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1、1、 固废管理得原则减量化:减量化就是指在生产、流通与消费等过程中减少资源消耗与废物产生,以及采用适当措施使废物量减少(含体积与重量)得过程。资源化:将废物直接作为原料进行利用或着对废物进行再生利用,也就就是采用适当措施实现废物得资源利用过程,其中再利用就是指将废物直接作为产品或者经修复、翻新、再制造后继续作为产品使用,或者将废物得全部或者部分作为其她产品得部件予以使用。分为三种类型:保持原有功能与性质,直接回收利用;不再保持其原有得形态与使用性能,但还保持利用其材料得基本性能,如废金属回收利用、废纸再生、玻璃再生等;不再保持其原有得形态、使用性能与材料得基本性能,但还保持利用其部分分子特性等
2、如生物质有机垃圾得好氧堆肥、厌氧发酵等。无害化:在垃圾得收集、运输、储存、处理、处置得全过程中减少以至避免对环境与人体健康造成不利影响。2、 固废处理方法垃圾焚烧,或称垃圾焚化,就是一种废物处理得方法,通过焚烧废物中有机物质,以缩减废物体积。焚烧与其她高温垃圾处理系统,皆被称为“热处理”。焚化垃圾时会将垃圾转化为灰烬、废气与热力。灰烬大多由废物中得无机物质组成,通常以固体与废气中得微粒等形式呈现。废气在排放到大气中之前,需要去除其中污染气体与微粒。其余残余物则用于堆填。在某些情况,焚化垃圾所产生得热能可用于发电。焚化就是其中一种将垃圾转换成能源得技术,其她如气化、等离子弧气化、热解与厌氧消化。
3、垃圾焚化会减少原来垃圾80%85%得质量与95%96%得体积(垃圾在垃圾车里已经过压缩),减少程度取决于可回收材料得成分与其回收得程度,如灰烬中有可回收得金属。这意味着,尽管焚化不能完全取代堆填,但它却可以大大减少垃圾量。垃圾车一般在运送垃圾至焚化炉前,会以内置压缩机内压缩以减少垃圾得体积。或者,未经压缩运输得垃圾可以在填埋场进行压缩,减少体积近70%。很多国家常在堆填区作简单得垃圾压缩。另外,垃圾焚烧在处理某些类型得垃圾,如医疗垃圾与一些有害废物时有很大得优势,因为焚烧过程得高温能销毁垃圾中得病原体与毒素。综合而言,垃圾焚烧处理得减量化效果最好,但存在燃烧产生污染物得环境风险。卫生填埋法就是
4、指采取防渗、铺平、压实、覆盖等措施对城市生活垃圾进行处理与对气体、渗滤液、蝇虫等进行治理得垃圾处理方法。该方法采用底层防渗、垃圾分层填埋、压实后顶层覆盖土层等措施,使垃圾在厌氧条件下发酵,以达到无害化处理。卫生填埋处理就是垃圾处理必不可少得最终处理手段,也就是现阶段我国垃圾处理得主要方式。科学合理地选择卫生填埋场场址,可以有利于减少卫生填埋对环境得影响。场址得自然条件符合标准要求得,可采用天然防渗方式。不具备天然防渗条件得,应采用人工防渗技术措施。场内实行雨水与污水分流,减少运行过程中得渗沥水产生量,并设置渗沥水收集系统,将经过处理得垃圾渗沥水排入城市污水处理系统。不具备排水条件得,应单独建设
5、处理设施,达到排放标准后方可排入水体。渗沥水也可以进行回流处理,以减少处理量,降低处理负荷,加快卫生填埋场稳定化。设置填埋气体导排系统,采取工程措施,防止填埋气体侧向迁移引发得安全事故。尽可能对填埋气体进行回收与利用,对难以回收与无利用价值得,可将其导出处理后排放。填埋时应实行单元分层作业,做好压实与覆盖。填埋终止后,要进行封场处理与生态环境恢复,继续引导与处理渗沥水、填埋气体。卫生填埋技术开始于20世纪60年代,它就是在传统得堆放、填坑基础上,处于保护环境得目得而发展起来得一项工程技术。卫生填埋得处理能力大,成本较低,但就是占用土地,选址困难,直接产生得填埋气主要成分为甲烷,容易发生爆炸等危
