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有機固廢物新型無害化資源轉(zhuǎn)化處置技術(shù)一、技術(shù)核心特點 按照有機物質(zhì)的基本合成反應(yīng)規(guī)律都應(yīng)該存在合成反應(yīng)的逆條件,還原裂解。具有不焚燒、全密閉、轉(zhuǎn)化率高、無排放污染,處理后轉(zhuǎn)化為可利用的再生資源(生物質(zhì)油、可燃氣、生物炭〉和水等。實現(xiàn)有機垃圾在循環(huán)生產(chǎn)過程的資源性。 1.1、該技術(shù)不采用技術(shù)手段強行對垃圾的形態(tài)進行改變(焚燒就是這種強制手段,所以不可避免地帶來二次污染和新的有毒物質(zhì)生成〉:而是創(chuàng)造條件,引導(dǎo)物質(zhì)按照其最本原的屬性自然地進行裂解還原〈這種與自然和諧共處的方式使垃圾通過無害的途徑重新回到構(gòu)成垃圾物質(zhì)前的無害物性狀態(tài)〉。而這些自有它們的特性,只要符合它們的特性要求和條件,就不會污染變質(zhì),就能長期保存,從而得出的條件是主要因素;其次再看這些東西是否能有還原的可能,根據(jù)大自然循環(huán)規(guī)律和我們多 年實踐證明,只要條件達到它們都能還原到它的原始狀態(tài)(再生能源)。 該技術(shù)合理的應(yīng)用了有機合成逆反應(yīng)這一化學(xué)原理,通過建立逆向化學(xué)工程體系將各類有機合成物重新轉(zhuǎn)化成有可用資源價值的生物“油、氣、炭”。 二、技術(shù)主要原理、內(nèi)容及路線 2.1、工藝原理因為任何固相有機物質(zhì)都可以在一定的溫度壓力條件下會被降解成氣、油和炭,這就像自然界形成石油、天然氣和煤的原理一樣早已被人們所認識。 技術(shù)所依據(jù)的正是這一原理,通過人造環(huán)境條件對有機物進行適度加熱,使組成有機物的大分子在一定溫度、壓力、時間等等條件下發(fā)生斷 裂,將有機物從大分子變成小分子,經(jīng)數(shù)小時后就能將有機垃圾轉(zhuǎn)化為可易處理和可再利用的最原始的生物液(裂化油)、固(炭〉、氣(可燃氣體)三態(tài)的初級能源物質(zhì);就如同成千上萬年前的生物質(zhì)經(jīng)過長期 的地下裂變而形成地球上的煤、石油、天然氣。常規(guī)的城鄉(xiāng)垃圾可以直 接使用,而無需再增加分類成本。 2.2、技術(shù)原理 無氧-還原反應(yīng)是一種最基本的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象,它們一般是成對發(fā) 生,并隨著電極電位變化而互相平衡且反應(yīng)可逆。反應(yīng)的發(fā)展方向向受制于所構(gòu)成的反應(yīng)條件,當(dāng)反應(yīng)的平衡條件被改變時,一般反應(yīng)過程會朝新的平衡點移動。利用和控制好反應(yīng)的平衡方向是實現(xiàn)有機垃圾**餾還原裂解轉(zhuǎn)化的技術(shù)關(guān)鍵。 2.3、設(shè)備主要裝置系統(tǒng) 無氧干館還原裂解裝置是一套能實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)運行的大型系統(tǒng)組合設(shè)備,由多臺反應(yīng)釜復(fù)合串并組成。主要反應(yīng)釜型為CSTR(全反混型)和PFL(活塞流型)。