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垃圾气化炉之垃圾热解气化与净化处理

作者:hunanyx 发布于:2015-08-26 14:48 点击量:
垃圾气化炉
一、公司简介

 
湖南鹞翔环保能源科技有限公司是集研发、设计、生产、销售和固废物治理、垃圾运营、热能供应、能源服务与管理为一体的高新技术企业。公司研发团队依托清华大学热能物理学院和化学院、湖南大学化学院、湖南理工大学能源与动力学院等科研力量和实验平台,经过多年努力相继开发了:污泥气化处理与燃烧系统、固废物无害化处理系统、组合式垃圾破袋筛碎机、履带碾压式垃圾脱水机、垃圾脱氯干燥系统、生物质燃气锅炉、烟气余热回收装置等十几项具有自主知识产权的高科技产品。尤其是发明了利用生活垃圾和可燃工业垃圾制取氢碳燃料的方法与工艺,填补了国内空白并达到了国际先进水平。该技术制取的氢碳燃料热值可达3500kcal/kg以上,利用生物质燃气锅炉进行气化燃烧,其排放的尾气接近于天燃气燃烧后的排放指标,完全能达到国家最新制定的排放标准。本公司拉通了生活垃圾和可燃工业垃圾能源化利用的产业链,开创了垃圾资源化处理和能源化利用的新思路!公司共申请了20多项国家专利,其中有5项发明专利,拥有产学研示范基地和生产工厂,通过了ISO9001:2008质量管理体系认证。 本公司以质量和价格赢得市场,以服务和诚信赢得口碑,以技术和创新铸就品牌,以专业和专注求得发展,以敬业和拼搏获得未来!


二、技术比较与优势 
1、我国目前实行的垃圾处理方法
填埋法:优点是处理量大和投资成本较低,缺点是占地多和产生渗沥液及臭气等污染物,垃圾渗滤液对土壤和地下水源会造成污染,地下水源被渗沥液污染后无有效办法进行处理。
堆肥法:优点是环保和隐患小,缺点是垃圾处理时间过长和产生大量臭气,对环境造成极大影响,同时堆肥销售也极其困难。
焚烧法:优点是占地少和可以大规模地处理垃圾,缺点是对垃圾分捡要求高和燃烧不完全,会排放大量有毒气体,对大气造成严重污染。
2、垃圾热解气化与净化处理技术
(1)本技术巧妙地将垃圾热解气化、循环燃烧、烟气净化处理、过程自动控制等技术进行有效整合,设计了成套工艺和生产了成套设备。
(2)技术特点:
·处理过程简单,无需对垃圾进行任何分类和存储发孝处理;
·投资省,造价低,仅为进口同类设备的三分之一;
·适用范围广,可根据垃圾处理量和用户要求定制设备规格,可大可小;
·循环助燃,无需添加辅助燃料。
(3)处理效果与排放指标
       ·处理彻底,无废水和无渗沥液排放,灰渣(5%)可制砖,处理场无臭味;
       ·烟气黑度I级,                国家排放标准I级;
       ·二噁英含量为0.0257ng/Nm³,   为国家排放标准的25%;
    ·烟尘排放浓度22mg/Nm³,      为国家排放标准的28%;
    ·氮氧化物排放浓度66mg/Nm³,  为国家排放标准的15%;
    ·二氧化硫排放浓度221mgN/m³, 为国家排放标准的85%;
    ·氯化氢排放浓度1.98mg/Nm³,   为国家排放标准的2.64%;
       ·镉排放浓度0.0051mg/Nm³,     为国家排放标准的5.11%;
       ·铅排放浓度0.089mg/Nm³,      为国家排放标准的5.6%;
       ·汞排放浓度0.01(L),          为国家排放标准的5%;
 3、同类型技术比较
 
 

序号 处理方式
项目种类
卫生填埋法 高温堆肥法 焚烧法 热解与净化技术
1 适应性 一般垃圾均可 垃圾中有机物含量≥40% 垃圾热值≥3500kJ/kg 一般垃圾均可
2 技术可靠性 可靠 可靠 可靠 可靠
3 操作安全性 较安全,注意防火防爆 安全 安全 安全
4 选址要求 严格,一般远离市区 应避开住宅区,气味影响半径不能小于200米 较严格,有污染,应选择在市区主导风向的下风向 无特别要求,处理厂无异味,运输距离适中
5 占地面积
6 工程投资 巨大
7 运行费用
8 经济效益 较高
9 资源利用 使用期满后可种草绿化 可作有机肥,但肥效太低 热能可综合利用 燃气、热水、制砖
10 大气污染 臭气污染,通过覆土、导气等措施可部分控制 恶臭污染,应设除臭设施 采用先进烟气处理技术控制,可以达标排放 采用烟气净化处理后排放达标
11 环境污染及主要环保措施 可能对水体造成污染,场底应采取防渗措施,垃圾每天覆盖,沼气导排,垃圾渗滤液处理等 可能对土壤造成污染,应控制堆肥有害物含量,恶臭防治,污水处理。 可能对大气造成污染,应对烟气进行处理、噪声控制、灰渣处理、恶臭防治等 无废水及渗沥液排放,灰渣(5%)进行无害化处理后对环境无影响
 
