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      生物燃料制備技術(shù)

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      生物燃料制備技術(shù)

      生物燃料制備技術(shù)范文第1篇

      [關(guān)鍵詞] 生物質(zhì)燃料 綜合應(yīng)用技術(shù) 新進(jìn)展

      [中圖分類號] TK6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650(2016)10-0206-01

      引言

      黨的十報(bào)告中提出了關(guān)于提高能源使用效率的問題,即要支持新能源的開發(fā),提高可再生能源的利用率。至此,河南駐馬店市農(nóng)業(yè)大區(qū)對生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)得到了高度重視。生物質(zhì)能作為碳源具有可再生性,可以轉(zhuǎn)化為固態(tài)燃料、液態(tài)燃料、氣態(tài)燃料。

      1 固體生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

      制備固體生物質(zhì)燃料所采用的技術(shù)是固化成型技術(shù),即將品位相對較低的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為品位相對較高的生物質(zhì)燃料,而且由于燃料已經(jīng)固化成型的,所以方便與存儲和運(yùn)輸,在燃料的利用上也非常便利。固體生物質(zhì)燃料的資料來源于農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的玉米芯、秸稈等等各種廢棄物。

      1.1 固體生物質(zhì)燃料的成型技術(shù)

      首先,要收集生物原材料,將這些材料經(jīng)過篩選之后,確保材料干燥,灰分符合要求,污染性低而且熱值高、容易燃燒。對于這些材料進(jìn)行干燥處理后,進(jìn)行成型處理以方便運(yùn)輸[1]。其次,將所有篩選出來的材料粉碎處理,并將黏結(jié)劑和助燃劑加入其中進(jìn)行壓縮,使固體生物質(zhì)燃料不僅方便存儲,而且容易燃燒。

      1.2 固體生物質(zhì)燃料的生產(chǎn)技術(shù)

      根據(jù)不同的生產(chǎn)條件,固體生物質(zhì)燃料所采用的生產(chǎn)技術(shù)也會有所不同。其一,常溫濕壓成型技術(shù),具體而言,是將纖維素原料進(jìn)行水解處理而使得原料的纖維經(jīng)過濕潤時(shí)候軟化,使其皺裂,之后進(jìn)行壓縮處理。這種技術(shù)的操作簡單,但是會提高部件的磨損度,而且所生產(chǎn)的燃料的燃燒值比較低。所以,成本相對較高。其二、炭化成型技術(shù),即對生物質(zhì)原料進(jìn)行炭化處理后成為粉末狀,將粘結(jié)劑加入其中,壓縮成木炭。比如,河南駐馬店市農(nóng)業(yè)大區(qū),秸稈多綜合利用,利用炭化技術(shù)工藝生產(chǎn)出來的秸稈炭粉可制成炭球、活性炭等炭產(chǎn)品。在秸稈炭化的過程中所排放的煙霧收集起來提取可燃?xì)怏w、木焦油、木醋酸。但目前綜合利用率還比較低,所以,還國家對秸稈綜合利用予以補(bǔ)貼和政策上的傾斜。

      2 液態(tài)生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

      2.1 燃料乙醇

      燃料乙醇成本低而且具有可再生性。生產(chǎn)技術(shù)上,是對非糧食原料乙醇回收后,經(jīng)過凈化并發(fā)酵處理。其中,對脫水處理技術(shù)具有很高的要求,主要采用了萃取精餾法、吸附分離法以及共沸精餾法等等[2]。所生產(chǎn)的燃料乙醇中所含有的乙醇可以達(dá)到99.7%,比無水乙醇中的乙醇含量要高。

      2.2 生物柴油

      動植物油脂經(jīng)過加工處理后,可以生產(chǎn)出與柴油的化學(xué)性質(zhì)比較接近的長鏈脂肪酸單烷基酯,即為“生物柴油”。這種材料具有良好的性,沒有毒,而且生物降解,是用于替代柴油的最好的材料。生產(chǎn)技術(shù)上,物理方式進(jìn)行技術(shù)處理即為直接混合法、酯交換法和酶催化法;化學(xué)方式進(jìn)行技術(shù)處理即為采用了微乳化法高溫?zé)崃呀夥āS捎谒褂玫牟牧喜煌a(chǎn)出來的生物柴油存在著有點(diǎn)和不足。目前廣泛使用的生物柴油制備方法為酯交換法。這種方法的原料來源廣泛,加工工藝簡單,所生產(chǎn)出來的生物柴油性能穩(wěn)定,但是在生產(chǎn)的過程中會有堿性廢水產(chǎn)生,而且生產(chǎn)設(shè)備會遭到嚴(yán)重的腐蝕。

