垃圾热解气化总结

1.固体废物管理原则减量化：减量化是在生产、流通和消费等过程中，减少资源消耗和废物产生，采取适当措施减少废物量(包括体积和重量)的过程。回收：将废弃物直接用作原料，或通过回收再利用来回收废物的过程，意味着将废弃物直接用作产品或修理、再生、再制造后的产品，或将废物的全部或部分用作其他产品的零件。保持原有的功能和性质，直接回收再利用，分为三种类型。不保持原来的形态或使用特性，但保持高金属回收、废纸再生、玻璃再生等材料的基本特性。不再保留原始形态、使用特性、材料的基本特性，但保留了利用生物质有机废弃物的好氧堆肥、厌氧发酵等分子特性的部分。无害：在垃圾收集、运输、保管、处理、处置的整个过程中，防止对环境和人体健康产生不利影响。2.固体废物处理方法垃圾焚烧或垃圾焚烧是通过在废弃物中焚烧有机物质来减少废物体积的废物处理方法。焚烧和其他高温废物处理系统称为“热处理”。焚化垃圾时，将变成灰烬、废气、热气。灰烬大部分由废物的无机物构成，通常以固体或废气的微粒形式呈现。废气排放到大气之前，必须清除其中的污染气体和粒子。剩馀的残余物用于充电。在某些情况下，焚烧垃圾产生的热量可以用于发电。焚化是将垃圾转化为能源的技术之一，还有气化、等离子弧气化、热解、厌氧消化等其他技术。垃圾焚化原可以减少80%-85%的垃圾质量和95%-96%的体积(垃圾已在垃圾车压缩)，其减少量取决于回收材料的组成及其回收程度，例如在灰烬中有可回收金属的情况下。这意味着，虽然焚化不能完全取代填埋，但可以大幅减少垃圾量。垃圾车通常在将垃圾运到焚化场之前用内置压缩机压缩，以减少垃圾的体积。或者，未压缩的运输垃圾可以在垃圾填埋场压缩，体积减少近70%。很多国家经常把垃圾填埋场变成简单的垃圾压缩。此外，垃圾焚烧在处理某些类型的垃圾(例如医疗垃圾和一些有害废物)时有很大的优势，因为焚烧的高温会破坏垃圾的病原体或毒素。综合来说，垃圾焚烧的计量效果最好，但燃烧引起的污染物的环境危险。卫生填埋法是采取防渗、压料、压缩、复盖等措施处理城市生活垃圾、处理煤气、渗滤液、蝇虫等的垃圾处理方法。该方法用于地板的防渗、垃圾层填埋、压缩后上层覆盖土壤等无害处理，使垃圾在厌氧条件下发酵。卫生填埋处理是垃圾处理必不可少的最终处理手段，也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。科学合理地选择卫生填埋场有助于减少卫生填埋对环境的影响。场地的自然条件符合标准，可以采用防止自然渗透的方式。没有自然防渗条件的情况下，应采取人工防渗技术措施。在场内实施了雨水和污水分流，减少运行中的渗滤液产量，安装了将经过处理的垃圾渗滤液排放到城市污水处理系统的渗滤液收集系统。没有排水条件的情况下，要另外建设处理设施，只有达到排放标准，才能排放到水域。渗滤液还可以进行回流处理，减少吞吐量，减少处理负荷，加快卫生填埋场的稳定化。安装填埋气导向系统，采取工程措施，预防填埋气侧移引起的安全事故。尽可能回收利用填埋气，难以回收利用，没有利用价值的可以通过处理后排放。填埋时，要实施单位分层工作，做好压缩和覆盖。填埋结束后，为了密封处理和生态环境恢复，必须继续引导和处理渗滤液、填埋气体。卫生填埋技术始于20世纪60年代，是以现有的堆、坑为基础，为环境保护目的而开发的工程技术。卫生填埋的处理能力大，成本低，但是土地占用、场地选择困难，直接产生的填埋气体的主要成分是甲烷，有爆炸等危险。目前，大部分垃圾填埋场正在空出填埋气，不仅温室气体排放，能源也在浪费。固体废弃物热解是指在厌氧或缺氧条件下，在高温下分解可燃固体废弃物，最终成为可燃气体、油、固体碳的化学分解过程，将含有有机可燃物的固体废弃物置于完全厌氧环境中加热，使固体废弃物的有机化合物的化学键破裂，产生小分子物质(气体和液体)和固体残留物的过程。固体废物热解利用有机物的热不稳定性，在厌氧或缺氧状态下加热固体废物进行分解。热解决方案与焚化法相比，完全不同的两个过程会释放焚化，热解吸收；焚化的产物主要是二氧化碳和水，热解的产物主要是可燃低分子化合物气体，包括氢、甲烷、一氧化碳、液体中的有机物，例如甲醇、丙酮、乙酸、乙醛等，还有焦油、溶剂油等，固体状态主要是焦炭或炭黑。