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填补垃圾处理领域空白!生活垃圾“变身”生物炭燃料 亮点十足!

北极星固废网  来源:北极星环保网    2020/8/27 10:06:58  我要投稿  

北极星固废网讯:近年来,随着我国城镇水平不断提高,生活垃圾产生量逐年增加,垃圾处理需求迫切。目前我国垃圾处理的主要方式为垃圾填埋与垃圾焚烧。传统的垃圾填埋因处理能力、占地面积等因素不再适用当前城市发展条件,垃圾焚烧发电技术是近年来较为流行的一种垃圾处理方式,实现了生活垃圾的减量化、资源化、无害化处理。

自2019年,生活垃圾分类实施后,激发了整条固废产业链的快速发展。垃圾分类要求前端分类到位、中间分类运输、后端分类处置。目前大中型城市基本具备完整的垃圾分类后端处理设施,但在经济不发达的县城、农村甚至偏远地区,垃圾混装混运,产生量不足以支撑一个垃圾焚烧发电厂的经济效益,垃圾又该如何处理?

在第二届全国垃圾焚烧发电项目运营管理高级研讨会上,一个题为“生活垃圾及农林废弃物亚临界水解燃料化技术及应用”的演讲吸引了众多与会者的注意,会后与吉林飞特环保股份有限公司(以下简称“吉林飞特”)董事长沈洪君交流时发现,亚临界水解燃料化技术处理生活垃圾亮点十足!

吉林飞特环保股份有限公司董事长沈洪君

技术引进 创新发展

吉林飞特是一家专业从事固废治理、大气治理、环保水处理技术的研发、推广和设备制造于一体的新型股份制企业,与日本伸光科技株式会社共同携手研发了一项用于城市及乡村生活垃圾、农林废弃物(秸秆)无害化处理,并将其完全转化为优质生物炭燃料的垃圾处理技术。

沈总解释到,当水加热至沸点以上、临界点以下(温度100~374摄氏度,压力0.1~22.1MPa),并控制系统压力使水保持为液态,这种状态的水被称为亚临界水。

生活垃圾及农林废弃物亚临界水解燃料化技术,控制生活垃圾及农林废弃物水热反应参数在亚临界状态下(温度150~374摄氏度,压力0.4~22.1MPa),利用亚临界水特有的溶解、气化、氧化、脱氯、酸催化等多种反应功能,迅速分解生活垃圾及农林废弃物中的各种有机成分,控制反应产物生成固相生物炭。

通俗地讲,生活垃圾及农林废弃物的亚临界水解燃料化过程,与自然界中深埋地下的有机物转化成煤炭的过程类似,不同的是自然条件下煤炭的形成需要千万年时间,而亚临界水解燃料化技术将生活垃圾等有机废弃物制成水解生物炭的过程,只需短短2个小时不到的时间。

亚临界水解燃料化技术路线

技术原理搞明白是第一步,如何更适合中国生活垃圾的处理特性还需要进一步改良创新,沈总如实说道。吉林飞特技术团队阅读大量文献,多次反复试验,终于成功研制出适合处理中国生活垃圾的亚临界水解燃料化技术及设备。

技术亮点十足 填补垃圾处理行业空白

目前垃圾焚烧发电技术在我国成长速度非常快,在垃圾焚烧发电项目建设初期,主要集中在我国东部沿海经济发展较快的大中型城市,日垃圾处理量级在千吨以上,随着大中型城市垃圾处理市场的逐渐饱和,开始向经济较好的三、四线城市及地区转移,且垃圾焚烧发电项目建设日处理规模量级在500-1000吨区间居多。

垃圾焚烧发电企业的运营效益高低,主要取决于生活垃圾处理量,处理量越大,企业获得的政府补贴越高。但日产生活垃圾量小于500吨,尤其是小于300吨的中小县城及乡镇,因达不到焚烧发电的规模效益要求而无法投资建厂运营。受限于生活垃圾运输条件及运输成本,又无法将这些中小城镇的生活垃圾运送到已有焚烧发电厂进行集中处理。

而随着国家对农村人居环境的重视程度不断提升,农村垃圾量少,又易混杂餐厨、禽畜粪便等其他垃圾,无法焚烧处理,已经成为中小县城以及农村地区垃圾处理一大难题。

亚临界水解燃料化技术很好的填补了这一领域的技术空白,无需较大的建厂规模,适合在300t/d以下的中小县城投资建厂,对生活垃圾、农林废弃物、餐厨垃圾、市政污泥、禽畜粪便等多种有机废弃物可“协同”处理,无需分类,且投资运营成本低、其产物生物炭燃料具有很好的经济效益。与垃圾直燃焚烧技术相比,优势明显:

1.入厂垃圾不需要发酵:

通过垃圾直燃发电处理生活垃圾,要求垃圾进入垃圾池发酵5-9天后才能入炉焚烧,期间垃圾渗滤液仍需单独处理。采用水解燃料化技术,生活垃圾到厂当天即处理完毕,不需要发酵,无渗滤液产生。