6、险。目前大多填埋厂将填埋气排空,不仅提高了温室气体得排放,而且浪费了能源。固体废弃物热解就是指在无氧或缺氧条件下,使可燃性固体废物在高温下分解,最终成为可燃气体、油、固形碳得化学分解过程,就是将含有有机可燃质得固体废弃物置于完全无氧得环境中加热,使固体废弃物中有机物得化合键断裂,产生小分子物质(气态与液态)以及固态残渣得过程。固体废物热解利用了有机物得热不稳定性,在无氧或缺氧条件下使得固体废物受热分解。热解法与焚烧法相比就是完全不同得两个过程,焚烧就是放热得,热解就是吸热得;焚烧得产物主要就是二氧化碳与水,而热解得产物主要就是可燃得低分子化合物:气态得有氢、甲烷、一氧化碳,液态得有甲醇、丙酮、
7、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等,固态得主要就是焦炭或碳黑。焚烧产生得热能量大得可用于发电,量小得只可供加热水或产生蒸汽,就近利用。而热解产物就是燃料油及燃料气,便于贮藏及远距离输送。热分解过程由于供热方式、产品状态、热解炉结构等方面得不同,热解方式各异:1、按供热方式可分成内部加热与外部加热。外部加热就是从外部供给热解所需要得能量。内部加热就是供给适量空气使可燃物部分燃烧,提供热解所需要得热能。外部供热效率低,不及内部加热好,故采用内部加热得方式较多。2、按热分解与燃烧反应就是否在同一设备中进行,热分解过程可分成单塔式与双塔式。3、按热解过程就是否生成炉渣可分成造渣型与非造渣型。4、按热解
8、产物得状态可分成气化方式、液化方式与碳化方式。5、按热解炉得结构将热解分成固定层式、移动层式或回转式。由于选择方式得不同,构成了诸多不同得热解流程及热解产物。综合而言,热解方法适用于城市固体废弃物、污泥、工业废物如塑料、橡胶等。热解法其优点为产生得废气量较少,能处理不适于焚烧与填埋得难处理物,能转换成有价值得能源,减少焚烧造成得二次污染与需要填埋处置得废物量。热解处理缺点就是技术复杂,投资巨大。3、 热解得减量化、资源化与无害化固废得减量比就是衡量减量化得重要指标,减量比为处理后残余固体量/固废量。固废热解过程中,有机物热解为合成气,无机物成为飞灰与炉渣,因此减量化处理就是针对飞灰与炉渣得回收
9、利用,针对飞灰与炉渣得处理方式主要就是熔融技术,在高温下使得炉渣熔融液化,金属由于重力较大,沉积在熔融体液体得底部,上部为无害得玻璃体,通过激冷得方式使之冷却后,金属被回收,玻璃体制成建筑材料,从而实现接近100%得回收利用。资源化就是固废热解得推进因素,针对热解,能量利用率就是重要得指标,利用效率越高,收益越高,焚烧能量利用率为2030%,而垃圾热解得能量利用率高达80%。固废无害化关键点在于烟气与飞灰中二噁英得含量,就是工艺处理得难点与重点。二噁英生成得温度区间为200-400之间,而当温度高于850,将会破坏二噁英结构,将其裂解为小分子有机物与HCl,HCl可以通过碱液吸收除去。实现二噁
10、英得国内排放指标得条件为3T,即温度(temperature)、时间(time)、湍流(turbulence)。同时从炉内释放后,需要快速降低温度至200以下。通常,生活垃圾焚烧炉中得烟气冷却速率在100/s200/s范围内,对应炉膛出口二恶英得浓度一般为5ng1-TEQ/m3、要达到低于0、1ng1-TEQ/m3标准,烟气冷却速率必须在500/s1000/s。3、 固废热解技术3、1 流化床气化固体废弃物难以利用传统气化炉,主要原因在于垃圾热值较低,为维持炉内高温,稳定炉内工况,需要掺混大量得煤。而流化床由于炉内存有大量高温底料与循环分离下得高温飞灰,能够燃烧低热值垃圾,同时可以实现炉内脱硫
11、脱酸。垃圾经过分选、破碎为10mm以下,利用给料装置,加入流化床内,有机物在炉内高温物料与湍流得作用下,快速升温气化,而无机物成为大块炉渣沉在底部,由于底料在高温炉内长时间停留,进行高温无害化处理,大块炉渣从排渣口排出炉内,经冷却成为无害炉渣。飞灰被旋风分离器捕集,通过返料器送回炉内。以此保证炉内物料平衡。流化床炉内温度一般维持在850950之间,且处于还原性气氛,能够有效抑制二噁英得产生。在炉内物料中加入CaCO3更能够实现炉内脱酸,从源头上降低了有害气体得产生。目前,垃圾流化床气化系统有日本荏原双塔循环式流动床热解工艺。优点就是燃烧得废气不进入产品气体中,因此可得高热值燃料气(1、6710
