深圳宇力城市生活垃圾再生煤技術

一、城市生活垃圾常規(guī)處置方法及國內外研究現(xiàn)狀

目前，我國人口13億，2007年統(tǒng)計城鎮(zhèn)人口5.77億，占總人口已超過44.38%。隨著城市化進程快速發(fā)展和大量農村人口轉移，以8～10%年增長速度增加。如果按人均每天1公斤生活垃圾產生量計算，每天全國城鎮(zhèn)生活垃圾總量5.77億公斤，即57.7萬噸，每年就有2.106億噸以上。鉆油油井和煉油廠的油污泥、城市生活污水處理廠脫水后的污泥和煤礦的煤矸石等，都是棘手的固體廢物，每年的數(shù)量也是很大的。

國外把城市生活垃圾比喻為：“放錯位置的黃金”，是“永不枯竭的城市礦藏”等等。將其開發(fā)成“廢棄物再利用固體燃料”（Refuse-Derived Fuels），簡稱為RDF。國外這種方法是以發(fā)酵制酒精為主的，投資很大。為符合中國國情，需要找到投資省、操作簡便、成本低廉的方法，其中將垃圾做成再生煤就是這種思維。

我國城市生活垃圾常規(guī)處置方法有填埋、焚燒發(fā)電、堆肥和有機復合肥。

填埋：占地大，滲濾液長期對地表水造成污染，所產生的甲烷和硫化氫也長期對空氣造成污染，尤其當無地可用時又怎么辦？填埋場的建設（防滲、筑壩和三通一平）和長期運行費用很高，人員編制是按事業(yè)單位，都是由政府買單，填埋也是對資源的浪費。近年來，有地方將填埋場內的沼氣收集發(fā)電，收集-脫水-脫硫-儲氣-發(fā)電，全系統(tǒng)投資很大，運行時間并不長，而且沼氣產量很不穩(wěn)定。

焚燒發(fā)電：投資很大，一般采用BOT方式運作，由于利潤微薄而愈來愈沒有吸引力，投資商逐年抬高每噸垃圾處置費和上網電價。二噁英污染普遍解決不好，甚至濃度比填埋高得多的滲濾液處理普遍都沒有解決好，不僅是無人投資，當?shù)厝罕娋懿唤邮埽S多地方推行不下去。

堆肥和有機復合肥：堆肥方法占地和污染很大，這是很難被當?shù)厝罕娊邮堋Ｓ袡C復合肥雖然是工業(yè)化機械裝備流水線作業(yè)生產，分撿量很大，有的地方用“水分撿”，水的用量很大，一般垃圾與用水量的比例達到1：20～30，循環(huán)水濃度很高，處理費用很高，獲得的有機肥的量很少，推廣上也受限制。

臺北和日本等許多地方，采用了在家庭就開始對垃圾做分類，顯然，符合垃圾的減量化和資源化，但不意味就沒有垃圾了，仍然還需要做進一步的處理。

正因為如此，垃圾處理已經成為中國城市發(fā)展一個帶普遍性的限制因素。

二、新的思維和新的方法

由于以上原因，新的思維和新的方法才應運而生——垃圾再生煤。用這種方法為城市生活垃圾提供一條新的出路。這是一種“多元化”的新思維。常規(guī)的城市生活垃圾處理方法很多，每種方法都不是唯一可行的，“因地制宜”才是正確的抉擇。

不僅是生活垃圾，采油井和煉油廠（如勝利油田每年10萬噸以上的油污泥）的含油污泥長期未做處理，也成為當?shù)貒乐氐奈廴驹矗怀鞘?a href="http://www.hntv520.com" title="污水處理" target="_blank">污水處理廠和工廠污水處理站的污泥出路也是棘手問題；農村的谷殼和秸稈、林場和木材加工廠的木屑、城鎮(zhèn)綠化垃圾、煙草廠的煙梗垃圾和蔗糖廠的蔗渣，煤礦的煤矸石……都是垃圾的范疇。谷殼、果殼、秸稈和木屑等雖然可以用生物質熱解方法回收利用，但是焦油和木醋液的處理和利用還是一個棘手問題。完全可以按照不同的比例和生活垃圾混合“打包”制成再生煤，供工業(yè)鍋爐和火力發(fā)電廠使用。

國家的固體廢棄物處理政策是：“無害化、減量化和資源化”。用這種新方法則增加一個“產業(yè)化”。減少煤的開采的同時，為地方稅收和就業(yè)帶來好處，減少生活垃圾填埋量75%以上。

據(jù)資料統(tǒng)計，垃圾焚燒發(fā)電廠每噸生活垃圾可產生電量300～450度，這是扣除了鍋爐及發(fā)電機的各種損耗后的發(fā)電量。而本套設計400噸生活垃圾可生產售出275噸再生煤，再生煤的熱值大約為4000大卡/公斤。1大卡=4186.75J（焦耳），每噸垃圾產生的熱量為：