 
 
 
4、技术原理与工艺流程
 
1)技术原理
   本技术不同于传统的焚烧和气化技术,其技术核心是对原生垃圾进行连续不断地闷烧,通过闷烧为垃圾有机物热解气化和烘干提供热量,同时,闷烧过程中产生的气体与垃圾有机物热解后剩余的残碳发生还原反应,生成可燃气体,将可燃气体进行除尘、冷却、冷凝和气液分离后引入到气化炉内进行干燥助燃并充分燃烧,其燃烧温度达到1000℃以上。将经过充分燃烧的高温烟气在气化炉内控制停留时间在3秒以上,以阻止二噁英等有害气体的形成,紧接着将高温烟气进行降温排出,并进行除尘和洗涤后通过烟囱排放。具体流程如下:
·垃圾入炉焖烧:垃圾车将垃圾自炉膛顶部倒入,在重力作用下进行沉积并压实,位于最底层的垃圾在高温下进行焖烧并产生大量热气,热气由下往上移动,逐渐将垃圾焖干;
·垃圾热解:当水汽蒸发到一定程度后(超过含有量的90%以上),有机物在高温(500℃以上)下裂解为一氧化碳、氢气、氧气、甲烷等可燃气体和残碳及废渣,无机物进行分解和凝结;
·固态分离:固态废渣在重力作用下落入废渣槽,并通过出渣机排出;
·混合气体通过排气管引入到冷凝器中进行冷凝,然后进入气相分离装置;
·气相分离与回收:经过分离的气相物质含有少量焦油气和可燃烧的有机气体(一氧化碳、氢气、氧气和碳氢化合物等)及大量水汽,再通过多级分离装置将可燃气体与水汽分离。将分离出的可燃气体通过回收管道直接导入到气化炉内进行助燃和燃烧,水汽通过烟囱直接排放;
·经高温燃烧过的烟气在气化炉内停留时间达3秒以上,通过排气管道进入除尘装置进行除尘,再进入水洗塔进行水洗,然后通过烟囱排放;
·将洗过烟气的污水导入循环水箱进行过滤和沉淀,将滤渣和沉淀物进行自然晾干后投入到气化炉内进行气化,沉淀过的水可循环使用,不用排放;
·废渣处理:从燃烧炉出来的废渣为粉渣混合体,渣体可做为建筑材料,粉尘通过多级过滤和清洗后可直接分离出来用于制做肥料,以达到净化处理效果。
2 )工艺流程
本工艺流程分为五个系统:热解气化燃烧系统、循环水冷却与净化系统、渣料粉尘分离系统、中央控制系统、资源回收与利用系统,工艺流程见下图:

 
(1) 热解气化燃烧系统 (2)循环水冷却与净化系统 (3)渣料粉尘分离系统(4)中央控制系统(5)资源回收与利用系统
·热解气化燃烧系统
热解气化燃烧系统是整套设备的核心,外表是一个封闭的仓体结构,自上而下分为垃圾进料仓、垃圾干燥仓、热解气化仓、渣料及螺旋除渣仓,见下图。

(Ⅰ)垃圾进料仓(Ⅱ)垃圾干燥仓(Ⅲ)热解气化仓(Ⅳ)渣料及螺旋除渣仓(1)导向分流装置(2)可燃气体管道(3)循环冷却水管道(4)梯形燃烧装置 (5)纵向螺旋除渣装置 (6)横向螺旋除渣装置
 
·循环水冷却与净化系统
循环水冷却与净化系统的主要功能是对热解气化过程中产生的水、油、气进行自动分离,以实现对水与废气的净化和避免产生二次污染,同时回收利用热能对垃圾进行干燥。流程见下图;

(1)一号分离器(2)一号换热塔(3)二号换热塔(4)三号换热塔(5)四号换热塔(6)引风机(7)水泵(8)五号换热塔(9)二号分离器 (10)鼓风机。
·渣料粉尘分离系统
通过对渣料的多级分离,实现对渣料的合理利用,减少粉尘污染,分离出的渣料可直接用于建筑材料和肥料,过程见下图。

