固廢處理的發展方向在哪？淺析垃圾熱解氣化技術
2021-07-09 18:07:01
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責任編輯：沃藤環保
垃圾處理方式隨著技術的更新和發展逐漸優化，從一開始的填埋，到生物質利用，再到現在減量化效果最好的焚燒，每一步的技術更新都引領著行業的發展方向。
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。但據統計，國內垃圾主要以填埋、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到3R原則的垃圾熱解技術卻沒能占得市場先機呢？我們先來了解什么是垃圾熱解技術。
熱解法和焚燒法是兩個完全不同的過程。焚燒是一個放熱過程，而熱解需要吸收大量熱量。焚燒的主要產物是二氧化碳和水，而熱解的主要產物是可燃的低分子化合物：氣態的氫氣、甲烷、一氧化碳；液態的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等。固態的主要是焦炭和炭黑。熱解法是利用垃圾中有機物的熱不穩定性，在無氧或缺氧條件下對其進行加熱蒸餾，使有機物產生裂解，經冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體，從中提取燃料油、可燃氣的過程。熱解產率取決于原料的化學結構、物理形態和熱解的溫度與速度。熱分解過程由于供熱方式、產品形態、熱解爐結構等方面的不同，熱解方式各異。
按熱解溫度不同，1000oC以上稱為高溫熱解，600 -700oC稱為中溫熱解，600oC以下稱為低溫熱解。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，或向熱解反應器提供空氣、富氧或純氧作為補充燃料。純氧作催化劑會產生CO2、H2O等氣體，其混在熱解可燃氣中，稀釋了可燃氣，會降低熱解氣的熱效應。采用空氣作催化劑則含大量N2，更稀釋了可燃氣，使熱解可燃氣的熱值大大降低。
以美國城市垃圾實驗數據為例，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熱或一種中間介質來做傳熱。產熱值可達18630 KJ/m3，相當于用空氣作氧化劑的直接加熱法產生熱值的三倍多，完全可當成燃氣直接利用。
與直接焚燒法相比，垃圾熱解有以下優點：
(1)在熱解過程中廢棄物的有機物成分能轉化成可利用能量形式，其經濟性更好；熱解產生的燃氣視其熱值的高低可直接燃燒或和其它高熱值燃料混合燃燒，反應過程產生焦油視其性質可制成燃料或提取化工原料。
(2)熱解焚燒系統的二次污染小，可簡化污染控制問題，對環境更加安全；熱解法產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。
回顧垃圾處理行業的發展可以看出，整個行業經歷了三個發展階段：
第一階段，是垃圾填埋時期，這是最原始，相對最簡單的垃圾處理方式。
第二階段為，好氧堆肥、厭氧消化的發展。 前幾年厭氧消化因垃圾成分問題、技術引進不適應問題、處理規模小等問題，困擾、制約著行業發展，但現在隨著國內技術研究的一步步深入和餐廚垃圾市場的關注，生物質利用方面逐漸發展起來。
第三階段，完全資源化、減量化階段，即國際上常說的WTE waste to energy 階段。雖然目前的垃圾熱解氣化技術還有很多的不足，比如投資額高，運行不穩定，尾渣處理有一定難度等，但就行業發展而言，垃圾焚燒、垃圾熱解和氣化是最好的3R原則體現方式，因此必定是行業發展方向。
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