      3 氣態(tài)生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

      生物質(zhì)發(fā)酵技術(shù),就是將生物質(zhì)采用厭氧微生物分解技術(shù),經(jīng)過代謝處理之后生成了氣體,這種氣體的主要成分是甲烷,其中還包括二氧化碳、氫氣以及硫化氫等等,即為“沼氣” [3]。沼氣的發(fā)酵劃分為水解液化、酸化、產(chǎn)甲烷三個(gè)階段。生物技術(shù)的快速發(fā)展,挖掘高效厭氧微生物并使用的效率也會有所提高,對沼氣的利用起到了促進(jìn)作用。

      按照生物質(zhì)氣化原理,生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)需要將生物質(zhì)進(jìn)行氣化處理后,可燃性的氣體與水蒸汽不斷地重整,從中可以提取氫氣。研究的介質(zhì)是催化劑、氣化爐,使用白云石制作二氧化碳,吸收蒸汽,經(jīng)過氣化后產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。經(jīng)過試驗(yàn)表明,氣體中的氫氣產(chǎn)量是非常高的,可以達(dá)到66.9%;二氧化碳?xì)怏w為3.3%;一氧化碳?xì)怏w為0.3%。

      總結(jié)

      綜上所述,中國在近年來環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。要保護(hù)好生態(tài)環(huán)境,就要加大清潔能源的使用力度,同時(shí)還要提高能源的重復(fù)使用效率。特別是發(fā)展新能源,能夠?qū)Σ豢稍偕茉吹睦靡跃徑猓环矫婵梢詫δ茉词褂玫陌踩枰跃S護(hù),而且還可以推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。

      參考文獻(xiàn)

      [1]王永征,姜磊,岳茂振,等.生物質(zhì)混煤燃燒過程中受熱面金屬氯腐蝕特性試驗(yàn)研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013,33(20):88―95.

      生物燃料制備技術(shù)范文第2篇

          1.1動力學(xué)與放大問題

          乙醇發(fā)酵過程前期主要的活動內(nèi)容是乙醇原料的液化、糖化等,在初期階段結(jié)束以后進(jìn)入到乙醇的應(yīng)用特性控制階段。這一階段解決的主要問題是其發(fā)酵反應(yīng)的動力學(xué)問題,也就是發(fā)酵反應(yīng)能否繼續(xù)下去的關(guān)鍵問題,主要包括有兩個(gè)層次,一是本征動力學(xué),主要是指從一種物質(zhì)形式的本質(zhì)屬性出發(fā)對發(fā)酵生物反應(yīng)固有速率的研究;二是宏觀動力學(xué),主要是從乙醇制備的反應(yīng)器整體角度出發(fā),充分考慮反應(yīng)器中原料物質(zhì)之間的能量傳遞情況的動力學(xué)研究。其中酶催化反應(yīng)是應(yīng)用最廣泛的一種動力學(xué)模型。

          1.2發(fā)酵罐多場問題

          在具體的乙醇發(fā)酵過程中發(fā)酵罐是發(fā)酵功能實(shí)現(xiàn)的主要設(shè)備,而乙醇的發(fā)酵過程是一個(gè)復(fù)雜的過程,發(fā)酵過程中受各種因素的影響,溫度、濃度等各種反應(yīng)特性的傳遞會受到限制,從而在罐內(nèi)形成不同的反應(yīng)場,這種不規(guī)則分布的反應(yīng)場會對反應(yīng)的正常進(jìn)行產(chǎn)生影響,例如對氧在發(fā)酵液中的傳遞速度、固定化酶傳播等反應(yīng)應(yīng)有的過程產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響發(fā)酵反應(yīng)的質(zhì)量。但是正是發(fā)酵罐中的這種多場現(xiàn)象,為研究人員提供了干預(yù)發(fā)酵罐中發(fā)酵反應(yīng)的契機(jī),通過對反應(yīng)罐中多場化現(xiàn)象的研究和有效利用,可以實(shí)現(xiàn)對乙醇發(fā)酵過程的人工干預(yù),為乙醇質(zhì)量的提升奠定了基礎(chǔ)。

