生活垃圾生產固體回收燃料工藝和設備 - 潔普智能環保

生活垃圾生產固體回收燃料工藝和設備

固體回收燃料是指從非危險廢棄物中制備而成的,用於在焚燒廠或協同焚燒設施內以實現能量回收再利用。2017年我國城市生活垃圾清運量達到2.15億t,比2016年增加5.9%,從生活垃圾無害化處置角度來看,目前我國無害化處置能力約為67.99萬t/d,年處理量約為2.1億t,無害化處置率97.67%。其中焚燒處理是我國生活垃圾無害化處理的主要方式之壹。爐排爐和流化床鍋爐是目前生活垃圾焚燒處理的兩大主流技術,兩者占垃圾焚燒發電市場的比重合計達到95%以上,其中爐排爐占比75%,流化床占比20%,可以看出,爐排爐技術逐步占據我國垃圾焚燒處理方式的主導地位。但爐排爐焚燒的生活垃圾壹般為原生垃圾,垃圾中不可燃燒物較多,也造成了爐排爐焚燒不徹底的現象。生活垃圾流化床技術具有垃圾適應性強、負荷調整靈活的優點,但是流化床技術對燃料質量要求高,原生垃圾不利於設備連續運行。在嚴格的環保標準要求下,流化床技術推廣也遇到了新的挑戰,最根本的因素是我國生活垃圾具有混合收集、水分高和熱值低等特點。因此,固體回收燃料的推廣不僅對流化床技術的發展有利,對於爐排爐的發展也具有重要的意義。

固體回收燃料

中國固體回收燃料發展歷程

中國對固體回收燃料的研究起步較晚,1996年最早由中科院廣州能源所和太原理工大學開始了RDF(垃圾衍生燃料)的熱解、汙染等性能的研究,2001年建立了國內第壹條RDF 生產線,展開了對垃圾可燃物的實踐探索。除此之外部分院校和企業正在積極考慮應用固體回收燃料,主要應用於焚燒或協同處置,並制定了相應的標準如《水泥窯固體回收燃料取樣方法》《水泥窯固體回收燃料垃圾》等。國內從事生活垃圾焚燒處理處置企業也已經進行了多種探索性的應用嘗試,實踐證明應用固體回收燃料對焚燒發電效率和汙染物控制都有明顯的作用,獲得了較好的經濟效益和環保效益。

固體回收燃料的制備技術

目前國內主要的固體回收燃料制備技術包括幹化和機械分選。幹化可分為熱幹化和生物幹化,熱幹化是通過外部熱源對生活垃圾進行加熱,從而降低物料含水率,熱幹化的形式多種多樣,生物幹化主要是利用微生物降解產生熱量,從而降低含水率。

MBT-生物幹化

生物幹化(biodrying treatment)是在強制通風的情況下,微生物利用混合垃圾中的易腐有機物發酵產熱、高溫下通風加速水分揮發、利用暖空氣比冷空氣攜帶更多水份的原理,把垃圾中的水分帶走,混合垃圾的水分顯著下降,實現生物幹化的目的。

然而,我國生活垃圾預處理面臨的最大問題就是垃圾含水量高,有些地區的垃圾含水量甚至大於50%,高水分低熱值的生活垃圾焚燒起來非常困難。很多垃圾焚燒發電廠在焚燒之前將垃圾放在原生垃圾庫裏停留幾天,以去除裏面的壹些滲濾液,在此過程中會自然經過壹個厭氧反應過程,排放更多有害氣體,增加滲濾液處理成本。且濕垃圾無法做到具備市場價值的資源化利用,無法很好地分離惰性物質、汙染物質和可燃物;由於潮濕,大量有機物使得垃圾顆粒之間的粘滯力很強,即使用現代自動化分選機械效果也不是非常理想,設備阻塞現象嚴重。因此垃圾幹化技術就成為了垃圾資源化裏尤為重要的壹環,垃圾經幹化後水分大大減少(甚至可以達到30%以下),幹化後的垃圾較松散、顆粒之間的粘滯力降低,大大降低了機械分選的難度。垃圾幹化和預處理的整個過程稱為垃圾焚燒資源化預處理過程。