焚化产生的热能可用于发电，少量的可以加热水或产生蒸汽在附近使用。热解产物易于储存和长距离运输，作为燃料油和燃料气体。热解过程因加热方法、产品状态、热解炉结构等不同，热解方法也不同。1.根据加热可以分为内部和外部加热。外部加热是外部热解所需的能量。内部加热是提供适量的空气，部分燃烧可燃物，提供热解所需的热量。外部供暖效率低，比内部供暖不好，使用内部供暖的方法更多。2.根据热分解和燃烧反应是否在同一装置中进行，热分解过程可以分为单塔和双塔。根据热解过程中是否产生渣，可分为渣类型和非渣类型。4.根据热解物的状态，可分为气化方法、液化方法和碳化方法。5.根据热解炉的结构，将热解分为固定层、移动层或旋转式。根据选择方法，组成了多种热解过程和热解物。综上所述，热解方法适用于城市固体废物、污泥、塑料、橡胶等工业废弃物。热解决方案的优点是产生的废气量少，可以处理不适合焚化和填埋的难处理物，可以转换为有价值的能源，减少焚烧引起的二次污染和需要填埋处置的废物量。热解处理的缺点是技术复杂，投资大。热解减少、回收和无害化高肺的减少比是衡量减少的重要指标，而不是处理后残留固体量/高肺量。在高废热分解时，有机物热解是合成气体，无机物变成粉煤灰和渣，因此减量处理是为了回收粉煤灰和炉渣，处理粉煤灰和炉渣的方法主要是通过熔化技术在高温下熔化渣，使其液化，金属重力大，堆积在熔融体液体的底部，上部是无害的玻璃体，通过过冷方式冷却，金属被回收，玻璃体被制成建筑材料，回收近100%。回收是高废热分解的推进因素，对热分解的能源利用是重要指标，利用效率越高，收益越高，焚烧能源利用率为20%到30%，而垃圾热分解的能源利用率则达到80%。高废无害化的关键是烟气和粉煤灰中二恶英的含量，是工艺处理的难点和重点。二恶英产生200 400的温度区间，温度超过850 ，二恶英结构被破坏，分解成小分子有机物和HCl，HCl可以通过碱液吸收去除。实现二恶英国内排放指标的条件是温度、时间、湍流。同时，如果在炉内释放，需要快速将温度降低到200以下。生活垃圾焚烧炉的烟气冷却速度一般在100c/s-200c/s范围内，该炉出口的二恶英浓度一般在5 g 1-TEQ/m3 .0.1 ng 1-若要达到TEQ/m3标准或更低标准，烟气冷却速度必须在500c/s-1000c/s下。固体废物热解技术3.1流化床气化固体废物难以利用传统气化炉的主要原因是垃圾热值低，为了保持炉内的高温，需要混合大量煤以稳定炉内的工作条件。相反，流化床由于高温低物质和循环分离较多的高温粉煤灰，可以燃烧低热值垃圾，在高炉中进行脱硫脱产。垃圾在10mm以下分离、粉碎，并利用供给装置添加到流化床中。有机物在高炉中充当高温材料和湍流，快速加热，无机物变成大型渣，沉入底部。底部在高温炉长期停留，进行高温无害化处理，因此大型渣从排气口排出，冷却，成为无害渣。粉煤灰被旋风捕获，通过进料器返回高炉。确保高炉的材料平衡。流化床中的温度一般保持在850 950 ，是可有效抑制二恶英生成的还原气氛。将CaCO3放入炉内，可实现炉内脱酸，有害气体的产生源减少。目前垃圾流化床气化系统中有日本松原双塔循环床热解工艺。燃烧废气不进入产品气体，因此有可能产生高热量值燃料气体(1.671041.88104kJ/m3)的优点。在燃烧炉中向上流动热介质可以防止热介质的结块。因为燃烧木炭所需的空气量小，尾气少。硫化床的温度均匀可以避免局部过热。燃烧温度低，产生的NOx较少，尤其适用于热塑性含量高的废弃物的热分解。可以防止结块。图1双塔循环床热解过程3.2等离子气化等离子(Plasma)技术是1929年美国科学家Lang-muir在低压汞蒸汽中研究放电现象时首次展示的。等离子技术在污染控制中的应用研究始于20世纪70年代。90年代，美国、加拿大、德国等发达国家将这项技术应用于废物处理，取得了非凡的成果。等离子体是物质的第四种状态，是自由电子和带电离子为主要成分的物质的形式。