          2提純過程中的化學(xué)工程問題

          使用發(fā)酵方法制作乙醇制得的發(fā)酵液中,乙醇的含量較低,通常情況下只有5%到12%之間,這種濃度的乙醇是無法用作燃料的,所以在乙醇發(fā)酵工作完成后對乙醇溶液進(jìn)行提純是一個(gè)必要的環(huán)節(jié)。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的乙醇提純技術(shù)是蒸餾技術(shù),通過精蒸餾的方法將乙醇中的水分有效排出,通常情況下使用這種提純技術(shù)只能將乙醇的含量提升到90%左右,在這種純度基礎(chǔ)上再使用蒸餾技術(shù)進(jìn)行提純,其提純效率已經(jīng)極低。所以為了保證乙醇溶液實(shí)現(xiàn)有效的工業(yè)應(yīng)用,應(yīng)該使用綜合提純方法對其進(jìn)行提純,提純活動中首先以精蒸技術(shù)對乙醇溶液進(jìn)行粗提純,在提純形成的90%乙醇溶液基礎(chǔ)上再應(yīng)用萃取、共沸和吸附等精提純工藝做進(jìn)一步提純,形成工業(yè)應(yīng)用需求的相應(yīng)濃度乙醇產(chǎn)品。

          3生物發(fā)酵反應(yīng)與分離過程的耦合

          從乙醇發(fā)酵工藝角度來看,現(xiàn)代乙醇制作工藝研究的內(nèi)容還是一些基礎(chǔ)性的內(nèi)容,涉及到乙醇制作的具體工藝步驟,而生物發(fā)酵反應(yīng)與分離的耦合并不是一種單純的乙醇發(fā)酵制作工藝的完善,而是從乙醇制造整體角度出發(fā)對乙醇制造過程中的能量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)化。從當(dāng)前的乙醇制備角度來看乙醇制造存在著一個(gè)乙醇分離和提純的過程,這兩個(gè)過程的分離導(dǎo)致了整個(gè)制備過程制備資源和能量的浪費(fèi),如果能夠?qū)⒁掖嫉姆蛛x過程和提純過程結(jié)合在一起,也就是說提升發(fā)酵分離過程產(chǎn)生的乙醇溶液濃度,就能夠減少乙醇提純過程的負(fù)擔(dān),甚至可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)結(jié)束以后直接制得符合濃度要求乙醇的目標(biāo)。這種生物發(fā)酵反應(yīng)與分離過程的耦合極大的提升了乙醇制備的效率,是乙醇制備工藝發(fā)展的未來技術(shù)。

      生物燃料制備技術(shù)范文第3篇

      Emerging Environmental

      Technologies

      2009

      Hardback

      ISBN 9781402087851

      Shah著

      地球環(huán)境的惡化引起了人們的廣泛關(guān)注,環(huán)境保護(hù)工作的好壞,直接與國家的安定有關(guān),對保障社會勞動力再生產(chǎn)免遭破壞有著重要的意義。隨著人類對環(huán)境認(rèn)識的深入,環(huán)境是資源的觀點(diǎn)越來越為人們所接受。于是,環(huán)境保護(hù)日漸得到了各國的重視。但是,由于環(huán)境保護(hù)在一定程度上可能與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會問題有著比較難協(xié)調(diào)的沖突。因此,近年來,對于環(huán)境保護(hù)概念的理解也日趨新穎和合理。環(huán)境保護(hù)就是通過采取行政的、法律的、經(jīng)濟(jì)的、科學(xué)技術(shù)等多方面的措施,保護(hù)人類生存的環(huán)境不受污染和破壞;還要依據(jù)人類的意愿,保護(hù)和改善環(huán)境,使它更好地適合于人類勞動和生活以及自然界中生物的生存,消除那些破壞環(huán)境并危及人類生活和生存的不利因素。隨著人們對環(huán)境變化及影響其變化的主要原因的不斷關(guān)注,科學(xué)家們不斷的加快研究步伐,通過發(fā)展新型環(huán)保技術(shù)以便減小環(huán)境變化帶來的負(fù)面影響。