系統(tǒng)裝置中配有濕法自動炭渣分離系統(tǒng)、自動油水分離系統(tǒng)和自動氣液分離系統(tǒng)等,各系統(tǒng)單元可實現(xiàn)由中央控制室DCS系統(tǒng)集中控制,遠程操作。 2.4、處置系統(tǒng)工藝流程簡述 (1)預(yù)處理系統(tǒng):外運垃圾在垃圾倉房短暫停留進入后續(xù)預(yù)處理系統(tǒng)。經(jīng)過將垃圾破袋并粉碎后,通過喂料機將將物料恒量勻速地送入裂解反應(yīng)釜,整體運營過程均處于全密閉狀態(tài),確保垃圾異味不外泄。同時,垃圾的部分滲瀝液污水被導(dǎo)入污水處理系統(tǒng)進行無害化處理。 (2)還原裂解系統(tǒng)在完全沒有氧氣的條件下,利用再生的燃氣作為熱源氣或復(fù)合一定額度的外加熱,使裂解反應(yīng)溫度和升溫速度達到工藝設(shè)計要求,經(jīng)過多級反應(yīng)后,從而能夠快速高效地將垃圾中的所有有機物質(zhì)分解成生物可燃氣、生物碳和部分液體化合物:有機垃圾被全部轉(zhuǎn)化成生物“油、氣、炭”類資源物質(zhì)。 (3)生產(chǎn)過程可實現(xiàn)動力源自給自足,使用的能源來自從垃圾中分解出來的可燃氣,無需外界提供全部使用能源。油、氣經(jīng)分離后分別進入各自的儲存系統(tǒng)待用。 (4)冷凝/熱交換系統(tǒng)將產(chǎn)生的部分燃氣能量經(jīng)熱交換器進行交換利 用;利用余熱和再生的部分可燃氣,將粉碎后的垃圾通過蒸發(fā)干燥和風(fēng)干干燥將垃圾的水分含量降低到30%以下,以保證裂解還原的高效進行。 (5)廢氣及廢水處理系統(tǒng)z生產(chǎn)過程為全程密封和自循環(huán)作業(yè),無新 生有害物(無廢氣、廢液、廢物)對外排放污染。通過氣體收集設(shè)各將 裝置產(chǎn)生的異味氣體送往凈化系統(tǒng)集中處理。池底部滲濾液及系統(tǒng)產(chǎn)生 的其他廢水收集后送至廠內(nèi)污水處理系統(tǒng):垃圾分離水進入污水收集處 理系統(tǒng),經(jīng)處理后循環(huán)回用,實現(xiàn)超低排放。產(chǎn)生的清水補充到的冷卻 循環(huán)系統(tǒng)重新利用,真正實現(xiàn)了滲濾液的無害化處理和綜合利用。 (6)有機垃圾經(jīng)裂解還原后均轉(zhuǎn)化為有價值初級資源物質(zhì),可進行再度 深加工利用。根據(jù)可燃氣、生物碳、生物裂解油等裂解出的產(chǎn)物,通過 工藝參數(shù)設(shè)計,分離、凈化、深加工系統(tǒng)合成等加工成清潔可燃氣、燃 油、成品炭及肥料等產(chǎn)品。垃圾中的石塊、玻璃、鐵等無機物和炭化物 全部從固體出料口排出,經(jīng)除鐵分離后分類收集進行資源化利用〈建筑 材料〉。 特別提示:在處理垃圾的全過程都具有不焚燒、全密閉、無異味泄露、無毒害氣體、飛灰產(chǎn)生、污水排放、無垃圾殘余等優(yōu)勢。 三、與國內(nèi)外先進處理技術(shù)對比 3.2、各類技術(shù)比較結(jié)果 (一)低溫?zé)o氧干錮還原裂解技術(shù)是當(dāng)今資源轉(zhuǎn) 化度最高,對環(huán)境影響最少,處理理念最領(lǐng)先的技術(shù)。 在整個垃圾處理過程中不會產(chǎn)生新的二次污染,這一技術(shù)很好地實現(xiàn)了生活垃圾處理的無害化、減量化、快捷化、資源化、生態(tài)化目標(biāo)要 求,垃坡隨進隨清、日產(chǎn)日清,并最大限度地實現(xiàn)垃坡的資源化再生利用;真正做到了無排放、無污染。