2.生产过程中无热值损失:

传统生活垃圾直燃发电技术,垃圾发酵过程中丧失一部分热值,这些热值损失都从一定程度上降低了原生态生活垃圾的固有热值,从而降低了相应的电能转换量。而水解生物炭燃料发电技术,由于原生态垃圾直接进入水解反应釜,过程没有任何热值损失环节,所以水解燃料发电技术的电能转换率更高,其“吨垃圾发电量”也远远高于生活垃圾直燃发电技术。

3.产生的臭味阈值低:

传统生活垃圾直燃发电垃圾入厂后需要在垃圾池中储存和发酵,产生的臭味阈值远远高于水解生物炭燃料发电新产生垃圾的臭味阈值。

4.焚烧炉型适用广泛:

国内目前多数生活垃圾焚烧炉采用“炉排炉”,系统占地大、投资高、运行过程、运行参数很难达到精细化调节。水解生物炭燃料发电技术,由于产出物“水解燃料”成分和性能上与煤炭接近,所以“焚烧炉”选择方面没有特别要求,只要是火力发电常规锅炉,皆可以选用,技术成熟,投资节省,运行稳定。

5.发电效率提高:

生活垃圾经过水解转化成生物炭后,不再局限于垃圾焚烧炉型,可直接作为燃煤发电系统的燃料。燃煤发电系统具有较高的热效率及热回收措施,较高的蒸汽参数及较高的发电效率。燃煤火电厂全厂总发电效率一般可达36~44%,而垃圾直燃发电全厂总发电效率大约为18~25%。

除以上优势外,该技术的最大亮点在于全过程不产生二次污染。整个生产工艺过程属于温和的水热反应,无需考虑垃圾渗滤液处理、烟气净化等问题,大大降低企业运营成本。

垃圾“变身”生物炭燃料 应用前景可观

“水解生物炭燃料本质上是一种生物质燃料”,沈总解释道,其化学成分和物理性能均与褐煤接近,适用于各种类型锅炉的燃烧系统,特别是可以应用到因环保要求不允许使用煤炭作为燃料的20吨以下吨位的小型锅炉。水解生物炭燃料完全可以替代煤炭,广泛应用到发电企业、供热企业以及各种工业、民用取暖锅炉等领域,应用前景可观。

永吉县生活垃圾水解燃料化处理示范项目(2020年年末竣工)

在运输储存性能方面,较之于原生态生活垃圾、玉米秸秆等废弃物,水解处理产生的生物炭燃料的运输性、储存性得到极大的改善。化学性质稳定,堆积密度及疏水性大幅提高,运输、储存成本低廉可行,易于实现生活垃圾、农业秸秆等有机废弃物的区域化协同处理。

在适用性方面,生物炭燃料粒径小于10mm,成分接近褐煤,适用于各种类型锅炉的燃烧系统,特别是循环流化床锅炉,节省了磨煤能耗。

经济效益方面,生物炭燃料质量产率达到40%,热值4200大卡以上。农林废弃物水解生物炭燃料,质量产率达到80%,热值4500大卡以上。可见,采用亚临界水解技术处理生活垃圾、农林废弃物产出的生物炭燃料经济价值极高。

在燃烧工况方面,生物炭燃料燃点较低,挥发份较高,容易点燃,燃烧充分。燃烧后烟气排放的SO2、NOx、CO排放浓度远远低于垃圾发电GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染物控制标准》。

新政加持 市场更广阔

近日,住建部、发改委、环境部三部委联合发布《城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案》,其中提到,在生活垃圾日清运量不足300吨的地区探索开展小型生活垃圾焚烧设施试点,且尚未出台垃圾分类法规的地区,以及厨余垃圾资源化产品缺乏消纳途径的地区,厨余垃圾可纳入现有焚烧设施统筹处理。

这一实施方案印发后,刺激了中小县城以及农村地区垃圾处理市场的加速释放。水解燃料化技术特别适合日产量300吨/天左右中小城镇的垃圾处理,产出的生物炭燃料热值大幅提高,运输、储存成本降低。将周边多个中小城镇的生活垃圾水解处理,使之变成生物炭燃料,然后运至已投运垃圾焚烧发电厂进行资源化处理,不仅解决了中小城镇生活垃圾无害化处理问题,而且这种域性联合应用模式,可以很大程度的提高垃圾焚烧发电企业的市场空间和经济效益,是开展小型生活垃圾焚烧设施试点的技术首选。

未来,随着亚临界水解燃料化处理技术及装备的广泛应用,不仅能够有效解决中小城市、乡镇生活垃圾处理和农村焚烧秸秆等带来的环保问题,而且生物炭燃料每年可以替代上亿吨标煤,形成全国范围几千亿元的高回报率投资产业市场,掀起一场生活垃圾及其它有机废弃物协同处理、高效利用的新技术革命!


原标题:填补垃圾处理领域空白!生活垃圾“变身”生物炭燃料 亮点十足!

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