垃圾處理方式隨著技術(shù)的更新和發(fā)展逐漸優(yōu)化，從一開始的填埋，到生物質(zhì)利用，再到現(xiàn)在減量化效果最好的焚燒，每一步的技術(shù)更新都引領(lǐng)著行業(yè)的發(fā)展方向。
和垃圾焚燒一樣，能做到真正3R原則的處理方式，是垃圾熱解法。但據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)垃圾主要以填埋、焚燒和堆肥為主。填埋是目前的主要處理方式，占比近一半，焚燒占12%左右，堆肥不到10%，仍有30%的生活垃圾未能處理。
那么為什么和垃圾焚燒一樣能達(dá)到3R原則的垃圾熱解技術(shù)卻沒能占得市場(chǎng)先機(jī)呢？我們先來了解什么是垃圾熱解技術(shù)。
定義及作用原理
熱解法和焚燒法是兩個(gè)完全不同的過程。焚燒是一個(gè)放熱過程，而熱解需要吸收大量熱量。
焚燒的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水，而熱解的主要產(chǎn)物是可燃的低分子化合物：氣態(tài)的氫氣、甲烷、一氧化碳；液態(tài)的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機(jī)物及焦油、溶劑油等。固態(tài)的主要是焦炭和炭黑。
熱解法是利用垃圾中有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧條件下對(duì)其進(jìn)行加熱蒸餾，使有機(jī)物產(chǎn)生裂解，經(jīng)冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體，從中提取燃料油、可燃?xì)獾倪^程。熱解產(chǎn)率取決于原料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理形態(tài)和熱解的溫度與速度。
熱分解過程由于供熱方式、產(chǎn)品形態(tài)、熱解爐結(jié)構(gòu)等方面的不同，熱解方式各異。
按熱解溫度不同，1000oC以上稱為高溫?zé)峤猓?00 -700oC稱為中溫?zé)峤猓?00oC以下稱為低溫?zé)峤狻?br /> 按供熱方式不同，分為直接加熱法和間接加熱法。直接加熱法指垃圾部分直接燃燒，或向熱解反應(yīng)器提供空氣、富氧或純氧作為補(bǔ)充燃料。純氧作催化劑會(huì)產(chǎn)生CO2、H2O等氣體，其混在熱解可燃?xì)庵校♂屃丝扇細(xì)?，?huì)降低熱解氣的熱效應(yīng)。采用空氣作催化劑則含大量N2，更稀釋了可燃?xì)猓篃峤饪扇細(xì)獾臒嶂荡蟠蠼档汀?br /> 以美國城市垃圾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，用空氣作催化劑其熱值一般在5500KJ/m3左右，而采用純氧一般在11000KJ/m3左右。間解加熱法可利用干墻式導(dǎo)熱或一種中間介質(zhì)來做傳熱。產(chǎn)熱值可達(dá)18630 KJ/m3，相當(dāng)于用空氣作氧化劑的直接加熱法產(chǎn)生熱值的三倍多，完全可當(dāng)成燃?xì)庵苯永谩?br /> 與直接焚燒法相比，垃圾熱解有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)在熱解過程中廢棄物的有機(jī)物成分能轉(zhuǎn)化成可利用能量形式，其經(jīng)濟(jì)性更好；熱解產(chǎn)生的燃?xì)庖暺錈嶂档母叩涂芍苯尤紵蚝推渌邿嶂等剂匣旌先紵?，反?yīng)過程產(chǎn)生焦油視其性質(zhì)可制成燃料或提取化工原料。
(2)熱解焚燒系統(tǒng)的二次污染小，可簡(jiǎn)化污染控制問題，對(duì)環(huán)境更加安全；熱解法產(chǎn)生的煙氣量比直接焚燒法少，特別是煙氣中重金屬、二惡英類等污染物的含量較少，有利于煙氣的凈化，降低了二次污染物的排放水平，因而是一種安全的垃圾處理方法。
工藝組成
熱解工藝主要包括移動(dòng)床熱解、流化床熱解、旋轉(zhuǎn)床熱解等。其中移動(dòng)床熱解技術(shù)代表的系統(tǒng)有新日鐵系統(tǒng)、Purox系統(tǒng)和Torrax系統(tǒng)，流化床代表系統(tǒng)是荏原-工技院及月島機(jī)械分別開發(fā)的雙塔循環(huán)流化床系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)床熱解則是由北京神霧集團(tuán)研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱解工藝。
移動(dòng)床熱解
新日鐵系統(tǒng)Nippon Steel
該系統(tǒng)是將熱解和熔融一體化的設(shè)備，通過控制爐溫和供氧條件，使垃圾在同一爐體內(nèi)完成干燥、熱解、燃燒和熔融。干燥段溫度約為300℃，熱解段溫度為300～1000℃，熔融段溫度為1700～1800℃，可燃燒性氣體熱值6276-10460 kJ/m3。投料口采用雙重密封閥結(jié)構(gòu)，可燃性氣體導(dǎo)入二燃室進(jìn)一步燃燒．并利用尾氣的余熱發(fā)電。灰渣中殘存的熱解固相產(chǎn)物——炭黑與從爐下部通入的空氣在燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)，通過添加焦炭來補(bǔ)充碳源。

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