蘇州工業(yè)固廢處理 (二)本技術(shù)有別其他氧化和裂解技術(shù)的關(guān)鍵點利用有機合成物存在逆向反應(yīng)的基本有機化學(xué)規(guī)律一即有機太分子可被還原裂解的理,通過在熱環(huán)境下還原劑的作用,建立一定溫度熱 場和過量還原反應(yīng)環(huán)境及活化條件,使各類有機大分子鏈斷成多個小分子,其原含有化學(xué)鍵能被重新分布到各種小分子中。這些小分子按其物 化形態(tài)性質(zhì)被分離后就得到所稱的“油、氣、炭”類物質(zhì)。這些小分子按其物化形態(tài)性質(zhì)被分離后就得到了所稱的“油、氣、炭”類物質(zhì)及由玻璃、金屬、石頭、砂土等無機混合物的殘碴。該過程是一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。包括大分子的鍵斷裂,異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng),最后生成各種較小的分子,主要包括: (1)以氫氣、一氧化碳、甲皖等低分子碳氫化合物為主的可燃性氣體 (2)在常溫下為液態(tài)的包括乙酸丙酣等化合物在內(nèi)的有機類 (3)生物質(zhì)炭 (4)玻璃、金屬、土砂石等的混合物 熱解氣化(不完全氧化、貧氧)技術(shù)可得到(只能得到)低熱值可燃氣, 而且其處理過程仍會有污染物質(zhì)產(chǎn)生,產(chǎn)業(yè)化利用和污染排放控制都存 在問題,目前運用不多。 低溫?zé)o氧干館還原裂解技術(shù)在國際上己有應(yīng)用,但其技術(shù)的前提是先把垃圾分類,再根據(jù)成份、等式進行推導(dǎo)。而在商業(yè)應(yīng)用中,通常只能接受剩飯剩菜等廚房垃圾,其他生活垃圾不能混入其中。蘇州工業(yè)垃圾處置 對比國外利用低溫?zé)o氧干館還原裂解技術(shù),在實際應(yīng)用方面,只有對單一類生物質(zhì)的處理有技術(shù)報道:與我們能直接處理不需分類的城市生活垃圾技術(shù)相比要差很多。 四、技術(shù)生產(chǎn)運營 集固廢垃圾無害化處理、再生資源、燃氣發(fā)電、深加工利用產(chǎn)業(yè)一體化的固廢資源綜合循環(huán)利用項目。為自主研發(fā),自主設(shè)計、自主制造一套完整工藝體系(低溫?zé)o氧干館還原裂解技術(shù)〉。無害化、資源化處理城鄉(xiāng)生活垃圾(包括所有農(nóng)業(yè)廢棄物〉,將這些有機垃圾全部變成生物質(zhì)油、炭、氣三種大 自然所具各的能源:在整個處理工藝過程中做到了三無、三低。 4.1、垃圾不需分類及長久堆放 在整個生產(chǎn)過程中,垃圾不需長久堆放,當(dāng)天垃圾當(dāng)天處理,隨進隨清、日產(chǎn)日清: 4.2、處置生產(chǎn)過程三無排放 無煙囪、無排污〈下水管〉、無異味,無(三廢〉對外排放:真正做到 了無排放,無污染。 4.3、其次生產(chǎn)過程工藝采用三低 既:低溫(300-600)、低壓(常壓0.2-0.3)、低速〈每分1/4轉(zhuǎn)〉。 4.4、無排放污染 將垃圾所帶進的水和氧全部在處置過程中進行脫水、脫氧;經(jīng)過了脫氧處理,所以過程沒有二惡英和氮氧化物等等有害物產(chǎn)生:脫出的污水全部凈化處理并在生產(chǎn)過程循環(huán)使用,混在垃圾中的石塊、玻璃、鐵、電池等無機物全部從雜道口排出,石子、玻璃可用做滲水建筑材料使用;鐵塊、電池可回收利用。蘇州工業(yè)垃圾處置 在整個處理過程中不給周邊環(huán)境帶來任何傷害和污染及異味。因無排放,在處置生產(chǎn)過程中工人可不需帶口罩,整個廠區(qū)就像一座美麗的公園。 