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| 【固廢】我國城市垃圾無害化回收治理技術(shù)裝備獲重大突破 |
| （時間:2011/5/6 10:33:48） |
今年年初，江蘇河海設(shè)備公司聯(lián)手美國亞特蘭大大學教授王志成博士簽訂了從城市垃圾無害化綜合治理，到垃圾衍生物燃料和有機復合肥制備的成套設(shè)備開發(fā)研制聯(lián)合合作協(xié)議。此套無氧熱解法固體垃圾綜合處理系統(tǒng)，已發(fā)展為工藝技術(shù)開發(fā)、成套設(shè)備供應(yīng)、綜合回收治理、聯(lián)合投資運營一條龍服務(wù)的系統(tǒng)工程，成為當前我國城市生活垃圾無害化處理與廢棄物再生利用的成熟技術(shù)，并成為擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)與科技創(chuàng)新成果的國產(chǎn)化核心技術(shù)裝備。目前該系統(tǒng)整體技術(shù)裝備達國內(nèi)領(lǐng)先水平。
隨著全球經(jīng)濟日新月異的發(fā)展和人類生產(chǎn)與生活狀態(tài)的不斷改善，伴隨產(chǎn)生的城市生活垃圾已成為國際關(guān)注的災(zāi)難性問題。為了減少固體垃圾的大面積積壓，并進一步實施垃圾廢棄物的回收利用，長期以來各國不遺余力地探討垃圾綜合處理的良策。城市垃圾的治理和綜合利用，已成為目前世界各國政治、經(jīng)濟和科技界緊迫而又重大的目標課題。
無氧熱解法固體垃圾處理系統(tǒng)，是建立在綜合考察全球城市垃圾的生成、結(jié)構(gòu)、儲量及處理技術(shù)的基礎(chǔ)之上，按照國際環(huán)境組織對城市垃圾減量化、資源化、無害化處理解決方案的要求，采用物理、生物、化學領(lǐng)域綜合原理開發(fā)研制的系列化工藝技術(shù)和成套設(shè)備。王志成介紹，目前國際通用的治理辦法主要有生化處理法、地下填埋法以及焚燒發(fā)電等方式。應(yīng)用實踐證明，前兩種方法均存在長期占用大面積土地，污染空氣與水源，引發(fā)二次污染，滋生病菌病毒等嚴重弊端。而進行垃圾焚燒發(fā)電卻存在成本高、效率低，相應(yīng)存在污染大氣、殘渣存量多、重金屬及大量可用資源流失浪費等現(xiàn)實。尤為嚴重的是，垃圾焚燒過程會產(chǎn)生大量在自然環(huán)境中難以降解的強致癌物質(zhì)——二惡英等有害氣體，對人類健康的危害極其嚴重。
為了尋求固體生活垃圾的有效治理方案，王志成于1993~2000年用7年時間參與了美國再生能源國家實驗室的新型催化重整工藝研究，進行了大量將有機廢棄物轉(zhuǎn)化為燃料的可行性實驗。在取得突破性科研成果的基礎(chǔ)上，又于2000~2007年再用7年時間在美國佐治亞洲創(chuàng)建了中試實驗廠，放大生產(chǎn)工藝直接進行從有機廢棄物中制取清潔燃料和高效化肥的開發(fā)研究。在進一步取得實質(zhì)性成效的基礎(chǔ)上，王志成決定回中國內(nèi)地進行推廣應(yīng)用，并采用這一成熟技術(shù)在福建省平和縣主持興建了一座日處理能力達150噸規(guī)模的固體垃圾處理廠，不但“通吃”當?shù)丶胁杉某鞘猩罾⒊晒Φ乩美鴱U棄物資源批量生產(chǎn)燃料油和農(nóng)田普遍適用的緩釋有機復混肥，實現(xiàn)了城市垃圾的無害化處理。
城市生活垃圾的構(gòu)成主體是餐飲、屠宰場、水產(chǎn)品市場、果品市場、城市物流、市民及家庭生活廢棄物、旅游景區(qū)及商業(yè)流動場等所產(chǎn)生的大量垃圾，其有機物質(zhì)占2/3以上，資源利用率極高。無氧熱解工藝是通過對生活垃圾有機物進行高溫熱裂解，形成多種成分的有機氣體及固態(tài)有機碳，再經(jīng)過過濾回收工序轉(zhuǎn)化吸收氯、硫、汞等有害物質(zhì)，并將其催化轉(zhuǎn)換產(chǎn)生氯化鈉、硫酸鈉、氧化鋅等可回收利用物質(zhì)。除去有害物質(zhì)的各類氣體進入催化重整工序，產(chǎn)生H2、CO、CO2、CH4等混合氣體，將其送入合成工序形成燃料混合體，可分餾出汽油、柴油、石蠟及包括CO2、CO、CH4和蒸汽等混合尾氣，混合尾氣經(jīng)循環(huán)使用，將被逐步吸收，固體有機碳進入化肥合成工序，經(jīng)過相關(guān)配合物的合成反應(yīng)，制成農(nóng)田適用而又緊缺的高效有機緩釋復混肥。
