垃圾-热解.doc

作者马润田 致 项友谦先生 城市垃圾资源化 ---移动床和循环流化床热解工艺--- 清华大学 热能工程系 马润田 丁艳军 摘要：本文叙述了城市垃圾资源化的意义,以及可行性。并介绍了城市垃圾热解的特点;垃圾热解的两种工艺/移动床和循环流化床热解工艺;热解原理和有关的技术参数;产生的可燃气体的成分;以及反应器结构的特点。并简单介绍了垃圾热解的辅助系统/ 气体净化; 原料预处理及控制系统的要点。所产生的可燃气体可作为居民生活燃气和工业窑炉的燃料。 关键词：垃圾 热解 前言 城市垃圾主要来自住宅，商店，医院，学校，企业单位及一些公共场所。其主要成分为：厨余、纸张、布屑、树木枝叶、少量金属、玻璃、塑料、陶瓷、废旧家具等。 　　城市垃圾具有产量大、成分不稳定、分布地区广且有臭味等特点，对环境有严重影响。及时清除和妥善处理城市垃圾是建设优美、整洁和文明的现代化城市必不可少的手段;也是减轻城市污染，保障城市居民生活、工作条件和身体健康的重要措施。 城市垃圾处理的目的是要达到减量化，无害化和资源化。通常经过分选（手选或技术设备分选），回收部分资源后，主要的处理方法是填埋，堆肥，焚烧和热解。以上处理方法各有优缺点,见表1。对于含有高热值可燃物（如废纸，塑料及其他有机物）的垃圾可采用热解方法进行处理，以减少二次污染并达到再生资源的充分利用,再生能源不但可以储存还可以输送. 二十世纪90年代后期,国内一些大城市的垃圾成分见表2。只有垃圾中的有机物和塑料重量成分达到 70%以上,经过分选破碎等预处理后,才有可能采用热解方法进行处理。在二十世纪80年代,北京和上海垃圾中的有机物分别只有56.2%和45.2%，而到90年代后期则分别达到71.09%和93.69%（见表2注）,可见城市垃圾成分越来越趋于适于采用热解方法进行处理。 表1 垃圾不同处理方法的比较 处 理 方 法 优 缺 点 堆肥化 处理成本低; 发酵过程易产生恶臭 填埋 处理成本低; 处理垃圾的范围广; 不易找到适于填埋的场地; 需要作特殊设计以防产生新的公害,必要时还需作填埋后的维护 焚烧 处理垃圾的范围广;可产生再生能源; 可达到减量化; 处理成本高; 需设置防止二次污染系统 热解 可产生再生能源; 可达到减量化; 处理成本高; 处理垃圾的范围窄;需设置防止二次污染系统; 再生能源不但可以储存还可以输送 表 2 国内一些大城市的垃圾成分 (wt %) 有 机 物 无 机 物 城市 厨余 纸张 塑料橡胶 纤维 合计 玻璃 陶瓷 金属 砖瓦灰渣土 其他 合计 北京 39.00 18.18 10.35 3.56 71.09 13.02 2.96 10.93 2.0 29.09 上海 70.00 8.00 12.00 3.69 93.69 4.00 0.12 2.19 6.31 南京 52.00 4.90 11.2 2.26 70.36 4.09 1.28 20.64 3.00 29.01 重庆 38.76 1.04 9.10 2.55 51.45 9.03 0.53 37.99 1.00 48.55 广州 63.00 4.80 14.10 6.40 88.3 4.00 3.90 3.80 11.7 深圳 58.00 7.91 13.7 7.99 87.6 3.20 1.20 8.00 12.4 摘自: 城市垃圾处理与管理对策研究 一文.（环境科学研究 Vol. 13. No. 2） 注: 原表出处只说明是%, 实际应该为 wt %。且有些数值偏高。 作者 ⒉ 垃圾资源化过程中的二次污染物 除与通常燃料燃烧和热解时产生类似的有害气体外,还有可能产生有害气体二恶英。二恶英的生成主要有以下原因： ① 拉圾中原有的痕量二恶英； ②垃圾中含有聚氯乙烯（PCB） ③ 燃烧时C 、H 、O 、Cl等在飞灰表面通过基元反应可以生成二恶英。 除此之外，还有可能产生HCl 、SO2 等。 二恶英在灰渣、飞灰和烟气中均可能存在,根据垃圾的种类不同分布的比例各异。在燃烧过程中,一般采取高温(8500C)和延长烟气的停留时间(2s)来减少二恶英的生成。而在热解过程中对上述条件均可满足，且热解部分无烟尘外排。 二恶英的物理化学性质见表3。 表3 二恶英的物理化学性质 名称 分子量 熔点 0C 分解温度 0C 溶 解 度 (g/L) 化 学 稳 定 性 对二氯苯 氯代苯 氯仿 甲醇 水 酸 碱 氧化剂 四氯二恶英 2, 3,7,8-T4 CDD 322 305 700 1.4 0.72 0.37 0.01 7.2/109