等离子体可分为热等离子体和低温等离子体，低温等离子体可分为热等离子体和冷等离子体，热等离子体温度达到103106 K，接近热平衡，电子温度和重粒子温度相同。等离子气化技术的原理简单地说，利用等离子体的高温高能，在气化剂的辅助作用下，对垃圾废弃物进行高温气化和熔化，垃圾中的有机物进行气化，形成CO和H2基合成气，无机物通过熔化后的急冷形成无害的玻璃体渣。等离子体技术分为直接等离子气化等离子体改性技术。直接等离子气化，纯热解技术，高功耗，1000 以上。等离子体直接作用于废弃物，在气化过程中添加少量空气或水蒸气作为氧化剂和气化剂，气体产物以CO和H2为主。气化等离子体改性技术，垃圾首先在650左右的常规气化炉内通过热解形成合成气体，等离子体(900)作用于合成气体，能有效减少能耗和气体燃烧量3.3熔融气化技术熔融气化技术。垃圾在缺氧的情况下气化，产生可燃气体。粉煤灰或底渣经过高温熔融固化处理后，用作水泥、路面砖等原料，柳州可以不浸出重金属，稳定在晶相上，完全分解二恶英，满足高废处理的减水、回收、无害化要求。分为间接熔融气化技术和两段气化熔融(热分离技术)、直接气化熔融技术。间接熔融气化技术在现有高炉中先气化后在1350-1500 的熔化炉中进行高温熔融处理，从碱液中去除二恶英，因此也成为灰分熔融技术。充分利用现有垃圾气化设备，弥补了现有的不足，但两者缺乏有机联系，附着力差。两阶段气化熔融技术在500 600 气化高废品，制造可燃气体和金属残留物，然后执行可燃气焚烧的高温熔化技术。直接气化熔融是高废的干燥、气化、燃烧、灰渣的熔化等都在同一高炉内进行的，工艺简单，工程投资和运营成本低。4.公司流程分析(1)BellwetherBellwether使用img技术(即等离子气化技术)进行垃圾气化发电，如图1所示。图1 IMG流程图图2主要设备示意图IMG系统主要包括进料系统、热解气化、等离子气化系统、熔体处理系统、合成气体净化系统、热回收装置和燃气轮机发电系统。Bellwether适用于高热量垃圾，垃圾未完全燃烧，使用释放的热量保持气化炉的高温，渣和气化的热量来自垃圾本身。热解气化室由干燥室和热分解室组成，垃圾通过供给系统进入干燥室，高温空气干燥后推送到气化室，有机物在一次风的作用下通过高温热解形成合成气体，等离子气化炉的输送在等离子体作用下合成气体进一步重构为CO和H2为主的气体的过程中，二恶英被分解，粉煤灰被熔化收集。换热器实现了空气和烟气之间的传热，部分空气进入等离子室，大部分空气进入热解气化。低温合成器经进一步净化后，发电厂发电。被玻璃体及金属产品熔化的无机物被收集到处理器中，可以更全面地利用淬火固体状态、金属回收、玻璃体渣。高温等离子体下焦油分解气化。合成气比较纯，以小分子为主，有毒气体无害处理，烟气无毒。缺氧条件下NOX产量低。长时间运行后，烟气监测数据如下表所示，各污染物浓度极低，可以满足排放标准。波卢坦单位Concentration杜斯特Mg/m3HClMg/m2HFHFMg/m0SOX(as SO2)Mg/m25NOX(as NO295%否)Mg/m20NHNH3Mg/m0Fuel Gas CompositionClean/%共同19-23，1CO27-8，7H213-17，6H2O5-8，5N246-49，6总计100工程案例位置：布拉索夫罗马尼亚完成时间：2008.10建设时间：14月炉面积：650平方米换热器高度：14m调试时间：2008.10吞吐量：垃圾13t/h；散热量11MJ/kg效率：气化效率80-85%；发电效率40%垃圾类型：城市垃圾、工业垃圾、混合垃圾气体产量：188亿平方/年，发热量4，5Mj/m3热：2300000度电/年能耗：等离子体能耗：400千瓦，总能耗1.4兆瓦合成气用于区域发电厂，取代28000t/年煤，大大缓解区域能源危机。问题1:等离子发生器寿命问题；部件更换周期，通用800-1000h，即33-41天问题2:气化室能量源。气化系统由干燥室和煤气室组成，辅助设备是风扇和液压推进装置。干燥室有储藏，干燥的效果。热空气是从预热器回收的热量，与高肺干燥一起从干燥室输送水分。在