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化腐朽为神奇的垃圾反火气化处理技术
来源:信息中心 时间:2013-07-05 00:00:00
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今年2月,一项国内外首创的垃圾反火气化处理技术通过了北京市科委组织的鉴定。鉴定会由国家计委能源所所长周凤起主持,清华大学环境科学与工程研究院院长郝吉明教授;工程院院士、中国环境监测总站总工程师魏复盛;工程院院士、中国环境科学院刘鸿亮;工程院院士、国家环保总局研究员任阵海;中科院院士、华中科技大环境科学院院长沈韫芬;煤炭科学研究总院煤化所所长徐振刚研究员;中科院水生生物所研究员吴文忠组成的专家小组对这项技术进行了严格的鉴定。来自我国环保领域的这四位院士和四位专家,对北京浩业达经济贸易发展公司经多年努力研制的这项技术给予高度评价。认为这是一种符合我国国情的创新技术,达到了我国提出的垃圾处理无害化、减量化、资源化的目标,其二英排放指标达到了国际领先水平,只有世界上最严格的欧盟标准的15,对改善城市居民环境和推动社会进步有显著的社会和经济效益,市场前景十分广阔,应尽快实现工业化。会后,院士、专家们又联名起草推荐书,向国家有关部门建议,尽快将此项目纳入国家“高新技术产业化项目”,并建立示范工程,以便有效地推广应用。

“垃圾围城”呼唤新治理技术

8年前,在我国刚刚开始重视垃圾处理之时,一位有志之士便注意到垃圾处理的前景和出路问题。他就是北京某公司董事长马胜英。

他看到,随着经济的发展,城市规模越来越大,数量越来越多,而城市垃圾的生成量也成倍增长,垃圾处理已成为一项重大的环保难题。目前,我国历年的垃圾堆存量已高达60亿吨,占用耕地5亿平方米。全国668个城市中已有200多个处于垃圾包围之中。虽然,我国十分重视垃圾处理,但从传统的处理方式看,还不能有效解决目前与日俱增的城市垃圾。我国目前的处理方式主要以填埋和高温堆肥为主,只有极少部分为焚烧处理。由于没有很好和更多的压实机械,许多填埋场未达到使用年限就填埋封场。而且,填埋法占用土地面积大,使用年限短,还容易影响地下水的质量,从长远看是不可行的。高温堆肥由于受条件限制也难于推广。

马胜英注意到,目前,几乎所有的工业化国家在城市垃圾处理上,都由以往的单纯处理向综合处理转变,从根本上改变了处理内涵。城市垃圾的无害化、减量化、资源化已成为垃圾处理的最终目标。在垃圾处理的方式中,垃圾发电最受青睐。

在发达国家垃圾发电已有30多年历史,这种方式已成为一些人口稠密、地少人多的国家处理城市垃圾的主要方法。通过有效的焚烧技术,可以使垃圾的体积减少90%,重量减少80%,极大地削减了最终处理量。垃圾焚烧时,将垃圾中的可燃物质产生的热量用于供热或发电,是实现垃圾资源化的最佳途径。但垃圾焚烧技术含量高,存在许多难点。国外的焚烧设备投资高、如日处理1000吨垃圾的焚烧设备约需人民币7万元左右的建设资金,而其发电量又小。如果取消财政补贴,垃圾发电则必然亏损。

在北京市政协第九届委员会第三次会议提交的一份提案中,委员们急切地提出并呼吁:“要积极组织研究开发我国的不产生二次污染的先进高效垃圾焚烧技术和设备,要制定出严格的法规,防止一些企业只管焚烧垃圾而不管对废气进行处理。国外在此方面已有教训。”

如何研制适合我国国情的垃圾焚烧处理技术,使垃圾发电不仅仅需要单纯的投入,而能够从中产生效益呢?马胜英为此苦苦思考。他意识到,垃圾焚烧技术的开发前期投入很大,许多企业都不愿干这种有很大风险的项目,或者认为这种公益性的科研开发应该由国家组织和投资。作为一个民营企业,自己开发这类项目意味着困难要自己解决、风险要自己承担,搞不好公司会破产,个人会负债。然而马胜英认为,风险中孕育着成功,这一项目前景好,对于我国在垃圾处理水平上能否走在世界前列有着重大的意义,值得一搏。

共同的责任和追求使他和一位多年来从事反火煤气化研究的发明人韩连恩和垃圾制棒工程师郁从兵凝聚到了一起。他们成立了专门的"垃圾气化"项目部,由18名工程技术人员组成攻关队伍,马胜英担任总指挥、韩连恩任总工程师,首批投入了400万元,开始了垃圾反火气化处理系统技术的艰难攻关。

