随着我国经济的快速发展,城市规模的扩大和城市化进程的加快,我国城市生活垃圾的产生量和积累量也在逐年增加。近年来,城市固体废物的年增长率为5%-8%。少数大城市城市生活垃圾年增长率为8%-10%,人均垃圾日产量已超过1kg,接近中等发达工业国家水平。我国城市垃圾产生量迅速增加,且增长速度呈现越来越快的趋势。
在中国,城市固体废物的处理起步较晚。长期以来,我国城市生活垃圾的处理主要是为了寻找一个适合“自然消费”的场所。从应用技术来看,我国主要采用填埋、焚烧、堆肥和生物处理。

1.焚化。
焚烧产生的热量用于发电和取暖,但最大的弊端是垃圾焚烧时会产生二恶英气体,再次污染环境。同时,焚烧处理的初期投资较大,建这样的工厂投资数以亿计,在国内中小城市无法实施。处理过程本身也会产生大量的固体和气体污染物,能量转化效率很低。
2.填埋法
填埋法中,大量的垃圾和污水从地表渗入地下,对城市环境和地下水源造成严重污染,气体排放严重,占用大量土地资源。所以这种垃圾处理方式已经逐渐被淘汰。
3.堆肥法。
堆肥法中,由于生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用容易造成土壤和地下水污染,所以堆肥规模不能过大。
4.生物处理。
该生物处理方法通过选择合适的菌种,可以生物发酵垃圾中的一些有机物,这些有机物可以降解合成醇类、甲烷等燃料,残渣经处理后可以部分用作肥料。由于该方法本身不可避免地会产生有害和污染物质,且产生的产物需要复杂的分离,废弃物也需要特殊处理,工艺周期长,这些特点决定了生物处理的局限性和高成本,因此不能作为主要的垃圾处理方法。
寻找垃圾处理的新途径和新技术已成为世界各国政府和科学界共同关注的问题。但最终都是以无害化、资源化、减量化为目标。城市生活垃圾厌氧热解技术可以实现这一目标。在该技术中,首先对城市固体废物进行筛选。无机物可用于建筑材料,有机物可进一步处理。
厌氧热解技术是指在厌氧条件下,即使在10000C下,城市生活垃圾的性能仍然非常稳定,它们之间不会发生化学反应生成有害物质。经过热裂解、重整和合成,可以生产出有效的缓释肥料、汽油、煤和柴油。整个处理过程无二次污染,无排放,真正实现了综合利用。与焚烧发电相比,投资小,垃圾处理规模灵活。只要日垃圾处理量达到60吨以上,就可以实现盈利运营,适用于大中小城市甚至乡镇。
厌氧热解技术