固體垃圾的無氧熱解及資源的回收利用過程，必須通過嚴密的工藝技術(shù)和精良而連貫的成套設(shè)備去完成。固體廢棄物的回收利用首先必須經(jīng)過多層次的篩選和破碎，將各種有機混合物切割成微細顆粒。裂解過程必須經(jīng)過500℃~1000℃高溫狀態(tài)與特定壓差下的流化床反應(yīng)，再經(jīng)多種催化劑的聚合反應(yīng)以及漿液費-托合成等若干工藝過程的分解與催合；反應(yīng)過程的氣、汽、液中間產(chǎn)物進行循環(huán)回收，惰性殘渣通過熱能改性，用于制磚和建筑路、橋、堤、涵等基本設(shè)施建設(shè)。
王志成指出，無氧熱解固體垃圾處理系統(tǒng)是國際聯(lián)合開發(fā)與合作創(chuàng)新的產(chǎn)物。它的自主創(chuàng)新點首先體現(xiàn)在高速、高效、連續(xù)運行功能。垃圾廢棄物的無害化熱解處理過程在20分鐘之內(nèi)進行，實施智能化、流水線運作，應(yīng)用效率高，能源消耗低。二是能有效實施垃圾的無害化處理。工藝流程連續(xù)化、成套化、自動化、全封閉，高溫滅菌與除臭率達100%，避免污染物外泄，實行清潔化生產(chǎn)，杜絕了二次污染。三是能有效實施變廢為寶的綜合利用，城市干基固體生活垃圾有效資源利用率接近100%，合成燃油為無硫、無菌、高效純凈燃料，所產(chǎn)緩釋復混肥為生態(tài)清潔、無害有機肥，作物吸收快，具有解除土地結(jié)塊和改良土壤的功能。整個固體垃圾的回收處理過程達到了國際提出的減量化、無害化、資源化的高難度要求。
據(jù)了解，福建平和垃圾處理應(yīng)用工藝由王志成領(lǐng)銜擔綱設(shè)計，系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備由江蘇河海設(shè)備公司自主研發(fā)與制造。該公司自2010年6月局部投產(chǎn)運行以來，已累計處理、降解城市固體生活垃圾1.2萬噸，并通過綜合利用變廢為寶，生產(chǎn)出無機建筑材料300多噸、高效緩釋有機復混肥5500多噸，創(chuàng)出一噸垃圾半噸有機肥的廢棄資源利用價值。其干基固體垃圾有效資源利用率接近100%，項目投資僅為國內(nèi)焚燒發(fā)電工程的1/2~2/3。
該系統(tǒng)主導設(shè)備包括固體垃圾處理前的輔助裝置，含包裝物破解設(shè)備、金屬磁選設(shè)備、廢棄硬件振動篩選設(shè)備、有機物清洗及污水排放設(shè)備以及垃圾處理過程的固體分級破碎設(shè)備，熱裂解轉(zhuǎn)化過程的造粒設(shè)備、濕解烘干設(shè)備、篩選分裝設(shè)備、復混肥合成設(shè)備、垃圾衍生燃料催化制備等30多臺套組合裝備。
在眾多設(shè)備應(yīng)用環(huán)節(jié)中，廢棄物的破碎是決定治理效率與綜合利用效果的重要因素，而固體垃圾的等級破碎，又是國內(nèi)外尚未取得突破的制約瓶頸。城市垃圾中既含有金屬、石塊、瓷片、玻璃、水泥砂漿等各類硬性無機物，又包容棉紗、布片、木材、塑料、化纖、毛發(fā)等纖維軟件，實施綜合粉碎技術(shù)難度極大。河海設(shè)備公司自主研制的LSF型粉碎設(shè)備由驅(qū)動系統(tǒng)、切割系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其驅(qū)動系統(tǒng)采用自主研發(fā)的連體傳動結(jié)構(gòu)；切割系統(tǒng)采用別具一格的雙軸多組合螺旋型切割專利技術(shù)；為確保切割精度和效率，粉碎設(shè)備的平衡軸與螺旋結(jié)構(gòu)刀片采用特殊配方硬質(zhì)合金鋼制作，其鋒利度、耐磨性能、防腐性能、抗疲勞強度等均達國際先進水平。整個系統(tǒng)實施程序化控制，能按照設(shè)定程序?qū)⒏黝惿罾鬯榍懈畛晌⒓氼w粒而流轉(zhuǎn)下道工序。如今河海設(shè)備公司僅破碎設(shè)備系統(tǒng)就已獲得4項技術(shù)專利。
江蘇河海給排水成套設(shè)備公司總經(jīng)理丁永芝表示，無氧熱解法垃圾處理系統(tǒng)目前是國內(nèi)領(lǐng)先的環(huán)保技術(shù)裝備，他們會盡快將這一國際性重大創(chuàng)新成果申報國家重大專項，以期在全國大中城市乃至小城鎮(zhèn)加以廣泛推廣應(yīng)用。
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