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改性成型气化:垃圾焚烧发电新探索

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  “焚烧发电是以美国为首的全球成熟的垃圾处理技术,但也仅实现了对垃圾的单一利用。我们研发的垃圾改性成型气化综合利用技术既实现了垃圾处理的持续稳定环保达标,还能生产多样化的产品,投资规模30万~40万元/吨,建设安装周期仅为6~8个月,是‘无废城市’发展模式的一种新技术探索。”2月26日,中国化工报记者在河池市都安县考察聚能环保垃圾改性成型气化综合利用项目时,该公司产业化负责人尹承国表示。

 

  垃圾处理面临两难

 

  有数据显示,2015年,我国垃圾焚烧处理量达到6176万吨,到2020年,我国垃圾焚烧处理能力要达到59.1万吨/天。而在国务院刚刚印发的《“无废城市”建设试点工作方案》也提出,要持续推进固体废物源头减量和资源化利用,最大限度减少填埋量,将固体废物环境影响降至最低。

 

  “垃圾是放错地方的资源。”尹承国强调,只要技术合理,就能最大限度实现垃圾的资源化、实现物质闭合式循环,把垃圾处理转化为资源型环保型产业。

 

  “当前垃圾处理行业存在两大问题,一是较难长期实现环保达标,二是垃圾处理衍生产品结构单一(发电并网),利润点支持力度不够,属微利行业。在充分调研的基础上,聚能环保历经9年技术研发,开发出的‘垃圾焚烧发电创新版’——改性成型气化综合利用技术,可以解决行业面临的这两大难题。”尹承国说。

 

  示范线即将运营

 

  目前,聚能环保在完成小试中试基础上,已经在河池市都安县建成“垃圾焚烧发电创新版——改性气化综合利用技术”的示范产线,从根本上解决了垃圾处理环保达标稳定性差和衍生产品结构单一的问题,开创了垃圾改性成型气化综合利用的新途径。

 

  目前,该示范产线已进入运营前期准备阶段,将为都安县垃圾处理的闭合式物质循环和无废城市探索作出贡献。

 

  记者在示范生产线现场看到,这里和普通的垃圾焚烧厂不同,没有高大的烟囱,也看不到污水,没有垃圾的恶臭味道。垃圾进厂后无需堆放发酵,直接上流水线筛捡,经4道破碎工序后达到规定粒级,再添加自主研发的添加剂将垃圾改性后,RDF成型。这一过程仅需约30分钟,处理后的垃圾进入气化炉,产生的飞灰不但量很小,还可以收集后二次循环处理成炉渣。另外,垃圾破碎成型的处理阶段还可在地下进行,配置空气过滤系统后基本不产生异味。

 

  “以该示范生产线测算,1吨原生垃圾可产生1500Nm3混合气体,随后采用物理吸附方法分离出约10%体积的氢气,并提纯至99.9999%,作为氢能储备;剩余的混合气体进入内燃发电,按每2.5Nm3生产1千瓦时电量测算,1吨原生垃圾可产生540千瓦时电,经济效益可观。”尹承国告诉记者。

 

  产品结构多样化

 

  据尹承国介绍,与传统焚烧发电不同,该工艺的产品具有多样化特点。

 

  预处理改性成型后的垃圾,经特制气化炉气化后产生的混合气体含有20%氢气、30%一氧化碳、11%二氧化碳、5%甲烷以及氮气和其他气体。其中,一部分氢气用来燃烧发电,另一部分氢气提纯至99.9999%(其他气体也可以根据市场需求提取提纯)作为氢能储备,不仅开拓了制氢新途径,也是垃圾处理产业的一种颠覆性变革。炉渣经高温熔融钝化后重金属固化,可混合制备地砖或添加混凝土使用。内燃发电机尾气含有氮氧化物和二氧化碳,通过引入清华大学或国投微藻生物科技中心的相关技术,导入微藻池养殖微藻,既可深加工,也可混合至原生垃圾,再次进入循环处理,在最大限度实现减排的基础上,逐步实现垃圾处理应用的物质闭路循环。

 

  据了解,氢气特别是99.9999%高纯氢气的生产成本在4~6元/Nm3,市场价格大约10元/Nm3,这是在耗费资源的前提下制取氢气。而聚能环保的新型技术是在处理垃圾的过程中衍生氢气,因此生产和提纯成本很低,附加值较大。

 

  尹承国最后告诉记者:“我们在垃圾处理过程中衍生的氢气,以低成本高覆盖的优势力争成为国家氢能战略的一部分。凡是有垃圾的地方,都是我们这些‘垃圾人’勇于担当的前沿阵地。”

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