      本書主要討論當(dāng)前環(huán)境問題、最新的技術(shù)方法以及未來的發(fā)展方向等。作者為Vishal Shah,目前在美國道林大學(xué)生物學(xué)院擔(dān)任助教。他2001年畢業(yè)于印度薩達(dá)爾帕特爾大學(xué),獲得工學(xué)博士學(xué)位。其研究方向?yàn)榄h(huán)境微生物學(xué)和生物技術(shù)應(yīng)用。

      本書從形式上看是一本論文集,具體內(nèi)容包括以下方面:微生物燃料電池、混合太陽光照明、細(xì)菌環(huán)境整治、新型清潔技術(shù)、用于污水處理的納米技術(shù)、表面催化技術(shù)以及蛋白質(zhì)類天然氣水合物抑制劑等。第一部分介紹了微生物燃料電池技術(shù),該技術(shù)利用了微生物的催化作用,在微生物處理特定的垃圾時(shí),可以釋放出能量,這種能量會被微生物燃料電池轉(zhuǎn)化為電能。該技術(shù)是一種清潔能源,完全無污染。第二部分介紹了一種蛋白質(zhì)制備方法,這種蛋白質(zhì)可以通過微生物制備,它應(yīng)用于天然氣的傳輸過程中,防止天然氣在高壓低溫的情況下發(fā)生水合,與傳統(tǒng)的水合作用抑制劑相比無毒,無污染。第三部分介紹了一種基于微生物催化作用的新型自組裝膜表面改性技術(shù),傳統(tǒng)的表面改性技術(shù)需要用到有毒的試劑或者需要在惡劣的條件下(如高溫)才能完成,這些會對膜產(chǎn)生影響,并造成環(huán)境污染,采用微生物催化作用,可以做到無污染并有利于環(huán)境保護(hù)。在第四部分中,介紹了燃料的低溫燃燒可以提高燃料利用效率,降低NOx和CO2的排放量,基于此作者介紹了一種低溫燃燒的模型建立方法及其控制措施。第五部分介紹了一種新型太陽能的利用方法,該方法可以應(yīng)用于多種現(xiàn)代化的建筑物內(nèi),為室內(nèi)提供照明,節(jié)省能源。第六部分介紹了一種新型的工業(yè)污水處理技術(shù),采用納米粒子,采用磁分離技術(shù)將污水中的重金屬物去除,起到了污水處理作用。第七部分介紹了一種新型的環(huán)境污染處理技術(shù),采用某些微生物的移動及攜帶作用可以減小和治理某些地區(qū)的污染。

      本書內(nèi)容新穎,知識性強(qiáng),可供環(huán)境保護(hù)、資源能源、新能源開發(fā)等領(lǐng)域讀者參考,也適合一般讀者了解該領(lǐng)域最新動態(tài)或?qū)W習(xí)相關(guān)背景知識時(shí)閱讀。

      劉軍濤,博士生

      (中國科學(xué)院電子學(xué)研究所)

      生物燃料制備技術(shù)范文第4篇

      關(guān)鍵詞 高含水率;生物質(zhì);成漿;氣化

      中圖分類號:TQ511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)17-0143-01

      工業(yè)進(jìn)程的加快和水環(huán)境的污染,導(dǎo)致高含水率生物質(zhì)不斷增加。如果釀酒業(yè)產(chǎn)生的酒糟廢液、水體富營養(yǎng)化滋生的藻類,以及污水處理廠產(chǎn)生的生物污泥。這些高含水率有機(jī)生物質(zhì)具有共同的特點(diǎn):1)高水率高,甚至達(dá)到95%以上;2)含有一定的熱值;3)難處理,處理不當(dāng)引起不同程度的二次污染;4)脫水能耗高,而且需要專門的設(shè)備。如何對這些高含水率生物質(zhì),引起了越來越多學(xué)者的關(guān)注。