(1)振动筛  (2)后续利用(3)一级分离器  (4)螺旋出料器
(5)二级分离器  (6)水泵   (7)引风机  (8)三级分离器
 
·资源回收与利用系统
资源回收与利用系统可以最大限度地综合利用垃圾中含有的有用资源,以节约能耗和实现效益最大化。将可燃气体回炉可以提供更多热量,将冷却水回炉换热生产的热水可给宾馆、酒店提供热水和居民供暖等。将渣料粉尘分离过的尾料可用于制做建筑材料和肥料。
·中央控制系统
本工艺采用热解气化与净化处理同步控制技术,组成从日处理十吨到数百吨不同规模的垃圾处理生产线。通过中央控制系统,一方面可实现对系统各工序进行操作(如电动舱门和风机启动等);另一方面可以通过对数据进行检测、收集、反馈(如热解仓内温度、冷却水流量、风机风量等)进行自动调节,以实现智能控制。
 
三、产业前景
1、市场需求
垃圾污染触目惊心,垃圾处理成本居高不下。中国每年生活垃圾产生量超过3.6亿吨,其中城市生活垃圾1.5亿至1.6亿吨,约占世界总量的三分之一,并且以年均8%的速度递增。在垃圾处理方式上,中国以填埋、焚烧和堆肥为主。填埋是目前的主要处理方式,占比近一半,焚烧占比12%左右,堆肥不到10%,有30%的生活垃圾未能处理。
中国约有2/3的城市陷入垃圾围城的困境。城市垃圾绝大部分是露天堆放,不仅影响城市景观,同时污染了与我们生命至关重要的大气、水和土壤,对城镇居民的健康构成威胁。以北京为例,北京市现日产垃圾1.3万吨,全年生产495万吨,而且每年将以8%的速度递增。北京市现处理一吨垃圾花130.49元,一年的处理费用就是5亿多元。这还不包括建设垃圾处理场的费用,建一座大型垃圾填埋厂就得花1~2亿元。当前大量垃圾未经分类就直接填埋或者焚烧,既是对资源的巨大浪费,又会产生二次污染。
数据显示,上海市2012年日均生活垃圾处理量近1.8万吨,即人均生活垃圾产生量约为0.75公斤/人/日。目前,上海市每日产生的生活垃圾量需要1.92万立方米的空间 (约占地5亩,平均高6米)填埋。这些生活垃圾绝大多数采用填埋方式处理,从源头产生到末端处置需要经过收集、中转、长途运输和处置四个环节,处理成本惊人。随着我国经济社会的快速发展,城镇人口迅速增加,人民生活水平日益提高,环境资源的浪费与恶化也日益加剧。每天产生大量的垃圾与处理能力滞后的矛盾,无不考验我们社会管理者的智慧和能力,更是影响社会可持续健康发展的关键瓶颈。
目前生活垃圾的三种主要处理方法(填埋、堆肥、传统焚烧),从长远看来,都存在着相当大的二次污染问题,不适合当作长效的垃圾处理方法,全球范围内都在研究与探索人类生活垃圾处理的新办法,在美化当前生活环境的同时,也不损害子孙后代的生活环境,从根本上解决垃圾处理的二次污染问题已成为全球新的课题。
热解气化与净化处理技术是对传统垃圾焚烧技术的一次革命性改造与升级,该技术彻底解决了传统焚烧垃圾存在的二次污染问题,并通过独特的回收与利用方式,达到对垃圾处理后的有用资源进行回收与利用。该技术非常适合我国现阶段经济发展现状,能有效促进我国经济与环境资源协同发展,为实现伟大中国梦提供强有力的技术支持。
2、政策支持
随着我国经济社会的快速发展,在消耗巨大资源的同时,也产生了巨量的各类垃圾,环境保护与垃圾处理已成为社会管理的一项常规与重大的工作之一,党和政府制定了一系列的政策与规章,致力于环境保护与治理,具体政策主要有:
1、2011年12月20日,《国家环境保护“十二五”规划》中明确提出,保护环境是我国的基本国策。指出:在2010年到2015间,重点提高生活垃圾处理水平。加快城镇生活垃圾处理设施建设,到2015年,全国城市生活垃圾无害化处理率达到80%,所有县具有生活垃圾无害化处理能力。健全生活垃圾分类回收制度,完善分类回收、密闭运输、集中处理体系,加强设施运行监管。对垃圾简易处理或堆放设施和场所进行整治,对已封场的垃圾填埋场和旧垃圾场要进行生态修复、改造。鼓励垃圾厌氧制气、焚烧发电和供热、填埋气发电、餐厨废弃物资源化利用。推进垃圾渗滤液和垃圾焚烧飞灰处置工程建设。开展工业生产过程协同处理生活垃圾和污泥试点。
2、2011年6月7日,国务院专门批转住房城乡建设部等部门《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见的通知》(国发[2011]9号),从生活垃圾的源头控制、处理能力提升、监督管理、支持政策等各方面,进行了明确规定与指导,特别是鼓励垃圾处理的技术创新,加大垃圾处理的扶持力度,对后期我国城市垃圾处理产业的发展具有重大的推动作用。通知中明确提出建设目标:
到2015年,全国城市生活垃圾无害化处理率达到80%以上,直辖市、省会城市和计划单列市生活垃圾全部实现无害化处理。每个省(区)建成一个以上生活垃圾分类示范城市。50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理。城市生活垃圾资源化利用比例达到30%,直辖市、省会城市和计划单列市达到50%。建立完善的城市生活垃圾处理监管体制机制。到2030年,全国城市生活垃圾基本实现无害化处理,全面实行生活垃圾分类收集、处置。生活垃圾处理设施和服务向城镇、乡村延伸,城乡生活垃圾处理接近发达国家平均水平。
3、2012年5月9日,国务院办公厅关于印发《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划的通知》(国办发[2012]23号),明确指出:
“十二五”期间,规划新增生活垃圾无害化处理能力58万吨/日,其中,设市城市新增能力39.8万吨/日,县城新增能力18.2万吨/日。到2015年,全国形成城镇生活垃圾无害化处理能力87.1万吨/日,基本形成与生活垃圾产生量相匹配的无害化处理能力规模,其中,设市城市处理能力65.3万吨/日,县城处理能力21.8万吨/日;生活垃圾无害化处理能力中选用焚烧技术的达到35%,东部地区选用焚烧技术达到48%。
4、2013年8月12日,《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》(国发[2013]30号)中明确指出:
 推动垃圾处理技术装备成套化。采取开展示范应用、发布推荐目录、完善工程标准等多种手段,大力推广垃圾处理先进技术和装备。重点发展大型垃圾焚烧设施炉排及其传动系统、循环流化床预处理工艺技术、焚烧烟气净化技术和垃圾渗滤液处理技术等,重点推广300吨/日以上生活垃圾焚烧炉及烟气净化成套装备。
5、2000年5月29日,建设部、国家环境保护总局、科学技术部联合发文《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建成[2000]120号),从技术政策上规范了生活垃圾的处理方法与手段,对生活垃圾从收集、运输,到处置全过程进行管理和技术选择指导,指导垃圾处理设施的规划、立项、设计、建设、运行和管理,引导相关产业的发展。
6、2015年1月4日,国务院办公厅《关于推行环境污染第三方治理的意见》国办发[2014]69号文件指出:到2020年,环境公用设施、工业园区等重点领域第三方治理取得显著进展,污染治理效率和专业化水平明显提高,社会资本进入污染治理市场的活力进一步激发。环境公用设施投资运营体制改革基本完成,高效、优质、可持续的环境公共服务市场化供给体系基本形成;第三方治理业态和模式趋于成熟,涌现一批技术能力强、运营管理水平高、综合信用好、具有国际竞争力的环境服务公司。
以上各政策文件,为我国生活垃圾无害化处理产业的发展指明了方向,更为生活垃圾无害化处理产业的技术创新与发展提供了强大的政策支持,从国家环境保护“十二五”规划看来,未来五年内,我国在垃圾处理上的总投资高达2600亿元,垃圾处理产业前景非常乐观。
 