独辟蹊径的垃圾反火气化技术

有关报道表明,一西方发达国家近60年来,男子精液中精子的含量平均减少了一半!据专家研究认为,这是由于环境污染所至,而其中最主要的罪魁祸首是一种叫“二噁英”的化合物。

二噁英被世界卫生组织列为毒性最强的物质,它具有很强的生物毒性、免疫毒性和内分泌毒性,一旦进入人体后不能分解也不易排出,国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。

这可怕的二噁英来自何处?它主要来源于含氯农药合成、纸浆氯气漂白和固体废物的焚烧,各国对二恶英的排放均加以严格的控制。所以,在垃圾焚烧中如何有效解决二恶英等有害物质的排放,就是一项世界性的难题。

马胜英的公司在垃圾焚烧技术方面,充分挖掘科技人员的智力资源,不断创新。经过不懈的努力,终于首创了一种新型的焚烧技术---垃圾反火气化处理系统技术和工艺,它包括以垃圾反火气化处理炉为主的数项专利技术。这一成果可以将城市垃圾变为“再生燃气”用来代替价格不断上涨的石油和天然气,用于锅炉供热或电厂发电,既节约了能源,又保护了环境。有专家预测,随着21世纪垃圾处理的规范化与产业化,垃圾发电将成为与太阳能发电、风力发电等并驾齐驱的无公害发电技术。

看过这种反火气化炉的人都感到又惊奇又新颖,这种炉子上面没有高高的烟筒,可以直接看到燃烧物的燃烧,但却不见烟气外冒,随管道排出来的是清洁的可燃煤气。

垃圾反火气化处理是在原反火气化煤气原理的基础上发展而来的。反火焚烧法属于固体床气化的范畴,它与传统的正火固定床在气化床层的分布上有所不同。垃圾反火气化炉的气化剂是从气化炉的顶部进入,从而使炉内氧化层在还原层之上。干燥层产生的水蒸气和干馏层产生的干馏气不是直接向炉外输出,而是与预热后的气化剂一起通过氧化层、还原层和炉渣层从炉底输出。在此过程中,干馏气中的碳氢化合物在高温的作用下发生分解,其中的二恶英类物质和形成二噁英前体化合物(苯、萘、氯酚等)都被分解掉了。

城市垃圾到了焚烧场,大件经过大件粉碎机粉碎后,和其它垃圾一起送入分选机,经粉碎和二次烘干后高温加压成黑色的棒体,再经反火气化处理,垃圾就变成了有用的煤气,既可直接用做燃气,又可用于发电。看到这场景的人们,无不赞叹科学的神奇。

可观的社会效益和经济效益

如果说过去垃圾焚烧处理是各地政府一个沉重的负担,它需要政府给予应有的公益性投入,那么,垃圾反火气化处理技术的诞生,则根本改变了这种概念。因为,它在产生社会效益的同时,也产生了可观的经济效益,具有良好的市场前景,从而使垃圾处理真正有可能成为一个产业,而不是仅仅是公益性投入。这也正是马胜英和韩连恩当时的初衷。

采用这一技术每处理一吨生活垃圾的直接费用,比国外同等规模的设备节省人民币3000元。与国外最新技术"电热解气化"处理垃圾工程相比,同等规模的投资只是国外设备的1314,而且工期短、收效快。

采用这一垃圾反火气化处理技术,处理垃圾的气化率高达80%左右。用燃气发电不需额外补贴,还可产生经济效益,一般8年即可收回投资。在该技术的鉴定会上,技术人员举了一个实际的例子。一个日处理量为1000吨的垃圾反火气化处理厂,工程总投资为25亿元,可日产燃气70万立方米;如果燃气全部用于发电,总投资则为32亿元(只有引进国外同等规模处理设备工程投资7亿元的12),每年可发电8300万度,除自用电外,每年还可外供电8000万度。

我国城市年产垃圾2亿吨,如采用该项技术每年可生产洁净的再生燃气1300亿立方米,可供28亿城市人口使用,同时,又能为数百万人提供就业机会。变废为宝,化腐朽为神奇,这正是垃圾反火气化处理技术的写照,也是北京浩业达公司对社会的巨大贡献。他们的发明和他们的努力,得到了院士专家的高度评价,并已引起国家有关部门的重视。相信在不久的将来,这项利国利民的创新技术将会得到有效的实施,从而为我国乃至世界的垃圾处理开创一条新路,为可持续发展战略的实施,为营造一个绿色的地球作出积极的贡献。

 

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