固废垃圾气化发电

1、我国生活垃圾的现状

我国生活垃圾产生现状非常严峻，目前我国平均每天每人产生0.8～1.1kg垃圾，并且每年仍以8%～10%的速度增长，全国主要城市年产生活垃圾2.5亿吨左右，例如北京日产垃圾2.5万吨；上海日产垃圾2.8万吨；广州日产垃圾1.2万吨，如此庞大的数量足以让任何垃圾填埋场很快就成为垃圾山。预计到2030年将会达到4.09亿吨，到2050年将达到5.28亿吨。历年累积堆存的城市生活垃圾总量更是高达70亿吨，全国几乎所有的城市垃圾填埋场处于即将填满或已填满的状态，城市被垃圾围城。

全国城市垃圾堆存累计侵占土地75万亩。垃圾含有大量水份成为垃圾填埋场的渗滤液，导致填埋场渗漏液的COD(化学需氧量)严重超标，对地下水系构成严重威胁。垃圾在自然中堆放会腐烂变臭，滋生细菌，引发呼吸道、肠胃疾病，有时垃圾填埋场范围数公里都臭气熏天，严重影响周围居民生活，引发许多群体性事件。例如2013年10月广东广宁村民反对建垃圾填埋场围堵政府机关 。2014年5月29日郑州侯寨垃圾处理厂被围堵，每天1000吨垃圾堆路上。2014年5月31日，深圳市坂田南片区的居民用汽车封堵了清水河下坪垃圾填埋场的大门，他们长期受到垃圾填埋场飘散出的臭气影响，希望垃圾填埋场可以彻底解决臭气问题。当前，国内的垃圾处置方式主要是卫生填埋和焚烧发电，卫生填埋对于垃圾填埋场已填满的城市来说，处于再选土地困难甚至无地可征的窘况；而垃圾焚烧会产生二噁英等大量有毒有害气体，污染空气，危害人类健康。垃圾焚烧发电处置技术主要有以下弊端：投资需要数亿元资金规模；占用大量土地（60亩以上）；需要当地政府财政补贴（不低于60元/吨）；产生二噁英类等有毒有害气体；因“邻避效应”导致项目难于落地，还易产生群体性事件。同时建设垃圾焚烧发电项目最低需要垃圾日产生量600吨以上，对于县级城市的垃圾产生量根本达不到此规模，处置垃圾的财政补贴更捉襟见肘。

目前生活垃圾的处理工艺和现状存在这些问题，所以，对地方政府来说，找到一种无需政府补贴、无污染处理生活垃圾工艺技术迫在眉睫、刻不容缓。

垃圾气化：把生活固废、垃圾转化为气体燃料

      ↓

气体净化：气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰份、焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行

             ↓

燃气发电：利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电，有的工艺为了提高发电效率，发电过程可以增加余热锅炉和蒸汽轮机。

垃圾热解气化发电技术就是针对垃圾的特点为，把垃圾体积70%的有机物经过处理，生成一氧化碳和烷类气体，再进入内燃机发电，靠垃圾自身的价值实现垃圾无害化处理的正效益。剩余30%的垃圾继续填进，经过一段时间的厌氧后，体积会明显减小，可再挖出分选，一部分有热值的再气化处理，渣土可作为营养土用于园林绿化。

生活垃圾经分选后：

1、衣服、塑料袋等可燃物重量约占25%，体积约占70%左右。

2、果皮、餐厨垃圾等有机垃圾重量占60%

3、渣土、砖块、碎玻璃等重量点15%

收集原生生活垃圾，由我公司配套的垃圾分选和干燥系统进行处置，分选后，具有热值的可燃物直接进入气化炉热解气化系统，产生可燃气体，然后进入发电系统燃烧发电。剩余部分的体积约点30%左右的餐厨垃圾、渣土、碎砖块等按照原有处置工艺填埋进行静态厌氧发酵。这样对原有的垃圾填埋场而言，原生垃圾通过分选处理后延长垃圾填埋场数倍的使用寿命。