四、合作模式与经营方式
垃圾处理项目投资大、审批难、时间长,我们希望采取的合作模式为“BOT”模式或“BT”模式,也可以实行“PPP”模式,因此,我们需要政府积极参与建设项目,在获得当地政府同意建设并批准项目后:
·针对“BT”项目,当地政府和建设单位要完成以下事项:
1、负责项目的可研、立项批复、环评和有关证照的办理;
2、负责选址,并提供符合《中华人民共和国生活垃圾焚烧污染控制标准》
   的“四通一平“土地。
    ·针对“BOT”项目,当地政府和职能部门要协助我们完成以下事项:
1、负责选址,并提供符合《中华人民共和国生活垃圾焚烧污染控制标准》的“四通一平“土地;
2、当地政府各职能部门配合我们进行项目立项批复、可研、环境影响评估    和相关证照的办理;
3、提供政策支持,协助我们组织项目申报,争取国家各项政策支持。
 
 
五、运行成本
 
本技术设备运行成本为每吨垃圾30元至50元,包括人工工资、电费、设备折旧等费用。
 
六、设备造价
本技术设备造价为每吨垃圾10万元至15万元,包括方案设计、设备制做、安装调试等费用。
七、附件
1、工程案例照片:
 
 
 
 
 2、检测报告:
 


文章来源:http://www.hunanyx.com
 



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