（275×4000×4186.75×1000）÷400=1.15×1010J（焦耳）=3198.21kw·h（度電）

每噸再生煤的耗電量為33.38度/T，則本項目所產的再生煤不計損耗的理論發(fā)電量為：

3198.21 – 33.38= 3164.83kw·h（度電）

結論：如果考慮鍋爐及發(fā)電機的各種損耗，輸出的電量也會比垃圾焚燒發(fā)電廠的平均發(fā)電量375度要高得多。因為，垃圾直接焚燒發(fā)電含水35～55%，除自然排出的滲濾液外，未經脫水和烘干，帶入鍋爐內的水分大約40%左右，這部分水的蒸發(fā)要消耗大量的熱量，而且進焚燒爐的垃圾是不分撿的。所以，不能把垃圾再生煤和垃圾的直接焚燒發(fā)電相提并論。而且，垃圾再生煤除補充普通火力發(fā)電廠用煤之外，更多的是給當?shù)氐墓I(yè)鍋爐和供熱鍋爐補充燃料，使垃圾的處置在填埋、焚燒發(fā)電及做有機肥之外，提供了一條新的途徑。

三、應用范圍

1、城市生活垃圾

2、采油井和煉油廠的含油污泥（摻入生活垃圾按比例混合）

3、城市生活污水處理廠污泥（摻入生活垃圾按比例混合）

4、非有毒和非重金屬離子成分的污水處理站污泥（摻入生活垃圾按比例混合）

5、采煤分選后的煤矸石（摻入生活垃圾按比例混合）

6、谷殼、秸稈、林場木屑以及木材加工鋸末（可以生物質熱解，也可以摻入生活垃圾按比例混合），對于中國、東亞和南亞地區(qū)的產糧大國來說谷殼和秸稈的處置找到一條出路

7、蔗糖廠蔗渣、煙草廠煙梗垃圾（可以造紙、生物質熱解，也可以摻入生活垃圾甚至不摻生活垃圾）

顯然，垃圾再生煤方法比常規(guī)生活垃圾處置方法，方法簡單，投資省，占地小，應用更加廣泛和靈活。

四、工藝方法

首先將城市生活垃圾送入指定垃圾場地收集；然后通過抓破、振動分選及磁分選前處理，將粗大可見惰性物及鋼鐵質金屬物清除，接著用粗破機將垃圾粗破至100mm以下；再將粗破垃圾擠壓脫水，脫水后進行細破，在此階段將垃圾顆粒度控制在20目之內，細破之后再加入引燃劑、助燃劑、防腐、粘合劑、除臭、殺菌劑及固硫、固氯物等，在攪拌機里混合均勻；最后擠壓成型煤，形狀尺寸可以在模板的孔型設計達到。

五、產品特性

作為RDF技術，從生產過程到成品使用全過程，必須符合以下要求：

● 再生煤經過權威部門檢測

● 與4500大卡/公斤天然煤相比，在同臺鍋爐、產生基本相等的蒸汽量、蒸汽溫度、蒸汽壓力和焓值的前提下，有較好的燃燒工況，并精確測出耗煤量的比較數(shù)據(jù)

● 未經處理就有比燃燒天然煤更好的煙氣排放質量（除塵外其余指標都在排放標準內）

● 二噁英不經處理即能達標排放（是國家排放標準的1/50，歐盟標準的1/5）

● 生產過程中符合清潔生產要求，煙氣經治理達標排放；生活污水和滲濾液經處理達標后部分回用，部分排放；厭氧的沼氣回收利用；玻璃和金屬回收，其他不燃物填埋

● 再生煤產品出廠前在烘干的過程中高溫消毒殺菌

● 生產的安全和穩(wěn)定能得到保障

六、產品的質量

由前文產品的檢測報告可知，垃圾再生煤的主要質量參數(shù)如下：

熱值：實測3500cal/g左右；根據(jù)熱值的計算，并改進添加劑配方應可達到4000 cal/g以上。

含水率：實測12%；生產中控制15%。

未經處理排放的煙氣中

HCl ：實測16.5 mg/m3，大大低于《生活垃圾焚燒污染控制標準》標準限值GB18485-2001中規(guī)定的75 mg/m3。

CO2：實測1.7 mg/m3，大大低于《生活垃圾焚燒污染控制標準》標準限值GB18485-2001中規(guī)定的260 mg/m3。

SO2：實測無。

因為HCl、CO2濃度極低，而且又沒有SO2，所以煙氣中酸性氣體的含量遠遠低于普通煤的燃燒煙氣，可認為垃圾再生煤燃燒產生的煙氣對鍋爐腐蝕遠遠低于普通煤。

二噁英毒性當量平均值：實測0.020 ng/Nm3，僅為國家排放標準的1/50，歐盟標準的1/5。

七、再生煤生產過程中的污染治理

該產品生產過程的主要污染源：濃度很高的滲濾液；污水處理厭氧的沼氣和硫化氫氣體；鍋爐燃燒后煙氣除塵、脫硫；分撿車間的臭氣除味；生產車間的廢氣除塵。分撿后的固體廢棄物，金屬和玻璃回收，其余填埋（5%左右）。

