燃料技术发展概况

垃圾衍生燃料技术发展概况 【摘要】城市生活垃圾有一种新的处理技术垃圾衍生燃料技术。 通过对垃圾衍生燃料的理论分析，特别是对国内外的实际应用的分 析，了解这种处理方式在垃圾处理方面的应用前景。 【关键词】垃圾衍生燃料 城市生活垃圾 随着社会的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 Refuse Derived Fuel，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、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 RDF5 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 100120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、SO 2、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来看，随着城市化的，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