厌氧热解技术是利用热解炉将城市固体废弃物裂解、过滤、重整为燃料油、缓释肥料和建筑材料。
垃圾进入热解炉裂解出有机气体、水蒸气和固体活性炭。固体活性炭进入化肥合成仪合成化肥,有机气体和水蒸气进入过滤装置,气体和水蒸气通过吹浮吸附过滤器去除氯、硫、汞等有害物质;含氯、硫、汞的物质回收生产氯化钠、硫酸钠和氧化锌,活性炭可继续利用。
去除有害物质后的有机气体和水蒸气进入催化重整过程。在流化床重整过程中,有机气体与水蒸气反应生成小分子混合气体,即H2、CO、CO2和少量CH4.下一步是放热反应。这些排出气体需要冷却,因此混合气体可以流过有机物改性装置,实现热交换和热利用。经过热交换除去大部分水分后,混合气体不经分离直接进入燃料合成过程。反应器中装有合成油、硅油或石蜡,与超细铁基催化剂混合,反应热在稳定流动状态下通过间隔层中的热交换回收,水作为热交换介质掺入锅炉。反应过程中释放的热量用于锅炉和废水处理。合成燃料混合气在分馏过程中被送入分馏塔,在不同的温度梯度下分馏出液体汽油、柴油、煤油、固体蜡和混合尾气;燃料油用于加热热解炉,化肥合成过程中混合尾气送至化肥合成装置;
为了在热裂解过程中完成有机物的裂解,可以在热裂解过程之前将有机物精细粉碎至约5mm。
肥料合成装置中的固体活性炭和氨吸收混合尾气中的CO2,活性炭和生成的碳酸氢铵固体用磷酸盐调节制成复合缓释肥料;
混合尾气中的水蒸气、CO和CH4进入热交换过程。在通过热交换器进行热交换之后,水和含有CO和CH4的可燃气体被分离。温度降到80度以下,水蒸气凝结成水,可以送到锅炉或其他地方再利用。一氧化碳和甲烷的可燃气体进入热裂解装置、催化重整装置或燃料合成装置中的任何一个装置,作为循环原料。
热裂解装置中有机物的反应是城市固体废弃物能源再生和综合利用生产中的流态化砂浴反应。与传统方法相比,反应过程传热速度快,效率高,热解速率提高近十倍,能耗大大降低,为热解技术的应用提供了保障。
技术革新
这个项目的开发者通过与美国的大学合作,经过30多位专家的共同努力,经过了无数次反复论证。实验室规模的实验优化完成后,成功进行了中试放大,结果令同行非常振奋。在中试过程中,收集了大量数据,获得了工艺操作的优化条件。福建平和垃圾处理厂的成功运行充分证明了该技术的先进性、实用性和可行性。
生活垃圾无害化综合处理生产线的自主创新首先体现在高速、高效、连续作业的功能上。混合后的固体废物被送入破碎机破碎非金属无机物,水和废物被分离成液体废物和固体废物。液体中的废水经净化处理后排放利用。破碎后的固体废弃物通过振动筛与石头、砖块、玻璃、煤渣等非金属无机物分离,无机物通过好氧高温装置改性为建筑用砖,重新利用。剩下的垃圾通过吹漂分离成塑料、纸张、织物、金属,直接回收。剩下的有机物经过裂解、过滤、重整,合成燃料油。有机物副产物经磷酸盐调节制成复合缓释肥料。这样,垃圾废弃物的无害化热解处理过程可在20分钟内完成,实现智能化、流水线作业,应用效率高、能耗低、速度快、效率高、连续自动化作业。

生活垃圾无害化综合处理生产线自主创新点2能有效实施垃圾无害化处理。过程连续、完整、自动、全封闭,高温杀菌除臭率达到100%,避免了污染物的泄漏,实现了清洁生产,杜绝了二次污染。这是任何其他处理方法都无法实现的。
生活垃圾无害化综合处理生产线自主创新点3,可有效实施变废为宝的综合利用。如上所述,分离出的废水经净化后排放,分离出的有机物经厌氧热解、过滤、重整后合成燃料油循环使用。分离出的有机物副产物用磷酸盐调节,制成复合缓释肥料。城市干基固体生活垃圾有效资源利用率接近100%,合成燃料是高效、纯净的燃料,生产的缓释复合肥是生态清洁、无害的缓释肥料,能被作物快速吸收,具有解除土地结块、改良土壤的功能。固体废物的整个回收利用过程达到了减量化、无害化和资源化的国际要求。是目前国内外最理想的垃圾处理方式。
四。中试放大
2009年初,我公司决定新建福建平和垃圾处理厂。经过一年多的努力,垃圾处理厂自2010年6月部分投产以来,已处理和降解了2.4万吨城市固体废物。通过综合利用,变废为宝,生产无机建材600多吨,高效缓释有机复合肥11000多吨,创造了一吨城市生活垃圾降解半吨有机复合肥的废物资源化利用价值。干基固废有效资源利用率接近100%,项目投资仅为国内发电项目投资的一半,为发展地方经济,促进当地创建国家卫生城市和文明城市起到了积极作用。目前,该系统的应用技术和设备已获得多项国家专利,整体技术总成达到国内领先水平。
生产的有机复合肥应用效果理想。与目前市场上的同类产品相比,它表现出优异的促进植物健康生长的效果,突出的抗流失能力,优于许多植物的性能,显著改善土壤性能,有效减少化肥对地下水的影响。


