固废处理的发展方向在哪？浅析垃圾热解气化技术
2021-07-09 18:07:01
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责任编辑：沃藤环保
垃圾处理方式随着技术的更新和发展逐渐优化，从一开始的填埋，到生物质利用，再到现在减量化效果最好的焚烧，每一步的技术更新都引领着行业的发展方向。
和垃圾焚烧一样，能做到真正3R原则的处理方式，是垃圾热解法。但据统计，国内垃圾主要以填埋、焚烧和堆肥为主。填埋是目前的主要处理方式，占比近一半，焚烧占12%左右，堆肥不到10%，仍有30%的生活垃圾未能处理。
那么为什么和垃圾焚烧一样能达到3R原则的垃圾热解技术却没能占得市场先机呢？我们先来了解什么是垃圾热解技术。
热解法和焚烧法是两个完全不同的过程。焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。焚烧的主要产物是二氧化碳和水，而热解的主要产物是可燃的低分子化合物：气态的氢气、甲烷、一氧化碳；液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等。固态的主要是焦炭和炭黑。热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气的过程。热解产率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度与速度。热分解过程由于供热方式、产品形态、热解炉结构等方面的不同，热解方式各异。
按热解温度不同，1000ºC以上称为高温热解，600 -700ºC称为中温热解，600ºC以下称为低温热解。按供热方式不同，分为直接加热法和间接加热法。直接加热法指垃圾部分直接燃烧，或向热解反应器提供空气、富氧或纯氧作为补充燃料。纯氧作催化剂会产生CO2、H2O等气体，其混在热解可燃气中，稀释了可燃气，会降低热解气的热效应。采用空气作催化剂则含大量N2，更稀释了可燃气，使热解可燃气的热值大大降低。
以美国城市垃圾实验数据为例，用空气作催化剂其热值一般在5500KJ/m3左右，而采用纯氧一般在11000KJ/m3左右。间解加热法可利用干墙式导热或一种中间介质来做传热。产热值可达18630 KJ/m3，相当于用空气作氧化剂的直接加热法产生热值的三倍多，完全可当成燃气直接利用。
与直接焚烧法相比，垃圾热解有以下优点：
(1)在热解过程中废弃物的有机物成分能转化成可利用能量形式，其经济性更好；热解产生的燃气视其热值的高低可直接燃烧或和其它高热值燃料混合燃烧，反应过程产生焦油视其性质可制成燃料或提取化工原料。
(2)热解焚烧系统的二次污染小，可简化污染控制问题，对环境更加安全；热解法产生的烟气量比直接焚烧法少，特别是烟气中重金属、二恶英类等污染物的含量较少，有利于烟气的净化，降低了二次污染物的排放水平，因而是一种安全的垃圾处理方法。
回顾垃圾处理行业的发展可以看出，整个行业经历了三个发展阶段：
第一阶段，是垃圾填埋时期，这是最原始，相对最简单的垃圾处理方式。
第二阶段为，好氧堆肥、厌氧消化的发展。 前几年厌氧消化因垃圾成分问题、技术引进不适应问题、处理规模小等问题，困扰、制约着行业发展，但现在随着国内技术研究的一步步深入和餐厨垃圾市场的关注，生物质利用方面逐渐发展起来。
第三阶段，完全资源化、减量化阶段，即国际上常说的WTE waste to energy 阶段。虽然目前的垃圾热解气化技术还有很多的不足，比如投资额高，运行不稳定，尾渣处理有一定难度等，但就行业发展而言，垃圾焚烧、垃圾热解和气化是最好的3R原则体现方式，因此必定是行业发展方向。
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