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城市生活垃圾的熱解處理設備

成果與項目的背景及主要用途：隨著經濟的飛速發展和生活消費水平的提高，城市生活垃圾大量增加,垃圾的堆放不僅占用大量土地，而且嚴重地污染環境，破壞生態平衡。目前城市生活垃圾采用的處理方法多為：填埋處理、堆肥、焚燒與熱解。綜合環境、經濟、社會等各方面效益考慮，衛生填埋法工藝簡單但占用大量土地，而且周圍環境惡劣，對復原土地的使用和填埋后可能的污染問題也值得推敲。堆肥法只能處理垃圾中的有機質，垃圾必須經過分揀，肥料可以肥田植樹,美化環境。焚燒法處理垃圾速度快，無害化減量化徹底，但其排放污染情況嚴重，對人類健康構成威脅。熱解法可為人類提供清潔能源，方便生活，具有廣泛前途，但對垃圾熱值的要求較高。天津大學在天津市科委的支持下，研制的新型城市生活垃圾熱解處理裝置填補了國內空白，國際上也剛剛開始研究。在長期實驗的基礎上開發出第三代垃圾熱解處理裝置。技術原理與工藝流程簡介：熱解法也稱為裂解法,是把有機廢棄物在無氧或貧氧條件下加熱 600～900℃, 用熱能使化合物的化合鍵斷裂,由大分子量的有機物轉化成小分子量的可燃氣體、液體燃料和焦碳的過程。垃圾的熱解處理是利用其中有機廢物成分的熱不穩定性，在無氧或缺氧的條件下加熱，使之在高溫下分解，最終成為可燃氣、液態焦油和少量炭狀殘余物形式的過程。這是一種清潔的處理方法，且減量化程度高。這種技術與焚燒法相比溫度較低,無明火燃燒過程，重金屬等大都保持原狀在殘渣之中,可回收大量的熱能。尤其是此種方式具有二惡英產生的逆條件,較好的解決了垃圾焚燒技術的最大難題。天津大學研制的新型垃圾熱解資源化處理技術,其裝置采用固定床爐型, 屬 151天津大學科技成果選編于上吸式熱解制氣。供給一定量的空氣和水進入反應器,使廢物部分自燃,生成熱量將支持熱解反應。在垃圾熱值足夠高時，整個過程可以自動連續運行而無須外界熱量供應。工藝將氧化、還原、裂解及相關技術有機結合,垃圾依次經過干燥層、干餾層、還原層和氧化層,與氣體在逆向運動中進行充分熱交換,在不增加烘干設備和前分選處理設備的情況下對垃圾進行資源化處理,將有機廢物在較高溫度下轉變為氣體燃料,熱值接近城市煤氣熱值,經凈化回收裝置可加以利用。剩余物僅為 5 %～8 %的無機灰。900 ℃ 的最高處理溫度可基本消滅任何病菌,達到無害化的處理效果。成果水平及主要技術指標：針對不同生活垃圾日處理量可定制不同處理能力的裝置設備，以日處理量 15 噸生活垃圾的熱解處理設備為例： 1．垃圾熱解處理裝置每日處理 15 噸生活垃圾，可產生約 2500~3000 立方米可燃氣（前期的試驗已經獲得此數據），熱值約 2000 大卡/立方米（已經檢驗部門驗證）； 2．垃圾處理后產生 5-8%左右體積的固體無機物，擬用做為小區花草的養殖土； 3. 垃圾處理過程產生的二惡英低于國際最低標準 0.1ng TEQ/m3，我國制定的標準是 1.0 ng TEQ/m3。應用前景分析及效益預測：以 15 噸裝置為例，設備每年產生的經濟效益分析指標： 1．15 噸裝置的全年生活垃圾處理量為 5,000 噸（按 330 天計算），可獲得 825,000m3 的可燃氣，折合人民幣 40 多萬元（按 0.5 元/m3 計）； 2．全年 5,000 噸垃圾就地處理可節省運輸車輛 6,000 臺次/年，節省交通費用約 30 萬元（按 50 元/臺車計）； 3．全年節省垃圾處理費用 15 萬元（按 30 元/噸垃圾計）。每年總計產生經濟效益約 85 萬元。主要設備：設備本體、控制系統、垃圾存儲倉、垃圾上料系統及相應的附屬設備等； 152天津大學科技成果選編 153 主要原材料及來源：金屬、自控；設備投資：每臺 15 噸垃圾處理量的設備約計價格 100 萬元；總投資：總計消耗費用約 116 萬元，估計兩年運行即可收回成本。合作方式及條件：技術轉讓

天津大學 2021-04-11

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