      水煤漿是20世紀(jì)70年代石油危機(jī)中發(fā)展起來的一種新型低污染代油燃料。它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有石油一樣的流動性和穩(wěn)定性,可以泵送、霧化、貯存與穩(wěn)定著火燃燒。高含水率生物質(zhì)一方面含水率高,多數(shù)為高濃度懸浮體系,另一方面含有一定熱值,作為能源時(shí)與水煤漿具有相似性。將高含水率生物質(zhì)與煤混合,通過一定的處理工藝制備生物質(zhì)水煤漿,依托成熟的氣流床氣化技術(shù),實(shí)現(xiàn)其與煤的共氣化,不僅能很好地解決高含水率生物質(zhì)的資源化難題,又能簡化它們的處理與處置流程。生物質(zhì)水煤漿氣化使企業(yè)、工業(yè)園區(qū)或城鎮(zhèn)社區(qū)變污染負(fù)效益為資源正效益,充分體現(xiàn)了其在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,資源合理利用及清潔生產(chǎn)等方面的綜合作用。本文以藍(lán)藻、水葫蘆和污泥等高含水率生物質(zhì)為例,探討其與煤共氣化的工藝的可行性。

      1 物性分析

      按照國家煤質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 212-2001)對神府煤進(jìn)行工業(yè)、元素及熱值分析。由于污泥、藍(lán)藻和水葫蘆是作為能源物質(zhì)與煤成漿共氣化,所以采用與煤相同的處理方法,也按國家煤質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)對污泥、藍(lán)藻和水葫蘆進(jìn)行相關(guān)分析,分析結(jié)果列于表1。

      從表1可以看出,污泥的含水率超過80%,藍(lán)藻和水葫蘆達(dá)到94%以上,因此把他們定義為高含水率生物質(zhì)。將高含水率生物質(zhì)直接與煤制備水煤漿,用生物質(zhì)所含的水代替部分制漿用水,省去了高能耗的干燥過程。這3種生物質(zhì)中都具有高含水率、高灰分、高揮發(fā)分、高氮含量和低碳含量的特點(diǎn)。高含水率生物質(zhì)單獨(dú)氣化需要干燥,且能量密度低,與煤制漿共氣化可以有效地克服這些缺點(diǎn)。藍(lán)藻中氮含量接近煤的10倍,水煤漿氣化爐內(nèi)部是弱還原的氣氛,燃料中的氮以還原態(tài)的形式存在,不會生成氮氧化物,消除了引起二次污染的隱患。另一方面,污泥、藍(lán)藻和水葫蘆的高位熱值都在10 MJ·kg-1以上,藍(lán)藻甚至接近20 MJ·kg-1。這些生物質(zhì)與煤一起作為燃料進(jìn)入氣化爐,對所含熱值進(jìn)行了充分利用,變廢為寶。

      2 成漿性

      高含水率生物質(zhì)制備漿體,是實(shí)現(xiàn)高含水率生物質(zhì)與煤氣流床共氣化的關(guān)鍵。筆者以污泥、藍(lán)藻、水葫蘆為例,研究了其與煤的成漿性。

      1)當(dāng)萘磺酸鈉作為分散劑時(shí),煤的單獨(dú)成漿濃度為62.5%。污泥加入降低了水煤漿的成漿濃度,污泥在漿體中的質(zhì)量百分比越高,污泥煤漿的成漿濃度越低。通過對污泥進(jìn)行預(yù)處理,能有效地提高污泥煤漿的成漿濃度,當(dāng)污泥占神府煤質(zhì)量的10%時(shí),污泥煤漿的成漿濃度為60%。

      2)藍(lán)藻自身粘度的大小對藍(lán)藻煤漿的成漿濃度有著重要的影響。添加藥劑、高速攪拌、加熱和厭氧消化等方法能降低含水藍(lán)藻的粘度,有利于藍(lán)藻煤漿成漿濃度的提高。當(dāng)藍(lán)藻與添加水的質(zhì)量比為1:1時(shí),藍(lán)藻煤漿的成漿濃度可以達(dá)到62.5%。

      3)通過粉碎、球磨使水葫蘆變成漿狀體,粘度降低。水葫蘆粘度降低有利于水葫蘆煤漿成漿濃度的提高。當(dāng)水葫蘆與煤的質(zhì)量比為23.9/100時(shí),水葫蘆煤漿的成漿濃度為60%。