五、項目應(yīng)用建設(shè)條件 5.1、建設(shè)用地 以日處理能力百噸級為例:處理陳年填埋垃圾和日產(chǎn)新鮮垃圾的單線生產(chǎn)線建設(shè)用地約在3500平方米左右。若能在陳年垃圾填埋場就地處理還可將原填埋場的大量寶貴土地置換。 建設(shè)200t-500tI日處理量,士地使用約30-50畝 建設(shè)600t-1000tI日處理量,土地使用約50-120畝 建設(shè)5000t日/處理量,土地使用約400-500畝 5.2、公用工程 A、電 380V/220V,約為50KVA/百噸/日 B、水給水能力為20噸/小時,水消耗量為1噸/小時(使用垃圾中帶有的水份,經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)高溫消毒處理之后回收循環(huán)利用〉 六、再生資源產(chǎn)物分析及用途 由于一般對垃圾來料只能大概知道其所含熱值這一項統(tǒng)計指標(biāo),對其分子級結(jié)構(gòu)及組成幾乎無法判定,而且其組分還是會隨機變化的,因此對其的反應(yīng)產(chǎn)物很難有準(zhǔn)確判定。研究及運營結(jié)果體現(xiàn),每處理1噸生活垃圾可以產(chǎn)出混合生物炭約150-300公斤,生物質(zhì)油50-100公斤:生物可燃氣體100-160公斤。垃圾中帶有的水份,在系統(tǒng)內(nèi)高溫消毒處理之后可回收循環(huán)使用。這些產(chǎn)品可實實在在地產(chǎn)生商業(yè)價值,而在過去都被丟棄在垃圾填埋場或焚燒了。蘇州工業(yè)垃圾清運 6.1、生物質(zhì)“油” 生物質(zhì)原油約50-100公斤/噸,其熱值約為1.1萬大卡用途:可以用來加工戰(zhàn)略儲備油和價值更高的特種油。目前己提煉出三種再生油品,(1)汽油,標(biāo)號92號,(2)柴油,標(biāo)號0號,有了柴油煤油就沒有問題了,(3)工業(yè)用潤滑油及臘油。 6.2、生物“氣” 生物質(zhì)可燃氣在100-160立方米/噸,其熱值為5000千大卡以上。用途:可用燃氣發(fā)電,一個立方氣可發(fā)約二度電,生產(chǎn)的裂化氣已經(jīng)用于處置工廠燃燒加熱自用和發(fā)電。 6.3、生物“炭” 生物質(zhì)炭約150-300公斤/噸,其熱值約為2200-5000大卡。炭最大基本可作生物質(zhì)燃料(供熱取暖〉;生物質(zhì)炭,是優(yōu)良的吸附、凈化材料,也可以作為催化劑或催化劑載體,(a)可用來處理污水,(b)可做土壤肥料,(c)修復(fù)土壤(固水固肥,可吸附土壤中的重金屬),(d)可改變沙漠地理環(huán)境,使沙漠變成綠舟(僅限草原),(e)可生產(chǎn)磚石等。 七、項目技術(shù)的社會效益性 首先該項目技術(shù)利用是一件利國利民的大好事,其次是如何來保護地球保護環(huán)境,如何改變生態(tài)環(huán)境發(fā)展的一種剛性需求。 7.1、將全部有機固廢物還原為可再生資源,徹底解決傳統(tǒng)污染排放問題,有助建設(shè)和諧社會。 7.2、持續(xù)不斷地消除垃圾,無需殘渣填埋場,避免垃圾重復(fù)占地;提升土地價值,有利于城市環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。 7.3、減少垃圾填埋場及垃圾中轉(zhuǎn)站的建設(shè)投資和運營費用:可以就近、及時處理,節(jié)約人力、時間、投資和運輸成本,減少垃圾運輸二次污染。 