对于已填埋的陈腐垃圾，其主要成分是不可降解的有机物成分和经发酵的有机肥，剩余部分就是城市绿化和林业可利用的有机营养土。将原有的垃圾填埋场陈腐垃圾挖掘出来再处理，可腾空垃圾填埋场进行周转使用，让填埋场地进入可循环再利用的持续使用状态。无须再建设新的垃圾填埋场。实现了节约土地，降低垃圾处置费用和垃圾的减量化、无害化和资源化的目的。

生活垃圾的热解气化技术，是指将可气化的生活垃圾送入热解气化炉中，在低温厌氧的条件下，经过一段时间热解气化反应在，使生活垃圾中有机类成分得到充分热解气化，在热解气化过程中有机质大分子态裂解成小分子态的甲烷类可燃气体；同时，经碳化后的有机物在高温下与二氧化碳和水反应产生大量的一氧化碳。剩余物为玻璃状熔融炉渣。各类细菌病原菌被彻底杀灭的过程。产生可燃气体主要是CH₄、CO和H₂，经过除尘、电捕焦油、净化、降温和捕滴等过程，最后可得纯净气体的热值为1000kcal/m³左右。每吨垃圾平均产气约1500-1800m³，实行不间断、连续输出。

生物质固定床气化发电装置主要由进料机构、燃气发生装置、燃气净化装置，燃气发电机组、控制装置及废水处理设备六部分组成：

进料机构：进料机构有多种，根据场地大小不同分别为螺旋加料器，皮带上料机，和提斗上料机，动力设备是电磁调速电机。加料器既便于连续均匀进料，电磁调速电机则可做生意调节生物质进料量。

燃气发生装置：气化装置可采用固定床气化炉或其他可连续运行的气化炉，气化炉和排渣螺旋构成。生物质在气化炉中经低温热解气化生成可燃气体，气化后剩余的灰份则由排渣螺旋及时排出炉外。

燃气净化装置：燃气需经净化处理后才能用于发电，燃气净化包括除尘、除灰和除焦油等过程。为了保证净化效果，该装置可采用多级除尘技术：例如惯性除尘器、旋风分离器、文氏管除尘器、冷凝器等。经过多级除尘，燃气中的固体颗粒和微细粉尘基本被清洗干净，除尘效果较为彻底；燃气中的焦油采用吸附和水洗的办法进行清除，主要设备是两个串联起来的喷淋洗气塔。

燃气发电装置：可采用燃气发电机组或燃气轮机。由于目前国内燃气内燃机的最大功率只有500KW，故大于500KW发电机系统可由多台500KW的发电机并联而组成。燃气轮机必须根据燃气的要求进行相应的改造，目前该项技术国内还未开展，国外技术也不成熟，所以成本较高。

控制装置：由电控柜，热电偶及温度显示表、压力表及风量控制阀所构成。在用记需要实业可增加相应的工业电脑监控系统。 废水处理设备：采用过滤吸附、生物处理或化学、电凝聚等办法处理废水，处理后的废水可以循环使用。

生活垃圾（废塑料、编织物、生物质等）、工业垃圾（制衣厂下脚料、制鞋厂下脚料、汽车内饰废料等）规格：≤100MM，含水量：≤20%

生活垃圾        工业垃圾        下脚料 

1、资源化利用方式不同

焚烧：焚烧需设置较复杂的热回收系统来驱动发电，运行及维护费用高昂，且必须政府的处理补贴费用。须添加化石能源（煤或石油等）

热解气化；势解气化直接将垃圾气化生成清洁可燃气体，通过燃气内燃发电机发电，热效率高，工艺简单，运行维护费用低。

2、污染物排放不同

焚烧：焚烧将大量产生二恶英、重金属、氮氧化物等有毒有害气体。产生“邻壁效应”，项目很难落地。

热解气化：热解气化从技术原理上就避免了有毒有害气体的产生，不产生二共英类气体，重金属被固化在熔融关炉渣中，不再产生危害。

3、技术前景不同

焚烧：焚烧需要很大投资进行排放污染治理才能满足当前环保要求。

热解气化：气化不仅能够达到现有的污染排放标准要求，而且还可满足未来理严格的国家环保排放标准。

4、投资不同

焚烧：工艺设备复杂，投资及运行成本较高

热解气化：投资及运行维护成本低