      高含水率生物質(zhì)本身粘度的大小對生物質(zhì)煤漿的成漿濃度有著重要的影響,有效的降粘處理對提高成漿濃度有利。當(dāng)高含水率生物質(zhì)添加合適的比例時(shí),能制備出滿足工業(yè)要求的高含水率生物質(zhì)煤漿。

      3 氣化活性

      采用高溫?zé)崽炱椒謩e對污泥、藍(lán)藻和水葫蘆與神府煤CO2氣化反應(yīng)速度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并采用動力學(xué)模型進(jìn)行了活化能的計(jì)算。污泥加入后降低了煤與CO2氣化反應(yīng)時(shí)的活化能,起到了催化作用。隨著污泥添加量的增大,混合物的活化能降低。神府煤與CO2氣化時(shí)的活化能為178 kJ/mol,污泥的加入使煤氣化活化能降低了50 kJ/mol,有利于氣化反應(yīng)。藍(lán)藻中含有大量的K、Ca、Fe和Mg等金屬離子,這些金屬離子對煤的氣化具有催化作用。水葫蘆能提高煤的反應(yīng)速率,添加的Fe3+離子對煤的CO2氣化具有催化作用。

      依托成熟的氣流床氣化技術(shù),實(shí)現(xiàn)高含水率生物質(zhì)與煤的共氣化具有可行性。高含水率生物質(zhì)與煤制漿共氣化時(shí),一個(gè)顯著的優(yōu)勢是“大規(guī)模”,此工藝具有其他工藝無法比擬的處理量,一旦實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,將對高含水率生物質(zhì)的處理作出巨大貢獻(xiàn)。

      參考文獻(xiàn)

      [1]付融冰,楊海真,甘明強(qiáng).中國城市污水廠污泥處理現(xiàn)狀及其進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2004,27(5):108-110.

      [2]鄭建初,常志州,陳留根,等.水葫蘆治理太湖流域水體氮磷污染的可行性研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(3):247-250.

      [3]李偉東,李明,李偉鋒,等.改性污泥與無煙煤成漿性的研究.燃料化學(xué)學(xué)報(bào),2009,36(1):26-30.

      [4]齊國利,董梵,徐艷英.生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的現(xiàn)狀、應(yīng)用和前景[J].節(jié)能技術(shù),2004,22(5):17-19.

      [5]代正華,周志杰,陳雪莉,等.多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用[J].化工進(jìn)展,2006(1):611-615.

      [6]龔欣,劉海峰,等.新型(多噴嘴對置式)水煤漿氣化爐[J].節(jié)能與環(huán)保,2001(6):15-17.

      生物燃料制備技術(shù)范文第5篇

      【關(guān)鍵詞】垃圾焚燒;垃圾衍生燃料技術(shù)

      垃圾是人類日常生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物,由于城市垃圾排出量大,成分復(fù)雜多樣,給處理和利用帶來困難,如不能及時(shí)處理或處理不當(dāng),就會污染環(huán)境,影響環(huán)境衛(wèi)生。垃圾處理就是要把垃圾迅速清除,并進(jìn)行無害化處理,最后加以合理的利用。即實(shí)現(xiàn)無害化、資源化和減量化的目標(biāo)。

      垃圾的處理目前主要的方法有:填埋法、堆肥法、焚燒法。另外,還有資源返還、綜合利用等。

      一、主要垃圾處理方法

      填埋法:衛(wèi)生填埋是清潔工人每天將收集垃圾壓緊后,送往填埋場當(dāng)晚填埋場用土將當(dāng)天運(yùn)來的垃圾覆蓋上.再壓緊,以免鼠、蟲鳥等前來吃垃圾,傳播病菌。

      堆肥法:堆肥是把垃圾經(jīng)過前處理后,將有機(jī)垃圾送入發(fā)酵反應(yīng)器中,通過微生物的作用,變成有機(jī)肥。

      焚燒法:焚燒法是將垃圾放在特殊設(shè)計(jì)的封閉爐內(nèi),在高溫下燒成灰,然后把將灰填埋。此法可將垃圾體積縮小掉50%~95%,但燒掉了紙、塑料等可回收資源,垃圾在焚燒時(shí)會產(chǎn)生二惡英等有毒氣體。