八、技術(shù)優(yōu)勢 8.1、本技術(shù)可用于各種有機垃圾的無害化、資源轉(zhuǎn)化處理,建設(shè)成本和處理成本均低于其它處置技術(shù)方法。 8.2、可實現(xiàn)節(jié)能減排: 徹底解決了垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)帶來的二次污染、無煙塵排放,以及垃 圾填埋造成的環(huán)境臭氣污染。該技術(shù)屬潔凈生產(chǎn)、環(huán)境無排放和低碳經(jīng)濟類范疇。 8.3、生產(chǎn)過程除了使用少量的電以外,完全可用廢棄物自身的能源處理。垃圾裂解轉(zhuǎn)化得到的資源性產(chǎn)品:生物燃油、生物燃氣和生物炭,均為有價值的初級能源或化工原料,處理過程實質(zhì)上是在進行能源和資源的再生型生產(chǎn),是實實在在的循環(huán)經(jīng)濟! 8.4、與垃圾焚燒技術(shù)相比z 和現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電處理的對比,“吃干榨凈”和“變廢為寶”的資 源轉(zhuǎn)化處理技術(shù),徹底解決固廢處理的二次排放污染問題。 在相同規(guī)模的情況下,焚燒發(fā)電項目處理每噸垃圾成本要高于該項目技術(shù),而產(chǎn)出卻要遠遠低于該項目技術(shù)。 (1)項目投資少:在相同規(guī)模的情況下,初期投入與投資焚燒相比約下降30%。 (2)占地面積少:節(jié)約、復(fù)原和提升大量用于填埋垃圾的土地價值,無需垃圾堆放、無需殘渣填埋場。 (3)處理方式無害化、資源化、隨進隨清、日產(chǎn)日清,無污染及 污染帶來的問題。 (4)運營方式:以低消耗、無排放、運行成本低,比焚燒發(fā)電的運營處理成本低50%。 (5)建設(shè)時間短:建設(shè)期僅6-8 個月:垃圾焚燒發(fā)電廠一般建設(shè)周期約十八月以上。 8.5、附價值高 將全部有機物垃圾還原為可再生資源,轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的資源可補充社會發(fā)展對資源的需要,如每天一萬噸生活垃圾可轉(zhuǎn)化產(chǎn)生約1000桶燃油,在石油資源短缺的今天其社會意義重大。如:垃圾焚燒靠80%煤或者油等來幫助燃燒增加熱能起到發(fā)電所需要能量,從中得到政府補貼,然而發(fā)電又得到政府另一抉補貼,建造一個垃圾焚燒廠,不僅污染環(huán)境,投資大占地多,其經(jīng)濟效益全靠政府補貼而生存,且還有大量余雜殘渣,又給環(huán)境帶來第二次污染。 8.6、對資源的節(jié)約 (1)碳氫氧元素提取以后的回收再利用,生物炭的提取及再利用,是真正的綠色無污染處理方式。 (2)垃圾還原裂解法再生能源技術(shù),成熟可靠、先進高效、營利運作,環(huán)保無污染排放,變廢為寶,同時解決垃圾處理和能源短缺的困境,實現(xiàn)了能源再生的可持續(xù)性發(fā)展和良性循環(huán)。 (3)產(chǎn)品緩釋炭肥性能優(yōu)越,具有保效增效,促進作物生長,同時大幅度降低肥料流失,及消除了化肥對地下水危害等傳統(tǒng)產(chǎn)品的嚴重缺陷。 (4)產(chǎn)品燃料不含硫、極低芳香環(huán),用于發(fā)動機,污染排放大幅度降低,屬當(dāng)今燃料油**品質(zhì),世界范圍內(nèi)歸化為高純綠色燃品,更可用作化工原料,生產(chǎn)高端產(chǎn)品。 (5)所生成燃氣既可循環(huán)用作生產(chǎn)過程的熱源,也可利用催化技術(shù)再用作汽油等合成。 |