城鎮生活垃圾熱解氣化處理技術及應用前景探討

田新民

摘 要：在當前生態文明快速建設過程中，熱解成為了城鎮生活垃圾處理的重要方法。通過具體分析城鎮垃圾熱解氣化處理技術及應用前景，旨在提升城鎮垃圾熱解氣化處理技術水平，為美化城鎮環境創造良好的條件。

關鍵詞：城鎮生活垃圾；熱解氣化；處理技術；應用前景

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.073

目前，大部分生活垃圾的無害化處理方法主要包括填埋、焚燒和堆肥3種，其中，焚燒已成為我國城鎮生活垃圾處理的一種主要方法。城鎮生活垃圾在焚燒處理的過程中一般選擇使用爐排爐或者循環流化床爐。這類設備在使用的過程中具有投資大、運行成本高等特點，由于是過氧燃燒，燃燒過程中易生成二英，且煙氣中含有較多的飛灰，易對整個環境造成二次污染。熱解氣化技術作為一種絕氧或缺氧燃燒技術，可以降低二英的生成量，并減少飛灰排放量，成為城鎮生活垃圾處理的一種重要技術。

1 城鎮生活垃圾熱解氣化原理及技術優勢

1.1 熱解氣化原理

熱解氣化技術可分為立式和臥式結構，以下以立式為代表進行介紹。

目前，立式旋轉熱解氣化焚燒技術在應用的過程中采用的是二段式焚燒方法，其一燃室主要是立式旋轉熱解氣化焚燒爐，而二燃室則是可燃氣體燃燒室。立式旋轉設計是最常用的一種，從根本上解決了立式爐應用過程中布料使用不均勻的技術問題，同時，在爐體與爐篦相對轉動的過程中能夠有效解決連續排渣的技術問題，并且能夠起到攪動垃圾的作用，從而有利于垃圾熱解氣化技術得到更好的應用。立式旋轉熱解氣化焚燒爐主要分為7個層次，由上到下分別是空層、干燥層、熱解層、燃燒層、燃燼層、冷卻層和排渣層。溫度場的分布對垃圾熱解氣化處理技術的應用具有較大的影響，其主要是通過充分利用生活垃圾本身蘊含的熱量達到生活垃圾熱解氣化的目的，從根本上降低城鎮生活垃圾灰渣的熱灼減率，全面提升垃圾的熱回收率。這里，提升垃圾的熱回收率主要是增強垃圾焚燒后殘渣的陶瓷特性，從而有效提高殘渣的綜合利用效率。因此，立式旋轉熱解氣化焚燒技術成為了當前城鎮生活垃圾處理中比較先進和安全的一種處理技術，適用于中小規模垃圾量的處理。

1.2 熱解氣化技術優勢

城鎮生活垃圾熱解氣化技術在應用過程中的優勢主要體現在以下幾個方面：①設計較為科學，結構布局統一、緊湊，具有質量輕、布置簡單和建設周期短等特點。②在低溫區域合理地進行爐排工作，能夠從根本上避免爐排受到高溫的影響，這樣有利于從根本上降低設備制造的成本，從而全面提升設備在使用過程中的可靠性，延長設備的使用周期。③由于熱解氣化焚燒室中燒的是氣體，且過量空氣系數小，所以這種熱解氣化技術在應用過程中所產生的煙氣量比直接焚燒少，尤其是煙氣中所含的SOx、NOx、HCl、HF以及重金屬等污染物非常少，這樣對煙氣具有較強的凈化作用，且能夠在一定程度上降低垃圾二次污染的產生和治理成本。④整個熱解氣化處理過程均是在低氧的環境中進行的，這樣能夠有效降低二英前驅體的生成量，且整個二燃室內的溫度高達1 100 ℃左右；煙氣停留的時間較長，基本上超過了2 s，能夠在較短的時間內分解產生二英前驅體的元素，從根本上減少垃圾焚燒后的重金屬含量，有效降低甚至避免垃圾熱解處理對環境造成的二次污染。⑤爐體與爐篦在運行的過程中是相對轉動的，能夠有效解決爐進料均勻和連續排渣的技術問題，以確保熱解氣化處理過程的穩定性，促使進料量和出料量能夠被更好地控制在設計范圍內。

2 城鎮垃圾熱解氣化處理技術的應用

實驗研究表明，立式熱解焚燒爐應用于城鎮垃圾處理過程中時，焚燒爐的二燃室溫度基本上都在850 ℃以上，且煙氣停留的時間遠遠多于2 s。這時，燃燒灰的熱灼減率基本上低于3%.通過在廢氣排放口進行成分含量測試，其數據顯示所有有害氣體的含量能夠更好地滿足當前城鎮垃圾處理的“3T”要求。也就是說，整個城鎮垃圾燃燒區的溫度基本上高于850 ℃，而停留的時間遠遠多于2 s，這樣便能夠充分擾動二燃室，從而真正達到混合的目的。這種技術在應用過程中所排出的尾氣中含有的有害氣體量非常少，能夠完全滿足GB 18485—2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》規定的排放要求。

3 城鎮垃圾熱解氣化處理技術的應用前景

目前，《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》提出，到2020年年底，我國直轄市、計劃單列市和省會城市（建成區）生活垃圾無害化處理率達到100%，其他設市城市生活垃圾無害化處理率達到95%以上（新疆、西藏除外），縣城（建成區）生活垃圾無害化處理率達到80%以上（新疆、西藏除外），建制鎮生活垃圾無害化處理率達到70%以上。當前，全國城鎮新增生活垃圾無害化處理設施能力為3.4×105 t/d。到2020年年底，全國城鎮生活垃圾焚燒處理設施能力占無害化處理總能力的50%以上，其中，東部地區達到60%以上。因此，按照這樣的速度，預計在3～4年期間，我國的城市生活垃圾無害化處理設施建設及運營發展的速度將呈現猛增的趨勢。因此，城鎮垃圾熱解氣化處理技術將有可能在大范圍內進行推廣應用。

4 結論

總之，通過充分利用熱解氣化方法來處理城鎮生活垃圾，能夠更好地實現城鎮生活垃圾的無害化、資源化和減量化。通過在城鎮垃圾熱解氣化處理過程中采用雙回路系統，利用燃燒之后的煙氣對入爐垃圾進行烘干處理，能夠有效提高進入爐內的生活垃圾的熱值，從而更好地適應我國城鎮生活垃圾熱值低、含水率高且不易燃燒的特點。同時，采用回轉預烘干系統，充分利用水冷板式耐高溫布料器和低溫出渣等先進的技術，有利于保障設備的可靠性和運行的穩定性。這種技術的應用對提高我國城鎮生活垃圾熱解氣化處理技術水平，改善城鎮環境質量

具有非常重要的作用。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