12、41、88104kJ/m3);在燃烧炉内热媒体向上流动,可防止热媒体结块;因炭燃烧需要得空气量少,向外排出废气少;在硫化床内温度均一,可以避免局部过热;由于燃烧温度低,产生得NOx少,特别适合于处理热塑性塑料含量高得垃圾得热解;可以防止结块。图1 双塔循环式流动床热解工艺3、2 等离子体气化等离子体(Plasma)技术最早就是由美国科学家Lang-muir于1929年在研究低气压下汞蒸气中放电现象时提出得。等离子体技术应用于污染治理得研究开始于20世纪70年代。90年代,美国、加拿大、德国等发达国家将该技术应用于废物处理并取得了不俗得业绩。等离子体就是物质得第四态,就是一种由自由电子与带电离子
13、为主要成分得物质形态。等离子体可分为高温等离子体与低温等离子体,低温等离子体又分为热等离子体与冷等离子体,热等离子体温度在103106 K,接近热力学平衡,电子温度与重粒子温度相同。等离子气化技术得原理,简而言之,即利用等离子体得高温高能,在气化剂得辅助作用下,将垃圾废物进行高温气化与熔融,垃圾中得有机物被气化形成以CO 与H2为主得合成气,而无机物则被熔融后急冷形成无害得玻璃体渣。等离子体技术分为直接等离子体气化与气化+等离子体重整技术。直接等离子体气化,纯热解技术,电耗较高,1000以上。等离子体直接作用在垃圾上,气化过程中加入少量空气或水蒸气作为氧化剂与气化剂,气体产物以CO与H2为主。
14、气化+等离子体重整技术,垃圾首先在650左右得常规气化炉内热解形成合成气,等离子体(900)作用在合成气上,使之重整,可有效降低能耗与气体焦油量3、3 熔融气化技术熔融气化技术。垃圾在贫氧条件下气化,生产可燃气体;飞灰或底渣经过高温熔融固化处理后作为水泥、铺路砖等原料,不仅能欧股将重金属稳定在晶相中而不会浸出,彻底分解二噁英,符合固废处理得减量化、资源化、无害化得要求。分为间接熔融气化技术与两步法气化熔融(热分选技术)、直接气化熔融技术。间接熔融气化技术先在传统炉内气化,而后将灰渣置于1350-1500得熔融炉内进行高温熔融处理,以消除灰渣中得二噁英,因此也成为灰渣熔融技术。充分利用了原有得垃
15、圾气化装置,弥补了传统得不足,但二者缺乏有机得联系,紧密性差;两步法气化熔融技术先将固废在500至600下气化,形成可燃气体与金属残留物,然后再进行可燃气焚烧得高温熔融技术;直接气化熔融就是指固废得干燥、气化、燃烧与灰渣得熔融等过程均在同一炉内进行,工艺简单,工程投资与运行费用低。4、 公司工艺分析(1)BellwetherBellwether公司利用(Integrated Multifuel Gasification)IMG技术进行垃圾气化发电,工艺流程图如图1所示,其核心技术为等离子体气化技术。图1 IMG流程图图2 主要设备示意图IMG系统主要由进料系统、热解气化炉、等离子气化炉、熔融物
16、处理系统、合成气净化系统、热回收装置及燃气轮机发电系统组成。Bellwether适用于高热值得垃圾,利用垃圾不完全燃烧放出得热量,维持气化炉内高温,熔渣与气化得热量来源于垃圾本身。热解气化炉由干燥室与热解室组成,垃圾通过进料系统进入干燥室,经过高温空气干燥后被被推入气化室,有机物在一次风得作用下被高温热解气化,形成合成气,输送至等离子气化炉在等离子体得作用下,合成气被进一步重整成以CO与H2为主得气体,同时二噁英被分解,飞灰被熔融收集。换热器实现了空气与烟气之间得换热,一部分空气进入等离子室被等离子化,大部分空气进入热解气化炉。低温合成气经过进一步净化,被送至发电厂发电。而无机物则被熔化成玻璃体及金属产物,被收集到处理器中被急冷成固态,金属可回收,玻璃体渣可进一步综合利用。在高温等离子体作用下,焦油被裂解气化,合成气较为纯净且以小分子