MBT-機械分選

機械分選(mechanical treatment)技術作為垃圾處理的前端環節,對於資源的再利用以及預處理後續處理來說都是壹項必不可少的環節,尤其在垃圾焚燒這壹領域,分選技術尤為重要。垃圾分選不僅可以提高資源的利用率,還可以提高垃圾焚燒效率。機械分選技術即基於生活垃圾中各組分的物理屬性,例如:硬度、密度、質量、粒徑、光學屬性和電磁屬性等,將垃圾經過袋裝垃圾自動破袋、破碎系統、篩分系統、有機物自動破碎系統、電磁分選系統、光學分選系統、全封閉機械化風選系統等。可將城市生活垃圾分選為:可燃垃圾、綜合利用、可回收垃圾。機械分選主要包括破碎、篩分、風選、磁選、渦流分選等工藝。

MBT技術的應用

以鄭州某生活垃圾焚燒廠為例,采用“生物幹化+機械分選+循環流化床鍋爐”的生活垃圾焚燒工藝。其中“生物幹化+機械分選”設三條處理線,每條處理量為900 t/d。幹化後可分選出金屬(有色金屬)、玻璃、石塊等不可燃燒物,提高了鍋爐的焚燒效率。該燃料的設計熱值為10465kj/kg,設計含水率為30%.

固體回收燃料的優勢

清潔化焚燒

目前SRF主要還是用於焚燒,在歐盟,由生活垃圾制成的SRF量大約為每年1200萬t。SRF作為廉價的可替代能源給能源產業部門帶來持續增長的利潤,很多國家建設了新的MBT廠。

在我國SRF焚燒技術主要用於循環流化床鍋爐,由於我國垃圾分類情況差、水分高、組分復雜,循環流化床鍋爐面臨著焚燒不穩定和汙染物超標等問題。做成SRF不僅可以解決如今垃圾焚燒爐存在的給料不均和排放超標問題,還能減少受熱面腐蝕、提高鍋爐連續運行時間,使鍋爐運行參數向高參數、大容量方向發展。

垃圾減量化

根據淄博電廠的固體回收燃料成分數據來看,垃圾減量化效果明顯,不可燃燒物(重物質、鐵、有色金屬)減量化約15.13 %,含水率從原生庫垃圾的61.03 %降低至25.67 %。固體回收燃料不僅可以用於焚燒,也可用於垃圾填埋。根據《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》提出的目標:到2020年底,具備條件的直轄市、計劃單列市和省會城市(建成區)實現原生垃圾“零填埋”,建制鎮實現生活垃圾無害化處理能力全覆蓋。“十三五”期間政府將會繼續加大存量垃圾的治理力度,預計實施垃圾填埋封場治理項目845個,擬封場處理能力147585 t/d,占當前填埋處理能力的21%。 固體回收燃料制備技術可對需要填埋或已填埋的生活垃圾進行處理,分選出其中可燃物另行處置,將不可燃燒物填埋。減少了填埋場壓力,實現了資源的合理利用。同時生物幹化後的垃圾的含水率下降,能降低滲濾液對膜的汙染,延長了填埋場的使用年限,減少了填埋場長期運行管理成本。

產品交易

固體回收燃料還作為壹種可以交易的商品,其市場價格具有不確定性,但往往低於石油、煤炭等化石燃料的價格。在歐洲,水泥企業和燃煤電廠根據價格的變動來調整固體回收燃料的摻燒量,保證了固體回收燃料價格的穩定性,也為企業提供了更多的燃料供應選擇。考慮到我國環保稅的出臺和碳交易市場的開放以及環保壓力的加大,應用固體回收燃料替代部分化石燃料將帶來壹定的經濟效益。

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