1、滲濾液處理：采用本公司多項發(fā)明專利、國家重點環(huán)保實用技術、“國家垃圾焚燒發(fā)電滲濾液處理863課題”中試技術及“深圳—香港兩地政府聯(lián)合支持深港創(chuàng)新圈科研項目”中指定項目“城市垃圾中轉站滲濾液處理”技術，確保

出水COD＜80mg/l，NH3-N＜15mg/l

出水回用于：沖廁所、洗車、沖洗場地和周邊綠化灌溉。

厭氧沼氣回用于燃燒爐。

2、脫硫和脫二噁英處理：采用本公司相關多項專利技術，主要是從源頭做起，在添加劑中加入藥劑，在再生煤燃燒過程中脫硫和脫除二噁英。排放的煙氣處理是以除塵為主，脫硫為輔，可以不再做二噁英的耗資很大的燃燒后處理。脫除二噁英也是本技術的亮點之一，否則再生煤的生產技術在環(huán)評上也通不過。

3、再生煤在高溫烘干中殺菌、消毒、防霉。

八、再生煤技術依托

該技術突出優(yōu)點是：占地少、投資省、市場化、產業(yè)化、資源化。本公司結合中國國情，自主研發(fā)，整體配套。具備以下專利技術：

1． 發(fā)明專利“生活垃圾再生煤產品及其制備方法” 申請?zhí)枺?00810216134.1

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

2． 發(fā)明專利“生活垃圾再生煤生產工藝”申請?zhí)枺?00810216135.6

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

3． 發(fā)明專利“對垃圾焚燒及垃圾再生煤燃燒二噁英控制的添加劑及其生產工藝” 申請?zhí)枺?00810216133.7

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

4． 發(fā)明專利“生活垃圾滲濾液處理方法” 專利號：ZL03147021.1

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

5． 國家863課題“垃圾焚燒發(fā)電”第6子項“垃圾焚燒發(fā)電滲濾液處理”2003年完成單位

6． “深圳—香港兩地政府聯(lián)合支持深港創(chuàng)新圈科研項目”中指定項目“城市垃圾中轉站滲濾液處理”技術，該技術是“清華大學深圳研究院”、“香港大學”與本公司共同研發(fā)完成，已共同申請發(fā)明專利。

7． “國家重點環(huán)保實用技術”編號2002-B-032

“電催化氧化處理難降解高濃度有機廢水技術”

8． 發(fā)明專利“一種難生化降解高濃度有機廢水處理方法及裝置”專利號：ZL00134787.X

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

9． 實用新型專利“流化吸收塔煙氣處理裝置”專利號：ZL97245980.4

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

10． 實用新型專利“高效能內循環(huán)活性污泥厭氧流化床污水處理裝置”專利號：ZL00264199.2

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

九、各種生活垃圾處理方法的比較

1、垃圾填埋占地大，使用的年限是有限的。而且滲濾液、甲烷和硫化氫等的污染是長期的。垃圾填埋從基礎設施到填埋的運作和污染的治理通通都是當?shù)卣I單。不符合國家垃圾處理的減量化、無害化和資源化的政策。

2、垃圾焚燒發(fā)電是按BOT方式運作的，當?shù)卣峁┖芨叩睦幹觅M和很高的發(fā)電上網補貼，只有對東部沿海經濟發(fā)達的大中城市有條件招商引資，否則不可能在10年內收回投資商巨額的投資。前面已經說明，原生垃圾的熱值是800-1600Kcal/Kg，發(fā)電量為300-450度/噸，而再生煤熱值是4500Kcal/Kg，發(fā)電量為3198.21度/噸。因此，對東部沿海大中城市的垃圾焚燒發(fā)電廠，可配套建設垃圾再生煤生產線，自產自用，效益更高。對于中西部地區(qū)中小城市財政收入不高的情況下，垃圾焚燒發(fā)電政府負擔不起，而填埋不僅用地有限，而且還要政府長期買單，垃圾再生煤的方法是經濟有效可選方法。

3、沼氣發(fā)電技術的應用也是可選的方法之一，但是采氣的面積很大，產氣量波動也很大，同樣存在政府對垃圾處置及沼氣發(fā)電上網電價的補貼，設備的投資也比制造再生煤要大。

4、垃圾再生煤（RDF）技術從目前國內外生活垃圾處置方法比較中可以看出：適合于中國RDF技術的國情，特別是中小城市的生活垃圾處理，把本該是政府買單的市政建設項目變成招商引資項目，政府只需提供用地或者是在原來填埋場建設，處置每噸生活垃圾提供力所能及的補貼費，其它政府徹底解脫。垃圾總填埋量減少3/4，為當?shù)劐仩t提供補充用煤，增加當?shù)囟愂眨⒔鉀Q數(shù)十至一百多人員的就業(yè)。并且一次性投資是所有垃圾處理方法中最低的，而經濟效益是最高的。

十、本公司技術亮點

垃圾再生煤生產技術是國內近3年的符合中國國情和中小城市生活垃圾處理的較有前途的技術。本公司的技術亮點在于：

1、能生產出合格的再生煤。

2、自身的污染如滲濾液和臭氣的處理確保達標排放。沒有配套治理技術的此類工程是不完整的。

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