      相比之下,垃圾焚燒處理的優(yōu)點(diǎn)為:廠房占地少,有利于節(jié)約土地資源;垃圾的減容減量化程度高;減容90%,減量80%;垃圾處理徹底,二次污染危害小;設(shè)備運(yùn)行全封閉全天候,文明程度高;焚燒爐的適用范圍很廣,能處理多種垃圾,且大多數(shù)焚燒技術(shù)不需對垃圾進(jìn)行預(yù)處理;垃圾焚燒的余熱可產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電、供熱,節(jié)約能源。

      另外,資源回收利用效益相當(dāng)可觀,按發(fā)熱值比較,我國城市每年產(chǎn)生的1.5億噸垃圾約相當(dāng)于3000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,約為目前全國標(biāo)煤年產(chǎn)量的2%。有分析認(rèn)為,一座城市的垃圾,就像一座低品位的“露天煤礦“,可以進(jìn)行無限期的開發(fā),而開發(fā)使用最經(jīng)濟(jì)有效的辦法,就是垃圾焚燒發(fā)電。

      總之,垃圾焚燒發(fā)電是最貼近垃圾處置的三化要求。發(fā)達(dá)國家垃圾焚燒發(fā)電占垃圾無害化處理的比例已普遍超過80%,垃圾發(fā)電在這些國家已是成熟的產(chǎn)業(yè)并進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化、市場化的成熟期。

      二、垃圾焚燒技術(shù)

      焚燒法是一種高溫?zé)峤馓幚砑夹g(shù),即以一定量的過量空氣與被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng),廢物中的有害有毒物質(zhì)在800-1200℃的高溫下氧化、熱解而被破壞,是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。

      焚燒法不但可以處理固體廢物,還可以處理液體廢物;不但可以處理城市垃圾和一般工業(yè)廢物,而且可以用于處理危險(xiǎn)廢物。在焚燒處理城市生活垃圾時(shí),也常常將垃圾焚燒處理前暫時(shí)儲存過程中產(chǎn)生的滲濾液和臭氣引入焚燒爐焚燒處理。焚燒法事宜處理有機(jī)成分多、熱值高的廢物;當(dāng)處理可燃有機(jī)物組分很少的廢物時(shí),需要補(bǔ)加燃料,這回使運(yùn)行費(fèi)用增高。但如果有條件輔以適當(dāng)?shù)膹U熱回收裝置,則可彌補(bǔ)上述缺點(diǎn),降低廢物焚燒成本,從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效率。

      三、垃圾衍生燃料RDF技術(shù)

      垃圾衍生燃料RDF(Refuse Derived Fuel),即先將生活垃圾在進(jìn)爐前進(jìn)行有效的預(yù)處理和成型加工,然后作為固體燃料被焚燒利用,從而為解決上述問題提供了新的思路。目前已應(yīng)用于城市生活垃圾焚燒處理及資源化利用的工程實(shí)踐中。

      垃圾衍生燃料RDF制作系統(tǒng)是由破碎分選子系統(tǒng)和加工成型子系統(tǒng)組成的。垃圾衍生燃料RDF加工生產(chǎn)技術(shù)是將生活垃圾首先進(jìn)行破碎,分揀出可燃物,再加入添加劑干燥,最后將其擠壓成型,制成顆粒狀物質(zhì)RDF燃料。RDF燃料的特點(diǎn)是大小均勻,所含熱值均勻,成型工藝可使垃圾熱值提高4倍左右,且易運(yùn)輸及儲備,在常溫下可儲存6~10個(gè)月不會腐壞。因此可以臨時(shí)將一部分垃圾儲存起來,以解決在鍋爐停運(yùn)或垃圾產(chǎn)出高峰時(shí)期的處置能力問題;通過在成型過程中加入添加劑[5, 7]可以達(dá)到爐內(nèi)脫除SO2,HCl和減少二惡英類物質(zhì)排放的目的。

