時間:2025-01-20 11:08
來源:中國固廢網
全球各地面臨日益嚴重的有機固體廢物污染,中國工業固廢垃圾量2025年將達到70億噸。有機固體廢物包含廢舊塑料,橡膠,農業有機廢物,市政有機垃圾等,其中的塑料、橡膠等是石油化工產品,極難降解。
“垃圾氣化發電是將垃圾進行缺氧燃燒,生成可燃性氣體,以氣體為能源進行發電的技術,可實現垃圾的無害化、減量化、資源化處理”,上海什方電氣有限公司總經理張勇在2024(第十八屆)固廢戰略論壇上表示,垃圾清潔能源化解決方案將煤轉化成煤氣,進入燃機的聯合循環發電系統,發電效率高,近零排放,是未來發電行業的重要發展方向。
近十年來,上海什方電氣深耕高效清潔能源、垃圾綠色能源化處理兩大業務。論壇上,張勇結合企業實踐經驗和大量成功案例,對當前有機垃圾氣化資源化的實際問題做了分析和探討。
張勇
01垃圾清潔能源化系統潛在成本更低,資源利用廣泛
我國每年有超過86%的垃圾被填埋和焚化,給環境帶來沉重負擔。張勇指出,對比垃圾焚燒發電,垃圾氣化發電具備諸多優勢,環境污染更小、發電效率高、能源利用率高。
上海什方電氣最早從事鍋爐和汽輪機的研發制造,包括流化床鍋爐、燃煤鍋爐、爐排爐。隨著產業轉型和科技進步,近十年,上海什方電氣深耕高效清潔能源、垃圾綠色能源化處理兩大業務板塊,包括生物質/煤發電技術、煤氣化技術、垃圾制氣制油技術。
IGCC 發電有限公司265MW氣化發電系統運行數據
玖龍紙業重慶有限公司熱電廠2*320+2*50MW機組發電主機設備
臺州森林造紙有限公司熱電廠2*30MW汽輪發電機設備
垃圾氣化爐處理垃圾的類別非常廣闊,包含食物垃圾(包括餐廚垃圾)、紙制品、塑料垃圾、醫療垃圾、生物質(木材、樹枝)、皮革、橡膠、衣物垃圾、其他辦公室垃圾、有機物垃圾等等。其中,紙制品、生物垃圾氯含量較低,容易處理,塑料垃圾、皮革橡膠垃圾、醫療垃圾等熱值較高,氯含量也比較高,較難處理。
從技術角度,垃圾的氣化反應是在缺氧和催化劑的加熱條件下,有機垃圾組分發生大分子斷裂,產生小分子氣體、氣化溶液和炭渣的過程。氣化是一個復雜且同時發生多種化學反應的過程,包含有機大分子的鍵斷裂,有機分子的異松化和小分子的聚合等反應,最后生成各種較小的分子。反應順序是垃圾氣化脫水分子,垃圾氣化其次脫甲基,生成水和架橋部分的分解次甲基鏈反應,同時醚型結構生成CO。
以聚苯乙烯Ps為例,垃圾氣化的過程經歷了初始階段斷掉較薄弱的分子鏈,主要分解階段是將主要的分子鏈斷掉,深度氣化階段是小分子重組產生一氧化碳和氫氣。
垃圾的氣化階段
垃圾汽化爐可以處理廚余垃圾、紙制品、塑料、醫療垃圾等,經過分離凈化系統,一系列產物可以進行資源化利用。張勇表示,氣化處理與焚燒處理較大不同是進行了欠氧反應,生成了大量的氣體式一氧化碳和氫氣即“合成氣”,可以根據市場情況進行廣泛的資源利用,同時生成的燃油可以用于汽油、燃油燃料,水可以用于灌溉等。
02什方氣化爐與爐排爐的三個對比分析
什方氣化爐的核心工藝區別于常規的氣化爐體結構,采用了獨特氣化爐設計,水平和縱向結構上都進行優化,包括采用什方電氣專有的加熱技術、獨特的攪拌器設計、獨特的催化劑、微負壓保證系統操作的安全性,以及什方爐體結構和控制系統的配合。
張勇展示了100t/d垃圾清潔能源化裝置全貌。圖1是什方氣化爐,圖2是垃圾清潔能源化系統(垃圾庫、垃圾處理系統),圖3是燃氣儲存裝置。
圖1
編輯:李丹
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