      國外對RDF技術(shù)的研究起步較早,在美國、日本等國已得到廣泛應(yīng)用,并開始商業(yè)化發(fā)展。美國是世界上最早利用RDF發(fā)電的國家,已有發(fā)電站37座,占垃圾發(fā)電站的21%。如美國維吉尼亞州的RDF工廠,每天將約2000t的生活垃圾制成RDF用于電廠發(fā)電。日本政府于20世紀(jì)90年代開始支持該技術(shù)的引進(jìn)和研發(fā)工作,近幾年已有十幾家大公司對RDF工藝投入大量資金進(jìn)行RDF資源化研究和開發(fā)。2004年投運(yùn)的上海寶山神工生活廢物綜合處理廠即安裝了RDF生產(chǎn)線。

      1、垃圾衍生燃料RDF技術(shù)與垃圾焚燒技術(shù)的比較

      (1)垃圾衍生燃料RDF 的制備,不受場地和規(guī)模限制,適合中、小型垃圾處理廠分散制造后,再收集起來進(jìn)行高效發(fā)電,有利于提高垃圾發(fā)電的規(guī)模和效益,比用原生垃圾焚燒發(fā)電,效率提高25%~35%,使大規(guī)模的熱能循環(huán)利用成為可能;而垃圾焚燒受場地和規(guī)模限制,垃圾焚燒量在400t以下時(shí),一般用于供熱水或蒸汽,但受地理?xiàng)l件、季節(jié)變化和周邊環(huán)境的限制,熱能常常得不到充分利用。

      (2)垃圾衍生燃料RDF經(jīng)分選、脫氯、脫硫處理,可大大減輕煙氣對設(shè)備的腐蝕,煙氣和灰渣比原生垃圾焚燒時(shí)減少2/3,減少了相關(guān)處理設(shè)備的投資。

      (3)由于RDF具有較好的防腐性,能在倉內(nèi)保管1年以上,可作為儲備能源按需使用;垃圾直接焚燒,受垃圾成分波動的影響,產(chǎn)生熱能不穩(wěn)定,且由于垃圾需連續(xù)消納,熱能在無需求時(shí)也必須產(chǎn)生,造成能源浪費(fèi)。

      垃圾衍生燃料(RDF-5)具有熱值高、燃燒穩(wěn)定、易于運(yùn)輸、易于儲存、二次污染低和二惡英類物質(zhì)排放量低等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發(fā)電工程等領(lǐng)域。

      2、垃圾衍生燃料的應(yīng)用

      在RDF的生產(chǎn)中,最重要的是城市生活垃圾和制備工藝,什么成分的垃圾,決定采用什么樣的制備工藝。一般整套垃圾燃料處理制備工藝由垃圾接收破碎單元、垃圾含水率降低及熱值提高單元、造粒烘干單元及配套工程單元組成。

      相同質(zhì)量的垃圾,應(yīng)用RDF技術(shù),可以增加一倍的發(fā)電量。衍生燃料(RDF-5),可在垃圾發(fā)電廠、一般熱電廠(燃煤)及普通燃煤機(jī)械鍋爐中使用,在大型鍋爐上使用效率會更高。由于中小城鎮(zhèn)垃圾產(chǎn)出量有限,地級以下城市采用垃圾分區(qū)處理加工RDF-5,再集中于中心城市發(fā)電,可實(shí)現(xiàn)最佳的綜合效益。

      生活垃圾衍生燃料RDF是一種新型再生能源物質(zhì)。在熱電行業(yè)是一種能夠部分代替煤炭的環(huán)保燃料,主要適用于各種以焚燒垃圾配套發(fā)電廠的原料預(yù)處理工序。同時(shí)適用于通過鍋爐改造,將現(xiàn)有的6 MW/h燃煤小火電發(fā)電機(jī)組,改造成同能量輸出的垃圾發(fā)電機(jī)組的燃料供應(yīng)。

      有專家估計(jì)今后每年垃圾發(fā)電對垃圾衍生燃料的需求量達(dá)1 000 萬t以上,并每年按5%~8%的速度增長。

      四、結(jié)論

      1、比較而言,垃圾焚燒發(fā)電是我國今后一段時(shí)間主要的垃圾處理方式。這方面,國外發(fā)達(dá)國家技術(shù)已經(jīng)成熟,中國自主研發(fā)的技術(shù)和裝備也已得到不少的應(yīng)用,并且具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和明顯的成本優(yōu)勢。

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